消落带研究现状与建设展望

徐高福　卢刚　刘乐群　洪利兴　柏明娥

摘要：指出了消落带是水库季节性水位涨落而使周边被淹没土地周期性地出露水面的一段特殊区域。结合国内外消落带研究成果，分析了其中存在的不足与发展趋势，提出了开展风化基岩消落带的湿地植被重建方向。

关键词：消落带；生态重建

中图分类号：S718.15文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0116—03

1消落带的类型

消落带是指水库季节性水位涨落而使周边被淹没土地周期性地出露水面的一段特殊区域，又称消落区，是水生生态系统和陆生生态系统交替控制的过渡地带，是一类特殊的、生态功能十分脆弱的湿地生态系统。目前，国内外开展了大量有关消落带的研究。

消落带的类型比较复杂，国外有关研究很少。国内大多数研究以三峡水库和千岛湖为对象。徐高福等[1]将千岛湖消落带按立地类型分为山岙坡麓中厚土层和山岗坡地薄土层两大类。张虹等[2]以重庆开县为例，依据各类型消落区生态特点，将消落区划分为库尾消落区、松软堆积缓坡平坝型消落区和硬质陡坡型消落区。雷波等[3]利用GIS技术，以水位高程变化、库岸坡度和小尺度地形地貌特征为依据，将长江三峡水库消落带划分为经常性水淹型（缓坡型、陡坡型）、半淹半露型（缓坡型、陡坡型）、经常性出露型（缓坡型、陡坡型）、岛屿型（常淹型、出露型）、湖盆-河口-库湾-库尾型（湖盆型、河口型、库湾型、库尾型）、峡谷型等6大类12个亚类。唐敏等[4]利用GIS技术研究表明三峡水库消落带在15°及以下坡度段面积最大，约占总面积的6090%，15～25坡度段约占1862%，25°以上坡度段占2048%；25～35°、35～60°、>60°3个坡度段的消落带面积依次降低，分别占总面积的1203%、806%和039%。说明消落带虽然类型多样，但从分布面积上来讲，以松软堆积的缓坡类型较多。

2消落带研究的意义

不同类型的消落带受水文、气候、地貌和人为活动等因素影响，都会对消落带的演化产生重要影响[5]。处于缓坡地段的松软堆积土壤由于经常受浪浊或水位涨落影响，干湿交替频繁，水土流失严重，自然植被逐渐被剥离，土层长期受到剥蚀，逐渐演化或退化成C层赤露的风化基岩消落带。

风化基岩消落带的生态条件十分恶劣，水陆界面亲和性差，形成水生生态系统与陆生生态系统之间的隔离带，个别地段成为滞留、汇集废物的垃圾滩，不仅影响自然景观，还严重影响水、陆生态系统间的物质循环和能量流动，影响动、植物的迁徙和浮游生物、螺类和蚌类等生物的生存环境及物种多样性，直至严重影响水生生态系统的结构与功能乃至自然生态养殖等社会经济和谐发展问题。

因此，探索生态保护建设的措施，建立库岸经济社会发展建设与水库及其消落带生态保护和谐关系的途径，尤其是开展风化基岩消落带的湿地植被重建研究，对于改善生态环境，提升消落带生态服务功能等具有非常重要的意义。

3消落带研究现状

3.1国外有关消落带研究

国外对消落带的研究相对较早，北美、欧洲、澳大利亚、日本等国家将位于水陆生态系统的交错带称之为河岸带[6，7]。进入20世纪80年代以来，由于经济利益的驱动，大量人为活动使河岸带急剧减少、生物多样性下降、农业非点源性污染加剧、生态环境恶化，人类更多关注如何对退化河岸带生态系统恢复和重建以及合理的人为管理[8～10]。随着生态利益和经济利益矛盾的日益突出，使人们认识到，单纯依靠自然植被恢复需要较长时间，而且很难恢复到原有状态，提出生物和工程相结合的措施。纵观国外研究，主要集中在河岸带生态恢复领域[11]、河岸带缓冲带对氮磷的净化机制研究[12]、湿地岸边植被的恢复与重建[13]、河岸带生态系统变化[8]、土地利用对河岸带的影响[7]、河岸带植被演替[14]、河岸带管理[15]、模拟研究[16]，以及消落带对浮游生物[10]、周围植被[17]、地下水[18]等方面的影响，建立了消落带水文变化因子与影响结果之间的模型[19]。

