黃河德州段防洪工程生物防護模式研究

孫朝新，王強，付志國

（1.德州市水利局，山東德州 253014；2.德城區水務局楊莊揚水站，山東德州 253000）

黃河德州段防洪工程生物防護模式研究

孫朝新1，王強2，付志國1

（1.德州市水利局，山東德州 253014；2.德城區水務局楊莊揚水站，山東德州 253000）

針對黃河德州段防洪工程造林綠化困難的現狀，分析影響植被構建的環境因子，進行了黃河防洪工程生物防護模式設計，通過合理植樹種草，加固黃河防洪工程，減少水土流失，改善沿黃生態環境等措施增加山東黃河防洪工程的綜合社會公共效益。

黃河；防洪工程；生物防護；環境因子

黃河工程綠化問題是黃河治理與開發亟待解決的一個難題。山東黃河防洪工程生物防護對提高防洪工程抗洪能力，改善黃河兩岸生態環境，發展黃河經濟具有重要意義。由于黃河防洪工程德州段所處地理位置的原因，造成了黃河防洪工程德州段的立地條件相對較差，黃河防洪工程德州段植樹造林工作就比一般的植樹造林增加了難度。

1 影響植被構建的環境因子分析

1.1 環境變化對植被分布的影響

根據對黃河植物群落及其環境變化的調查，植物群落的分布明顯地依賴于土壤水分和鹽分的變化，區域氣候頂極植物群落為暖溫帶落葉闊葉林群落，而最初形成的植物群落主要是在濕潤、含鹽條件下生長發育的一年生堿蓬群落。伴隨植物的生長，群落生境地下水埋深和土壤鹽分含量發生明顯變化，導致群落發生演替。隨著地面抬高、土壤不斷脫鹽，堿蓬群落逐漸被檉柳群落、蘆葦群落、獐毛群落所代替，直至演替為落葉闊葉林群落。在植物群落的這一演替過程中，土壤水分和鹽分始終起著主導作用。表明土壤鹽分和水分是制約該區植物生長和分布的主要因素。

1.2 土壤鹽分、pH隨坡位的變化規律

對不同地段分別在堤肩、防洪工程中坡、堤腳平臺采集土壤樣品進行了鹽分的測定分析，結果表明，土壤鹽分隨堤坡位置的變化十分明顯，無論是0～20 cm土層還是20～40 cm土層，土壤鹽分含量均以防洪工程中上部最高，而且明顯高于堤肩和后戧（堤下平臺）。土壤pH隨堤坡位置的變化也有一定的規律，但和鹽分的變化規律相反，0～20 cm土層和20～40 cm土層土壤pH均以堤坡中上部為最低，而堤肩和堤腳平臺（后戧）較高。pH的這一變化規律可能與土壤脫鹽堿化有關。

1.3 堤肩南北不同位置樹木生長狀況的影響

為比較堤肩南、北樹木生長的差異，分析環境因素隨防洪工程位置的變化規律，在防洪工程的不同地段隨機設點調查了堤肩南、北樹木生長的高度、粗度和冠幅，樣地長度變化于200～600 m，發現造林樹種在堤肩北的造林保存率明顯高于堤肩南，生長明顯好于堤肩南。堤肩南北樹木生長的這種明顯差異源于環境條件隨堤肩南北的差異性分布，從土壤鹽分的測定分析看，堤肩南、北0～20 cm土層土壤鹽分含量分別為0.043 2%和0.040 4%，20～40 cm土層土壤鹽分含量分別為0.069 2%和0.124 4%，兩地沒有顯著差異，而且鹽分含量均不高，不可能是導致樹木生長差異的因素。堤肩南的光照條件要好于堤肩北，由于堤肩南部光照充足，導致土壤失水較多，土壤干旱，相反堤肩北由于光照強度低，結果土壤失水少，土壤濕潤。因此，土壤含水量的高低才是導致堤肩南、北樹木生長差異的主要原因，這說明在黃河防洪工程造林除了土壤鹽分外，土壤水分是制約造林成活和樹木生長的主要因素，是必須優先考慮和解決的。

2 防洪工程生物防護的構建原則

1）目的性原則。這是模式構建中堅持的首要原則，即樹種選擇、生物防護模式構建等所有技術的應用都必須滿足目的性原則。防洪工程斷面的不同部位生物防護的重點不同，因此，模式的構建必須能夠充分體現各斷面部位的防護功能，滿足造林目的。

