山東省生態(tài)河道植物配置技術(shù)研究初探

趙　瑩，馬　良（山東省水利科學(xué)研究院、山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250014）

山東省生態(tài)河道植物配置技術(shù)研究初探

趙瑩，馬良
（山東省水利科學(xué)研究院、山東省水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250014）

【摘要】結(jié)合國(guó)內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)理論和實(shí)踐，初步提出了山東省生態(tài)河道植物配置的基本思路及研究重點(diǎn)，以期對(duì)山東省生態(tài)河道建設(shè)的系統(tǒng)研究及新一輪中小河流治理起到積極借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)河道；河道治理；植物配置

近年來(lái)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到河道生態(tài)建設(shè)在城市環(huán)境和河道治理中的積極作用，從“生態(tài)型護(hù)岸技術(shù)”開始對(duì)河岸帶進(jìn)行綠化，植物措施也在河道生態(tài)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于對(duì)河岸帶生態(tài)理論研究的不足，存在河岸帶的植物配置不合理的現(xiàn)象，影響到生態(tài)功能的發(fā)揮。目前，山東省已進(jìn)入了“民生水利”和“生態(tài)水利”發(fā)展的新時(shí)期。由于其生態(tài)河道建設(shè)剛剛起步，生態(tài)河道植物配置技術(shù)也缺乏全面的分析總結(jié)，因此調(diào)查河道植物資源，完善植物配置理論，開展配置模式及技術(shù)的研究，在新一輪河流治理過程中凸顯可持續(xù)發(fā)展理念，是十分迫切和必要的。

1　基本思路

山東省生態(tài)河道治理植物配置技術(shù)研究，應(yīng)以“師法自然”為理念，以實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展為目標(biāo)，以摸清山東河流植物現(xiàn)狀為著力點(diǎn)，提出生態(tài)河道治理植物配置關(guān)鍵技術(shù)，形成河道植物配置生態(tài)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系框架。基本思路為：

1）河道適生植物資源調(diào)查研究。根據(jù)山東省河道分布情況，分為平原區(qū)、山丘區(qū)和沿海區(qū)三大類；河道又劃分為河床、河岸、橋頭、邊灘等不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域選擇典型樣地作為調(diào)查對(duì)象。

2）河道植被健康評(píng)估技術(shù)研究。不同植物種類存在顯著差異，河道植被健康狀況對(duì)應(yīng)用植物種類的選擇至關(guān)重要。研究結(jié)合河道主導(dǎo)功能和植物生物生態(tài)學(xué)特性，選擇適宜山東省不同河道類型、不同河道功能、不同河段、河道不同坡位的植物種類。

3）生態(tài)河道植物群落配置模式研究。研究針對(duì)不同類型河道的立地條件、功能及生態(tài)建設(shè)要求，確定適宜的植物配置方法、配置模式；以近自然式布置為目標(biāo)，研究不同植物的種植密度、相互適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)性，確定適宜的植物栽植方式。

4）生態(tài)河道植物構(gòu)建技術(shù)研究。分岸坡、緩沖帶、水域等不同區(qū)域，研究底質(zhì)污染修復(fù)、岸坡整修加固技術(shù)、生境營(yíng)造技術(shù)、水質(zhì)凈化技術(shù)、苗木種植技術(shù)、管理養(yǎng)護(hù)技術(shù)等。

5）河道植物措施配置效果評(píng)價(jià)技術(shù)研究。建立集群落組成和結(jié)構(gòu)、群落效益、群落健康度、群落自穩(wěn)定度等為準(zhǔn)則層的生態(tài)河道植物配置效果綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)生態(tài)河道群落情況開展定量評(píng)價(jià)。

2　研究的重點(diǎn)內(nèi)容

2.1河道適生植物資源調(diào)查研究

山東省河道植被研究，應(yīng)從生態(tài)學(xué)角度系統(tǒng)進(jìn)行。河流植被生態(tài)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)系列資料是河流健康評(píng)估的基礎(chǔ)，山東省現(xiàn)有較為完善的水文、水土保持、水質(zhì)等監(jiān)測(cè)體系，而植被生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)還很不完善。河道適生植物資源調(diào)查包括植被群落結(jié)構(gòu)與多樣性調(diào)查、水生植物群落調(diào)查、生物量和生產(chǎn)力調(diào)查、凋落物地表現(xiàn)存量調(diào)查、土壤種子庫(kù)等。于此同時(shí)，還要對(duì)河流生態(tài)環(huán)境調(diào)查，包括河流形態(tài)調(diào)查、河流水質(zhì)調(diào)查、河流基底調(diào)查等。最后對(duì)河道植物的生態(tài)生物學(xué)特性進(jìn)行描述，提出河道植被類型的分類方法，從而提出河道植物資源保護(hù)與利用的思路和對(duì)策。

