基于植被护坡技术的婺江两岸生态环境优化

章旭健， 姜科声

(1.浙江师范大学 地理与环境科学学院，浙江 金华 321004；2.浙江师范大学 化学与生命科学学院，浙江 金华 321004)

河岸及其人工制作的驳坎作为河流生态系统的重要组成部分，是河流与陆地生态系统之间的过渡区，不仅在保持水土、防洪方面具有很强的功能，而且对城市气候环境、景观环境和两岸人居环境等都产生着重要的影响.河岸植被具有一定的水文效应与机械效应；不同植物的生长可以增加土壤负荷，加强土壤聚合力、增加渗透、减少地表径流并能维系河岸水文和景观异质性[1].

婺江又名金华江，系钱塘江大支流之一，位于浙江省中西部金华市境内(119°13′～ 120°47′ E, 28° 31′～ 29° 41′ N).其上源由东阳江、武义江流至金华市汇合而成[2].婺江在历史上曾经拥有丰富的生物资源，婺江两岸的植被及水中生物的种群和数量甚为可观.但是改革开放以后，人们生活水平日益提高，大量工业污水、生活污水、农业用水没有经过特殊处理直接排入江中，导致水体负荷不断增大，水体自净能力不断下降，直接影响了植物生长，生物多样性急剧减少；金华市有关部门为了使婺江能达到行洪、抗洪和抗冲刷等要求，采用生硬的混凝土护坡结构对河岸两边进行了大幅度的护坡改造和整治，破坏了原有生态系统，不利于植被生长，生物多样性不断下降，最终出现了婺江河道功能退化、水质恶化等问题.针对这一情况,本课题组从婺江江面及两岸植被着手，在2010年2月-6月集中对婺江护坡进行了实地考察，分析原有结构的利弊情况，统计婺江两岸的植被分布状况，采用植被护坡的技术措施来改善两岸的护坡结构，从而调节地表温度和湿度，降低热岛效应，使婺江不仅在泻洪、排涝、蓄水、引清、航运等基本功能上发挥重要作用，而且在提供绿地、休闲娱乐、文化教育、保护环境与资源等各项功能上发挥其特殊功能[3-4].通过研究婺江河岸的结构及其表面植被，提出了合理的植被生态护坡改进方案，不仅可以改善河岸生境，还可以成为城市中一道绚丽的风景.

1 婺江两岸生态现状

1.1 婺江两岸护坡结构现状

由于婺江流域面积较大，本课题组采用取样的手段在婺江河岸边的橡胶坝、河盘桥、双龙大桥、婺州公园等典型样地附近进行了实地勘察.根据观察和统计，婺江河岸采取了传统的工程措施，在婺江中下游地区(即河盘桥、橡胶坝附近)的护坡采用浆砌或干砌块石、现浇或预制混凝土等刚性材料，浇制成的现有驳坎形状如蜂窝状：即由许多六角形基本单位构成其基本外形.这种模式虽具有稳定性好、节省土地、施工机械化程度高等优点，但由于这种传统的封闭式的护坡结构完全隔断了地下水与土壤的联系，隔断了水中生物、微生物和植物的联系，使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，破坏了河道的自净能力，引起生态退化[5-6].

1.2 婺江两岸植被分布现状

本课题组对婺江边进行了实地勘察，总体情况表明，市区附近两岸护坡基本已达到植被护坡的要求，但在中下游的大部分护坡(驳坎、坡底)几乎完全处于荒凉的状态，只有一些野生植物零星生长于个别凹槽处，偶而见有污水排出.

针对这一现状，本课题组对婺江两岸植被做了详细的调查记录，查找有关资料对其进行一定的分析统计，筛选出分别适宜在两岸坡顶、驳坎和坡底种植的本地物种如下：

1)坡顶：构树Broussonetiapapyrifera；

2)驳坎:虎耳草Saxifragastolonifera；

3)坡底：空心莲子草Altemantheraphiloxeroides，蓖麻Ricinuscommunis，龙葵Solanumnigrum，商陆Phytolaccaacinoa.

1.3 婺江现有护坡结构及植被分布的生态缺陷

本课题组基于实地勘察资料与文献资料的查考分析研究，得出了婺江现有护坡结构及植被分布的生态等缺陷如下：

1)植被单一稀少，没有形成良好的生态环境；

2)裸露的驳坎结构明显导致城市热岛效应；

3)河岸管理欠科学化，有投入没有产出.

