专利名称：红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法
技术领域：
本发明属于生态恢复工程技术领域，更具体涉及一种红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法，特别是利用筛选适合红壤不同侵蚀立地的红壤恢复品种和构建合理的种植模式来改良侵蚀退化的土壤，以防止水土流失，有利于植被恢复。
背景技术：
我国南方亚热带红壤区山地丘陵面积所占比重大，坡地多，坡度陡，土壤侵蚀的潜在危险性很大，同时高温多雨，水热资源丰富，湿热同季的气候特点，给土壤侵蚀提供了强大的降雨侵蚀源动力。亚热带红壤本身有机质含量低，转化速度快，土壤腐殖质品质差，土壤腐殖质分子量小，结构简单，土壤呈酸性反应，土壤养分蓄持和供应能力低等特点是土壤肥力难以保持的障碍因素，再加上湿热同季使该区以花岗岩为主的岩石矿物强烈风化，形成疏松深厚的风化层，使得土壤抗蚀性很低。亚热带山地丘陵区人口密集，人地矛盾突出， 大面积的坡地被开发利用，土地因此而退化。人口分布多集中在农村，农民以薪柴为主要燃料，采伐强度超限，甚至出现铲草皮、挖树根等现象，不但造成坡地植被彻底破坏，还将红壤潜在的脆弱性完全表现出来，加剧了水土流失，丧失了植被恢复所需的土壤肥力和种子库， 导致侵蚀红壤的不可逆退化，严重影响该区域的可持续发展。吕仕洪等在“红壤侵蚀区植被恢复研究综述”(广西植物，2003，23(1)，83_89) — 文中总结出自然封育和人工重建是红壤侵蚀区植被恢复的两种基本途径，但是邓新辉，蒋忠诚在文章“广西弄拉森林植被的喀斯特效应”(地球与环境，2007，35 ), 128-13 中谈到广西弄拉通过封山育林使植被对大气降雨、表层岩溶泉水物理化学特征、土壤自然含水量和土壤水有良好影响花费了 40年之久，因此对于极度退化的红壤剧烈和严重侵蚀区在自然封育的条件下很难或根本无法恢复植被。黄小春，宋小妹在题目为“江西低丘红壤水土流失区植被恢复策略及理论探讨”(江西林业科技，2008，6，42-47)中提到了一中通过人工重建完成植被恢复目标的方法首先要控制水土流失，创造适宜植物生长的环境条件；其次选用耐旱、耐瘠、速生的树种或草种重建先锋群落；第三步配置植物种群，构建地带性植物群落；第四步是统一规划，按照生产型或生态型的目标构建多类型的自然生态系统，在树种选择的基础上采用合理的营林措施提高林地生产力。实际上，植被、土壤和水分是喀斯特生态系统中三个有相互关联的、重要且敏感的自然环境因素。其中土壤和水分是植被可持续发展的基础，只有有了适合植被快速、稳定生长的土壤和水分，植被才能在短期内恢复， 恢复了的植被的根系具有固定土壤的功能，从此才能进入植被恢复的良性循环。显然，改良石漠化的喀斯特区域土壤，减少水土流失，特别是增加其持水容量、增加其保水功能和提高其适应植物生长的能力是南方亚热带红壤侵蚀区植被恢复措施中最核心和关键的技术。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法，方法易行，操作简便，应用植物生物工程技术改善了侵蚀退化红壤，减少了水土流失，增加了保水功能和提高了其适应植物生长的能力，使退化了的红壤区域的植被能够高效率地恢复，促进了植被迅速恢复。为了达到上述的目的，本发明采用以下技术措施本发明主要解决中国南方红壤侵蚀区水土流失严重，山地植被稀疏，土壤有机质含量低以及植被难以恢复等问题。花岗岩侵蚀立地属于比较典型的红壤侵蚀区，是红壤侵蚀区植被恢复的重点和难点，通过资料的收集，调研，实地考察选育和筛选适宜品种，集成了优质高生物量种植和植被群落构建模式技术，构建了适合花岗石红壤不同侵蚀立地的三种植模式①极强度红壤侵蚀立地的乔灌草混交模式，种植水保草模式，以草促林先让草层改善原有的林分环境，促进乔木的有利生长；②强度侵红壤蚀立地的老头松近自然改造模式，即取了植被恢复措施“草-灌-乔”组合的方式，形成稳定的植物群落。解决了这些地区往往因生境恶劣，物种单一，治理效果不佳的问题，而在轻度水土流失地或立地条件较好的中度水土流失地及人迹少至的远山、陡坡、荒坡地研发出老头松近自然改造的补种阔叶树种和养分调控模式。③在轻度红壤侵蚀立地经济林采取了生草覆盖模式，不仅能快速减轻土壤的侵蚀，增加土壤的养分积累，而且提高经济林的经济效益和植被固氮效应。