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九寨沟地震受损地植被恢复技术研究与建议

吴世磊 张越 张炜 陈涤非 苏宇 贺维

吴世磊, 张越, 张炜, 等. 九寨沟地震受损地植被恢复技术研究与建议[J]. 四川林业科技, 2020, 41(6): 131−136 doi: 10.12172/202006040002
引用本文: 吴世磊, 张越, 张炜, 等. 九寨沟地震受损地植被恢复技术研究与建议[J]. 四川林业科技, 2020, 41(6): 131−136 doi: 10.12172/202006040002
Wu S L, ZHANG Y, Zhang W, et al. Research and suggestions on vegetation restoration technology of damaged habitats in Jiuzhaigou earthquake-stricken areas[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(6): 131−136 doi: 10.12172/202006040002
Citation: Wu S L, ZHANG Y, Zhang W, et al. Research and suggestions on vegetation restoration technology of damaged habitats in Jiuzhaigou earthquake-stricken areas[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(6): 131−136 doi: 10.12172/202006040002

九寨沟地震受损地植被恢复技术研究与建议


doi: 10.12172/202006040002
详细信息
    作者简介:

    吴世磊(1987—),男,工程师,硕士,275968751@qq.com

  • 基金项目:  九寨沟地震灾区珍稀动物受损栖息地林草植被快速恢复模式研究与示范项目

Research and Suggestions on Vegetation Restoration Technology of Damaged Habitats in Jiuzhaigou Earthquake-stricken Areas

More Information
  • 摘要: 近年来四川强烈地震频发,本文以立地类型、植被恢复模式、植物配置等为切入点,对汶川、芦山地震灾区受损地植被恢复成效开展研究。在此研究基础上,结合九寨沟地震灾区震损地的特殊地理环境和植被系统破坏程度,根据九寨沟地震灾区受损地植被恢复的7种立地类型,建议采用3种恢复模式, 4种工程技术,并推荐适应该区域26种植物配置树种,以期为以后地震灾区受损地快速恢复提供科学参考。
  • 图  1  浆砌石挡土墙示意图

    Fig.  1  Schematic diagram of the masonry retaining wall

    图  2  铅丝笼挡土墙示意图

    Fig.  2  Schematic diagram of the wire cage retaining wall

    图  3  土石袋阶梯示意图

    Fig.  3  Schematic diagram of the earth-rock bag ladder

    图  4  浆砌排水沟示意图

    Fig.  4  Schematic diagram of the mortar drainage ditch

    表  1  九寨沟地震灾区受损地受损立地类型分类表

    Tab.  1  Classification of damaged habitats in Jiuzhaigou earthquake-stricken areas

    立地区立地亚区海拔/m植被坡度/°土壤地形受损状况
    川西高山峡谷立地区高山峡谷东部立地亚区2000~3600受损严重,几乎无植被5~25土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石崩塌或滑坡形成的堆积体,多为块石堆积,少数为石砾状,稳定性差,多位于地块下部直接损毁林地
    2000~3600受损严重,几乎无植被25~45土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石本次地震的直接损毁林地,主要为崩塌、滑坡坡面稳定性差,多位于地块中部直接损毁林地
    2000~3600受损严重,几乎无植被45以上土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石主要为崩塌、滑坡坡面的地块上部,受损极为严重,多为岩石裸露直接损毁林地
    2000~3600一般受损,植被生长总体良好,乔木郁闭度0.6~0.8;灌木较稀疏,盖度50%~70%左右5~45具备一定土壤,多为山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤和山地棕色针叶林土,土层厚度30 cm~50 cm高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻严重受损林地
    2000~3600一般受损,植被生长总体良好,乔木郁闭度0.6~0.8;灌木较稀疏,盖度50%~70%左右45以上具备一定土壤,多为山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤和山地棕色针叶林土,土层厚度30 cm~50 cm高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻严重受损林地
    2000~3600一般受损的灌木林地,以及部分疏林地、郁闭度不足0.4的有林地5~45山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤,土层厚度
    35 cm~50 cm
    高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻一般受损林地
    2000~3600一般受损的灌木林地,以及部分疏林地、郁闭度不足0.4的有林地45以上山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤,土层厚度
    35 cm~50 cm
    高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻一般受损林地
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    表  2  九寨沟地震灾区受损地植物配置树种推荐表

