遼河保護區河岸帶生態恢復技術研究

段亮，宋永會*，張臨絨，趙偉偉，徐微雪，郅二銓

1.中國環境科學研究院，環境基準與風險評估國家重點實驗室，北京 100012 2.中國環境科學研究院城市水環境科技創新基地，北京 100012 3.沈陽化工大學環境與安全工程學院，遼寧 沈陽 110142

河岸帶為河水-陸地交界處兩邊至河水影響消失為止的地帶。河岸帶生態系統位于河水與陸地交界處的兩側，包括河流廊道的高低水位間以及從河流高水位至被洪水影響的高地區域，是陸地生態系統和水生生態系統的生態過渡區。河岸帶生態系統將河流生態系統與陸地生態系統緊密地聯系起來，是二者間進行物質、能量、信息交換的生態過渡帶，具有明顯的邊緣效應[1-2]。相關研究表明，河岸帶生態系統具有保護河流水質、保護生物多樣性、為野生動物提供棲息地以及為人類提供豐富的景觀產品服務等一系列的環境、社會和經濟功能[3-4]。

1 遼河干流河岸帶現狀

1.1 現狀

遼河流域地形為山地占48.2%，丘陵占21.5%，平原占24.3%，沙丘占6%[5]。流域的自然植被類型多樣，具有明顯地從溫帶草原向暖溫帶闊葉落葉林的過渡性和混雜性。東部山地以溫帶針闊混交林為代表，遼南和遼西為暖溫帶落葉闊葉林，遼北為溫帶草甸草原。遼河中下游流域是我國人口密集、工農業生產發達的地區之一。由于自然資源的不合理開發利用，土地利用顯著變化導致了諸多環境問題，流域生態環境的日趨脆弱，嚴重阻礙了區域經濟的可持續發展。主要表現在水資源匱乏、水體污染嚴重、動植物種類減少、陸生和水生動物棲息地喪失等。其濕地生態功能基本喪失，春秋季遼河干流河灘地已成為沙塵暴的發源地；魚類資源急劇減少，僅剩耐污染的種類；河灘地被大量開墾種植延伸至河岸，造成嚴重的水土流失[6]。遼河中下游大面積的農田開發、水利設施建設使土地覆被發生顯著變化，約有12 880.65 hm2的各類濕地被開發成耕地，其中水田為8 664.50 hm2，農田占保護區面積的比例達63.7%[7]，加上油田占用和個人承包養魚等原因，使濕地面積萎縮，生態功能下降，濕地納洪蓄水能力下降。動物棲息地的面積逐漸縮小，部分適宜生境喪失，生物多樣性受到損失。此外，道路、堤壩及油井的建設對生境造成了分割和干擾作用。

1.2 河岸帶生境區域劃分

根據遼河干流地質地貌及氣候特點，以及遼河淡水魚類資源特點，將遼河保護區劃分為昌圖—遼中段、臺安—盤錦段2個生境區域。

1.2.1 昌圖—遼中段

該段位于遼河干流中上游。最北端康平縣屬于冷溫帶半干旱季風氣候區，其他地區屬于暖溫帶半濕潤季風氣候區，年平均降水量537.7～694.5 mm，年平均氣溫6.7～8.1 ℃。該段大部分區域屬華北植物區系，鐵嶺有小部分區域屬內蒙古植物區系、長白植物區系與華北植物區系交錯地區，植物種類復雜，其中包括一些沙生、旱生等內蒙古植物區系植物。動物種類豐富。

該區主要植物群落：羊草-蘆葦草甸群落、羊草草甸草原群落、沿河旱柳灌叢群落、沿河江界柳灌叢群落、水蔥-香蒲群落、蘆葦草甸濕地群落、沙地杠柳群落。其代表性植物為蘆葦、羊草、沙柳、杞柳、江界柳、水蔥和香蒲等；伴生植物為黃蒿、硬拂子茅、虎尾草、狗尾草、野艾蒿、蛇床、酸模、苔草等。重要保護植物為野大豆。

1.2.2 臺安—盤錦段

該段位于遼河干流下游。屬于暖溫帶半濕潤季風氣候區，年平均降水量623.9～800 mm，年平均氣溫6.7～8.4 ℃。遼河口濕地地勢低洼平坦，海拔高度為1.3～4.0 m，多葦塘泡沼和潮間帶灘涂。土壤類型主要為潮灘鹽土、濱海鹽土、草甸鹽土、沼澤鹽土。該段屬華北植物區系。

該區主要植物群落：河漫灘小青楊-小葉楊林群落、檉柳灌叢群落、羊草草甸群落、蘆葦草甸群落、鹽地堿蓬一年生鹽生草地群落、蘆葦沼澤(鹽地堿蓬-蘆葦群落、蘆葦群落)群落、香蒲-蘆葦沼澤群落、香蒲沼澤群落等。標志性植物為檉柳、杞柳、蘆葦、翅堿蓬、香蒲、狼尾草、羊草、獐茅等。重要保護植物為野大豆。