2 婺江两岸的生态改造

治河方法，以往多以人类自身需求作为出发点而考虑开发河流资源，力图使原来自然的、动态的、充满生机活力的人工河流转变为静态的、可控的人工河流，以便管理[7],但是忽略了其存在的潜在危害.通过对栽种植被的合理筛选,以及对护坡植被进行合理布局,可以削弱外界不利因素对坡面的影响，使人工植物群落经过科学的养护管理，在最短的时间达到一个新的群落稳定态，形成以本地野生植物为优势种的稳定群落[8-9]，谋求最大的经济、社会、生态等综合效益.

本课题组认为婺江两岸植物种类的选择要凭据金华的气候条件来配植树种，要凭据土壤情况条件配植树种，要凭据树种对太阳光照的需求强度、环保的要求进行树种的配种.植物景观配合应体现调和的原则，使人具有柔和、清静、安宁和愉悦的美感.

2.1 理想婺江两岸植被分布情况

理想的婺江两岸植被分布情况如表1所示.

表1 理想两岸的植被分布情况及社会综合价值

本课题组采用具有近自然型、成本低、养护要求较低、施工简单等优势的植被护坡技术，希望通过特定植物的种植，将护坡的植被与被保护的坡面以及周边相关要素形成一个有机的系统，使其本身保持着良好的动态平衡，并与周围的系统保持着顺畅的物质交换，使其形成以植被为重要组成的保护河坡的生态系统，建立生态河堤[8].利用植被生态系统的自净能力来进行长期对污染物处理，减轻排放污水、废弃物等对婺江的影响, 从而来改善河道生态环境，提高两岸居民的人居环境水平.

在筛选植物方面，考虑到气象条件、现实护坡的存在结构、绿化成本、美化环境的效果及接下来的维护问题，本课题组提出大量使用本地经济植物、药用植物对坡顶、驳坎、坡底、江面及江底进行绿化(见表1).

2.2 婺江两岸运用植被护坡技术的具体方案

目前,对植物护坡技术的理论已经达到一个较高水平，对其定义、功能等定性描述有着很深的涉及[10-12]，但在实施过程中存在一定的不足之处，每一个地方的具体气候、地形特征、土壤等不同导致具体实施方面的差异，使得植被护坡技术还不能精确地定量描述，需要进行具体城市具体实验，这一工作任重而道远.因此,设计时要遵循科学原理，重视提高生物措施的技术水平，以减少对工程措施的依赖，使植被与河坡等要素之间尽快融成一个生态护坡系统，并能与周围的生态系统和谐共存，才能充分发挥植被保护坡体运动的工程潜能[13].

在坡顶较远处进行间隔种植水杨柳、构树及桑树等有经济价值的木本植物,并在坡顶驳坎边缘间隔种植具有垂挂与攀爬特点的植物(迎春花见图1(c) 、爬山虎见图1(b) 等),而驳坎面中间地段则适宜逐步种植低等植物地衣(见图1(a))等，可以通过其植被覆盖系统及其机械效应对土壤力学和水文状况以及空气系统产生影响，从而在一定程度上控制侵蚀作用并具有降雨截留、径流延滞、防冻遮阴与吸收阳光辐射等作用[10]，考虑到婺江接壤马路，可以在行道树旁采用辅种的方法，降低成本并减少了行道树的间隔，利于进一步达到消减噪音和阻拦灰尘的效果.桑树、构树、水杨柳都具有很高的经济和药用价值，通过大量的种植和合理的利用可以达到经济效益和生态效益双丰收的效果.驳坎护坡中部、底部、顶部绿化后的理想生态状态见图1(a地衣等、b爬山虎、c迎春花).由于驳坡结构的限制，大量种植草本植物增加孔隙水压力，降低土壤强度，易发生滑坡侵蚀[8].建议在驳坡底部平整处采用盆栽方法对爬山虎、牵牛花等进行交叉种植.这样既可以改善河道护坡的视觉效果，同时增加生物多样性，还可以增加坡顶、驳坎护坡与坡底三者间的衔接性，使其能更好地作为坡底与坡顶的生态绿化有机结合，适于昆虫和两栖类的生存.同时爬山虎和牵牛花等具有一定的观赏价值和药用价值，这也为两岸居民乃至城市居民到河岸观光休憩提供了一处良好的生态场所，促进更多的人去致力于种植和保护两岸植被.此外硬质护岸生态软化方案还可参阅文献[14].

(a)地衣等

(b)爬山虎

(c)迎春花

在坡底除种自然生长的植被以外，还可种植爬山虎(图1(b))；通过居民承包制的方式鼓励居民大量种植一些经济植物如大豆、赤小豆、五行菜和马兰头等增加居民对婺江两岸的保护兴趣，通过一些经济效益来带动生态效益和社会效益，也可有效利用大豆根部固氮作用.

