消落帶研究現狀與建設展望

徐高福　盧剛　劉樂群　洪利興　柏明娥

摘要：指出了消落帶是水庫季節性水位漲落而使周邊被淹沒土地周期性地出露水面的一段特殊區域。結合國內外消落帶研究成果，分析了其中存在的不足與發展趨勢，提出了開展風化基巖消落帶的濕地植被重建方向。

關鍵詞：消落帶；生態重建

中圖分類號：S718.15文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0116—03

1消落帶的類型

消落帶是指水庫季節性水位漲落而使周邊被淹沒土地周期性地出露水面的一段特殊區域，又稱消落區，是水生生態系統和陸生生態系統交替控制的過渡地帶，是一類特殊的、生態功能十分脆弱的濕地生態系統。目前，國內外開展了大量有關消落帶的研究。

消落帶的類型比較復雜，國外有關研究很少。國內大多數研究以三峽水庫和千島湖為對象。徐高福等[1]將千島湖消落帶按立地類型分為山岙坡麓中厚土層和山崗坡地薄土層兩大類。張虹等[2]以重慶開縣為例，依據各類型消落區生態特點，將消落區劃分為庫尾消落區、松軟堆積緩坡平壩型消落區和硬質陡坡型消落區。雷波等[3]利用GIS技術，以水位高程變化、庫岸坡度和小尺度地形地貌特征為依據，將長江三峽水庫消落帶劃分為經常性水淹型（緩坡型、陡坡型）、半淹半露型（緩坡型、陡坡型）、經常性出露型（緩坡型、陡坡型）、島嶼型（常淹型、出露型）、湖盆-河口-庫灣-庫尾型（湖盆型、河口型、庫灣型、庫尾型）、峽谷型等6大類12個亞類。唐敏等[4]利用GIS技術研究表明三峽水庫消落帶在15°及以下坡度段面積最大，約占總面積的6090%，15～25坡度段約占1862%，25°以上坡度段占2048%；25～35°、35～60°、>60°3個坡度段的消落帶面積依次降低，分別占總面積的1203%、806%和039%。說明消落帶雖然類型多樣，但從分布面積上來講，以松軟堆積的緩坡類型較多。

2消落帶研究的意義

不同類型的消落帶受水文、氣候、地貌和人為活動等因素影響，都會對消落帶的演化產生重要影響[5]。處于緩坡地段的松軟堆積土壤由于經常受浪濁或水位漲落影響，干濕交替頻繁，水土流失嚴重，自然植被逐漸被剝離，土層長期受到剝蝕，逐漸演化或退化成C層赤露的風化基巖消落帶。

風化基巖消落帶的生態條件十分惡劣，水陸界面親和性差，形成水生生態系統與陸生生態系統之間的隔離帶，個別地段成為滯留、匯集廢物的垃圾灘，不僅影響自然景觀，還嚴重影響水、陸生態系統間的物質循環和能量流動，影響動、植物的遷徙和浮游生物、螺類和蚌類等生物的生存環境及物種多樣性，直至嚴重影響水生生態系統的結構與功能乃至自然生態養殖等社會經濟和諧發展問題。

因此，探索生態保護建設的措施，建立庫岸經濟社會發展建設與水庫及其消落帶生態保護和諧關系的途徑，尤其是開展風化基巖消落帶的濕地植被重建研究，對于改善生態環境，提升消落帶生態服務功能等具有非常重要的意義。

3消落帶研究現狀

3.1國外有關消落帶研究

國外對消落帶的研究相對較早，北美、歐洲、澳大利亞、日本等國家將位于水陸生態系統的交錯帶稱之為河岸帶[6，7]。進入20世紀80年代以來，由于經濟利益的驅動，大量人為活動使河岸帶急劇減少、生物多樣性下降、農業非點源性污染加劇、生態環境惡化，人類更多關注如何對退化河岸帶生態系統恢復和重建以及合理的人為管理[8～10]。隨著生態利益和經濟利益矛盾的日益突出，使人們認識到，單純依靠自然植被恢復需要較長時間，而且很難恢復到原有狀態，提出生物和工程相結合的措施。縱觀國外研究，主要集中在河岸帶生態恢復領域[11]、河岸帶緩沖帶對氮磷的凈化機制研究[12]、濕地岸邊植被的恢復與重建[13]、河岸帶生態系統變化[8]、土地利用對河岸帶的影響[7]、河岸帶植被演替[14]、河岸帶管理[15]、模擬研究[16]，以及消落帶對浮游生物[10]、周圍植被[17]、地下水[18]等方面的影響，建立了消落帶水文變化因子與影響結果之間的模型[19]。

