□王新钢 □孟 垚(河南省水利勘测设计研究有限公司)
□李世军(河南省白沙水库管理局)
河道植物配置是河道生态修复的重要组成部分,主要依据河道植物根系的力学效应和植被的水文效应,发挥其降雨截留、径流延滞、土壤增渗、蒸腾、土层固结、根系土壤的增强、土壤湿度调节、土体支撑和拱顶、负重和风力传递等作用,恢复河道的生态功能和生物多样性。合理的植被配置能有效地起到控制水土流失、加固和稳定土壤;也可以维护物种多样性,改善气候、净化空气、改良土壤;通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物的分解达到净化、保护水质的目的,从而有效地增加河道生境多样性的生态学意义,为建立生物群落可自我演替更新的生态系统奠定基础。同时,河道植物洒脱的姿形、优美的线条、多样化的组合方式也可创造优美的景观环境,为游客提供休闲娱乐的空间。
开展河道植被选配研究有利于分析挺水植物、浮叶植物、沉水植物和滨水植物的功能以及不同水边空间环境下的适宜性,并探讨河道植物的组合形式,为河道植物选择和植被配置提供理论依据和技术支持。因此,本文以豫江大堤综合整治工程植物选配研究为例开展研究,为涪江河道生态修复提供参考。
常见的河道植物包括滨水植物、挺水植物、浮叶植物和沉水植物。滨水植物是沿岸耐湿耐水淹的乔灌木;挺水植物多为茎叶挺出水面的水生植物;浮叶植物是指叶子漂浮于水面的水生植物;沉水植物的整个植株全部没于水中,仅有少许叶尖或花露于水面的水生植物。
植物的选择是植被恢复成功的关键,选择品种多样的护坡植被,并合理配置,从而形成多品种、多层次、多功能的群体结构,为建立生物群落可自我演替更新的生态系统奠定基础。河道植物选择原则主要包括以下几个方面:
1.河道功能原则
植物选择应考虑河道的防洪安全。因此,在植物选择时,应尽量选择水生或湿生草本植物,少量选取灌木,尽可能不选择乔木。
2.生态适应性原则
植物选择时应选择生长速度快、建设成本低、后期养护成本低的乡土物种或合适的外来植物品种,引入植物有利于形成稳定的目标群落,达到植被恢复的目的。
3.先锋性原则
选择一些适应气候条件、生长迅速、有环境改善力且后期能退出主导地位的先锋植物品种,以此培养基盘养分、提高土壤肥力。
4.抗逆性和自我维持性
应根据具体情况要求植物品种具有一定的抗旱性、抗寒性、耐瘠薄、耐高温等特性,从而实现后期无人养护条件下的自我维持。
5.生物多样性原则
种植植物的多样性有利于河道滩地生态系统的稳定性,要建立灌木、地被、草本等多层次、多品种的组合,形成稳定的植物生态系统。
6.河道景观原则
植被选择应以自然为主体,保证景观的连续性和多样性。在河道生态修复植物群落构建中,应当考虑群落的位置转变和季相变化,以实现“步移景异”的“日新月异”的效果。
7.经济效益原则
在植物的选择及配置过程中,坚持实效实惠原则,植物的选择尽可能就地取材,多利用那些适应性强、自繁能力强的乡土植物,尽量避免使用高单价的植物品种。
“豫江大堤”综合整治工程是河南省对口支援江油市恢复重建的“交钥匙”项目之一,也是河南省援建江油投资最大的单体工程。为纪念河南的援建和豫江两地的深切友谊,将位于江油市区涪江一桥与二桥之间的涪江河堤命名为豫江大堤。工程建设内容分为防洪工程、生态修复工程、滨河景观工程三部分。重建后的豫江大堤防洪标准提高至50年一遇,同时形成了“一轴、两带、两核、三园”的生态、文化、景观空间结构体系。建成后的豫江大堤,改善了江油市区的生态环境,为市民提供了休闲、旅游、娱乐的好去处。实现了“保障河道防洪安全、修复河流生态环境、营造滨江景观空间、反映两地历史文化、体现豫江人民友谊”的整治目标。
