淡水森林湿地植被恢复模式研究：以安庆市为例

姜春武 徐庆 高德强 张蓓蓓 方建民 梁纯庆 潘婷

（1 安徽省林业科学研究院，安徽 合肥230001；2 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，北京100091；3 安徽省安庆市迎江区农林局，安徽 安庆246000）

淡水森林湿地植被恢复模式研究：以安庆市为例

姜春武1徐庆2*高德强2张蓓蓓2方建民1梁纯庆3潘婷1

（1 安徽省林业科学研究院，安徽 合肥230001；2 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，北京100091；3 安徽省安庆市迎江区农林局，安徽 安庆246000）

随着我国长江中下游地区淡水森林湿地面积的急剧减少，退化森林湿地的植被恢复对保障长江流域的生态安全至关重要。在我国安徽安庆市湿地生态脆弱区，根据该地区的土壤类型以及森林湿地木本植物资源，筛选出6种湿地适生树种，分别为枫香、美洲黑杨、中山杉、垂柳、金丝垂柳、池杉；建立了3种淡水森林湿地植被恢复多物种配置模式，取得了较好的生态、经济和社会效益，为全球变化背景下我国长江中下游地区退化淡水森林湿地植被恢复和重建提供了科学依据和技术支撑。

淡水森林湿地；植被恢复；树种筛选；安庆

淡水森林湿地指长期或周期性被水（尤其指洪水）淹没的淡水木本群落，包括淡水木本沼泽、滩地硬木林、河滨森林缓冲带、溪岸森林缓冲带等，它在蓄洪防旱、滞留和降解化学污染物和净化水质等方面具有重要意义（安树青等,2007;潘云芬等,2007;徐庆等,2008）。

长江中下游地区淡水森林湿地对维持区域生态平衡、保护生物多样性（Wu et al,2014）和珍稀物种资源等方面起到重要作用（Wang et al,2016）。安庆沿江湿地在维持长江流域生态安全和促进区域经济发展方面具有十分重要的意义（程先富等,2014）。近十几年来，随着人口的急剧增加，围湖造田、放牧等过度利用改变了森林湿地原有的植被结构，生态环境日趋恶化，因此研究安庆退化森林湿地植被恢复模式非常必要（胡和兵等,2014）。本研究根据安庆地区土壤类型和湿地木本植物资源，营建以森林湿地生态系统功能恢复和景观美化为主的生态公益林和生态经济林基地，建立3种多物种配置模式，为全球变化背景下我国长江中下游地区淡水森林湿地植被恢复和重建模式及树种的选择提供科学依据。

1 研究区概况

安 庆 市（115°46′~117°44′E，29°47′~31°17′N）位于安徽省西南部，长江中下游北岸，地势平坦，地理位置独特，总面积13 590 km2。该区属于典型的亚热带季风性湿润气候，年日照时数为2 030 h，无霜期250 d左右，年平均气温约17 ℃，年均降水量1 300 ~1 500 mm。

2 研究方法

2.1 淡水森林湿地植被恢复模式营建

2.1.1 新官洲森林湿地示范林 2014年3月，我们在安庆市大观区新官洲（江心洲空荒地）过渡带种植美洲黑杨Populus deltoides、枫香Liquidamba formosana、池杉Taxodium ascendens、垂柳Salix babylonica4个树种（行距为5 m×6 m，面积共18 hm2，如图1）。本试验区的目的是筛选适宜特定高程小生境的树种，构建具有一定多样性的森林群落恢复示范模式。

2.1.2 沙漠洲森林湿地示范林 2014年2月，在安庆市大观区沙漠洲（低洼滩地）进行挖沟抬垄改造（沟深6 m，沟宽12.0 m，垄宽10.0 m，以开沟之土填高垄床，抬垄高度3.0 m，使垄沟高差达6.0 m），降低垄的地下水位（图2）。2014年3月初，我们在改造好的垄上种植美洲黑杨、枫香、金丝垂柳Salix×aureo-pendula和垂柳（行距为5 m×4 m，面积共13.3 hm2，如图3）。沟内可养殖野生鱼类，实现林—农—渔复合经营，构建低位滩地小生境且具有一定生物多样性的森林群落恢复示范模式。

