重庆渝东北地区水土保持乔木及大径竹类植物调查及评价

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　　摘要 以重庆渝东北地区水土保持乔木及大径竹类植物为研究对象，采用层次分析法，从环境适应性、生长状况、水土保持效果、经济价值等方面，构建评价指标体系，对渝东北地区水土保持乔木及大径竹类植物筛选及评价研究，结果表明渝东北地区水土保持乔木及大径竹类植物资源丰富，47科122属231种。根据重庆渝东北地区水土保持乔木/大径竹综合评价得分及排序，共有3级以上（分值>80分）水土保持植物87种，其中Ⅰ级水土保持植物共31种，Ⅱ级水土保持植物共31种，Ⅲ级水土保持植物共25种。重庆市水土保持植物资源非常丰富，有很多资源尤其是药用植物资源需要开展一些基础研究，研究开发其利用价值，攻克其产业化的关键技术，依靠科技创新，培育新型产业，为渝东北地区水土保持林建设提供理论依据及技术支撑。
　　关键词 渝东北;水土保持;乔木;大径竹;评价
　　中图分类号 S 757.2文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2020）01-0128-07
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.039
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Investigation and Evaluation of Soil and Water Conservation Trees and Large Diameter Bamboos Plants in Northeastern Chongqing
　　GUAN Yun feng1，LI Guo1，ZHU Yuan chun1，2
　　（1.Chongqing Academy of Forest，Chongqing 400036;2.Chongqing Hanye Garden Engineering Co.，Ltd.，Chongqing 400036）
　　Abstract The environmental adaptability，growth status，soil and water conservation effect，economic value，and other aspects of soil and water conservation tree and large diameter bamboo plants in northeastern Chongqing were studied by using the analytic hierarchy process to screen and evaluate these plants.Results showed that the plant resources of soil and water conservation tree and large diameter bamboo in northeastern Chongqing were abundant with 231 species of 122 genera in 47 families.According to the comprehensive evaluation index and ranking of soil and water conservation trees and large diameter bamboos in northeastern Chongqing，this region included 87 species of soil and water conservation plants （index>80），including 31 species of plants that perform best in soil and water conservation，31 species of plants that perform better in soil and water conservation，and 25 species of plants that perform general in soil and water conservation.The water and soil conservation plant resources in Chongqing