河岸植物緩沖帶在林業中的作用

【摘要】：河岸植被緩沖帶位于陸地生態系統和河流生態系統交界的區域，是一個動態變化系統，具有一定特殊的空間結構，并且發揮著重要的生態服務功能。本文深入分析和研究了河岸植被緩沖帶的內容、結構特征，以及河岸植被緩沖帶所起到的生態作用。通過上述內容的研究，為科學合理的設置河岸植物緩沖帶提供了重要的參考和依據。

【關鍵詞】：緩沖帶，結構特征，生態服務功能

進入20世紀以來，森林生態系統中的濕地、湖泊、河流的管理保護逐步進入到林業上的重要變革時期。以往不合理的森林經營設計和措施，給水生態系統的結構帶來了嚴重的負面影響，并造成整個生態系統生產力的不斷降低。隨著流域生態學研究的快速發展，河岸帶受到了廣泛的關注，特別是關于河岸帶的結構特點、功能作用，以及管理方法得到了長足的發展。而河岸帶的一個重要因素河岸帶植被，表現出其生態、美學、社會和經濟效應。

1 河岸帶與河岸植被緩沖帶

近年來，我國人口快速增加，經濟發展飛快，尤其是城市化的快速推進，伴隨而來的也是林業的大量發展，這就導致了河岸植被帶的嚴重破壞、生態系統內的生物多樣性降低，以及水域中的富營養化加劇等諸多生態問題。因此，對河岸帶與河岸植物緩沖帶的了解具有重要的意義[1]。

河岸帶通常是指位于水域和陸地交界部分的兩邊，且不存在河水影響的地區，在陸地生態系統與河流生態系統中，起到物質轉化、能量傳遞，以及信息交換的作用，作為生態系統的過渡區域，發揮顯著的邊緣效應和特有的生態變化。

河岸植被緩沖帶作為河流生態系統中的重要因素，指位于河岸周邊往岸坡上爬的喬木與其他地表植被構成的緩沖地區，發揮的功能為阻止坡地地表發生的徑流、排污廢水、地下部分的徑流、深層地下水流產生的大量養分、有機質、殺蟲劑等污染物流到河流中。同時還具有調節洪水、凈化河流的水域質量、調控該地區的局部小氣候、穩定物質循環、增加生物多樣性等生態服務作用。

2河岸植被緩沖帶的結構特征

河岸帶區域在生態系統中，是水域生態系統和陸地生態系統的交界部分，且是一個動態變化系統，具有一定特殊的空間結構，發揮生態服務功能。河岸植被帶結構特征的辨別與歸類，是研究整個河岸生態系統服務功能的基本依據。河岸植被帶通常存在的空間結構特征是四維的，一是縱向空間，即從上游到下游的鑲嵌性；二是橫向空間，即從河床到泛濫平原的過渡性；三是垂直空間，即從河川徑流到地下水的分層性；四是時間分布的動態變化等邊緣特點，形成了顯著的邊緣效應。河岸植被緩沖帶的主體是指岸邊帶的植被種類，即喬木、灌木、草地，主體的配置主要關注植被類型空間層次上的組合特征，同時考慮植物帶的寬度和所在區域的坡度、坡向、破位等地形特征，以及其他外界干擾情況[2]。

河岸帶生態系統除了邊緣效應外，還具有尺度效應。河岸帶結構特征尺度水平的差異，會導致生態服務功能的差異。研究發現，隨著河岸寬度的不斷增大，河岸帶的生態服務功能也隨之增強，特別是生物多樣性的穩定、洪水調節、控制地區小氣候，以及對非點源氮磷污染物的阻斷轉化發揮重要的功效。

3河岸植被緩沖帶的作用

3.1 緩沖作用

河岸植被緩沖帶的寬度大小決定其發揮的緩沖作用。主要是植被緩沖帶具有過濾、滲透、吸收、沉淀的作用，利用化學、生物，以及機械的方法，大量減少地表和地下水中存在的沉淀物，氮、磷等元素含量降低，真菌和殺蟲劑含量降低。

由喬木和草本植物組成的緩沖帶能夠更為有效地減少沉淀物的吸附。顆粒較小的沉淀物通過滲透作用過濾，而顆粒較大的沉淀物最初存在于緩沖帶，攔截了3到10m。河岸緩沖帶主要利用其自身的吸附、滲透、過濾，以及林下微生物的降解，從而使得來源于林業生產經營中的化學物質總含量減少。有研究表明，植被緩沖帶內的地表徑流越均勻的分布，其滲透的作用越明顯，化學物質的吸附率越高。緩沖帶對氮循環的影響，主要通過植物本身的吸收利用和林內土壤中的微生物發揮的反硝化作用。國外研究發現，建立森林緩沖帶后，氮的濃度顯著地降低了90%。此外，植物緩沖帶也可以減少沉淀中的磷含量，通常來看，隨著河岸植被緩沖帶的增大，磷的吸收量顯著增加[3]。

3.2 穩固河岸作用

河岸植物緩沖帶內的根系能夠深入到河岸區域的內部，起到較強的抵抗侵蝕的能力。然而，如果河岸的位置比較高的時候，根系難以延伸到河堤的堤角處，就會導致河岸的穩定性下降。洪水侵蝕與水位間斷性短期變動時，此時草本植物的作用就發揮出來，具有防洪和防侵蝕的功能，但一旦水位長期較高時，則需要提供更為妥善的方法防止侵蝕。