同时对所构建的不同植物群落类型的生态效益(包括群落生长特征、水土保持效果、土壤性状改良等)进行比较、分析，揭示土壤侵蚀强度与地表植被覆盖率以及覆盖植物群落类型和结构特征之间的关系，筛选出适宜南方红壤丘陵退化生态系统恢复的技术方法和恢复方案， 并选育和种植出适宜南方花岗石红壤退化生态系统恢复的优良植物物种(芒草)。—种红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法，其步骤是1、植物品种筛选通过综合分析中国南方红壤不同侵蚀立地植被恢复的物种和种植模式。总结了各种物种的适应性，筛选出了适合花岗岩红壤不同侵蚀立地红壤恢复品种。 其中乔木包括火力楠、枫香、樟树、马褂木和含笑；灌木有胡枝子和小叶女贞；草本有宽叶雀稗、百喜草、马唐、羊茅草、狗牙根、类芦、芒草和香根草。2、种植模式的构建参照水利部1996年颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》 (SL190-96)，植被覆盖10 % 30 %为极强度侵蚀立地；植被覆盖30 % 50 %为强度侵蚀立地；植被覆盖50% 70%为中度侵蚀立地；植被覆盖70% 90%为轻度侵蚀立地。根据不同侵蚀强度立地的生境特点，构建以下种植模式A、极强度侵蚀立地的草覆盖模式种植水保草种类芦、香根草、芒草小区 (20X20m)各 1 个。B、强度侵蚀地乔灌草混交模式整地乔木挖50 X 40 X 30cm穴，株行距1.5m，每穴施复合肥0. 25Kg ；灌木挖40 X 30 X 30cm穴，株行距1. 5m，每穴施复合肥0. 25Kg ；灌木品种都用胡枝子，小叶女贞，小桐子和白刺花。草籽每个小区(IOOm2)用量为0.2^g，稻田土 25Kg,复合肥50kg拌勻后撒播。每种种植模式有3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长。所述的复合肥是指氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分表明量的仅由化学方法制成的肥料，是复混肥料的一种。品种配置乔木火力楠+马褂木草本宽叶雀稗，芒萁乔木枫香+樟树草本百喜草，芒萁乔木火力楠+马褂木+含笑草本狗牙根，芒萁乔木枫香+樟树+马褂木草本马唐，芒萁
乔木火力楠+枫香+樟树+马褂木草本羊茅草，芒萁C、中度侵蚀立地老头松近自然改造模式一种方法是补种阔叶树种(火力楠，马褂木，枫香，樟树)，在林下空地挖50 X 40 X 30cm穴，株行距1. 5m，每穴施肥0. 25Kg ；以上树种按1 1 1 1混交配置。另一种方法是养分调控(施复合肥)，在树冠投影上坡挖长宽深40cmX 30cmX 30cm施肥穴，穴间距2m，密度为167穴/亩，每穴施复合肥0. 25kg。每种种植模式有3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长。D、轻度侵蚀立地经济林生草覆盖模式整地在梯田台面挖lOcmxlOcmxlOcm小穴 (一锄法)，每穴放入大豆3-5粒，盖一把农家肥混合土(用猪粪和稻田土按1 3拌勻制成)。模式光皮树+绿肥(秋大豆、印尼绿豆、黄豆)；板栗+绿肥(秋大豆、印尼绿豆、黄豆)。每种种植模式有3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长。3、监测和评价所构建的植被群落生长状况和水土保持作用在种植施肥前，每个样方取土 3个重复，作为初始对照。对所构建植物群落不同类型的乔、灌、草物种的空间组合，同时对不同恢复时间的马尾松林进行群落中，物种组成和郁闭度等进行群落调查。监测和分析各种群落构建模式在南方红壤丘陵退化生态系统的生长状况、群落生长特征和水土保持效益以及土壤改良状况。结果表明A、极强度红壤侵蚀立地种植前，试验地表层土壤流失殆尽，土壤极为贫瘠，以耐旱、耐瘠薄著称的马尾松，盖度5% -10%，年高生长仅为5-25cm，成了“小老树”，地表仅有十分稀少的野古草、芒萁等。种植水保草种类芦、香根草、芒草后，植被存活率达85%以上， 植被覆盖率达80%以上，立地条件大幅度改善和提升。B、强度红壤侵蚀立地由于地表裸露，土壤养分流失严重，近地表植被很难生长。