河岸植被緩沖帶完整性及恢復措施
——以北京市密云水庫上游潮白河流域為例

楊 波，齊 實，孫 嘉，張海龍

河岸植被緩沖帶處于水陸交界區，具有明顯的邊緣效應，是地球生物圈中最復雜的生態系統之一，與相鄰的生態系統相比，具有較強的景觀異質性與多樣性，可以提供豐富的野生動植物資源、地表和地下水資源、氣候資源以及休閑、娛樂和觀光旅游資源等［1－3］。

河岸植被緩沖帶作為河岸帶生態系統的一部分，在河流防洪、河流水質保護、河岸帶生境保護等方面起著重要作用［4－5］。Mayer［6］等的研究表明，在河 岸寬度大致相同的條件下，以草本或以喬草、灌草混合模式營造的緩沖帶在貯氮方面效果顯著。Dillaha和Castelle的研究結果［7－8］表明3～5m 的植被緩沖帶能夠攔截50%～80%的污染物。隨著人口的劇增和社會經濟的發展，大量河岸植被緩沖帶遭到了人為的干擾，其完整性受到破壞，造成河流防洪能力減弱，水質下降，河岸帶生態環境惡化等問題［4］。因此，河岸植被緩沖帶恢復逐漸成為近年來的研究熱點。研究［9］表明，針對植被緩沖帶恢復的配置模式需要考慮植物品種、結構、布局和緩沖帶的位置及寬度指標，以充分發揮其生態、經濟功能。正常情況下，需要綜合考慮河流的水文特征來進行河岸緩沖帶的設置，以達到經濟和生態的雙重效益［10－11］。潮白河是北京地區重要的水源地之一，因此對河岸的有效地管理與保護，對已遭到破壞的河岸植被帶進行恢復與重建，以充分發揮其河岸的重要功能，已成為河流管理者需要去考慮的對策。因此，本研究以潮白河流域22個河岸斷面為研究對象，通過對河岸植被帶調查及完整性評價，并針對各斷面類型提出了不同的河岸植被緩沖帶恢復措施進行探討，以期為河岸植被緩沖帶恢復的相關研究和實踐提供參考價值。

1 研究區概況

研究區選擇在北京市密云水庫上游潮白河水系，包括潮河、白河，地理位置范圍為東經115°25′—117°35′，北緯40°20′—41°37′。研究區內潮河、白河水系全長約126km，所在的流域總面積為1.58×104km2。潮河發源于河北省豐寧縣上黃旗北，經灤平縣、古北口入北京市密云縣，潮河分為密云水庫上游和下游兩段，上游河道長24km，河道縱坡為10‰，河床糙率0.025，河床多為礫石和砂，較為穩定，流域地貌為山地。白河發源于河北省沽源縣南大馬群山，經赤城縣流入北京市延慶縣，再經懷柔縣進密云縣，至高嶺鄉漕城子注入密云水庫東北端，白河分為密云水庫上游和下游兩段，上游河道長102km，河道縱坡為13‰，河床糙率0.032，河床多為礫石和砂，較為穩定，流域地貌為山地。研究區所在流域氣候類型屬大陸性季風氣候，屬溫帶與中溫帶、半干旱與半濕潤帶的過渡帶，多年平均降雨量為492mm，汛期（6—9月）降水量約占年降水量的80%，年平均氣溫10～12℃。流域內土壤類型以棕壤和褐土分布最廣，占總面積的80%以上。植被類型豐富，以針闊葉混交林為主，主要的喬木有楊樹、柳樹、刺槐、側柏、五角楓、杏、火炬樹等；灌木有沙棘、胡枝子、小葉女貞、紫葉小檗等；草本有紫花苜蓿、冰草、麥冬、蘆葦等。

2 河岸帶調查

河岸植被緩沖帶調查以橫斷面為調查尺度，在潮河與白河主要調查河段內分別以每3km的間距布置一定數量的橫斷面，寬度為30～100m（河流常水位以上受河流直接影響的植被帶），最終確定調查密云水庫上游潮河河段自上而下共計6個斷面，白河河段自上而下共計16個斷面。調查內容包括以下3個方面：（1）河道斷面形態、岸坡坡度、岸坡高度；（2）采用樣方法對河岸帶內植被調查，包括植物種類，地理位置、生長狀況等；（3）利用遙感影像圖并結合野外土地調查的方法，調查河岸帶周邊土地利用現狀。