    Tab.  2  Recommended tree species for plant arrangement in damaged habitats of Jiuzhaigou earthquake-stricken areas

    海拔高度/m植物群落适宜的植物配置树种推进
    1800~2600针阔混交林油松(Pinus tabuliformis Carr.)、辽东栎(Quercus wutaishansea Mary)、云杉(Picea asperata Mast.)、冷杉(Abies fabri(Mast.)Craib)、红桦(Betula albosinensis Burk.)、锦鸡儿(Caragana sinica (Buc'hoz) Rehder)、白桦(Betula platyphylla Suk.)、青榨槭(Acer davidiiFranch.)、连香树(Cercidiphyllum japonicum Sieb. Et Zucc.)、山杨(Populus davidiana Dode)、忍冬(Lonicera japonica Thunb.)、西南绣球(Hydrangea davidii)等
    2600~3600针叶林云杉(Picea asperata Mast.)、冷杉(Abies fabri(Mast.)Craib)、铁杉(Tsuga chinensis (Franch.) Pritz.)、疏花槭(Acer laxiflorum Pax)、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)、柳叶忍冬(Lonicera lanceolata Wall.)、华西箭竹(Fargesia nitida (Mitford) Keng f.)、悬钩子(Rubus corchorifolius L.f.)、香柏(Sabina pingii var. wilsonii)、杜鹃(Cuculus)、金露梅(Potentilla fruticosa L.)、秀丽莓(Rubus amabilis Focke)、刺悬钩子(Rubus pungens Camb)、窄叶鲜卑花等(Sibiraea angustata (Rehd.) Hand.-Mazz.)、长尾槭(Acer caudatum Wall.)、青杨(Populus cathayana Rehd.)、山杨(Populus davidiana Dode)等
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    出版历程
    • 收稿日期:  2020-06-04
    • 网络出版日期:  2020-10-15
    • 刊出日期:  2020-12-11

    九寨沟地震受损地植被恢复技术研究与建议

    doi: 10.12172/202006040002
      作者简介:

      吴世磊(1987—),男,工程师,硕士,275968751@qq.com

    基金项目:  九寨沟地震灾区珍稀动物受损栖息地林草植被快速恢复模式研究与示范项目

    摘要: 近年来四川强烈地震频发,本文以立地类型、植被恢复模式、植物配置等为切入点,对汶川、芦山地震灾区受损地植被恢复成效开展研究。在此研究基础上,结合九寨沟地震灾区震损地的特殊地理环境和植被系统破坏程度,根据九寨沟地震灾区受损地植被恢复的7种立地类型,建议采用3种恢复模式, 4种工程技术,并推荐适应该区域26种植物配置树种,以期为以后地震灾区受损地快速恢复提供科学参考。

    English Abstract

    • 2008年、2013年发生在四川汶川、芦山地区的大地震,对当地生态环境造成严重破坏,山体滑坡、泥石流等次生地震灾害频繁,使森林资源遭到严重破坏。吴春生[1]等通过遥感影像分析汶川地震,得出森林和草地生态系统有所恢复,其中草地面积增加量超过受地震破坏损失量;杨渺[2-3]等对地震极重灾区水土保持等方面进行了跟踪评估;刘洪江[4]采用震后滑坡灾害地面排查及无人机遥感影像对芦山地震次生滑坡灾害危险性评价。地震灾区受损地恢复是一个综合性研究,对于地震的研究多集中于地质等方面,本文以受损地植被恢复为切入点研究地震灾区受损地植被恢复现状,从中总结出经验和技术;并针对九寨沟地震灾区受损地的特殊地理环境和植被系统破坏程度开展植被恢复研究,为九寨沟及其他相应类型区域受损地的植被恢复重建工作提供科学参考。

      • 不同森林地段之间立地条件有差异,在实际地震灾区受损地植被恢复中有必要把立地条件及生长效果相近似的林地地段归并成同一立地类型,然后根据不同立地类型的特点制定并采用有效措施,划分立地条件类型是实现地震灾区受损地科学植被恢复的一项十分重要基础工作。