乔灌草混交种植后一方面植物结构得到改善植物生长加速，另一方面地表经过植物覆盖的增加，可以起到拦蓄水土，减缓径流的作用，研究初步表明对于地表覆盖度在35%以上的强度红壤侵蚀立地适合采取乔灌草混交种植模式。C、对于植被覆盖度大于60%中度红壤侵蚀立地，研发出老头松近自然改造的补种阔叶树种和养分调控模式。补种阔叶树种和养分调控后，林分质量，层次性得到提高，地被物覆盖度也得到增加，形成合理的针阔混交林，提高了防御自然灾害能力。D、轻度侵蚀立地经济林生植被覆盖> 70%，采取草覆盖模式，不仅能快速减轻土壤的侵蚀，增加土壤的养分积累，而且可以为畜牧业和生活燃料提供原料。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果①增加土壤的持水容量和减少水土流失；②增加土壤有效养分的供给、改善土壤理化特性、培肥地力、促进植被恢复具有显著的效果。③提高土壤适应植物生长的能力，增加植被恢复的速率和成功率；④充分利用当地资源，土壤改良成本低，取材方便，操作简便，针对性强。⑤极强度侵蚀立地的草覆盖模式，植被覆盖率达80 %以上，立地条件大幅度改善和提升；强度侵蚀地乔灌草混交模式，植物结构得到改善植物生长加速，同时地表经过植物覆盖的增加，可以起到拦蓄水土，减缓径流的作用；中度侵蚀立地老头松近自然改造模式， 养分调控后，林分质量，层次性得到提高，地被物覆盖度也得到增加，形成合理的针阔混交林，提高了防御自然灾害能力；轻度侵蚀立地经济林生草覆盖模式，增加土壤的养分积累，而且可以为畜牧业和生活燃料提供原料。
具体实施例方式实施例1 一种红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法，其步骤是1、植物品种筛选1)、物种选育调查全国范围内芒草分布和特征，同时收集一些芒草。在湖北进行种植选育，每平方米种植1株芒草，在芒草生长过程取长势良好的芒草(M. sinensis)与 M. sacchariflorus进行杂交，并将选择长势良好的芒草在福建省长汀县河田镇不同红壤侵蚀立地进行不同模式的种植。中监测芒草的生长高度，叶茎比，生物量，糖转化等生理特征， 进行芒草生长状态的评估。2)、品种筛选主要考虑四个方面①植物应具备适应红壤酸性或粘性土生长的特性；②植物应适应当地气象和气候条件，抗病虫害能力强，不会造成生物污染；③易于开发利用，具有市场性和美化环境的效果；④植物的根系发达，固土能力强。通过以上四条依据，筛选出以下适合品种乔木(火力楠，枫香，樟树，马褂木，含笑)；灌木(胡枝子，小叶女贞)；草本(宽叶雀稗，百喜草，马唐，羊茅草，狗牙根，类芦，芒草，香根草)。2、种植模式1)、严重侵蚀地乔灌草混交模式整地乔木挖50X40X30cm穴，株行距1. 5m,每穴施复合肥0. 25Kg ；灌木挖 40 X 30 X 30cm穴，株行距1. 5m，每穴施肥0. 25Kg ；灌木品种都用胡枝子+小叶女贞，按1 1 混交；草籽每个小区(IOOm2)用量为0. 25kg，稻田土 25Kg，复合肥50kg，拌勻后撒播。
品种配置
①乔木火力楠+马褂木草本宽叶雀稗，芒萁
②乔木枫香+樟树草本百喜草，芒萁
③乔木火力楠+马褂木+含笑草本狗牙根，芒萁
④乔木枫香+樟树+马褂木草本马唐，芒萁
⑤乔木火力楠+枫香+樟树+马褂木草本羊茅草，芒萁 ①一⑤每种模式3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长。同
时，种植水保草种类芦、香根草、芒草小区O0X20m)各1个。2)、中度侵蚀立地老头松近自然改造模式①补种阔叶树种(火力楠，马褂木，枫香，樟树)在林下空地挖50 X 40 X 30cm穴， 株行距1.5m，每穴施复合肥0.25Kg;以上树种按1 :1:1: 1混交配置。②，养分调控(施复合肥)在树冠投影上坡挖长宽深40cmX30CmX30Cm施肥穴，穴间距2m,密度为167穴/亩，每穴施复合肥0. 25kg。①——②每种模式3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长。3)、轻度侵蚀立地经济林生草覆盖模式(1)整地在梯田台面挖lOcmxlOcmxlOcm小穴(一锄法)，每穴放入大豆3_5粒， 盖一把农家肥混合土(用猪粪和稻田土按1 3拌勻制成)。(2)模式①，光皮树+绿肥(秋大豆、印尼绿豆、黄豆)