2 河岸帶恢復對策

2.1 恢復河岸帶的護岸功能

河岸植被覆蓋密度與類型對河岸侵蝕的防護作用影響較大。以河岸濕地為例，成片的沼澤植被通過保護河岸，覆蓋河谷和河床，降低了河床中水流速度，防止了水流侵蝕，促進了泥沙沉積；反之，孤立的植被在河床中極易遭受洪水侵蝕，影響河床形態和泥沙輸移。沼澤濕地每年沉積的泥沙量是相同河段沉積泥沙量的4～20倍[8]。同其他保護河流、防止泥沙侵蝕的措施相比，在河邊建造籬笆、樹木等工程措施是最經濟、自然和有效的方法。

2.2 重建河岸帶的廊道功能

廊道指景觀中與相鄰兩邊環境不同的線狀或帶狀結構。具有恢復生境、傳輸通道、過濾和阻抑作用，可作為能量、物質和生物的源或匯。河岸植被廊道能維持適宜水溫及溶氧等水生條件，有利于某些魚類生存；沿河兩岸的植被覆蓋，可以減緩洪水影響，并為水生食物鏈提供有機質，為魚類和底棲動物提供生境。

2.3 保留河岸帶的緩沖帶功能

河岸緩沖帶是指直接生長在河岸的林地(寬5～50 m)、灌叢(寬5～50 m)或草地(寬50～200 m)。河岸緩沖帶的寬度依據土壤和鄰近地區5～50 m內的景觀條件而定[9]。國外研究者認為河岸帶可滯留89%的氮和80%的磷[10]。

2.4 遵從景觀適宜性原則

適宜的河岸帶景觀環境能為人們提供與水和諧共處的景觀過渡平臺，為人們提供高效、安全、健康、舒適、優美的休閑娛樂場所。景觀適宜性應充分考慮到以人為本的建設原則，在恢復河岸帶生態系統的同時，滿足社會發展的人文需要。

2.5 考慮生態安全性問題

河岸帶生態系統自身具有一定的自我調節和抵抗能力，能夠抵抗外界干擾和脅迫，從而保證系統的安全性，并對其他系統也不構成干擾和脅迫[11]。安全評價指標主要包括入侵物種特性、污染特性、水質狀況、自然災害特性、人為干擾狀況、社會經濟狀況等方面的指標。尤其對現有的農業面源污染問題，應給予考慮。

2.6 土地利用的問題

需對現有的土地利用情況進行調查，考慮到已開發的狀況，合理進行取舍。對于未影響河岸帶恢復的現有設施進行最大限度地保留，對不合理的建設應進行遷移或改造。

3 干流河岸帶生態恢復技術

根據河岸帶恢復原則，結合河流管理方法，提出了遼河干流河岸帶的生態恢復方法與技術路線，如圖1所示。

圖1 遼河保護區河岸帶生態修復方法與技術路線Fig.1 The method and technical route for the ecological restoration of riparian area in Liaohe Conservation Area

3.1 干流河岸帶生態恢復技術

遼河保護區干流河岸帶生態恢復以生態環境調查為基礎，結合《遼河保護區“十二五”規劃》及河流緩沖帶廊道、棲息地、過濾與污染阻控和景觀的生態功能，根據河岸帶地形、土壤性質、污染特征、土地利用現狀及人類活動特點確定河岸緩沖帶的寬度，篩選適宜的植被類型，進行緩沖帶的生態結構設計，重建河岸緩沖帶草生、草灌、林木阻控帶等植物群落系統[12-13]。河岸緩沖帶最小有效寬度設置為30 m，視河流分級、地形坡度、洪積平原、濕地等被保護區域的性質與敏感性增加緩沖帶的寬度[14]。當河岸斜坡所占緩沖帶比例<15%時，河岸緩沖帶寬度增加15 m；當所占比例為15%～25%時，河岸緩沖帶寬度增加23 m；當所占比例≥25%時，河岸緩沖帶寬度應增加30 m。

3.2 干流植被恢復技術

要提高遼河干流的生態系統穩定性，提高生物多樣性，首先應增加干流區域植被數量和植被種類，提高干流區域生態環境質量。植物的種類選擇上應以土著種為主，在具體植物種類選擇上，應根據不同生境選擇相適應的植物恢復種類。人工濕地應選擇耐污能力強，且有吸收和去除污染物能力的植物種類；坑塘濕地應選擇沉水植物、挺水植物和浮水植物，其主要作用為增加植物多樣性，提高濕地生境質量；牛軛湖濕地應選擇濕生、沼生為主的水生植物；水庫自然濕地應以當地優勢物種為主，能耐受輕微污染；干流河岸帶應以濕生植物和沼生植物為主。植物恢復方法根據恢復地實際情況，對當地優勢種，可以采取保護性措施，充分利用物種的自我繁殖能力恢復植被群落[15-16]。根據生境條件變化，按照水位梯度，合理選擇明水面植被、水陸交錯帶植被、沼澤植被、濕生植被、半濕生植被、中生植被、沙生植被以及灌木。遼河干流植被的恢復應統一規劃、協調一致，不管是在植物物種選擇還是恢復方法上，要根據人工濕地、坑塘濕地、牛軛湖濕地、水庫濕地和河岸帶的不同選擇適當的恢復方法；同時，要兼顧河流的整體性，注意各恢復類型之間的植被連接。