2.2河道植被健康評(píng)估技術(shù)

影響河流生態(tài)系統(tǒng)健康的三要素包括水質(zhì)條件、水文條件和棲息地質(zhì)量。山東省河道植被健康評(píng)估，要充分考慮各流域、各地區(qū)自然狀況的差異性，根據(jù)河岸帶植物配置類型、分布實(shí)際調(diào)查的數(shù)據(jù)，因地制宜地制定每一條河流植被健康評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)下，總結(jié)出河岸帶植物配置的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)河道植被健康評(píng)估，掌握河流生態(tài)系統(tǒng)演進(jìn)的趨勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上制定河流生態(tài)修復(fù)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。同時(shí)，建立完整的、長(zhǎng)期的植被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)人類社會(huì)服務(wù)功能和河流的生態(tài)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，可在保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)與合理開發(fā)之間取得平衡。

2.3生態(tài)河道植物配置模式研究

河道中的植被具有降雨截留、徑流延滯、土壤增滲、土層固結(jié)、土壤濕度調(diào)節(jié)、蒸騰、土體支撐和拱頂、負(fù)重和風(fēng)力傳遞等作用，并通過這些來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)坡岸穩(wěn)定、增加生物多樣性及恢復(fù)河道生態(tài)功能。河道植物配置模式要基于河道植被調(diào)查結(jié)果，分析已有現(xiàn)狀在哪些方面、何種程度上影響了其主要功能的發(fā)揮，從而判斷存在的問題。

山東省河道植物配置研究，要貫徹可持續(xù)發(fā)展理論，采用生態(tài)學(xué)、植物學(xué)、景觀學(xué)原理，堅(jiān)持人與自然和諧并體現(xiàn)本地特色的規(guī)劃理念。

對(duì)于沿海類型區(qū)植被，有學(xué)者利用“3S”技術(shù)研究山東黃河三角洲30年植被動(dòng)態(tài)變化，將研究區(qū)植物群落分為3大類：以堿蓬為優(yōu)勢(shì)種的群落；以檉柳為優(yōu)勢(shì)種的群落；以蘆葦、稗、白茅為優(yōu)勢(shì)種組成的草本群落。研究表明，土壤鹽分是影響植被分布的主導(dǎo)因子。

對(duì)于平原類型區(qū)植被，有學(xué)者對(duì)山東省魯西南的南四湖濕地群和東平湖濕地群進(jìn)行了研究，結(jié)果表明人工濕地植物中蘆葦、莒蒲、茭白、蔗草等植物凈化效果好且適于北方生長(zhǎng)。

對(duì)于山丘類型區(qū)植被，有學(xué)者研究了臨沂沂河兩岸消落帶植被，結(jié)果表明其植物群落空間分布主要沿著濕度梯度方向，由低到高依次分布著1年生草本植物群落如茅草群落。

2.4生態(tài)河道植物構(gòu)建技術(shù)研究

1）河道岸坡植被配置技術(shù)。有的學(xué)者以城市河道為研究對(duì)象，提出生態(tài)護(hù)坡立體綠化的概念和結(jié)構(gòu)、參考植物種類和陸生群落、水生群落等配置模式，將生態(tài)技術(shù)手段與工程技術(shù)最大程度的結(jié)合。岸坡帶植被修復(fù)應(yīng)考慮種類選擇、布置、種植及景觀等，應(yīng)充分考慮河段的場(chǎng)所特性，因地制宜地進(jìn)行布置。植被配置應(yīng)符合原有的生態(tài)結(jié)構(gòu)，充分利用鄉(xiāng)土植物和當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)物種，擇優(yōu)選取自維持效果及生態(tài)效果好的植被，減少人工維護(hù)需求。

2）河道緩沖帶植被構(gòu)建技術(shù)。研究表明，河道緩沖帶具有緩沖功能、穩(wěn)固河岸、調(diào)節(jié)流域微氣候、為河溪生態(tài)系統(tǒng)提供養(yǎng)分和能量、增加生物多樣性等作用；河岸植被緩沖帶設(shè)計(jì)的影響因素包括位置、植被種類、結(jié)構(gòu)和布局、寬度等。河道緩沖帶種植結(jié)構(gòu)設(shè)置應(yīng)考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)置規(guī)模應(yīng)綜合考慮水土保持功效和生產(chǎn)效益，設(shè)置寬度應(yīng)綜合考慮凈污效果、受納水體水質(zhì)保護(hù)的整體要求。宜根據(jù)環(huán)境、景觀、生物生長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)等要求，結(jié)合土壤、氣候、水文條件和植物適應(yīng)性等因素，從自然恢復(fù)和人工種植兩方面綜合進(jìn)行植物配置。

