坡度对植被混凝土生态修复的影响

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随着我国大规模基础设施建设,生态环境问题日益凸显。在人力或机械的介入下,工程活动大规模的改变了地表结构,破坏生态系统的空间连续性,对生态系统造成了强烈干扰。植被大量破坏,次生裸地伴随出现,进而导致在工程扰动区内出现水源涵养能力下降、生物多样性降低、水土保持功能丧失等一系列的生态环境问题,严重影响工程所在地及周边的环境、景观及可持续发展。开挖边坡的植被自然恢复比较缓慢,如何快速恢复开挖边坡的生态环境,并实现坡面的植被保护是一个急需解决的问题。植被混凝土生态防护技术自2001年申请国家专利以来,在水电工程、高速公路工程和矿山恢复工程中,得到了广泛的应用并取得了良好的实际应用效果,但是也存在一些不足。在考虑到既保证边坡的稳定性,又能达到很好的生态修复效果的基础上,本研究通过对不同坡度下植被混凝土生态修复基材 pH、容重、含水量、速效磷、速效氮、速效钾以及护坡植被光合生理特性的测定分析,探讨了坡度对植被混凝土生态修复的影响。试验结果如下:  1、在坡度胁迫下,狗牙根和紫花苜蓿的光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度值都呈现为一个先增加后减少的趋势,胞间CO2浓度则表现为先减少后增加。同时,从两种植物的生态学指标可以看出,随着坡度的增大,狗牙根和紫花苜蓿的盖度和地上生物量都呈现出下降的趋势,表明两种植物的生长都受到坡度胁迫的影响。尽管狗牙根和紫花苜蓿对坡度胁迫的响应特征趋势相同,但所表现出来的响应程度并不一致。紫花苜蓿的生理生态指标,随着坡度的增大,变动的趋势极显著;而狗牙根的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度虽然都比紫花苜蓿低,但它们都维持在一定的水平,即使严重的坡度胁迫下,也能保持较高的光合速率,它对坡度变化的敏感性小于紫花苜蓿。从适应性角度考虑,狗牙根能更好的适应外界不良环境。  2、植被混凝土生态修复基材由于添加了水泥等碱性物质,使基材土壤初期显示为碱性。同时由于含有一定的水泥成分,不同坡度样地的基材土壤容重普遍偏高,均大于1.75 g/m3,高于环境土壤。随着后期样地植被生长,各坡度基材土壤的容重逐步下降,呈现出有规律的良性发展趋势,说明植被生长对土壤容重有明显的改良作用。  3、通过对植被混凝土生态修复基材的土壤养分因子——速效磷、速效氮和速效钾含量的测定,结果显示:随着时间的变化速效磷、速效氮和速效钾含量都呈现下降的趋势;从各坡度的下降趋势可以看出,30°和45°两个坡度下土壤速效养分的下降幅度相对较大。从国家土壤养分含量分级指标可以看出,植被混凝土生态修复基材的速效磷含量远高于指标中的丰富级别,速效钾含量为较丰富级别,而碱解氮含量则处于较缺级别。  4、从植被混凝土生态修复的土壤特征、植被光合特征的关系分析得出:植被混凝土生态修复基材土壤pH及容重与土壤速效磷、速效钾和速效氮之间相关影响不明显;速效养分彼此之间的相关性不显著,说明速效磷、速效钾和速效氮三者之间互相影响的程度不大。通过狗牙根和紫花苜蓿两者的光合特征与土壤理化性质的比较可以看出,狗牙根光合特征受基材土壤理化性质的影响小于紫花苜蓿。其中狗牙根受基材pH的影响因素最大,其次是坡度,速效养分与狗牙根光合特性之间无显著性相关关系;而紫花苜蓿与基材土壤理化性质的相关关系则表现与pH、坡度及容重相关性显著,而与速效养分之间,则没表现出明显的相关性。从相关性可以得出,逆境条件下,狗牙根的生长适应能力要优于紫花苜蓿。同时也可以看出,植物前期生长的主要限制因子不是土壤速效养分,而是边坡坡度和植被混凝土生态修复基材添加剂(水泥等)的使用带来的负面影响。
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