3.2國內有關消落帶研究

國內關于消落帶的研究起步較晚。20世紀60年代逐步建立起三門峽水庫、丹江口水庫、小浪底水庫等，人們更多關注的是消落帶經濟效益和開發利用，忽略其生態效益和生態環境保護。20世紀90年代，隨著三峽大壩的建立，水庫水文調度引起庫區水位變化形成了庫區流域兩岸周邊的一段特殊生態環境區域，具有明顯的環境因子、生態過程和植物群落梯度，對水土流失、養分循環和非點源污染有較強的緩沖和過濾作用[20]，是生態環境十分脆弱的敏感地帶。其研究重點主要為消落帶環境問題成因、消落帶利用及其影響、土地利用模式[21]、消落帶功能[22]、管理[23]、植被重建與恢復[24]、消落帶內被淹沒土壤重金屬元素分析及模擬[25]、消落區土壤氮和磷元素釋放規律[26，27]等。目前，一些研究人員已經從生態學、水文學和水體動力學等角度對消落帶深入研究，并提出相關理論和治理模式[28～31]，但至今尚未產生成熟的治理經驗[5]，所以，消落帶治理仍是一個待開拓的領域，也是一個世界性的難題。

4結語

消落帶是一個特殊的濕地生態系統，也是一個受損嚴重且非常脆弱的生態系統，其影響被作為生態系統功能的主體一直受到國內外學者的關注[32]，如何減緩和阻止消落帶自然植被的退化和萎縮，恢復和重建受損的消落帶濕地生態系統成為國內外學者關注的熱點。雖然研究已提出不少的建設性意見或探討[32～35]，但付諸實施的典型成功樣例非常缺乏。這使越來越多的研究者認識到簡單的生物措施不足以解決所有問題，必須將工程措施和生物措施相結合，將是消落帶濕地植被重建技術的發展趨勢。

參考文獻：

[1] 徐高福，洪利興，陳小勇，等.千島湖區消落帶植被恢復初探[J].林業調查規劃，2006，31（5）：6～8.

[2] 張虹，朱平.基于RS與GIS的三峽重慶庫區消落區分類系統研究——以重慶開縣為例[J].國土資源遙感，2005（3）：66～69.endprint

[3] 雷波，楊春華，楊三明，等.基于GIS的長江三峽水庫消落帶生態類型劃分及其特征[J].生態學雜志，2012，31（8）：2082～2090.

[4] 唐敏，楊春華，雷波.基于GIS的三峽水庫不同坡度消落帶分布特征[J].三峽環境與生態，2013，35（3）：8～10.

[5] 程瑞梅，王曉榮，肖文發，等.消落帶研究進展[J].林業科學，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] 白寶偉，王海洋，李先源，等.三峽庫區淹沒區與自然消落區現存植被的比較[J].西南農業大學學報：自然科學版，2005，27（5）：684～688.

[21] 黃朝禧，趙緒福，韓桐魁.富水水庫消落區土地開發試驗及其效果[J].長江流域資源與環境，2005，l4（4）：435～439.

[22] 袁輝，王里奧，黃川，等.三峽庫區消落帶保護利用模式及生態健康評價[J].中國軟科學，2006（5）：120～127.

[23] 王炯.三峽庫區消落地的利用與管理問題研究[J].西南農業大學學報：社會科學版，2003，1（1）：35～38.

[24] 王勇，劉義飛，劉松柏，等.三峽庫區消漲帶植被重建[J].植物學通報，2005，22（5）：513～522.

[25] 傅楊武.三峽水庫消落帶土壤一水體系統中重金屬模擬研究[J].環境科學與技術，2007，30（10）：14～16.

[26] 王里奧，黃川，詹艷慧，等.三峽庫區消落帶淹水一落干過程土壤磷吸附一解吸及釋放研究[J].長江流域資源與環境，2006，15（5）：593～597.

[27] 余敏芬，方佳，何勇清，等.水蝕對千島湖消落帶土壤氮素影響的數值模型分析[J].浙江農林大學學報，2013，30（6）：805～813.

[28] 涂建軍，陳治諫，陳國階，等.三峽庫區消落帶土地整理利用：以重慶市開縣為例[J].山地學報，2002，20（6）：712～717.

[29] 黃川，謝紅勇，龍良碧.三峽湖岸消落帶生態系統重建模式的研究[J].重慶教育學院學報，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] 黃世友，馬立輝，方文，等.三峽庫區消落帶植被重建與生態修復技術研究[J].西南林業大學學報，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，袁興中，熊森，等.城市消落帶景觀基塘系統設計初探——以重慶開縣漢豐湖為例[J].重慶師范大學學報：自然科學版，2013，30（6）：51～54.

[34] 杜立剛，方芳，郭勁松，等.三峽庫區城市消落帶生態規劃與保護探討[J].長江流域資源與環境，2012，21（6）：726～731.

[35] 徐高福.千島湖森林健康經營實證研究[M].杭州：浙江科學技術出版社，2014.endprint