2.1.3 特定高程小生境森林湿地示范林 2014年3月，在安庆市迎江区新洲乡(江心洲)相同的地下水位梯度区交互种植美洲黑杨、枫香、金丝垂柳、垂柳、中山杉T.axodium ascendens×T. mucro-natum、落羽杉Taxodium distichum和美国山核桃Carya illinoensis7个树种（行距为7 m×5 m，面积共10 hm2，如图4）。本试验区的目的是筛选适宜特定高程小生境的树种，构建具有一定多样性的森林群落恢复示范模式。

图1 新官洲森林湿地植被恢复及树种筛选模式图○: P. deltoides ×: L. formosana △ : T. ascendens ◎ : S. babylonicaFig. 1 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Xinguanzhou

图2 沙漠洲挖沟抬垄改造示意图Fig. 2 Sketch map of ditch lifting and ridge rebuilding in Shamozhou

图3 沙漠洲森林湿地植被恢复及树种筛选模式图○: P. deltoides ×:L. formosana □:S. X aureo-pendula◎: S. babylonicaFig. 3 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Shamozhou

图4 新洲乡森林湿地植被恢复及树种筛选模式图●:P. deltoides ×:L.formosana ■:S.×aureo-pendula◎ : S. babylonica ○:T.ascendens×T. mucronatum◇: T. distichum △:C.illinoensisFig. 4 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Xinzhouxiang

2.2 苗木成活率、生长状况及水位观测

2014年3月—2017年9月，观测各试验区苗木的月成活率。6—8月（淹水期)，每10天观测一次，其他月份每月观测一次。在各林地随机选30株各树种代表性植株，分别于2014年3月及 2014、2015、2016、2017年的9月，用围尺测量其胸径（1.3 m处)，同时用标杆尺测量各株树高（m)。每月中旬观测各试验区地上、地下水位。

3 结果与分析

3.1 不同水位梯度小生境森林湿地植被恢复模式

新官洲森林湿地示范林建成（43个月）后，苗木成活率均达85%以上，其中美洲黑杨、枫香、池杉和垂柳成活率分别为95.97%、93.61%、86.36%、90.91%。2014、2015年淹水期，各树种成活率均有下降；2016年8月，美洲黑杨、枫香、垂柳成活率基本稳定；池杉在第1年的3—5月迅速下降，自第2年（2015年）7月其成活率基本保持稳定（图5）。该试验区陆—水过渡带分低、中、高3个不同水位梯度区，其年平均地上水位分别为5.16 cm、14.69 cm、27.19 cm，最高水位分别为39.6 cm、92.5 cm、130 cm。2017年9月试验区各树种的高度与胸径与2014年3月种植时相比有明显增长，且美洲黑杨的平均树高和平均胸径增长幅度最大（表1）。可见这4种植物生长状况良好，为安庆沿江森林湿地植被恢复适生树种。

新官洲森林湿地植被恢复后，其经济和生态效益也随之增长。新增就业人员18人。初期经济收入主要来自于林下种植的旱稻、大豆、芝麻、油菜和小麦等，年收入达20万元。

3.2 低位滩地小生境森林湿地恢复模式

沙漠洲森林湿地植被恢复后，各苗木成活率高达90%以上，其中垂柳、枫香、美洲黑杨、金丝垂柳成活率分别为99.74%、98.71%、97.73% 、94.68%。垂柳成活率最高，枫香和美洲黑杨成活率在2014年及2015年6—8月略有下降，金丝垂柳成活率在2014年6—8月下降幅度稍大（图6）。该示范林的建成扭转了2011—2013年洪水淹没整个滩地（6—8月淹水期地上最高水位达200 cm），致使苗木全部死亡 。从表2可以看出，该区各树种栽植43个月后平均树高与平均胸径均呈明显的增长趋势,可见这4个树种为安庆湿地区适生树种。

图5 新官洲试验区苗木成活率的月动态变化Fig. 5 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Xinguanzhou

图6 沙漠洲试验区苗木成活率的月动态变化Fig. 6 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Shamozhou

表1 新官洲森林湿地苗木生长情况Table 1 The situation of seedings growth in forest wetland of Xinguanzhou

表2 沙漠洲森林湿地苗木生长情况Table 2 The situation of seedings growth in forest wetland of Shamozhou

图7 新洲乡试验区苗木成活率的月动态变化Fig. 7 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Xinzhouxiang

该示范林建成后，新增就业人员15人。林下农作物(大豆、玉米和芝麻等)年总收入达5万元；此外，沟内养殖野生的鱼、虾、蟹等年总收入高达50万元，该模式为立体复合、种养结合，创建了林、农、渔复合生态系统，提升了经济效益和生态效益。

