平原河網區中小河流生態護岸植物適應性研究*

(昆山市水利設計院有限公司，江蘇 昆山　215300)

生態護岸是利用植物或者植物與工程相結合的技術手段，在確保護岸結構穩定性和安全性的前提下兼顧工程的生態效應，達到水體、土體和生物相互涵養，適合生物生長的仿自然狀態的一種護岸類型。國內外關于生態護岸的研究成果多集中在護岸建造方法、結構學及工程安全性方面的研究，而從護岸植物種類與生物多樣性方面研究不多。河岸植被緩沖在控制河岸侵蝕、截留地表徑流泥沙和養分、保護河溪水質、調節水溫、為水陸動植物提供生境、維護生物多樣性和生態系統完整性以及提高河岸景觀質量等方面具有重要的功能。本文選取平原河網區中小河流8種常用的生態護岸作為研究對象，從植物覆蓋度、植物多樣性、植物與護岸的融合性等角度出發，分析比較不同生態護岸的植物適應性，豐富生態護岸設計內容，為今后平原河網區中小河流生態護岸設計提供參考。

1　研究區域概況

昆山是著名的江南水鄉，地處太湖流域陽澄淀泖腹部地區，屬長江三角洲太湖平原。境內河道縱橫交錯，湖蕩眾多。全市境內有大小河道2815條，總長度約2820km，總水面積約占市域面積22.5%。

在近10年農田水利工程建設中，昆山市投入了11.1億元進行了764.4km河道綜合整治工程，其中生態護岸的建設投資不低于50%。經過多年的探索和實踐，格賓網片生態護岸、階梯式格賓網石籠擋墻、斜坡式格賓網石籠護坡、自嵌式擋土墻、拋石護岸、圓木樁護岸、植生袋護岸、斜坡式植草磚護岸8種結構穩定、景觀適宜、生態安全的生態護岸在昆山及周邊地區推廣使用。

2　研究方法

選擇昆山市生態護岸修建兩年以上的典型河道作為研究對象，調查、記錄護岸上植物覆蓋度、植物類別，觀察植物根系分布情況，定性評價護岸的景觀性。

選取典型河道監測同一斷面上河道中心和護岸邊水體的CODMn、BOD5、TN、TP，評價護岸植物改善水質效果。

3　結果與分析

3.1　植物覆蓋度

植物覆蓋度是植被在地面的垂直投影面積占統計區總面積的百分比，是衡量植被狀況的一個最重要的指標。8種生態護岸中階梯式格賓網擋墻、斜坡式格賓網擋墻、拋石護岸均為塊石護岸，由于這三種護岸材料只是單純的石塊，很容易形成植物無法生長的干燥貧瘠環境，護岸上植物覆蓋度為0～10%，即使建成時間較長的塊石護岸，植物覆蓋度也只有少量增加。

格賓網片護岸與斜坡式混凝土植草磚護岸屬斜坡鏤空式護岸，部分土坡與空氣、水充分接觸，植物覆蓋度較高，達80%～90%。格賓網片護岸上人工栽培的挺水植物越冬后能自然繁殖、建群和穩定生長；未栽培挺水植物的格賓網片護岸上水位線上、下均生長出多種本土野生植物。斜坡式混凝土植草磚護岸建成后栽培了高羊茅，栽培當年植物生長茂盛，完全覆蓋植草磚。但在缺少大量人工養護的情況下，植草磚上人工栽培的植物難以自身繁殖、建群和穩定生長。三年后調查，護岸上人工栽培的植物演替為自然生長的本土野生植物，植物覆蓋度達到80%左右。

圓木樁護岸上無法栽培植物。經調查，在河道常規管理條件下，圓木樁或圓木樁之間的縫隙內亦無任何植物生長。

自嵌式植生擋土墻生態孔內栽培了擋墻植物，栽培當年植物生長茂盛，但在河道常規管理條件下，第二年擋墻生態孔內人工栽培的植物難以自身繁殖和穩定生長，第三年后調查擋墻生態孔內人工栽培的植物完全消失，也無本土野生植物生長，擋墻上植物覆蓋度為5%左右。無植生生態孔的自嵌式擋土墻基本無植物生長。