were very rich.For many resources，especially medicinal plant resources， we should carry out some basic research todevelop their utilization value and overcome the key technologies of their industrialization，relying on scientific and technological innovation to cultivate new industries.This could provide theoretical foundation and technical support for the construction of soil and water conservation forests in northeastern Chongqing.
　　Key words Northeastern Chongqing;Soil and water conservation;Tree;Large diameter bamboo;Evaluation
　　重慶市是集大城市、大农村、大山区、大库区为一体的超大城市，自然生态条件、地区发展水平、城乡发展水平差异较大。重庆市属于全国水土保持区划中的西南紫色土区（四川盆地及周围山地丘陵区），其主城城镇开发和基础设施建设区侵蚀强度高，危害大，尤其是渝东北地区是该市水土流失最严重的区域，水土流失集中分布于涪陵及以东的中部平行岭谷区和东段平行岭谷区，万州至巫山段是该市水土流失最严重的地区。 　　通过营造植被来改善区域生态环境、治理水土流失是当前水土保持界公认的最便捷、最有效、最科学和最绿色可持续的水土保持方法。首先要选出水土保持功能强大的水土保持植物。水土保持植物通常具有根系发达、适应性广、生长速度快、对气候以及土壤等自然条件的要求不高等习性[1]，对于水土保持植物的筛选既要参考其生物学特征、生态学习性，也要根据其在不同环境下水土保持能力表现来具体判断。《重庆维管植物检索表》记录了重庆市5 900余種维管植物，并对其资源分布状况进行了简要介绍。除去规模系统的调查研究外，针对几个或单个植物物种的水土保持能力、抗性能力和水土保持植物资源开发利用方面的研究更加深入。学者们通过大量研究，指出羽叶山黄麻、苜蓿、香根草、漆树、桑、南竹[2-11]、马尾松[12]、杉木[13]、柳杉[14]、柏树[15-16]、杜仲[17]、厚朴[18]、构树[19]、光皮桦[20]、木荷[21]、秋华柳[22]、广东山胡椒[23]、牛鞭草[24]等是较好的水土保持植物。对于典型的重庆水土保持植物如杜仲、厚朴、花椒、枇杷、猕猴桃、葡萄、花椒等的品种选育、育苗、栽培、管理、采收、营销等也都有大量的研究结果呈现。虽然当前的研究成果较为丰硕，但仍然存在研究较为片面，单一以经济效益为导向、产业化关键技术未能攻破或者产业化技术链不完善等缺陷。
　　为解决渝东北地区水土流失问题，保障三峡库区的生态环境安全，该研究通过开展重庆渝东北地区水土保持乔木及大径竹类植物资源调查，构建水土保持植物筛选评价体系，筛选出适应性强、长势优良、产业化前景好的植物资源，为重庆渝东北地区的水土保持林建设提供理论依据和技术指导。
　　1 研究区域及研究方法
　　1.1 研究区概况
　　渝东北地区（图1），包括万州、梁平、城口、丰都、垫江、忠县、开州、云阳、奉节、巫山、巫溪11个区县，地处渝鄂川陕4省市交界地带，是重庆的东北“门户”。
　　渝东北地区是我国重要生物多样性保护区和生态功能维护区，是长江流域重要生态屏障和长江上游特色经济走廊，地处三峡库区，该区土地总面积3.39万km2。地貌类型以中低山为主，山谷高差800～1 200 m，喀斯特地貌发育，河谷深切，土壤以紫色土、黄壤、黄棕壤和石灰岩土为主，多年平均降雨量1 155.4 mm。区内坡耕地分布较广，农业人口集中，水土流失严重，水土流失面积1.6万km2，水土流失面积比42.43%，其中中度及以上水土流失面积占水土流失总面积的64.91%，区内水土流失分布较广，水土流失敏感程度高，是重庆市重力侵蚀最为严重的地区。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 调查方法。