        干龙梅[5-6]等在震损地立地类型划分研究中认为开展受损地立地类型划分是植被恢复的基础工作,能提出提高植被存活率、生态环境重建的科学依据。王树军[7]等在实际工作中,把立地条件及其生长效果相近的地段归为一类型,再根据各类型特点制定相应措施。邓东周[8-9]在对四川地震灾后重建生态修复研究中,将四川汶川地震受灾区划分为盆地丘陵区、川西高山峡谷区、盆周山地区。王娟[10]将汶川地震的震损林地按主导因子进行了立地类型分类,在此基础上开展植被恢复研究。

        因此在对九寨沟地震灾区进行植被恢复研究前应根据受损生态系统类型、受损程度、主要因子等对受损地立地类型开展分类研究。

      • 近几年地震灾区受损地主要根据不同的立地类型,采用相对应的生境修复、生境恢复、生境保育的植被恢复模式。通过不同模式的植被恢复工作的开展,地震灾区受损地得到系统的植被恢复,起到了良好的修复与保护作用。地震灾区受损地按照不同受损程度、生态系统类型划分为不同立地类型,针对不同立地类型采取不同的植被恢复模式。

        黄云霞等[11-12]分析汶川地震灾区四川自然保护区受损状况,根据立地条件、植被恢复物种的生物学特性,将植被恢复概括为以下几种:(1)坡度在25°以下的受损区域的植被恢复采用工程技术和人工植苗造林相结合的生境修复植被恢复模式;(2)地震形成的45°以上大滑坡面,恢复与重建及其困难,则进行封山育林的生境保育植被恢复模式;(3)野生动物的生境廊道植被恢复采取以自然修复、人工重建或促进重建的生境恢复植被恢复模式。

        黄光忠[13]分析汶川地震对岷江上游植被影响程度和类型,提出植被恢复模式对策:(1)针对坡度较大(大于45°)、作业难度较困难、人工植苗造林成本较高的地块,适宜于封山育林的生境保育模式,让其自然修复;(2)海拔1 800 m以上,坡度小、宜开展植被恢复工作的滑坡体、泥石流滩、落石、崩塌造成的损毁林地,通过人工植苗造林为主的生境恢复模式;(3)公路两旁坡度大,植被恢复难度大的滑坡、崩塌损毁林地,应采用生物措施加工程措施的植被恢复模式。

        为减少次生灾害对受损地恢复效果的影响,提高生态恢复效果,往往结合工程技术和生物技术共同探讨灾后受损地生态修复技术研究。工程技术主要用于植被恢复前的坡面稳定、排水、保水等工程,起到创造适宜的造林条件。其中应用较多的有铁丝笼挡土墙、干砌石挡土墙、浆砌石挡土墙、钢铁框挡土墙等以及土袋阶梯、竹栅栏、草席覆盖、土袋渠系以及排水渠等配套工程。

        黄海[14]对汶川地震重灾区北川县都坝河小流域的生态修复模式研究建立了灾损土地的利用方式和生态修复模式,提出灾损地的生态修复应考虑泥石流等灾害风险。王雅飞、付诗雨[15-18]等通过对比现有震损林地山体边坡生态修复技术的利弊,探讨震损山体边坡生态恢复的有效途径。

      • 地震灾区植被恢复植物的配置应立足于恢复森林植被、生态功能的目标,坚持宜乔则乔、宜灌则灌、乔灌草相结合的思路。韩茂云[19]通过探讨茂县“5.12”地震灾后不同植被恢复模式恢复成效,得出乔灌草模式的造林效果最佳,乔灌草和针阔叶混交的造林模式的综合效果最佳,值得在生产上推广。鄢武先[20]通过震损林地立地特性和地带性植物生物学特性之间的耦合,筛选出适宜卧龙自然保护区地震灾后植被恢复的主要植物60余种。植物种选择的原则为:(1)生态适应性;(2)地带性;(3)先锋性;(4)抗逆性和自我维持性;(5)生物多样性。

      • 2017年8月8日21时19分,四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震源深度20 km,震中地震烈度达9°。九寨沟地处青藏高原东南部,是青藏高原向四川盆地陡跌的过渡带,是我国第一大地形台阶的坎前转折部位。区域内山峰高耸,河谷深切,南高北低[21-22]。根据郭建强[23]对地貌作用的不同特征、地貌空间分布特征的研究,九寨沟分为高山河谷地貌、高山山地地貌、高山坡地地貌。

