中国科学院水利部水土保持研究所机构知识库

  不同植被与耕作层土壤理化性质的协同发育使得地表土壤具有很强的拦蓄泥沙的能力，研究其相互的响应关系对理解植被对水土保持的作用机制有着重要意义。本文以陕北绥德辛店沟小流域5种植被恢复（人工草地、荒地、灌丛地、乔木林、乔灌林）及其林下土壤性状为研究对象，于2020年的7~ 9月期间，通过径流小区数据采集和群落样方调查试验，研究了不同坡向坡位下植被结构、土壤性状特征，及其与产流产沙量相互之间的关系，并通过数学统计分析，建立了综合植被指数评价因子及产流产沙量多元回归模型。旨在探索陕北黄土区丘陵地区植被结构与产流产沙的关系，指导生产实践，研究结果不仅为筛选合理的植被体系，建设长期高效的植被生态群落提供依据，也为恢复治理优先区的选择等提供支持。主要取得以下研究结论：

（1）小流域5种调查植被样方下共有植物种类30科54属68种，其中占比最大的为菊科、豆科和禾本科植物，分别占总科数的10%，占总属数的37.04%。陕北小流域不同植被恢复类型下草本植物的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数四项指数总体差异显著，但不同植被类型之间的关系呈现出：灌丛地>荒地>乔灌混交林>乔木林>人工草地（P<0.05）。

（2）而植被盖度、生物量以及叶功能性状整体呈现朝南坡向显著高于朝北坡向，下坡最有优势，中坡位次之，上坡相对最差，依次呈现逐级递减的趋势（P<0.05）。土壤养分在数值上，土壤容重南坡高于北坡，土壤最大持水量、土壤有机碳、土壤全磷、土壤全氮北坡高于南坡，但在坡位上曲线变化趋势较为波动，线性规律并不明显（P>0.05）。

（3）黄土丘陵沟壑区小流域植被的发育对土壤性状因子和产流产沙量之间存在着十分显著的协同与制约关系。典型相关分析表明，草本层、灌木层植被参数对径流含沙量的影响更明显，乔木层与径流冲刷量的关系更密切（P<0.05）。RDA排序发现，土壤容重与径流含沙量之间存在着显著的正相关关系，与径流冲刷量存在着较强的正相关关系（pseudo-F=9.5，P<0.005）。土壤最大持水量、土壤全磷含量与径流含沙量之间存在着显著负相关关系，与径流冲刷量也存在着较强负相关关系（pseudo-F=3.9，P<0.005）。

（4）通过植被综合评价指数F与径流含沙量、冲刷量线性回归拟合发现二者具有显著的线性负相关关系（R²=0.87，R²=0.98）。并且不论南北坡拥有完整植被结构层的乔灌混交林及乔木林得分均为最低，说明其在植被建设功能性、合理性上相较于低矮的灌丛地、荒地、灌丛地具有明显不足，陕北小流域植被恢复重建过程中追求具有较高空间结构覆盖的大型乔木林的效益甚浅。