竹節(jié)樹在水源保護(hù)林中的應(yīng)用研究

任曉光，王和利，郭 睿，欒建國

(1.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 深圳 518036；2.深圳市水務(wù)局，廣東 深圳 518036)

近年來，水庫漲落帶引起的水庫生態(tài)環(huán)境問題逐步引起專家學(xué)者的關(guān)注，如三峽庫區(qū)形成440 km2，長2 600 km漲落帶[1]，漲落帶在水浪沖蝕、淹沒作用下，造成大量水土流失和面源污染[2]，對水庫庫容和水質(zhì)都造成較大不利影響。目前，深圳乃至國內(nèi)水庫漲落帶的水土流失防護(hù)主流以生態(tài)修復(fù)為主，但存在植被單一、景觀效果差等問題，急需探索可引用于漲落帶生態(tài)修復(fù)的新樹種[3]。

竹節(jié)樹[4]是紅樹科( Rhizophoracae)竹節(jié)樹屬(Caarl 'al )植物，學(xué)名：Carallia brachiata (Lour.) Merr，為常綠喬木，國家三級保護(hù)植物，易繁殖，樹形美觀，國內(nèi)主要分布于廣東、廣西、海南、云南等地，2008年以來，深圳在石巖水庫、西麗水庫及茅湖水庫水源保護(hù)林中有少量引種。根據(jù)野外調(diào)查，結(jié)合黃世滿[5]、欒建國[6]等人研究，竹節(jié)樹對土壤要求不嚴(yán)，可在淡水環(huán)境下存活，具有較強(qiáng)的耐旱、耐瘠薄、耐水濕能力，推斷竹節(jié)樹可能是華南地區(qū)、潛在的一種漲落帶生態(tài)修復(fù)樹種。為了進(jìn)一步研究竹節(jié)樹的生物學(xué)特性和耐水特性，課題組在深圳市石巖水庫布置了2處試驗區(qū)，分別為麻布試驗區(qū)和徑背試驗區(qū)，觀測歷時2年，對竹節(jié)樹生長特性和耐水性有了更深刻的認(rèn)識。

1 試驗地自然概況

石巖水庫位于深圳市寶安區(qū)石巖街道，水庫屬茅洲河流域，集雨面積44 km2，庫岸線長約24 km，是一座以供水為主，兼有防洪等綜合效益的中型水利樞紐工程。水庫屬亞熱帶海洋性氣候，多年平均氣溫22.4 ℃，多年平均降雨量1 994.4 mm，年最大降雨量為2 454.8 mm(1975年)，最小年降雨量為743.4 mm(1963年)，雨量主要集中在汛期4-9月，占全年降雨量的80%左右。降雨強(qiáng)度大，暴雨多，40年資料系列最大24 h降水量均值為197.2 mm，實測最大24 h降雨量363 mm。多年平均徑流深850 mm，多年平均蒸發(fā)量為1 100～1 340 mm，多年平均徑流量為5 400 萬m3。

水庫地貌類型為濱海臺地平原區(qū)，區(qū)域內(nèi)主要分布燕山第四期花崗侵入巖，西部和南部分布下古生界和加里東期地層，第四系地層主要分布在地勢較低處，在沖溝及坡岸亦有出露。區(qū)域土壤主要為花崗巖赤紅壤，表層風(fēng)化殼深厚，平均厚度在10～20 m，最厚可達(dá)30 m。風(fēng)化殼可分為三層：紅土層、網(wǎng)紋層、構(gòu)造殘積層。土壤抗蝕力極弱，本區(qū)的土壤結(jié)構(gòu)特點是造成水土流失的主要自然因素。

2 試驗地塊布設(shè)

2.1 試驗地位置

試驗區(qū)位置見圖1。

麻布試驗區(qū)：位于石巖水庫西南角麻布村水源保護(hù)林工程項目部東側(cè)低洼地塊，該地塊原狀為魚塘，后經(jīng)機(jī)械回填工程，形成了一個凹形緩坡地帶，最高標(biāo)高為36.75 m，最低為34.00 m，平均坡長30 m，平均坡度為15°，當(dāng)在水庫水位低于35 m時，形成獨立小水域，當(dāng)在水庫水位超過35m時，即與水庫連成一體，整個試驗地塊排水不暢，汛期積水嚴(yán)重。麻布試驗區(qū)面積約0.3 hm2。