3.2国内有关消落带研究

国内关于消落带的研究起步较晚。20世纪60年代逐步建立起三门峡水库、丹江口水库、小浪底水库等，人们更多关注的是消落带经济效益和开发利用，忽略其生态效益和生态环境保护。20世纪90年代，随着三峡大坝的建立，水库水文调度引起库区水位变化形成了库区流域两岸周边的一段特殊生态环境区域，具有明显的环境因子、生态过程和植物群落梯度，对水土流失、养分循环和非点源污染有较强的缓冲和过滤作用[20]，是生态环境十分脆弱的敏感地带。其研究重点主要为消落带环境问题成因、消落带利用及其影响、土地利用模式[21]、消落带功能[22]、管理[23]、植被重建与恢复[24]、消落带内被淹没土壤重金属元素分析及模拟[25]、消落区土壤氮和磷元素释放规律[26，27]等。目前，一些研究人员已经从生态学、水文学和水体动力学等角度对消落带深入研究，并提出相关理论和治理模式[28～31]，但至今尚未产生成熟的治理经验[5]，所以，消落带治理仍是一个待开拓的领域，也是一个世界性的难题。

4结语

消落带是一个特殊的湿地生态系统，也是一个受损严重且非常脆弱的生态系统，其影响被作为生态系统功能的主体一直受到国内外学者的关注[32]，如何减缓和阻止消落带自然植被的退化和萎缩，恢复和重建受损的消落带湿地生态系统成为国内外学者关注的热点。虽然研究已提出不少的建设性意见或探讨[32～35]，但付诸实施的典型成功样例非常缺乏。这使越来越多的研究者认识到简单的生物措施不足以解决所有问题，必须将工程措施和生物措施相结合，将是消落带湿地植被重建技术的发展趋势。

参考文献：

[1] 徐高福，洪利兴，陈小勇，等.千岛湖区消落带植被恢复初探[J].林业调查规划，2006，31（5）：6～8.

[2] 张虹，朱平.基于RS与GIS的三峡重庆库区消落区分类系统研究——以重庆开县为例[J].国土资源遥感，2005（3）：66～69.endprint

[3] 雷波，杨春华，杨三明，等.基于GIS的长江三峡水库消落带生态类型划分及其特征[J].生态学杂志，2012，31（8）：2082～2090.

[4] 唐敏，杨春华，雷波.基于GIS的三峡水库不同坡度消落带分布特征[J].三峡环境与生态，2013，35（3）：8～10.

[5] 程瑞梅，王晓荣，肖文发，等.消落带研究进展[J].林业科学，2010，46（4）：111～119.

[6] Elmore A J，Mustard J F，Manning S J.Regionl patterns of plant community response to changes in water：Owens valley，California[J].Ecological Applications，2003，13（2）：443～460.

[7] Futoshi N，Hireyuki Y.Effects of pasture development on the ecological functions of riparian forests in Hokksido in northern Japan[J].Ecological Engineering，2005，24（5）：539～550.

[8] Lieffers V J.Emergent plant communities of Oxbow Lakes in Northeastern Alberta：salinity，water-level fluctuation，and succession[J].Canadian of Botany，1984，62（2）：310～316.

[9] Gregory S V，Swanson F J，Mckee W A.An ecosystem perspective of Riparian zones[J].Bioscience，1991，41（8）：540～551.

[10] Battaglia L L，Collins B S.Linking hydroperiod and vegetation response in Carolina bay wetlands[J].Plant Ecology，2006，184（1）：173～185.

[11] Whiigham D F.Ecological issues related to wetland preservation，restoration，creation and assessment[J].The Science of the Total Environment，1999，240（1）：32～40.

[12] Venkatachalam A，Jay R，Eiji Y.Impact of riparian buffer zones on water quality and associated management considerations[J].Ecological Engineering，2005，24（5）：517～523.

