植物措施在沿海河道生态建设中的应用研究

赵聚国,于海兵,叶碎高

(浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)

1 问题的提出

浙江省每年围垦面积约6 667 hm2,按12%水面率的要求,全省围区每年新增河道水域800 hm2,以平均宽度50 m计,新增河道长度160 km[1]。

沿海河道生态环境特殊,如河道多在岸坡底部修筑挡墙,上部预留生态建设空间,但河道岸坡土质多为砂性,黏聚力差,在风浪的作用下易造成较大的土壤流失,保水保肥能力差;围垦区域内风力较大,易受台风影响,且土壤含盐量高,对植物的生长构成了较大的威胁[1];另外,区内原生植物种类较少,且以外来物种和草本植物居多,难以形成较为稳定的植物群落[2]。

总之,沿海河道的生境条件较差,在注重河道主要功能的同时,为加快改善沿海河道生态环境,采用植物措施是目前较为合理的选择。为了使植物措施发挥最大的生态效益,重建围区生态系统,亟需在植物选择、模式配置及栽植技术等方面做进一步深化研究。

2 研究内容

2.1 植物种类筛选

根据植物生态学特性及实地调查分析,选取耐盐碱、抗风性强、耐水湿的植物,如木麻黄、绒毛白蜡、女贞、栾树、旱柳、中山杉、柽柳、海滨木槿、海桐、桑树等乔灌树种,狗牙根、紫花苜蓿等草本植物,建立试验区进行种植,定期观测植物在耐盐性、抗风浪、保持水土、固岸护坡等方面的功能和效益,进一步筛选出适宜于沿海河道建设的优良植物种类。植物种选择见表1[3]。

表1 植物种选择一览表

续表1

2.2植物配置模式构建

根据立地条件、河道功能及景观要求等设计不同的植物种类配置模式,通过测定群落的自我稳定性、水土保持效益、生态效益、经济效益[4],制定合理的植物配置模式(见表2)。

表2 植物配置模式表 (以椒江试验点为例)

2.3 栽植辅助技术

沿海河道岸坡土壤保水保肥能力较差,同时土壤含盐量较高,且有返盐现象,植物难以生长,致使栽植的多数苗木成活率较低。本项目对栽植辅助技术进行研究,主要是土壤改良,以解决浙江省沿海河道建设植物措施应用的技术难题。

3 研究思路

根据沿海河道的特点及沿海河道植物种的调研情况,选取相应的植物种,并根据每个植物种的生态学、生物学特性进行科学、合理的搭配,辅以较为有效的辅助技术提高植物的成活率,最终能够形成乔、灌、草相结合的稳定的立体植物群落[5],并利用植物群落生态效能、减缓降雨对地表的打击力及地表径流流速等多种功能进行沿海河道的生态建设[6]。具体技术路线见图1。

图1 植物种配置技术路线图

4 研究方法

4.1 植物种类选择评价

用复合结构功能指标法构建植物种类综合评价体系。本研究按照“目标分解”的方法,将“树种综合评价指数”作为总目标层,按照其逻辑关系划分生长指标、形态指标、抗性指标、效益指标4个子系统(准则层),各个子系统再向下分解出若干子系统,进而在此基础上选择具体指标。根据研究区域的基本状况及树木的生理生态特征,通过专家及公众打分,筛选出指标(见表3)。

表3 沿海河道植物综合评价指标体系表

综合评价指数大小反映树种的优良状况。综合评价指数计算公式:

式中:N为综合评价指数,wi为指标的权重,Ii为指标的分值。

根据实测数据和相关文献资料,按照5级制对评价指标进行分级:按成活率≥95%、85%≤成活率＜95%、70%≤成活率＜85%、50%≤成活率＜70%、成活率＜50%分为5、4、3、2、1级。其它指标按所属程度的很强、强、中、弱、很弱或能力很大、大、中、小、很小分为5、4、3、2、1级。