3）水生植物群落多樣性修復(fù)技術(shù)。基于物理基底設(shè)計(jì)，選擇對(duì)應(yīng)植物種類、生活型，設(shè)計(jì)植物群落結(jié)構(gòu)配置、節(jié)律匹配和景觀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)凈化功能。采用生境和生物對(duì)策，采用挺水植被、沉水植被并結(jié)合少量漂浮植被的生態(tài)修復(fù)模式。采用的技術(shù)如沉水植物優(yōu)勢(shì)種定植技術(shù)、水生植物浮島技術(shù)、人工濕地系統(tǒng)等。

4）河道水質(zhì)凈化技術(shù)。河道水質(zhì)凈化是河道生態(tài)修復(fù)的前提條件，應(yīng)在流域?qū)嵤┪廴驹纯刂拼胧┡c對(duì)策的基礎(chǔ)上，實(shí)施河道的水質(zhì)凈化工程。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩怼庀蠛退臈l件，因地制宜地選擇水質(zhì)凈化技術(shù)。如原位凈化技術(shù)、旁路多級(jí)人工濕地技術(shù)、前置庫(kù)技術(shù)、污染基底修復(fù)技術(shù)。

5）河道景觀技術(shù)。河道景觀建設(shè)是恢復(fù)和強(qiáng)化河道功能的重要方面。河道景觀應(yīng)保留原有的自然景觀，人造景觀也應(yīng)體現(xiàn)和諧自然的要求。鄉(xiāng)村河道主要維持原有的自然景觀，城市河段的河道景觀建設(shè)要與城市的定位及歷史文化相協(xié)調(diào)，注意保留天然的美學(xué)價(jià)值。

2.5河道植被遙感監(jiān)測(cè)及綜合效益評(píng)價(jià)技術(shù)

研究采用RS、GPS獲取植被因子的空間要素；借助GIS軟件的空間分析功能及遙感數(shù)據(jù)定量分析方法與反演技術(shù)，從遙感數(shù)據(jù)中反演出植被的各種重要參數(shù)，如植被指數(shù)RVI、歸一化植被指數(shù)NDVI、差值植被指數(shù)DVI、垂直植被指數(shù)PVI等。利用植被生態(tài)參數(shù)的估算，對(duì)河道植被系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜變化過程進(jìn)行定量描述，并從中分析植被的時(shí)間和空間動(dòng)態(tài)變化特征，建立典型地區(qū)資源與環(huán)境信息系統(tǒng)，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)河道生態(tài)環(huán)境改善程度。

河道植物綜合效益評(píng)價(jià)是一個(gè)多因素、多目標(biāo)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)問題。應(yīng)在研究全省各試點(diǎn)河道根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際、治理目標(biāo)及評(píng)價(jià)目的的基礎(chǔ)上，建立可操作的綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。同時(shí)確定科學(xué)的評(píng)價(jià)方法、指標(biāo)權(quán)重和修正系數(shù)等，從而對(duì)綜合效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3　結(jié)語(yǔ)

河道植被措施作為一種近自然的河流治理措施，在防止水土流失、保持地下水源、凈化水質(zhì)及保護(hù)生物多樣性等方面起到積極作用。目前山東省河道植物配置的模式和技術(shù)還不成熟，應(yīng)盡快進(jìn)行相關(guān)研究，根據(jù)氣候、地形地貌及不同的生境條件，篩選出相適應(yīng)的植被；同時(shí)，在以后的中小河流治理中加大植被建設(shè)力度，維系河道生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，再現(xiàn)水清岸綠的河道景觀。

科研與技術(shù)推廣項(xiàng)目：泰沂山區(qū)水土保持生態(tài)文明示范區(qū)建設(shè)綜合技術(shù)研究與示范（SDSLKY201317）；生態(tài)河道治理植物配置技術(shù)研究（SDSLKY201504）。

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（責(zé)任編輯趙其芬）

【中圖分類號(hào)】X820

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-05-0018-02

作者簡(jiǎn)介：趙瑩（1979—），女，工程師