2）適宜性原則。包括兩部分內容，一是在植物材料的選擇上要堅持適地適樹原則，這是造林成功的關鍵；二是在植物材料的搭配組合上要體現植物種之間、植物與環境之間的和諧。

3）生態效益、社會效益和經濟效益兼顧的原則。保護防洪工程，固堤防洪，延長工程設施壽命是防洪工程生物防護的主要目的，因此防洪工程生物防護模式的構建必須把護堤護坡、保持水土，延長工程壽命作為宗旨，而提高經濟效益，增加職工收入，帶動周邊農民致富則是促進綠化進程，保障防洪工程生物防護效果的重要因素。因此，在不影響生物防護功能的前提下，盡量選擇生態經濟型樹種，在不影響工程質量和壽命的特殊地段，突出選擇經濟效益高的造林綠化模式，實現三大效益的結合。

4）生物多樣性原則。實現生物多樣性是有效防治林木病蟲害，提高綠化、美化效果，增強生態功能的重要因素。因此防洪工程生物防護模式的構建必須堅持喬、灌、藤、草結合，體現多樹種、多林種、多層次、多功能、高效益的規劃宗旨。

5）結構穩定性原則。結構決定功能，穩定的結構是保障功能充分發揮的前提，因此，模式的構建要注意結構的復雜性和穩定性，既要注重近期模式結構的多元化和多層次，又要充分考慮群落長期演替后的效果。

6）功能協調性原則。生物防護的功能是多元化的，如防止水土流失、促進土壤脫鹽、改良土壤、提升環境美化效果、增加經濟收益等。因此，模式的構建不僅要突出其主要的功能，還要保證各種次要功能的充分發揮，使其整體功能最大。

3 防洪工程生物防護模式的設計

1）路肩及以下2 m土壤含鹽量很低，干旱缺水和人畜干擾是制約植物材料選擇和造林成活的關鍵，綠化功能主要是遮蔭、防風，增強環境綠化和美化的效果。所以，造林樹種以耐干旱的觀賞喬木為主，適當引進具有一定觀賞價值的灌木樹種。配置方式：雙行栽植，喬木樹種株距2～3 m，品字型排列。為增強景觀效果，行間或株間混交灌木或種植草坪，灌木選擇檉柳，株距1 m。

2）路肩以下2 m水土流失嚴重，土壤含鹽量高是主要問題，造林綠化的主要目的是要迅速提高植被覆蓋，增強生物護坡固土，防止水土流失。造林樹種原則上以水土保持效果好、繁殖快的灌木為主，配以匍匐型藤本和草本植物，適當引進繁殖迅速、水土保持效果好的喬木。喬木選擇的是紅花槐、臭椿、沙棗、側柏等，但只在局部區段應用；灌藤植物選擇的是白刺、枸杞、濱藜、檸條、沙柳、扶芳藤等；草本選擇的是結縷草、狗牙根、獐毛、酸模、地錦、堿蓬等。

灌藤植物株行距1 m×1 m，草本植物密植。等高線品字型配置。此外，利用草本植物天然下種的特點，采取科學的土壤整地措施，創建適宜植物種子停留、萌發的小環境，促進一年生草本植物的繁殖，迅速提高植被覆蓋率。

3）堤基平地（后戧）寬約6 m，土壤比較深厚，地勢平坦，土壤水分條件較好，鹽分含量較低。造林綠化的主要功能是保持水土，綠化和美化環境，增強觀賞價值。設計喬、灌、藤、草混交，喬木選擇的是絨毛白蠟、紅花槐和國槐；灌木選擇的是檉柳，草本選擇結縷草、獐毛、堿蓬等。喬木株行距2 m×3 m，灌木株行距2 m×1 m，草本密植。

4）堤基平地外側有季節性積水，土壤含鹽量高，地下水位淺，可種植1～2行耐鹽灌木，形成綠籬，起到固堤、保持水土的作用。灌木選擇檉柳，株距1 m，目前該部位的綠化主要是依靠自然力的作用，促進植被的天然更新。

黃河防洪工程生物防護模式設計，將加固山東黃河防洪工程，減少水土流失，改善沿黃生態環境，增加黃河防洪工程綜合社會公共效益。

（責任編輯 張玉燕）

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1009-6159（2016）-12-0003-02

2016-06-22

孫朝新（1972—），男，工程師