4.2 植物群落评价

根据指标体系的构建原则,在系统分析和整合国内外现有研究成果的基础上,用复合结构功能指标法,构建群落模式评价指标体系,共由10个评价指标构成(见表4)。

表4 植物群落模式的指标评价体系表

根据实测数据和相关文献资料,按照5级制对评价指标进行分级。

4．消退素D1对各组小鼠胰腺NLRP3 mRNA表达的影响：对照组、AP组、消退素D1组小鼠NLRP3 mRNA表达量分别为1.01±0.12、4.36±0.40、1.69±0.14，AP组显著高于对照组，而消退素D1组又显著低于AP组，差异均有统计学意义(P值均<0.001)。

4.3 栽植辅助技术

在椒江9条试验河段设置3个不同的处理方案。处理1:种植穴底部放入砻糠,压实厚度10 cm;处理2:种植穴底部放泥炭,厚度10 cm;处理3为对照,原土种植。每个处理2个重复,每个重复种植河段长度40 m。

定海东堠北河试验河段设置3个处理方案。处理1:客土种植;处理2:每种植穴放入3 kg有机肥与原土混合种植;处理3:原土种植。每个处理 2个重复,每个重复40 m。

定期观测植物生长情况。观测记录所有乔木植株成活状况、株高、胸径、冠幅、冠高;沿河道方向随机选10 m,观测记录10m范围内灌木的成活状况、测量高度、冠幅、健康状况。根据植物的成活率和生长状况,判定不同处理措施的效果。

5 主要研究成果

(1)根据植物成活率和生长情况,初步认为女贞、海桐、桑树、狗牙根适合于含盐量较高 (＞3‰)的沿海河道种植;木麻黄、海滨木槿、紫花苜蓿适合于含盐量较低(＜3‰)的沿海河道种植。

(2)根据植物群落盖度、健康状况、生长情况,初步认为以下模式为优良的植物群落模式:

坡顶:乔木 (女贞)+灌木 (海桐)+草本 (紫花苜蓿);

(3)植物种植穴底部加入砻糠和有机肥+原土混合2种辅助技术措施可有效提高植物的成活率。

6 结 语

沿海河道特殊的立地条件类型,决定了在物种选择时需考虑在抗风性、耐盐性、耐瘠薄性等方面较好的植物,以保证植物的保有率、成活率;从植物生理、景观生态、工程投资等多方面考虑,植物群落的构建需遵循乔灌草结合、物种共生相融、常绿与落叶树种混交、固土护坡、经济实用性等原则[7]。

随着河道植物生态服务功能逐渐被人类认识,植物措施开始被大量引入整治河道。但沿海河道的生境条件异常复杂,为了适应沿海地区河道生态环境建设的需要,迅速改善围垦河道的生态环境,仍需在沿海河岸土壤盐分迁移规律、土壤改良的辅助技术、提高成活率的相关栽植技术、耐盐植物培育等方面开展深化研究。

[1]韩玉玲,岳春雷.河道生态建设:河道植物资源[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

[2]韩玉玲,李贺鹏,岳春雷,等.应用植物措施进行河道生态建设技术的研究现状[J].浙江林业科技,2008,28(4):95-100.

[3]韩玉玲,岳春雷,叶碎高,等.河道生态建设—植物措施应用技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

[4]赵聚国,叶碎高,岳春雷,等.浙江省平原地区河道植物种类调查与筛选[J].浙江水利科技,2007(5):13-15.

[5]付兴涛,赵聚国,叶碎高,等.人工河岸水土保持生物措施土壤持肥和固土效应分析 [J].水土保持研究,2009(1):237-239.

[6]王帅,赵聚国,叶碎高.河岸带植物生态水文效应研究评述[J].亚热带水土保持,2008(1):5-7.

[7]邵利萍,韩玉玲.植物措施在围垦河道整治中的应用技术探讨[J].水利水电技术,2009,40(1):41-43.