相比與未采用植物緩沖帶的河岸，存在你植物緩沖帶的河岸能夠引導地下水逐漸緩慢的進入河流內，從而保證河流的流量趨于穩定。植物緩沖帶能夠利用其自身功能，不斷地吸收地表徑流，進而減緩徑流流速，最終降低水流對河岸和河床沖刷的影響。

3.3非點源氮素污染防治方面的作用

河岸植被緩沖帶利用植被區域的功能，增強對地表徑流中氮素的滲入和沉淀能力，緩沖帶中的植物還可以吸收部分氮素，微生物作為土壤中主要力量，通過反硝化作用到達將氮素截留轉化的作用。非點源氮素污染治理的關鍵機理就是加強植物吸收與微生物的反硝化作用。河岸植被緩沖帶對非點源氮素污染的作用受許多因素的影響，包括河岸帶內水文變化過程、污染物含量與形態、季節變化、所建立的植被緩沖帶中植被群落的結構、河岸植被緩沖帶的坡度與寬度等多種銀子。

河岸植被緩沖帶內植被類型在氮素攔截與轉化過程中發揮著極為重要的作用。木本植物相對根系較為發達，這在防護河岸土壤侵蝕方面具有較強的優勢；草本植物能夠增大土壤表面的粗糙性，從而增大了對地表徑流的深入和沉淀，這就為攔截氮素提供了重要的支持。

區域的氣候變化與當地的環境條件嚴重影響著林內的反硝化作用，從而制約著河岸植被緩沖帶對氮素的阻礙功能。反硝化作用的條件為反硝化細菌存在于無氧環境，且有機碳含量較高的環境條件中。在此條件中，微生物可以發揮作用，還原亞硝酸鹽，并釋放大量的氮氣或一氧化二氮，這一過程在河岸非點源氮素污染治理的關鍵機制。

影響河岸植被緩沖帶凈化作用的因素較多。通過對七個主要的歐洲國家河岸植被緩沖帶的研究發現，區域氣候之間存在的差異與季節的變化對植被緩沖帶的氮素移除影響較小，氣候條件的差異對河岸植被緩沖帶硝酸鹽的分解沒有影響，而與硝酸鹽的增加量與水分梯度變化有重要的關系。因為研究區域的環境變化與河岸植被緩沖帶的物質循環過程較為復雜，并且存在著較大的差異，因此，需要考慮不同條件下，影響河岸植被緩沖帶轉化非點源氮素污染的主要影響因素，并結合不同研究地區的差異性條件，來為河岸植被緩沖帶對轉化非點源氮素污染提供重要的參考依據。

3.4調節區域小氣候作用

當夏天來臨之際，河岸植被緩沖帶可以做為河流的庇蔭處，在較小的流域，僅僅只有1%—3%的太陽光照射到河水的表面，從而有效地降低了河水的溫度。相關研究表明，若河岸植被帶被移除后，河水的溫度增加最少6℃，最多9℃。然而，在冬季，植被緩沖帶能夠吸收大量的來自反向的輻射，進而增加了河水的溫度。此外，植被緩沖帶還能夠降低小區域的河水蒸發量和空氣對流。由此得出，河岸植被緩沖帶能夠產生較為溫和的微氣候區域。

3.5提供養分和能量作用

河岸植被緩沖帶平均每年都會往河水內流入許多枯枝落葉、掉落果實，以及溶解分解之后的養分等有機物，而這些流入的物質是河水中菌類的重要食物來源和能量源頭。

一旦水流通過停留在河水中的較大殘留木的時候，因為發生了相互碰撞的作用，從而產生了較多的溶解氧于河水中。同時，較大的殘留木還可以起到攔截水流里的大量破碎葉片與其他方式產生的有機物，讓它們變成動物食物的重要來源。隨著時間的不斷推移，河水中較大殘留木發生破碎和腐爛，最終被微生物分解，逐漸地往河水中釋放較小的有機物和不同的養分，從而為河流生態系統提供重要的物質和能量資源。

3.6提高生物多樣性作用

河岸植被緩沖帶通常是一個特定的空間，諸多動植物都將此做為自身的棲息之地。到目前為止，研究中所發現的大量節肢動物和無節肢動物都歸于河岸物種。大量研究發現，河岸植物緩沖帶的動植物種類與數量，相比與其他生態系統，都有顯著地提高。在歐洲的英格蘭，河岸植被緩沖帶內的爬行動物和兩棲動物遠超過了2000多種。而在美國的俄勒岡州，與丘陵地區相比，小動物更傾向于河岸區生存。此外，河岸植被緩沖帶也是鳥類棲息的重要場所[4]。

【參考文獻】：

[1]郭二輝， 孫然好， 陳利頂. 河岸植被緩沖帶主要生態服務功能研究的現狀與展望[J].生態學雜志，2011，30：1830-1837.

[2]張水龍， 莊季屏. 農業非點源污染研究現狀與發展趨勢[J]. 生態學雜志，1998，17： 51-55.

[3]夏繼紅， 林俊強， 姚莉等.河岸帶的邊緣結構特征與邊緣效應[J].河海大學學報（ 自然科學版） ， 2010，38 ：215-219.

[4]鄧紅兵， 王青春， 王慶禮.河岸植被緩沖帶與河岸帶管理[J]. 應用生態學報， 2001，12：951-954.

作者簡介：姓名：韋兆祖性別：男民族：壯出生年月：1984.9

籍貫：柳州市柳江縣學歷：本科職稱：助理工程師研究方向：林業生態