3.3 特定高程小生境森林湿地恢复示范林

新洲乡森林湿地示范林建成后（43个月），美洲黑杨、枫香、垂柳、中山杉、金丝垂柳、美国山核桃和落羽杉成活率分别为99.93%、99.17%、98.33%、95.42%、96.25%、88.67%和55.00%，枫香、中山杉及金丝垂柳成活率在2014年、2015年、2016年6—8月及2014年11月—2015年1月有小幅度下降，垂柳成活率在2014年11月、2015年6月稍下降，之后趋于稳定；落羽杉、美国山核桃成活率在2014年、2015年、2016年6—8月淹水期大幅度下降（图7)。新洲乡四面环江，整个江心岛地形较平坦，年最高水位100 cm。从43个月苗木生长情况来看(表3)，各树种的平均树高与平均胸径均呈明显的增长趋势，可见这5个树种生长状况良好，为安庆湿地区适生树种。

新洲乡退化森林湿地植被恢复后，生态环境及景观皆得到有效改善，在林下套种（玉米、大豆等）农作物，既增加了农民收入，又使土地资源得到最大化利用。新增就业人员14人。林下农作物及牛、羊和鸭等养殖业年总收入达30万元。

表3 新洲乡森林湿地苗木生长情况Table 3 The situation of seedings growth in forest wetland of Xinzhouxiang

4 讨论

安庆沿江淡水森林湿地植被恢复后，枫香、美洲黑杨、中山杉、金丝垂柳及垂柳的成活率在90%以上且生长状况良好，表明这5个树种具有较强的耐水性。池杉种植于陆—水过渡区，43个月后其成活率在85%以上，可见池杉也是安庆地区耐水性较好的树种。

枫香不仅是我国长江流域及以南地区优良的经济型乡土树种，也是三峡库区低海拔区残存的典型常绿阔叶林优势树种之一（赖江山等, 2006）。枫香较耐水湿和水淹（吴道圣等, 2008），在102 m海拔梯度上持续淹水192 d其成活率仍达60%（徐高福等,2016），这与本研究结果一致。枫香在含水量高的土壤上成活率较高、生长良好，可作为长江中下游地区退化淡水森林湿地植被恢复和重建的优良树种。

前人研究表明，美洲黑杨、中山杉的耐水性较强（徐庆等,2008;潘林等,2013）；施卫东等（2010）的研究结果表明，金丝垂柳、垂柳在水深30 ~ 50 cm中浸泡40 d ，成活率仍在97%以上，这与本研究结果基本一致，可见美洲黑杨、中山杉、金丝垂柳及垂柳均具有较强的耐水性，可作为安庆沿江湿地植被恢复与重建的适生树种。本研究发现池杉也是耐水性较强的树种，这在吴道圣等（2008）的研究中也得到证实。池杉之所以具有较强的耐水性，与其在缺氧环境中能形成气生根和膝根、树干基部膨大和根系容重降低等有利于改善根系通气条件的生态适应机制密切相关（唐罗忠等,2008）。

沙漠洲低位滩地苗木连续3年遭受水淹致死，但经挖沟抬垄改造后，苗木成活率大幅度增加，生长状况良好。这主要是该恢复模式降低了淹水深度，使苗木避免被洪水淹没而死亡。垄上造林可提高苗木成活率（刘国华等, 2008; 彭能凯等, 2010），沙漠洲示范林建成后，不仅苗木成活率提高，生长状况好，而且长江水携带野生鱼虾蟹进入沟内，使野生鱼虾蟹在沟内人工养殖成为可能，极大地提高了区域的生态、经济和社会效益，真正实现了林—农—渔协同持续发展。

5 结论

（1）本研究筛选出枫香、美洲黑杨、中山杉、垂柳、金丝垂柳、池杉6个树种，可作为安徽安庆沿江地区淡水森林湿地植被恢复适生树种，为我国长江中下游地区淡水森林湿地植被恢复与重建提供科学依据和参考。