考虑到江与岸的和谐，形成有机整体美[15]，有更好自我修复功能，最终达到保护婺江、创建两岸和谐环境的目的，故认为江面、江底和江心岛的“护坡”也是不可或缺的一部分.

在江面上有规划地种植荷花、浮萍等浮水植物，不仅可以通过收获莲子、莲藕和菱角等增加养殖者的经济收入，而且也美化了婺江水体，在春天出现“接天连叶无穷碧”，在夏天出现“映日荷花别样红”的别样场面，并适当地增加旅游、招商等手段来增加对河道的保护，最终达到经济效益、社会效益、生态效益相统一的局面.

在江底湿地(橡胶坝以下地区的2个护坡底之间部分生态绿化前见图2(a))可有规划地种植沿阶草与五行菜、水芹菜等,不仅可以通过收五行菜、水芹菜等来增加养护者的经济收入，而且也美化了婺江江底湿地(图2(b) 、图2(c) ).绿化前后的江底湿地见图2((a)绿化前,(b)绿化中,(c)绿化后).

进行外栽芦苇内栽合欢的种植方式是解决江心岛绿化的一个常用措施，通过这个措施可以很好地增加江心的观赏性，提高绿化水平，净化水体质量，还可以为以后的旅游业打下一个良好的基础.在江心岛边上建议使用竹编等制作盆栽篮，在里面种植水芹菜、金鱼草等，通过此种措施，可以改善底栖动物的栖息地，为其提供更多的食物和生存环境，大大地有利于底栖动物的生存[16].

(a)绿化前

(b)绿化中

(c)绿化后

3 建议与展望

3.1 构建绿色生态立体护坡 有效抗击城市热岛效应

构建绿色立体护坡在于更好地做好河道与路面的纽带作用，通过培植地衣等人工编织草坪，以及种植一些草本植物等方案进行渐进式的养护绿化，通过两岸顶部种植水杨柳、桑树等方案进行快速长期绿化，经过合理的植被布局(见2.2)，争取在最短的时间内达到一个良好的植被立体护坡，形成一个新的群落稳定态,具有良好的自净能力与抗击城市热岛效应的能力.在维护方面，本课题组建议采取护坡分块划分，进行个人或单位领养和责任到户的方法进行护理，在政府的宏观调控下，在护坡两岸实行一定的经济植物和药用植物的栽种工作，进行有规律性的科学采摘枝叶，实现其护坡绿化的连续性和持久性.

3.2 构建最适绿色水系产业 确保驳坎护坡绿化可持续发展

通过植被护坡技术在护坡中的推广可以适当增加一些合理植被的养殖产业，并在政府的宏观调控下合理地利用其经济效益来带动居民护坡的积极性，在最短的时间里达成较好的生态效益.在不断的摸索中得到最适宜的绿色水系产业，形成一个有特色的绿色产业，为居民带来利益，为河道护坡立体绿化的可持续发展服务，也为其他城市河道的改造提供了一定的参考价值.

3.3 创建最适两岸人居环境 回馈于两岸的生态养护

植被护坡的建立可以为两岸居民带来经济和生态效益的双丰收：首先是护坡的个人领养措施可以为部分居民解决其工作问题,增加其收入；再者，婺江水质也将得以较为明显地改善，居民可以使用江中之水作为生活用水以节约自来水；最后，植物的光合作用及去污能力及河堤驳坎与水面的绿色覆盖使得婺江周边的空气指数与水质得以提高、城市热岛效应得以减低，有利于周边居民身心健康，以创建最适的两岸人居环境并回馈于河道的生态养护达成人河良性循环的境界.婺江作为金华的母亲河，横穿金华市.对婺江护坡进行生态绿化改造可减低城市热岛效应并能改善市区小气候、空气与水体质量，且婺江横跨市区最繁华地带，是金华市民休闲娱乐、学习生活的主要场所，因此婺江两岸生态绿化对今后提高居民生活质量有着深远意义，值得强调的是驳坎护坡的生态立体绿化技术与管理的科学化，可有效降低有“小火炉”之称的金华城市热岛效应——尤其对于夏天市区气温具有了“活空调”之调节作用.

4 结束语

本课题组基于实地勘察资料与文献资料的查考分析研究,得出婺江现有护坡结构及植被分布的生态缺陷与管理缺陷的对策如下：

1)改变单一植被形成良好生态：首先通过科学筛选增加绿化植被的品种(见表1);其次做好管理.

2)科学绿化综合治理裸露驳坎结构：裸露驳坎结构的科学绿化彻底改变了原有“凹面镜”结构,将明显改善城市热岛效应.

3)河岸管理要科学化：河岸管理的科学化做到有投入有产出，切实做好树草等的综合养护与回收.

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