②，板栗+绿肥(秋大豆、印尼绿豆、黄豆)①——②每种模式3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长。3、监测和评价所构建的植被群落生长状况和水土保持作用在种植施肥前，每个样方取土 3个重复，作为初始对照。种植对所构建植物群落不同类型的乔、灌、草物种的空间组合，监测和分析各种群落构建模式在南方红壤丘陵退化生态系统的生长状况、群落生长特征和水土保持效益以及土壤改良状况。
权利要求
1. 一种红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法，其步骤是A、植物品种筛选通过综合分析中国南方红壤不同侵蚀立地植被恢复的物种和种植模式，筛选出了花岗岩红壤不同侵蚀立地红壤恢复品种其中乔木包括火力楠、枫香、樟树、马褂木和含笑；灌木有胡枝子和小叶女贞；草本有宽叶雀稗、百喜草、马唐、羊茅草、狗牙根、 类芦、芒草和香根草；B、种植模式的构建参照水利部1996颁布的土壤侵蚀分类分级标准，植被覆盖10% 30%为极强度侵蚀立地；植被覆盖30% 50%为强度侵蚀立地；植被覆盖50% 70%为中度侵蚀立地；植被覆盖70% 90%为轻度侵蚀立地，根据不同侵蚀强度立地的生境特点，构建以下种植模式a、极强度侵蚀立地的草覆盖模式种植水保草种类芦、香根草、芒草小区20X20m各1个；b、强度侵蚀地乔灌草混交模式整地乔木挖50X 40 X 30cm穴，株行距1. 5m，每穴施复合肥0. 25Kg ；灌木挖40 X 30 X 30cm穴，株行距1. 5m，每穴施复合肥0. 25Kg ；灌木品种都用胡枝子，小叶女贞，小桐子和白刺花，草籽每个小区IOOm2用量为0. 25kg，稻田土 2^(g，复合肥50kg拌勻后撒播，每种种植模式有3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长，品种配置乔木火力楠+马褂木；草本宽叶雀稗，芒萁；乔木枫香+樟树；草本百喜草，芒萁；乔木火力楠+马褂木+含笑；草本狗牙根，芒萁；乔木枫香+樟树+马褂木；草本马唐，芒萁；乔木火力楠+枫香+樟树+马褂木； 草本羊茅草，芒萁；C、中度侵蚀立地老头松近自然改造模式一种方法是补种阔叶树种火力楠，马褂木，枫香，樟树，在林下空地挖50X40X30cm穴，株行距1. 5m,每穴施肥0. 25Kg ；以上树种按1 :1:1: 1混交配置，另一种方法是养分调控，在树冠投影上坡挖长宽深 40cmX30cmX30cm施肥穴，穴间距2m，密度为167穴/亩，每穴施复合肥0. 25kg，每种种植模式有3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长；d、轻度侵蚀立地经济林生草覆盖模式整地在梯田台面挖lOcmxlOcmxlOcm小穴，每穴放入大豆3-5粒，盖一把农家肥混合土 用猪粪和稻田土按1 3拌勻制成，模式光皮树 +绿肥秋大豆、印尼绿豆、黄豆；板栗+绿肥秋大豆、印尼绿豆、黄豆，每种种植模式有3个重复，每个小区宽15m，以山脊为界，长度取自然坡长；C、监测和评价所构建的植被群落生长状况和水土保持作用在种植施肥前，每个样方取土 3个重复，作为初始对照，对所构建植物群落不同类型的乔、灌、草物种的空间组合，同时对不同恢复时间的马尾松林进行群落中，物种组成和郁闭度进行群落调查，监测和分析各种群落构建模式在南方红壤丘陵退化生态系统的生长状况、群落生长特征和水土保持效益以及土壤改良。
全文摘要
本发明公开了一种红壤侵蚀退化立地的植被恢复的方法，其步骤是⑴植物品种筛选通过综合分析中国南方红壤不同侵蚀立地植被恢复的物种和种植模式，筛选出了花岗岩红壤不同侵蚀立地红壤恢复品种；⑵种植模式的构建①极强度红壤侵蚀立地的乔灌草混交模式，种植水保草模式；②强度侵红壤蚀立地的老头松近自然改造模式；③轻度红壤侵蚀立地经济林采取了生草覆盖模式。⑶监测和评价所构建的植被群落生长状况和水土保持作用。方法易行，操作简便，改善了侵蚀退化红壤，减少了水土流失，增加了保水功能和提高了其适应植物生长的能力，使退化了的红壤区域的植被能够高效率地恢复，促进了植被迅速恢复。
文档编号A01G1/00GK102379174SQ20111025096
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者张全发, 王伟波, 程晓莉 申请人:中国科学院武汉植物园