植物群落生态恢复

彭州市位于成都平原西北边缘，属龙门山断裂带，该区域生态区位十分重要，特别是白水河国家级自然保护区，是成都的生态系统和生物多样性保护重点地区，也是长江上游生态屏障的有机组成部分。震中位于龙门山脉的“５•１２”汶川特大地震给彭州市造成重大地质灾害和生态灾难，使其林业遭受严重破坏，森林植被、基础设施设备、重点生态工程、产业基地、珍稀野生动物栖息场所等均遭严重破坏。据统计，全市森林资源损毁１３３００ｈｍ２，此次地震破坏彭州市林业用地面积的８８．９％，９１．２％的活立木总蓄积量。此次地震不仅使该区域森林植被严重被毁，森林覆盖率下降，森林涵养水源、水土保持功能降低，而且伴随着崩塌、滑坡、泥石流、严重水土流失等大量次生灾害，对区域生态安全构成巨大威胁［１－２］。因此，地震及地震诱发的次生地质灾害形成的山体崩塌、滑坡、山洪、泥石流、堰塞湖等大量地震创面的生态修复与重建［３］，也成为震后灾区重点工作之一。近两年对“５•１２”汶川地震创面的生态恢复重建方面的报道不多。贺延光、李忠东对彭州龙门山银厂沟区域“地开花”现象、震后灾情以及地质方面进行了研究［４］；刘守江、张斌对龙门山非规范滑坡体上植被自然恢复的研究显示因气候条件优越，植物群落丰富度、多样性及生物量均已较高，具备自然恢复的潜力［５］。但是，目前对灾后各类迹地上进行的群落现状及次生演替过程、群落生物多样性等方面鲜有报道。本文以四川彭州市震后几个典型的次生裸地上次生演替群落的生物多样性、土壤碳状况进行了初步分析，以期揭示该区震后次生演替与生态自然恢复的机制与规律，也为生态重建与自然保护提供理论依据和实践指导。

１材料与方法

１．１研究区概况

此次调查采样分别位于彭州市地震破坏最为严重的龙门山镇（白水河自然保护区外围）、白鹿镇。该区域夏无酷暑，７月平均温度一般不超过２５℃，而１月平均温度在０℃以下（表１）。本区日照少，年日照时数在１２００ｈ左右，年日照百分率仅３０％。一般１２月份开始有霜冻，可延续到翌年３月初。全年无霜期约２５０ｄ左右。盛夏多暴雨山洪，且陡涨陡落，具有典型的山溪性河流水文特征。土壤类型属四川盆地山地湿润亚热带山地黄壤和山地黄棕壤，植被为亚热带常绿阔叶林区。

１．２野外样地调查方法

１．２．１样地设置

２０１１年５月进行野外样地调查，在彭州市龙门山镇和白鹿镇等地选取典型的地震崩塌迹地（整个坡面植被和表层土壤完全被剥离）、泥石流裸地（地震诱发的大型泥石流冲积扇）、大型滑坡体（整体滑坡，大型乔木全部受到破坏，多年生草本植物和表土得到大部分保留）、重建居住地（灾后移民安置点）等典型区域，每个样地基本情况见表２。每类样地分别取邻近未受到地震破坏的区域作为对照，同时进行调查和采样。

１．２．２野外调查方法

在以上４类典型的地震创面样地中，随机设置２ｍ×２ｍ（草本植物）、４ｍ×４ｍ（灌木与草本植物）和１０ｍ×１０ｍ（木本植物为主）的样方，每类样地分别做３个重复样方，在每个样地内选取邻近环境相似未受到地震破坏的区域内设原生样方３个作为对照样方加以调查。分别对上述样方进行植物物种、密度、高度、盖度、多度、生物量等指标测定，并根据野外调查数据资料，在物种鉴定和实验室分析的基础上，对各类样地的植物群落进行物种分析、α多样性、β多样性、群落相似性等多样性指标分析。