        根据邓东周地震灾区的分类研究成果[8-9],九寨沟地震灾区属于川西高山峡谷区,该区域受损地生态系统复杂多样,山高坡陡,海拔一般在3 000 m以上,相对高差可达2 000 m,土壤类型有黄壤土、黄棕壤土等,气候寒冷,日照强烈,但由于海拔高差悬殊,水热条件差异很大。根据受损程度、海拔、坡度、地形等因子划分了7个立地类型(见表1)。

        表 1  九寨沟地震灾区受损地受损立地类型分类表

        Table 1.  Classification of damaged habitats in Jiuzhaigou earthquake-stricken areas

        立地区立地亚区海拔/m植被坡度/°土壤地形受损状况
        川西高山峡谷立地区高山峡谷东部立地亚区2000~3600受损严重,几乎无植被5~25土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石崩塌或滑坡形成的堆积体,多为块石堆积,少数为石砾状,稳定性差,多位于地块下部直接损毁林地
        2000~3600受损严重,几乎无植被25~45土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石本次地震的直接损毁林地,主要为崩塌、滑坡坡面稳定性差,多位于地块中部直接损毁林地
        2000~3600受损严重,几乎无植被45以上土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石主要为崩塌、滑坡坡面的地块上部,受损极为严重,多为岩石裸露直接损毁林地
        2000~3600一般受损,植被生长总体良好,乔木郁闭度0.6~0.8;灌木较稀疏,盖度50%~70%左右5~45具备一定土壤,多为山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤和山地棕色针叶林土,土层厚度30 cm~50 cm高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻严重受损林地
        2000~3600一般受损,植被生长总体良好,乔木郁闭度0.6~0.8;灌木较稀疏,盖度50%~70%左右45以上具备一定土壤,多为山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤和山地棕色针叶林土,土层厚度30 cm~50 cm高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻严重受损林地
        2000~3600一般受损的灌木林地,以及部分疏林地、郁闭度不足0.4的有林地5~45山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤,土层厚度
        35 cm~50 cm
        高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻一般受损林地
        2000~3600一般受损的灌木林地,以及部分疏林地、郁闭度不足0.4的有林地45以上山地褐土、山地棕壤、山地灰化棕壤,土层厚度
        35 cm~50 cm
        高山峡谷阳坡或阴坡,坡面稳定,受损程度总体较轻一般受损林地
      • 结合地震灾区受损地植被恢复模式研究的成功经验,针对不同的立地类型(见表1)采取不同的植被恢复模式治理。

        (1)生境修复模式

        针对地震灾区直接损毁的受损林地,植被恢复受损严重,几乎无植被,由崩塌或滑坡形成的堆积体,多为块石堆积,少数为石砾状,稳定性差,多位于受损地地块下部。植被恢复受损严重,几乎无植被,坡度5°~25°,土壤少,多为岩石裸露、石栎堆积体等,小部分区域残存少许泥土、泥夹石。针对此类立地类型应进行工程技术和人工植苗造林相结合的生境修复模式,使之坡面能够稳定,改善植物生长的基础条件,再结合人工植苗造林措施恢复受损地植被。

        (2)生境修复模式

        地震造成森林植被受到局部破坏,部分区域出现不规则分布林中空地、林窗,但受损区域立地质量基本未受破坏,具有森林植被恢复的基础或地震破坏严重,但坡度在25−45°之间,施工难度较难。针对此类立地类型,主要采用人工植苗造林和人工直植被恢复模式进行生境恢复,树种选择抗逆性强、生长快的乡土树种,并加强后期抚育管护,加快恢复受损地森林植被。

        (3)生境保育模式

        地震造成部分林地林木折断、根系损伤、树冠损伤,针对此类疏林地、郁闭度不足0.4的有林地、坡度大于45°施工难度极大的大滑坡,主要通过适当的人工干预,采取封山育林植被恢复受损地森林植被。封山育林技术模式应根据封禁对象、立地条件,划定封禁区,禁止采伐、砍柴、放牧等措施,实行长点封禁,并设护林员进行管护,借助大自然的恢复能力,恢复受损地的生态功能。