3.3 干流灘地農業面源污染控制技術

根據保護區內農田面源污染、居民區生活污染、旅游污染、畜禽養殖污染等4類面源污染的產排特征，通過相應面源污染控制技術，實現污染輸出消減。農業種植污染主要是控制施肥，構建典型作物農田最佳管理方案，結合河岸帶建設，攔截并處理農田退水中污染物；居民區和旅游產生的固體廢物(垃圾)，需收集外運，而分散型污水需收集后集中處理；河道內分散畜禽養殖應禁止。

4 典型河岸帶生態系統恢復研究

根據遼河干流河岸帶各段生態特點、主要特征及已有條件，遼河保護區河岸帶生態系統恢復可分為正常恢復為主、坑塘濕地恢復為主、牛軛湖濕地恢復為主、自然濕地恢復為主等幾種類型。

4.1 以正常恢復為主

4.1.1 福德店—三河下拉段河岸帶生態修復

該段位于遼寧省鐵嶺市境內，全長38 km，河岸帶恢復面積約20 km2。以東、西遼河交匯處為起點，中途自上而下有招蘇臺河，于八家子河、李河至公河的三河下拉處結束。該段以自然恢復為主，在植物種類選擇上以土著種為主，充分利用物種的自我繁殖能力恢復植被群落。

4.1.2 柳河口—盤山閘段河岸帶生態修復

該段位于遼寧省沈陽市內，全長172 km，河岸帶恢復面積約80 km2。起點位于柳河口，中途自上而下有長河溝、舊繞陽河、一統河和太平總干匯入，最后在曙光公路橋橡膠壩處結束。該段以自然恢復為主，在河岸緩沖帶有效寬度范圍內對退耕后的河灘地選擇性種植抗性的草本、灌木和喬木植物，實現河岸緩沖帶自然功能的逐步恢復。

4.2 以坑塘濕地恢復為主

清河口—拉馬河段河岸帶生態修復，該段全長81 km，河岸帶恢復面積約40 km2。起點位于哈大高鐵二號橡膠壩處，中途自上而下有清河、長溝子河、亮溝子河、拉馬河、三面船鄉小河子匯入，至新調線公路橡膠壩處結束。該段采用人工渠道等工程，將坑塘連接起來，形成特有的坑塘濕地群面貌。

4.3 以牛軛湖濕地恢復為主

三河下拉—清河口段河岸帶生態修復，該段全長62 km，河岸帶恢復面積約30 km2。起點位于八家子河、李河和公河處的三河下拉處，中途自上而下有招蘇臺河、和平鄉小河、亮子河匯入，至哈大高鐵二號橡膠壩處結束，該段采用人工濕地技術和牛軛湖建設為主。

4.4 以自然濕地恢復為主

石佛寺—柳河口段河岸帶生態修復，該段全長104 km，河岸帶恢復面積約50 km2。起點位于新調線公路橋橡膠壩處的石佛寺，中途自上而下有萬泉河、西小河、三面船鄉小河、秀水河、養息牧河、燕飛里排干、傅家窩堡排干匯入，至毓寶臺公路橋橡膠壩處結束。該段河岸帶生態恢復以自然濕地恢復為主，利用工程整治河床抬高下墊面，達到自然恢復要求的水位，恢復河岸帶自然濕地。

4.5 典型河岸帶生態修復水位調控

遼河洪水多發于6—8月，河岸帶建設應考慮預留泄洪區和防洪堤，確保中小規模洪水來臨時，河岸帶不被破壞；反之在枯水期，應合理調控，確保河岸帶擁有足夠的水量。遼河是我國多沙河流之一，多沙區域多位于遼河干流西側，該區域由于氣候干燥，植被差，雨量少而集中，地表又多黃土或砂土，水土流失嚴重。而遼河干流東側支流，招蘇臺河、清河、柴河、范河、渾河、太子河等地處遼東地區，年降雨量在700 mm以上，氣候適宜，雨量充沛，植被覆蓋好，水土流失并不嚴重，屬于整個遼河流域中多水少沙的地區。因此水文調控應充分考慮泥沙輸送問題，對于輸沙少的地方，適當減少河岸帶自然濕地水量，減弱河岸帶水的流速；對于泥沙含量較高的地區，應設置緩沖區，提高水的流速，確保引水渠不發生淤積，使河岸帶濕地有充足水量。

5 結語

隨著遼河兩岸人口的激增和工農業生產的發展，其河岸帶生態系統受人類活動的干擾而嚴重退化，導致了一系列嚴重的環境問題。如何恢復和重建退化河岸帶生態系統，已成為恢復生態學、流域生態學等學科研究的重要內容之一。闡述了遼河保護區河岸帶的現狀、恢復原則、生態修復方法及生態系統恢復技術。重建遼河干流河岸帶生態系統，能夠起到保護河流水質、保護生物多樣性、為野生動物提供棲息地以及為人類提供豐富的景觀產品服務等一系列的環境、社會和經濟功能。

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