徑背試驗區(qū)：位于石巖水庫東南端庫灣的石巖河口位置，該試驗區(qū)現(xiàn)狀石巖水庫庫灣水源保護(hù)林區(qū)。石巖水庫庫灣水源保護(hù)林區(qū)充分利用石巖水庫庫尾平坦地形和石巖河來水，通過實施水閘、圍埂、引水渠等水利工程措施，在人工的控制下，促使水位有規(guī)律地升降，使植物耐以生長的土壤得到一定時間干涸或暴曬，增加土壤孔隙度，促進(jìn)氣體交換，提高含氧量，為植物提供長期、良好的生長環(huán)境，從而達(dá)到防治水土流失、改善景觀、改良水質(zhì)的目的。保護(hù)林內(nèi)植被主要選用水榕，配以竹節(jié)樹、白千層、水杉、水蒲桃等其他紅樹林樹種，株行距為2.0 m×2.0 m，采用三角形或正方形栽植。項目區(qū)植被現(xiàn)狀高程在33.0～37.0 m，處于水庫水位漲落范圍。徑背試驗區(qū)總占地面積20.0 hm2。徑背試驗區(qū)工程布局如圖2所示。

圖1 試驗區(qū)位置圖Fig.1 Location map of the test area

圖2 徑背試驗區(qū)工程布局剖面示意圖Fig.2 Jingbei test area schematic diagram of engineering layout section

2.2 試驗方法

麻布試驗區(qū)：新栽種1年生幼苗500株，株行距2.0 m×2.0 m。本次試驗選取30株竹節(jié)樹作為樣本，分為3組，每組10株，原則上每組高程相差約0.5 m，從35.5～37.0 m逐步升高。 本試驗區(qū)重點觀測在自然條件下，幼苗生長狀況和耐水淹情況。

徑背試驗區(qū)：徑背試驗區(qū)種植有竹節(jié)樹約5 000株，根據(jù)保護(hù)林區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀植被，選取50株竹節(jié)樹作為樣本，分為5組，每組10株，原則上每組高程相差約0.5 m，從33.90～37.0 m逐步升高。本試驗區(qū)重點觀測在自然及人工控制水位的條件下，多年生竹節(jié)樹的耐水淹能力。試驗地塊面積與苗木數(shù)量見表1，試驗地塊樣本情況統(tǒng)計見表2。

3 觀測結(jié)果與分析

3.1 麻布試驗區(qū)觀測

(1)生長特性觀測： 竹節(jié)樹在種植后的前2個月生長緩慢，3、4月新梢平均生長度小于5.5 cm ，基本處于成活期；5月后，隨著氣溫升高、雨晴天氣交替，其生長量迅速增加，葉色也逐步油光、鮮綠，5、 6、7月底新梢平均長度分別為8.4、11.9和22.4 cm；8月后生長量明顯減慢，8、 9、10月底新梢平均長度為17.8、15.2和10.1 cm，11月、12月新梢平均生長度均小于5.5 cm 。

表1 試驗地塊面積與苗木數(shù)量表Tab.1 Table of plot area and number of seedlings

表2 試驗地塊樣本情況統(tǒng)計表Tab.2 Statistical table of sample plots of test plots

(2)成活率和保存率：5月初，3個組30株樣本均成活，但5月上中旬在持續(xù)的強(qiáng)降雨過程中，樣本死亡1株、遺失2株。5月樣本死亡分析主要原因是持續(xù)水淹引起的；遺失2株主要是植株未扎根，被水淹沒后植株漂浮丟失。經(jīng)過1年觀測，總的來說，竹節(jié)樹成活率可達(dá)97%，保存率可達(dá)93%。