１．３土壤分析及数据处理方法

在各个样地的代表性地段取０—２０ｃｍ土样，各地重复取样３次，装入密封袋并标记。所有新鲜土样运回实验室，４℃保存，进行土壤微生物量碳（Ｍｉｃｒｏｂｉ－ａｌＢｉｏｍａｓｓＣａｒｂｏｎ，ＭＢＣ）含量测定；取１０ｇ左右新鲜土样烘干至恒量，测定土壤含水量；其余土样去除根系、石砾等，自然风干，分别过０．２５ｍｍ和２ｍｍ筛，进行土壤总有机碳（ＴｏｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ，ＴＯＣ）、可溶性有机碳（ＤｉｓｓｏｌｖｅｄＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ，ＤＯＣ）及土壤易氧化态碳（ＥａｓｉｌｙＯｘｉｄｉｚａｂｌｅＣａｒｂｏｎ，ＥＯＣ）含量的分析。ＴＯＣ测定采用高温外热重铬酸钾氧化容量法；ＤＯＣ测定采用重铬酸钾外加热法［８］；ＥＯＣ测定采用０．３３３ｍｏｌ／Ｌ的ＫＭｎＯ４氧化—比色法［９］；ＭＢＣ测定采用氯仿熏蒸—浸提法［１０］。数据分析采用ＳＰＳＳ１１．０软件方差分析（ｏｎｅ—ｗａｙＡＮＯＶＡ）和多重比较（ＬＳＤ检验），分别对不同恢复地区总有机碳及各组活性有机碳含量进行显著性检验。

２结果与分析

２．１群落的物种组成及重要值

２．１．１不同恢复地植物的群落组成特征

野外调查结果表明，龙门山各种地震创面的恢复样地中，地震破坏创面迹地出现高等植物有２２科３４属４６种；泥石流裸地有２０科３１属４０种；居民安置点有１３科１６属１６种；滑坡体有１６科２１属２６种，共出现植物４６科７７属８６种，其中菊科（Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ）１３属３６种，占全部种数的４１．８６％，表明菊科植物在龙门山植被自然恢复演替过程中为先锋植物，而且成为该地区植物区系的优势种。除菊科外，莎草科（Ｃｙｐｅｒａｃｅａｅ）（３属５种）、唇形科（Ｌａｂｉａｔａｅ）（４属６种）、蔷薇科（Ｒｏｓａｃｅ－ａｅ）（６属９种）、毛莨科（Ｒａｎｕｎｃｕｌａｃｅａｅ）（４属７种）、石竹科（Ｃａｒｙｏｐｈｙｌｌａｃｅａｅ）（３属８种）、禾本科（Ｇｒａ－ｍｉｎｅａｅ）（５属８种）、虎耳草科（Ｓａｘｉｆｒａｇａｃｅａｅ）（３属５种）也较为重要。地震崩塌迹地有一、二年生草本植物１２种，占物种数的２６％；多年生草本植物１５种，占物种数的３３％；灌木１７种，占物种数的３７％；乔木和藤本均各为１种，整个群落外貌为稀疏灌草群落或草地群落。原生样地中共有１４科１６属１６种，其中有一、二年生草本植物３种，多年生草本植物４种，灌木６种，乔木５种、藤本２种，整个群落外貌为典型的亚热带森林群落，林冠已经郁闭。泥石流迹地有一、二年生草本植物３种，占物种数的０．７５％；多年生草本植物２８种，占物种数的７０％；灌木５种，占物种数的１２．５％，乔木１种，藤本３种，整个群落外貌呈荒草地群落。而邻近区域的原生样地中共有６种大型乔木植物，５种灌木和１６种多年生草本，为典型的郁闭亚热带人工针阔叶混交林。居民安置点无一、二年生草本植物；多年生草本植物有７种，灌木８种，二者共占种数的９４％，而乔木仅１种。为典型的人工园林植物群落。对照的农田为旱地，除农作物外，尚有７种一年生杂草，４种多年生杂草。滑坡体有一、二年生草本植物５种，占物种数的１９％；多年生草本植物１８种，占物种数的６９％；灌木２种，乔木１种，为次生灌草群落。原生植被主要是人工亚热带阔叶林，一、二年生草本７种，多年生草本３种，灌木４种，藤本１种，乔木６种。综上可见，经过２ａ的次生演替，从物种组成上看，地震迹地（地震崩塌迹地、新生泥石流冲积扇、新建居民安置点以及滑坡体）上定居的植物多为一、二年生草本植物，特别是在崩塌迹地和泥石流冲积扇上面，几乎全部为易扩散的广布杂草型的先锋植物，极少有乔木树种自然定居；其次，每类地震迹地的群落类型与原生背景也有极大差异，这些地震迹地上的群落类型多为草地群落或者灌草群落，而背景植物群落为亚热带天然常绿落叶阔叶混交林或者人工亚热带阔叶林。