　　线路调查：根据调查区域地形、地势特点，分别设置水平样线和垂直样线。水平样线的线路调查内容包括记录河流、湖泊、沼泽等生境的植被类型，记录方式为现场调查、咨询记录、数码拍摄记录等。同时通过沿线踏查选择合适的垂直样线，顺着山坡垂直向上，沿线记录植被类型的变化，选择典型的群落样地，进行样地调查。
　　样地调查：在垂直样线的线路调查基础上，根据地形、海拔、坡向坡位、地质土壤，以及植物群落的形态结构和主要组成成分的特点，采取典型选样的方式设置样地。典型样地设置面积大小均以大于其群落最小样地面积为标准，乔木林统一设置400 m2（20 m×20 m）。样地调查方法主要采用十字分割样方法和分层统计法，将样地平分成4个象限，对乔木层逐一调查记录。
　　标本鉴定参考《中国植物志》《四川植物志》《中国高等植物图鉴》《重庆维管植物检索表》等工具书，如有分歧，以《中国植物志》为准。
　　1.2.2 评价方法。
　　1.2.2.1 建立评价梯阶层次结构。
　　最高层为重庆渝东北地区水土保持乔木/大径竹综合评价，在中间层将水土保持乔木/大径竹综合评价的总目标分解成4个指标，即适应性指标、生长指标、水土保持指标和经济指标4项评价准则。最底层分别为抗旱性、耐瘠薄、抗病虫害、海拔分布梯度、适生土壤pH范围、生长速度、冠幅面积、树冠厚度、叶面积指数、分枝数、林冠截留率、枯落物持水率、枯落物储量、根系状况、表层土壤根分布、单位面积经济产值、管护投入17项评价因子，将各种要素的因子放在适当的层次内，用层次结构图清晰地表达这些因素的关系，建立完全相关的综合评价指标体系，对17个评价因子指标进行具体的描述（表1～2）。
　　1.2.2.2 构造两两比较判断矩阵。
　　在AHP综合评价体系中，各评价因素的相对重要性是评价的重要基础和依据。在实际工作中，这些相对重要的信息基础通常是根据总目标的要求由有经验的专业人士或者在广泛征求大多数人意见的基础上做出判断。用1～9比率标度使之定量化，并构成两两比较判断矩阵。该研究请专家对评价因子进行两两比较建立成对比较矩阵，经调整构造出A-B，B1-C、B2-C、B3-C、B4-C两两比较判断矩阵（表3～7）。
　　1.2.2.3 综合评判计算方法。利用方程V=nBω，其中V为综合得分;B为因子评分;ω为因子权重值;n为因子数。
　　根据表3～7各指标权重值，得到重庆市水土保持植物综合评价计算为：
　　V=ni=1Biωi=ni=1Ciωi
　　2 结果与分析
　　2.1 水土保持乔木及大径竹类植物调查与分析
　　重庆市境
　　内植物种类异常丰富，境内有维管植物224科1 848属5 900余种。通过对重庆渝东北地区水土保持乔木及大径竹类植物调查，结合水土保持植物特点、生境特征，选择多年生、植株低矮、种源易获得、繁殖较易、经济价值相对较高、市场需求量大的物种，然后整理、分类，水土保持乔木及大径竹类植物47科122属231种。 　　2.2 水土保持乔木及大径竹类植物资源评价
　　2.2.1 准则层及因子层各指标的权重。
　　根据判断矩阵运用Yaaph 6.0可以得出重庆渝东北水土保持乔木及大径竹类植物资源评价模型与中间层各个因子所占的权重（表8）。
　　权重值的大小反映了评判者对各个评价因子的重视性程度。渝东北大巴山山区，海拔垂直地带性强，坡度大，水土流失强度大，立地条件差，就要求水土保护植物保证适应能力的前提下，满足生长指標，才能保证植物发挥水土保持的生态效益，改善土壤结构，降低地表径流量，减缓该区域的水土流失强度。在保证植物水土保持功能的前提下尽量突出水土保持植物的经济效益，适应性指标的权重值最高，为0.557 9。说明在渝东北地区水土保持植物筛选中，植物对当地环境的适应能力十分重要，只有保证了基本生存能力，才能在此基础上讨论水土保持植物的水土保持效应和潜在的经济效益。水土保持植物的生长指标权重值排列第2，为0.263 3，表明在水土保持植物筛选中，植物的生长状况比较重要，能够提高植物的水土保持效益，增加经济收入，引导其产业化发展。
　　适应性B1-C的各个评价因子中，抗旱性（C1）、耐瘠薄（C2）、抗病虫害（C3）、海拔分布梯度（C4）及适生土壤pH范围（C5）权重值分别为0.443 6、0.261 8、0.152 8、0.089 2、0.052 6，抗旱性（C1）的权重值最高，说明在渝东北地区地理环境气候条件下，夏季炎热，多伏旱，在水土保持植物筛选中，抗旱性是首要考虑的因子，渝东北地区多山地和丘陵，是典型的喀斯特地貌，土壤较贫瘠，因此选择耐贫瘠的树种也非常重要。同时抗病虫害、海拔分布梯度及适生土壤pH范围也是需要考虑的因子。