3 潮白河河岸帶斷面類型劃分

采用流域DEM提取水系特征信息，結合實地調查，根據河道斷面形式、岸坡坡度、岸坡高度及河岸帶周邊土地利用現狀等因素作為評價指標，對河岸帶斷面類型進行劃分。潮白河河道斷面形式主要為U形、V形、漫灘型（表1）。根據河岸上緣岸坡的坡度，將其劃分為緩坡（0°～15°）、陡坡（15°～45°）、陡坎（＞45°）3類?？紤]到實用程度，一般劃分河岸帶斷面結構和類型時僅考慮2部分，即河道類型、緩沖坡坡度，這樣可得到5種河岸帶斷面類型，即U形＋緩坡、U形＋陡坡、U形＋陡坎、V形＋陡坡和漫灘型。

表1 潮白河河岸帶斷面調查結果

根據表1綜合分析可得，漫灘型斷面的河道岸坡坡度均在5°以下，土地利用現狀為林地與耕地，植被類型為楊樹和玉米，結合岸坡坡度分類，將漫灘型斷面的河岸植被緩沖帶劃分為一類，即：漫灘型河岸植被緩沖帶；U形斷面的河道岸坡坡度范圍較廣，土地利用主要為林地，植被類型主要為楊樹、柳樹，結合岸坡坡度分類，可將U形斷面的河岸植被緩沖帶劃分為3類，即：U形＋緩坡、U形＋陡坡、U形＋陡坎；V形斷面的河道岸坡坡度均大于35°，土地利用類型為林地，植被類型主要為楊樹、柳樹、刺柏，結合岸坡坡度分類，將V形斷面的河岸植被緩沖帶劃分為一類，即：V形＋陡坡。經統計，22個河岸斷面中漫灘型包括潮河斷面3，4，5，6；U形＋緩坡型包括潮河斷面1和2，白河斷面9，10，13，14；U 形＋陡坡型包括白河斷面2，3，6，7，8，15；U 形＋陡坎型包括白河斷面4，5，16；V形＋陡坡型包括白河斷面1，11，12。

潮河流域地形地貌情況比較簡單，土地利用情況多以林地和耕地為主，斷面形態較少，河道較寬，兩岸岸坡較緩，潮河河岸植被緩沖帶主要以U形＋緩坡和漫灘型為主；而白河流域地形情況相對復雜，斷面形態較多，岸坡坡度變化較大，河道寬度相比較潮河流域更窄，白河河岸植被緩沖帶主要為V形＋陡坡、U形＋陡坎、U形＋陡坡及U形＋緩坡。各種河岸帶斷面類型如圖1所示。

圖1 河岸帶各斷面類型示意圖

4 潮白河河岸植被緩沖帶完整性評價

4.1 評價指標及方法

根據獨立性及可操作性原則，采用多指標評價法研究潮白河河岸植被緩沖帶的完整性。多指標評價法的評估原理是，首先根據對河岸帶的調查結果，制定能夠反映評價目標的水文、生物、化學和物理形態等方面的評估指數，從眾多反映河岸帶特性的因子中根據一定的原則為每個指數選取適當的指標，為這些指標制定適當的評分標準，然后計算各項指標值的大小，根據評分標準為各項指標打分，將各指標得分進行加權處理后得到每一項指數的分值，再將各項指數得分求和，以累計總分數作為評估依據［12］，為植被緩沖帶的恢復重建提供依據。

從調查中獲得的涉及河岸植被緩沖帶生態系統的多種特征因子中選定植被帶寬度、植被帶連續性、植被層次、植被種類及植被覆蓋度這5個指標作為評價指標，將河岸植被緩沖帶完整性分為完整、基本完整、次不完整及不完整4個等級。河流完整性評價多將每個指標轉化為滿分為10分的得分，并以2.5為得分間距劃分其完整性［12－13］。評價的滿分為50分，定義37.5～50分表示河岸植被緩沖帶完整，25～37.5分表示基本完整，12.5～25分表示次不完整，0～12.5分表示不完整（表2）。

4.2 河岸帶完整性

各項指標調查及評價結果詳見表3。潮河河段內河岸植被緩沖帶狀況為次不完整和不完整。主要問題為：斷面1和4兩岸的植被單一，主要以喬木為主，缺少草灌植被，林分結構單一，生態功能弱；斷面3和6兩岸主要以耕地為主，在耕地和河流水體之間沒有植被緩沖帶，無法對河流水質進行有效的保護；斷面5兩岸的植被帶出現了破損并且不連續，植被帶的作用被削弱了。白河河段內河岸植被緩沖帶狀況相對較好，大部分調查斷面內植被緩沖帶為基本完整及完整狀態，但也有一些斷面的植被緩沖帶呈現次不完整狀態。主要問題為：斷面1和16河岸植被緩沖帶不連續，植被較少；斷面7，8及10兩岸存在荒草地，植被較少只有雜草和蘆葦；斷面14主要以經濟林木及少數楊樹為主缺少灌草植被，林分結構相對單一，生態功能較弱。