[13] Azza N，Denny P，Koppel J V，et a1.Floating mats：their occurrence and influence on shoreline distribution of emergent vegetation[J].Freshwater Biology，2006（51）：1286～1297.

[14] Kellogg C H，Bridgham S D，Leicht S A.Efects of water level，shade and time on germination and growth of freshwater marsh plants along simulated succession gradient[J].Journal of Ecology，2003，91（2）：274～282.

[15] Holmes P M，Esler K J，Richardson D M，et a1.Guidelines for improved management of riparian zones invaded by alien plants in south Africa[J].South African Journal of Botany，2008（74）：538～552.

[16] Lowrance R R，Airier L S，W illiams R G，et a1.The riparian ecosystem management model：simulator for ecological processes in riparian zones[J].Journal of Soil and Water Conservation，2000，55（1）：27～34.

[17] Riis T，Hawes I.Effect of wave exposure on vegetation abundance，richness and depth distribution of shallow water plants in a New Zealand lake[J].Freshwater Biology，2003，48（1）：75～88.

[18] Zacharias I，Dimitriou E，Koussouris T.Estimating groundwater discharge into a lake through underwater springs by using GIS technologies[J].Environmental Geology，2003，44（7）：843～851.endprint

[19] Hill N M，Keeldy P A，W ishen L C.A hydrological model for predicting the effects of dams on the shoreline vegetation of lakes and reservoirs[J].Environment Management，1998，22（5）：723～736.

[20] 白宝伟，王海洋，李先源，等.三峡库区淹没区与自然消落区现存植被的比较[J].西南农业大学学报：自然科学版，2005，27（5）：684～688.

[21] 黄朝禧，赵绪福，韩桐魁.富水水库消落区土地开发试验及其效果[J].长江流域资源与环境，2005，l4（4）：435～439.

[22] 袁辉，王里奥，黄川，等.三峡库区消落带保护利用模式及生态健康评价[J].中国软科学，2006（5）：120～127.

[23] 王炯.三峡库区消落地的利用与管理问题研究[J].西南农业大学学报：社会科学版，2003，1（1）：35～38.

[24] 王勇，刘义飞，刘松柏，等.三峡库区消涨带植被重建[J].植物学通报，2005，22（5）：513～522.

[25] 傅杨武.三峡水库消落带土壤一水体系统中重金属模拟研究[J].环境科学与技术，2007，30（10）：14～16.

[26] 王里奥，黄川，詹艳慧，等.三峡库区消落带淹水一落干过程土壤磷吸附一解吸及释放研究[J].长江流域资源与环境，2006，15（5）：593～597.

[27] 余敏芬，方佳，何勇清，等.水蚀对千岛湖消落带土壤氮素影响的数值模型分析[J].浙江农林大学学报，2013，30（6）：805～813.

[28] 涂建军，陈治谏，陈国阶，等.三峡库区消落带土地整理利用：以重庆市开县为例[J].山地学报，2002，20（6）：712～717.

[29] 黄川，谢红勇，龙良碧.三峡湖岸消落带生态系统重建模式的研究[J].重庆教育学院学报，2003，18（5）：63～66.

[30] Budelsky R A，Galatowitsch S M.Establishment of Carex stricta Lam.seedhngs in experimental wetlands with implications for restoration[J].Plant Ecology，2004，175（1）：91～105.

[31] 黄世友，马立辉，方文，等.三峡库区消落带植被重建与生态修复技术研究[J].西南林业大学学报，2013，33（3）：74～78.

[32] Deanna H O，Paul D A，Christopher A F，Biodiversity management approaches for stream-riparian areas：Perspectives for Pacific Northwest headwater forests，microclimates，and amphibians[J].Forest Ecology and Management，2007（246）：81～107.

[33] 李波，袁兴中，熊森，等.城市消落带景观基塘系统设计初探——以重庆开县汉丰湖为例[J].重庆师范大学学报：自然科学版，2013，30（6）：51～54.

[34] 杜立刚，方芳，郭劲松，等.三峡库区城市消落带生态规划与保护探讨[J].长江流域资源与环境，2012，21（6）：726～731.

[35] 徐高福.千岛湖森林健康经营实证研究[M].杭州：浙江科学技术出版社，2014.endprint