涪江河道植物选择依据植被选择原则,并结合所处区域气候等特征,根据不同滨水地带的环境,选择适应的植物种类和相应的群落结构形式。依据植物选择原则,结合土壤质量分析成果,对涪江河道水位变动区、滩地植物进行分别选择。
在常水位处附近,通过模拟自然形态的蜿蜒岸缘和生态岛的设置,一定程度上降低了涪江河道(岸缘处)在江油城区段二桥至一桥间的流速。因此,可以在水流较为缓慢的浅滩、回水洼地等种植水生植物,其主要作用是为水生动物提供栖息和活动场所。在植物种类选择上主要是挺水植物,经综合比较,植物选择为:芦苇、菖蒲、香蒲、茭白、水葱、黄花菖蒲和花叶芦竹。
滩地植物在配置上考虑群落化,物种间生态位互补,上下有层次,左右相连接,根系深浅相错落,最终以多年生草本植物和小灌木为主体。为满足营造要求,局部河道滩地选择灌木植物:胡枝子、马蔺、山钉等,它们能有效地隔绝人类对其他生物的影响,为鸟类提供栖息地和食物来源。
根据防洪安全要求,江油城区段河道采用复式断面。在滩地局部做微地形,并在常水位及其以下增加了粒径Φ30~50cm的卵石、铅丝石笼、生态袋(内装粒径Φ5~10cm卵石)。这些措施可以为植物的生长提供条件,在马道以上边坡,为提高植物的生长所需营养元素含量,采用生态混凝土,喷播狗牙根、高羊茅和早熟禾混合草种。通过植物措施来柔化生硬的混凝土结构、改善滨水生态环境,满足生态要求。
生态护岸植物配置区的植物配置主要为:马道以上边坡采用的生态混凝土护坡技术开展植被配置,通过喷薄冷季型草种高羊茅、早熟禾和暖季型草种狗牙根等方式进行。
水位变动区附近,由于模拟自然形态的蜿蜒河岸,一定程度上降低了涪江河道(岸缘处)在江油城区段二桥至一桥间的流速。在水流较为缓慢的浅滩、回水洼地等种植水生植物,其功能主要是净化水质,为水生动物提供栖息和活动场所。选择的挺水植物为:芦苇、菖蒲、香蒲、茭白、水葱、黄花菖蒲、花叶芦竹等,不栽植沉水植物和浮叶植物。栽植方式采用混合种植与块状种植相结合。
马道高程以下的滩地均为砂卵石,仅仅依靠上游泥沙的淤积,植物难以生长。因此,在滩地做格宾+生态袋种植,可以有效弥补部分滩地氮、磷营养元素不足的影响,为滩地植物生长提供良好的条件。滩地植物在配置上考虑群落化,物种间生态位互补,层次丰富,根系深浅相错落,以多年生草本植物和小灌木为主体。主要种类有:伞草、千屈菜、狗牙根、假俭草、紫花苜蓿。
经过河道人工恢复的综合整治,河道滩地自然河道的曲线修整,配合多种水生植物的栽植,原本杂草横生、遍地卵石滩地的面貌已经不复存在。堤坡上生态混凝土的护坡草坪、格桑花与河道滩地内的水生植物,交相辉映,一直一曲,一高一低,自然与带型的配合,涪江江畔一幅美丽的自然风光,展现在市民的面前,为整个江油市增添了魅力。
本文通过植物选配理论分析,考虑涪江汛期流量大、流速快、洪枯水位变幅大、卵砾石底质等特点,结合岸线以上土壤特性、滨水景观的地形、岸缘的平面形态、类型及其特性等因素,选择适应的植物种类和相应的群落结构形式,恢复河道生态功能,凸显河道自然景观,美化江油城区环境,为涪江河道生境营造提供了更好的实践成功案例。
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