（2）建立了3种淡水森林湿地植被恢复模式：不同水位梯度区、低位滩地及特定高程小生境森林植被湿地恢复模式，取得了较好的生态、经济和社会效益。

安树青,李哈滨,关保华,等.2007.中国的天然湿地:过去的问题、现状和未来的挑战[J].AMBIO-人类环境杂志,36(4):317-324

程先富, 王诗晨, 路明浩, 等. 2014. 安徽沿江地区洪涝灾害风险的空间格局演变[J]. 自然灾害学报, 23(2): 129-136

胡和兵, 赵冰雪, 贾莉, 等. 2014. 安徽沿江地区湿地景观演变与模拟:方法与框架[J]. 池州学院学报, 28(3): 14-17

赖江山, 张谧, 谢宗强. 2006. 三峡库区常绿阔叶林优势种群的结构和格局动态[J]. 生态学报, 26(4): 1073-1079

刘国华, 蒋俊明, 黄纯兰. 2008. 滩地人工林营林措施对钉螺种群的影响[J]. 湿地科学与管理, 4(2): 8-11

潘林, 徐明, 是丰, 等. 2013. 耐水树种沿湖滩地规模造林技术与效果研究[J]. 江苏林业科技, 40(2): 8-10

潘云芬, 徐庆, 于英茹. 2007. 淡水森林湿地植被恢复研究进展[J]. 世界林业研究, 20(6): 29-35

彭能凯, 吴敏, 彭佑平, 等. 2010. 滩地杨树生长量与高程-淹水时间关系的研究[J]. 湖南林业科技, 37(3): 9-12

施卫东, 潘林, 汤国平, 等. 2010. 不同树种太湖滩地造林的耐水性试验[J]. 林业实用技术,53(7): 16-18

唐罗忠, 黄宝龙, 生原喜久雄, 等. 2008. 高水位条件下池杉根系的生态适应机制和膝根的呼吸特性[J]. 植物生态学报,32(6): 1258-1267

吴道圣，张光星，冯黎灵．2008. 耐水湿树种在水库消落带(滩地)造林技术[J]. 湖北林业科技, 37(2): 57-58, 65

徐高福, 卢刚, 张建和, 等. 2016. 千岛湖库区消落带造林技术研究[J]. 浙江林业科技, 36(6): 1-7

徐庆, 潘云芬, 程元启, 等. 2008. 安徽升金湖淡水森林湿地适生树种筛选[J]. 林业科学, 44(12): 7-14

Wang H, Jiao R, Fang W, et al. 2016. Dissolved organic carbon content and characteristics in relation to carbon dioxide partial pressure across Poyang Lake wetlands and adjacent aquatic systems in the Changjiang basin[J]. Environmental Pollution:714-723

Wu B, Tian J, Bai C. et al. 2014. The biogeography of fungal communities in wetland sediments along the Changjiang River and other sites in China[J]. The Isme Journal,7(7): 1299

Study on Models for Vegetation Restoration of Freshwater Forested Wetlands:A Case Study of Anqing City

JIANG Chun-Wu1XU Qing2*GAO De-Qiang2ZHANG Bei-Bei2FANG Jian-Min1LIANG Chun-Qing3PAN Ting1
(1 Anhui Academy of Forestry, Hefei 230001, Anhui; 2 Institute of Forest Ecology Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091; 3 Yingjiang District Agricultural and Forestry Bureau of Anqing City, Anqing 246000, Anhui)

Vegetation restoration in degraded forest wetland is critical for ensuring the ecological security of the Yangtze River Basin as the rapid decrease in freshwater forested wetlands in the mid-lower reaches of the Yangtze River Basin. Based on the ecological fragile wetland in Anqing city of Anhui Province, six suitable species were selected including Liquidambar formosana, Populus deltoides, Taxodium ascendens×T. mucronatum, Taxodium ascendens,Salix babylonica and Salix×aureo-pendula. Furthermore, three kinds of multi-species configuration patterns were established according to the soil types and woody plant resources in forest wetland, achieving the better ecological, economic and social benef i ts. Under the background of global climate change, the above-mentioned studies could provide a scientif i c basis and technical support for the restoration and reconstruction of the degraded freshwater forested wetlands in the mid-lower reaches of the Yangtze River Basin.

Freshwater forested wetlands; Vegetation restoration; Tree species selection; Anqing city

10.3969/j.issn.1673-3290.2017.04.13

2017-09-07

国家自然科学基金项目(31670720)；林业公益行业专项（201504423)；科技部农业成果转化资金项目（2014GB24320620)；国家林业局948项目（2006-4-04)

姜春武（1973—），男，助理研究员，主要从事森林土壤和植被恢复研究。E-mail：397710209@qq.com

*通讯作者：徐庆（1964—），女，博士，研究员，主要从事森林生态和森林湿地植被恢复研究。E-mail：xuqing@caf.ac.cn