(3)耐水能力觀測： 根據(jù)樣本觀測結(jié)果顯示，竹節(jié)樹具有較強(qiáng)的耐水能力，在長期淺水浸泡甚至短期淹沒樹冠的極端條件下，均可成活；但在短期淹沒樹冠的極端條件下，出現(xiàn)生長不良甚至死亡的現(xiàn)象，竹節(jié)樹生長勢基本與水浸泡的程度成反比。

3.2 徑背試驗區(qū)觀測

為了進(jìn)一步驗證竹節(jié)樹的耐水極限，通過人工控制水閘，促使水位有規(guī)律地升降，為竹節(jié)樹營造人工水淹環(huán)境，控制水位分別取34.5、35、35.5 m，每個水位持續(xù)時間為一周。1號樣本在持續(xù)21 d的樹冠淹沒條件下，樹葉發(fā)黃現(xiàn)象較為嚴(yán)重，其中，有一株死亡；2號樣本在14 d的樹冠淹沒條件下，樹葉發(fā)黃現(xiàn)象較為普遍；3#樣本在7天的樹冠淹沒條件下，樹葉有發(fā)黃現(xiàn)象；4號、5號在根部局部淹沒或未淹條件下，長勢較好。

4 結(jié) 論

(1)在排水良好、土層深厚的地塊，竹節(jié)樹生長量是平均數(shù)的1.45倍，成活率接近100%。

(2)竹節(jié)樹具有較強(qiáng)的耐水能力，在長期淺水浸泡甚至短期淹沒樹冠的極端條件下，均可成活；但在短期淹沒樹冠的極端條件下，出現(xiàn)生長不良甚至死亡的現(xiàn)象，竹節(jié)樹生長勢基本與水浸泡的程度成反比。

(3)同其他樹種相比較，竹節(jié)樹耐水浸泡能力不如水翁、水松、池杉、紅千層、白千層、對葉榕等，在長期受水浸泡的地塊水土保持功能不及前述幾個樹種。根據(jù)對本課題觀測的各個地塊竹節(jié)樹長勢及保存率判斷，竹節(jié)樹適宜于種植在地下水位0.8 m以上、排水良好的深厚土壤生長。在水土保持上，可以種植于水庫正常水位線及以上的全部山地，耐水同時也耐干旱。

(4)繁殖方式：竹節(jié)樹果為漿果, 近球形, 直徑4～6 mm，每株樹能結(jié)果千粒以上。成熟后，漿果散落在樹下或隨鳥糞傳播，竹節(jié)樹隨之生長，自然狀態(tài)下繁殖率較高。在目前尚未發(fā)現(xiàn)竹節(jié)樹對其他生物的相克作用，因此，在林木稀疏的地塊，種植竹節(jié)樹有利于提高林木覆蓋率。

(5)環(huán)保：竹節(jié)樹果數(shù)量多，果實留樹時間長，是鳥類最喜愛的食物，能夠吸引鳥類棲息和繁殖，有利于保護(hù)鳥類動物。

(6)竹節(jié)樹生長速度快，耐水、耐旱、耐蔭，樹形美觀，繁殖容易，并能夠吸引鳥類，適宜在水庫水源保護(hù)林的中上部、山地作為水土保持樹種大力推廣。

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[1] 刁承泰. 三峽水庫水位漲落帶土地資源的初步研究[J].長江流域資源與環(huán)境，1999,(9)：76-80.

[2] 李 鵬. 三峽發(fā)生難題：漲落帶環(huán)境惡劣[N].北京科技報，2008-11-10(36).

[3] 李云等. 幾種紅樹植物引種試驗初報[J].林業(yè)科學(xué)研究，1998,11(6)：652-655.

[4] 中國科學(xué)院華南植物園. 廣東植物志[M]. 廣東省出版集團(tuán)，廣東科技出版社，2009-11:63-68.

[5] 黃世滿，吳慶書. 海南島新綠化樹種----竹節(jié)樹[J]. 海南大學(xué)學(xué)報，1996(03):43-46.

[6] 欒建國，杜燦坤. 深圳地區(qū)紅樹植物淡水種植試驗[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志，2011,(3):63-68.

[7] 楊 斌，石培賢. 劉家峽水庫柳樹固岸林防護(hù)效應(yīng)試驗[J].水土保持通報，2006,(8)：44-48.