直立式植生袋擋墻水位線以上植物覆蓋度達到100%，主要為自然生長的本土野生植物。水位線以下的植生袋擋墻由于坡面基本垂直，無法為水生植物提供生長點，無水生植物生長。

3.2　植物多樣性

植物多樣性和優化組合是退化河岸生態系統恢復和重建的關鍵。格賓網片護岸上水位線以上生長了禾本科、菊科、蓼科等8科14屬15種陸生植物，主要有假稻、墨旱蓮、狗牙根等。水位線以下生長有金魚藻、眼子菜、黑藻、水花生等9種水生植物。斜坡上人工培植的美人蕉、香浦、千屈菜等長勢良好。

階梯式格賓網擋墻，水位線以上部分生長了少量陸生植物，主要有假稻、狗牙根、野扁豆、小飛蓬等6種陸生植物，以禾本科、菊科類居多。水位線以下的階梯式格賓網擋墻的階梯上有較多種類的沉水植物生長，主要有狐尾藻、水花生、菱、黑藻、菹草等。調查發現，階梯式格賓網擋墻水下部分適合植物生長主要有兩個原因：?擋墻前水下土質平臺的存在為植物提供了生長環境；?泥土、樹葉腐爛后陷入石塊中，長久積累后形成較有利的生長環境。

直立式植生袋擋墻水位線以上生長了多種陸生植物，調查統計，以禾本科、菊科、桑科植物居多，植物種類達20余種。

斜坡式混凝土植草磚上人工栽培植物難以穩定生長，但本土野生植物可在斜坡式混凝土植草磚擋墻上較好地生長。調查發現，植草磚空隙內生長有禾本科、菊科、大戟科等15種本土野生植物。水位線以下的斜坡式植草磚護岸上水花生成為優勢種。

斜坡式格賓網擋墻、拋石護岸水線以上部分生長了少量陸生植物，且以攀爬能力強的拉拉藤為主。水位線以下的護岸上有少量水花生等濕生植物生長。

3.3　植物與護岸的融合性

植物根系的“加筋”作用可以穩定土壤結構、提高土壤抗沖性、防止土壤侵蝕，莖葉具有截留降雨、削弱濺蝕、抑制徑流的作用。斜坡式格賓網片護岸在河水與岸泥之間基本沒有形成阻隔，植物已在斜坡式格賓網片護岸上很好地生長，植物根系纏繞于格賓網絲上并扎入泥土，通過植物的發達根系及與格賓網絲的相互纏繞，在橫向與縱向間形成更大的整體，增強了格賓網片護岸結構的穩定性，增加了抗洪、保護河堤的能力。

植生袋編織絲在河水與袋泥之間形成阻隔，但不影響植物生長，水位線以上植生袋擋墻上生長的植物具有很好的陸地生態效果，植物根系纏繞于植生袋的編織絲并扎入袋內的泥土中，對水位線以上河岸形成很好的保護作用。

斜坡式植草磚在河水與岸泥之間形成較大面積阻隔，但鏤空部分植物長勢較好，植物根系對于河岸水土保持具有較好的作用。而階梯式格賓網擋墻、斜坡式格賓網擋墻、拋石護岸、自嵌式植生擋土墻、圓木樁護岸在河水與岸泥之間形成阻隔，擋墻上無植物生長。

3.4　水質改善效果

選取昆山地區應用最廣泛四種護岸斜坡式格賓網片護岸、階梯式格賓網擋墻、斜坡式格賓網擋墻與斜坡式混凝土植草磚護岸作為研究對象，監測同一斷面上河道中心和護岸邊CODMn、BOD5、TN、TP，發現16組數據中，有11組數據是護岸邊水質優于河道中心，其中7組為TP、TN數據。河道同一斷面上，護岸附近水質明顯好于河道中心，生態護岸植物對河道營養鹽具有較強的凈化能力。