      • 根据黄海、王雅飞、付诗雨等[14-16]对地震灾后生态修复技术的研究结果,结合九寨沟地震灾区受损地立地类型和植被恢复模式等实际情况,对生境修复模式采取的工程技术主要有4类措施:

        (1)浆砌石挡土墙

        适用于边坡缓于1∶1、紧邻公路或河道边的陡急型崩塌石质坡面的地块,主要位于坡脚部位,主要作用为稳定坡面,防止土砂移动,同时分散地表水、修正坡度(见图1)。

        (2)铅丝笼挡土墙

        适用于边坡缓于1∶1的土石边坡或岩石边坡,或有泥土、岩石滑落,或有流水冲击的坡面,主要作用稳定坡面,防止土砂移动,同时分散地表水、修正坡度(见图2)。

        (3)土石袋阶梯

        适用于坡度接介于1∶1至1∶1.5的受损边坡,主要作用缓解坡面土石流失、滑落,稳定坡面,拦截坡面泥土(见图3)。

        (4)浆砌排水渠

        适用于具有汇水面的边坡,或有流水冲击的坡面,主要安排在受损坡面的低矮处。主要作用为排洪,将降雨时产生的地表径流引流至坡底,以防止降雨过大时冲刷毁坏工程措施,并避免降雨冲刷坡体导致滑坡和泥石流的发生(见图4)。

        图  1  浆砌石挡土墙示意图

        Figure 1.  Schematic diagram of the masonry retaining wall

        图  2  铅丝笼挡土墙示意图

        Figure 2.  Schematic diagram of the wire cage retaining wall

        图  3  土石袋阶梯示意图

        Figure 3.  Schematic diagram of the earth-rock bag ladder

        图  4  浆砌排水沟示意图

        Figure 4.  Schematic diagram of the mortar drainage ditch

      • 地震灾区受损地植被恢复植物配置总体上是立足于恢复森林植被、恢复生态功能的目标,坚持宜乔则乔,宜灌则灌,乔灌草相结合的思路植被恢复治理,树种选取栽植抗逆性强、生长快的乡土树种与受损地原生植被相同或相近的树种。通过对九寨沟地震灾区乡土植物中筛选,再充分考虑苗木来源保障性和可栽培等实际因素,拟推荐以下植物配置树种(见表2)。

        表 2  九寨沟地震灾区受损地植物配置树种推荐表

        Table 2.  Recommended tree species for plant arrangement in damaged habitats of Jiuzhaigou earthquake-stricken areas

        海拔高度/m植物群落适宜的植物配置树种推进
        1800~2600针阔混交林油松(Pinus tabuliformis Carr.)、辽东栎(Quercus wutaishansea Mary)、云杉(Picea asperata Mast.)、冷杉(Abies fabri(Mast.)Craib)、红桦(Betula albosinensis Burk.)、锦鸡儿(Caragana sinica (Buc'hoz) Rehder)、白桦(Betula platyphylla Suk.)、青榨槭(Acer davidiiFranch.)、连香树(Cercidiphyllum japonicum Sieb. Et Zucc.)、山杨(Populus davidiana Dode)、忍冬(Lonicera japonica Thunb.)、西南绣球(Hydrangea davidii)等
        2600~3600针叶林云杉(Picea asperata Mast.)、冷杉(Abies fabri(Mast.)Craib)、铁杉(Tsuga chinensis (Franch.) Pritz.)、疏花槭(Acer laxiflorum Pax)、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)、柳叶忍冬(Lonicera lanceolata Wall.)、华西箭竹(Fargesia nitida (Mitford) Keng f.)、悬钩子(Rubus corchorifolius L.f.)、香柏(Sabina pingii var. wilsonii)、杜鹃(Cuculus)、金露梅(Potentilla fruticosa L.)、秀丽莓(Rubus amabilis Focke)、刺悬钩子(Rubus pungens Camb)、窄叶鲜卑花等(Sibiraea angustata (Rehd.) Hand.-Mazz.)、长尾槭(Acer caudatum Wall.)、青杨(Populus cathayana Rehd.)、山杨(Populus davidiana Dode)等
    参考文献 (31)

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