表2 潮白河河岸植被緩沖帶完整性評價標準

表3 潮白河河岸植被緩沖帶調查結果及完整性評價

5 潮白河河岸植被緩沖帶恢復對策

潮白河河岸植被緩沖帶的恢復立足于河岸的自然條件、功能要求、立地類型，并依據適地適樹原則、可行性原則、區域性與典型性原則、生態經濟原則選擇適宜在北京地區建設緩沖帶的植物種類。依據河岸植被系統的結構特點，運用生態學原理（生物共生，生物多樣性，生態系統的結構）和經濟學原理（自然資源，合理利用，生態經濟效益）充分利用河岸已存植被，構建高效河岸植物群落，使植物生態恢復與經濟利用和諧統一。

根據潮白河不同河岸帶斷面類型的劃分結合河岸植被緩沖帶現狀，提出潮白河流域不同河岸帶斷面類型植被緩沖帶恢復對策（表4）。

表4 潮白河流域不同河岸帶斷面類型植被緩沖帶恢復對策

6 結論

（1）采用流域DEM提取水系特征信息，結合實地調查，根據河道斷面形式、岸坡坡度、岸坡高度及河岸帶周邊土地利用現狀等因素作為評價指標，將河岸帶斷面劃分為U形＋緩坡、U形＋陡坡、U形＋陡坎、V形＋陡坡和漫灘型5種類型。

（2）采用多指標評價方法對潮白河河岸植被緩沖帶進行完整性評價，結果顯示潮河河段內植被緩沖帶狀況較差，以次不完整為主；白河河段內河岸植被緩沖帶狀況相對較好，大部分調查斷面內植被緩沖帶為基本完整及完整狀態。

（3）根據潮白河不同河岸帶斷面類型的劃分結合河岸植被緩沖帶現狀，提出了不同斷面類型的植被緩沖帶恢復對策，并選擇了適宜的植物種。

［1］ Naiman R J，Decamps H，Polloek M.The role of riparian corridors in maintaining regional biodiversity［J］.Ecologieal Applications，1993，3（2）：209－212.

［2］ 張建春.河岸帶功能及其管理［J］.水土保持學報，2001，15（6）：143－146.

［3］ 夏繼紅，嚴忠民.生態河岸帶的概念及功能［J］.水利水電技術.2006，37（5）：14－17，24.

［4］ Correll D L，Jordan T E，Weller D E.Nutrient flux in a landscape：Effects of coastal land use and terrestrial community mosaic on nutrient transport to coastal waters［J］.Estuaries，1992，15（4）：431－442.

［5］ Lowrance R，Altier L S，Newbold J D，et al.Water quality functions of riparian forest buffers in Chesapeake Bay watersheds［J］.Environmental Management，1997，21（5）：687－712.

［6］ Mayer P M，Reynolds S K，Mccutchen M D.Meta－Analysis of nitrogen removal in riparian buffers［J］.Journal of Environmental Quality.2007，36（4）：1172－1180.

［7］ Castelle A J，Johnson A W，Conolly C.Wetland and stream buffer size requirements：A review ［J］.Journal of Environmental Quality，1994，23（5）：878－882.

［8］ Dillaha T A，Reneau R B，Mostaghimi S，et al.Vegetative filter strips for agricultural nonpoint source pollution control［J］.Transactions，American Society of Agricultural Engineers，1989，32（2）：513－519.

［9］ Lee P，Smyth C，Boutin S.Quantitative review of riparian buffer width guide lines from Canada and the United States［J］.Environmental Management，2004，70（2）：165－180.

［10］ Woessner W W.Stream and fluvial plain ground water interactions：Rescaling hydrogeologic thought［J］.Ground Water，2000，38（3）：423－429.

［11］ 曾立雄，黃志霖，肖文發，等.河岸植被緩沖帶的功能及其設計與管理［J］.林業科學，2010，46（2）：45－47.

［12］ 王勁修，齊實，Zhang Yaoqi，等.山西沁河上游河岸植被緩沖帶評價與恢復重建研究［J］.湖南農業科學，2011（11）：115－119.

［13］ 張崢.京杭大運河宿豫段河岸植被緩沖帶綜合評價［J］.農業科技與信息，2013，10（3）：42－49.