3.5　景觀效果

生態護岸與植被可以與周圍環境形成相協調的河道景觀。格賓網片生態護岸上人工栽培的挺水植物能自身繁殖、建群和穩定生長，梭魚草、美人蕉、千屈菜等花卉挺水植物點綴在河岸邊；在未栽培植物的格賓網片上，自然生長了多種本土野生植物，完全覆蓋了格賓網片，河堤已沒有治理過的工程痕跡，河岸既有梭魚草、美人蕉等花卉植物點綴其間，又保留了河道的自然本色，景觀優美。

階梯式格賓網擋墻與石駁岸擋墻相似，具有整齊、劃一的景觀效果，但工程痕跡較重，缺少生氣。若考慮在石籠網箱增加砂土結構層，營造植物生長基質，可達到植物生長的要求。

圓木樁護岸自身無法適應植物生長，但是圓木樁護岸內外側可回填粘土層，鄰水側形成淺水區栽培水生植物，河岸側種植草皮、灌木等，可營造相當優美的景觀環境。圓木樁護岸既有自然駁岸質樸的景觀效果、生動的植物形態，也有了人工駁岸的整齊，景觀效果較好。

斜坡式格賓網石籠護坡、自嵌式擋土墻、拋石護岸由于無法提供植物生長環境，植物種類較少，景觀效果差，也無法進行改造。斜坡式植草磚護岸若考慮插遷等種植方式，可能可以改善景觀效果。各類護岸植物適應性研究統計見下表。

各類護岸植物適應性研究統計表

4　結　語

平原河網區河道格賓網片生態護岸、植生袋護岸、斜坡式植草磚護岸植物覆蓋度較高，本土野生植物種類頗多。格賓網片生態護岸、植生袋護岸與植物融合較好，植物根系纏繞于護岸材料中并扎入泥土層，可以對河岸水土保持起到較好的保護作用。生態護岸上植物的生長有利于水體內營養鹽的吸收，同一斷面上，河岸側水質指標優于河道中心。

圓木樁護岸的圓木樁本身不能生長植物，但是旁側堆土即可營造良好的植物生長環境。人工養護情況下，格賓網片生態護岸、圓木樁護岸可達到較好的景觀效果。普通的階梯式格賓網石籠擋墻，植物無法生長，推薦實施改良型的階梯式格賓網石籠擋墻，達到植物自然恢復的目標。

平原河網中小河道生態護岸推薦使用格賓網片生態護岸、植生袋護岸、圓木樁護岸、斜坡式植草磚護岸，從而實現防洪、生態、景觀和自凈等功能，滿足生態保護、資源可持續利用和工程的安全需求。

[1]馬玲,王鳳雪,孫小丹.河道生態護岸型式的探討[J].水利科技與經濟,2010,16(7):744-745.

[2]朱小焰,劉喜元.建設城市生態護岸的可行性探討[J].水利建設與管理,2012(4):70-71.

[3]梁開明,章家恩,趙良本,等.河流生態護岸研究進展綜述[J].熱帶地理,2014,34(1):116-122,129.

[4]鐘春欣,張瑋.傳統型護岸與生態型護岸[J].紅水河,2006,25(4):136-139,143.

[5]程志良.河道護岸工程中水生態補償體系的探討[J].水資源開發與管理,2015(4):51-53.

[6]饒良懿,崔建國.河岸植被緩沖帶生態水文功能研究進展[J].中國水土保持研究,2008,6(4):121-128.

[7]黃奕龍.日本河流生態護岸技術及其對深圳的啟示[J].中國農村水利水電.2009(10):106-108.

[8]趙廣琦,崔心紅,張群,等.河岸帶植被重建的生態修復技術及應用[J].水土保持研究,2010,17(1):252-258.

[9]梁淑娟,樊華,王利軍,等.永定河生態護岸模式的適宜性觀測研究[J].水土保持研究.2012,19(4):153-158.

[10]李蒙英,謝立群,張劍剛,等.一種基于河岸格賓網擋墻的植物生態系統[P].中國:ZL 2014 2 20227921.7.2014.5.6.