　　生长性（B2-C）的各个评价因子中，生长速度（C6）、冠幅面积（C7）、树冠厚度（C8）、叶面积指数（C9）、分枝数（C10）权重值分别为0.439 8、0.257 5、0.157 6、0.089 8、0.055 3，生长速度（C6）权重值较高，说明在水土保持植物筛选过程中植物的生长速度是首要考虑的因子，冠幅面积、树冠厚度、叶面积指数、分枝数等指标也是需要考虑的因子。
　　水土保持指标（B3-C）的各个评价因子中，林冠截留率（C11）、枯落物持水率（C12）、枯落物储量（C13）、根系状况（C14）、表层土壤根分布（C15）的权重值分别为0.453 7、0.266 7、0.149 1、0.081 7、0.048 8，林冠截留率（C11）的权重值较高，说明在水土保持植物筛选过程中植物对雨水的林冠截留率是首要考虑的因子，减少地表径流的强度，削弱雨水对土壤的冲刷侵蚀，植物的枯落物越多，地表覆盖层越厚，同样可以减弱雨水对土壤的冲刷侵蚀，因此选择枯落物持水率高的树种也是必要的，同样枯落物储量、根系状况、表层土壤根分布等也是与水土保持相关的因子。
　　经济指标（B4-C）的各个评价因子中，单位面积经济产值（C16）和管护投入（C17）的权重值分别为0.666 7、0.333 3，说明水土保持植物筛选过程中考虑树种的单位面积经济产值是十分有必要的，同时管护的投入也是需要考虑的，产值高又耐粗放管理的树种更有利于发挥水土保持植物的经济性。
　　2.2.2 综合评判计算。
　　利用方程V=nBω，根据表8各指标权重值，得到重庆市水土保持植物综合评价计算方程为
　　V=nBiωi=nCiωi=0.247 5×C1+0.146 1×C2+0.085 2×C3+0.049 8×C4+0.029 3×C5+0.115 8×C6+0.067 8×C7+0.041 5×C8+0.023 6×C9+0.014 6×C10+0.055 3×C11+0.032 5×C12+0.018 2×C13+0.010 0×C14+0.005 9×C15+0.037 9×C16+0.019 0×C17
　　2.2.3 评价结果。将现有植物划分为3级，V>90分为Ⅰ级水土保持植物，综合表现佳;85<V≤90分为Ⅱ级水土保持植物，综合表现较好;80<V≤85为Ⅲ级水土保持植物，表现情况一般;V≤80，水土保持植物综合水土保持功能相对较弱，不建议在重庆市水土保持中推广应用。
　　由表9可知，Ⅰ级水土保持植物共31种，分别为灯台树、旱柳、麻栎、水杉、羽脉山黄麻、银毛叶山黄麻、麻栎、白栎、板栗、梾木、光皮梾木、山杨、枫香、构树等。Ⅰ级水土保持植物综合评分在90分以上，在适应性指标、生长指标、水土保持指标、经济指标、土壤指标等各评价指标上表现优良，适应性强，水土保持能力强，耐瘠薄，在渝东北大巴山山地保土维护区，从山地坡底到山地坡顶，立地条件差到优良均可广泛栽植。
　　Ⅱ级水土保持植物31种，分别为核桃、黄葛树、柳杉、柏木、响叶杨、桤木、毛脉南酸枣、喜树、山桐子、山乌桕、樟、合欢、青冈等。Ⅱ级水土保持植物综合评分在85～90分，在适应性指标、生长指标、水土保持指标、经济指标、土壤指标等各评价指标上表现良，适应性较强，水土保持能力较强，较耐瘠薄，适宜在渝东北大巴山山地保土维护区立地条件相对一般的区域栽植。
　　Ⅲ级水土保持植物25种，分别为巴山松、枇杷、黑壳楠、杜仲、厚朴、天竺桂、小叶榕、麻竹等。Ⅲ级水土保持植物综合评分在80～85分，在适应性指标、生长指标、水土保持指标、经济指标、土壤指标等各评价指标上表现一般，适应性一般，水土保持能力一般，适宜在渝东北大巴山山地保土维护区立地条件相对较好的区域栽植。
　　3 结语
　　水土保持植物研究一直是水保事业关注的重点。科学种植、规范管理是水土保持植物发挥效益的先决条件，选择合适的水土保持植物并栽植在合适的生长地点，势必提高水土保持效率。当前的研究成果在一定意义上为重庆市水土保持植物选择提供了参考，为产业化开发利用明确了方向。但是，该研究依然存在不足之处，需进一步研究。水土保持植物开发重点必定随时间而变化，需要项目组继续深入的研究。重庆市水土保持植物资源非常丰富，但由于科研或宣传不够，有很多资源尤其是药用植物资源，人们还不知道其经济价值，更谈不上开发利用。所以，需要开展一些基础研究，研究开发其利用价值，攻克其产业化的关键技术，依靠科技创新，培育新型产业。做好水土保持植物资源开发利用产业化规划非常必要，在项目完成后，就可形成一个新的集中连片的产业基地，因此应加强不同区域水土保持植物资源开发利用产业化规划研究。 　　参考文献
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