寇曉峰張 霞呂炎武劉長垠
(1河南方正水利工程咨詢有限公司;2駐馬店市楊莊滯洪區管理處;3河南省水利第二工程局;4河南省水利宣傳中心)
某水庫位于淮河流域沙潁河主要支流澧河上游干江河上,壩址在河南省葉縣保安鎮楊灣村老官寨水文站下游約1.60 km處,距葉縣縣城約30.00 km,是淮河流域規劃的重點大型防洪水庫,水庫控制流域面積1 169 km2,總庫容9.25億m3,主要任務是以防洪為主,結合供水、灌溉,兼顧發電等綜合利用。從供水功能方面來講,是下游漯河市、周口市工農業和城市用水的水源地,同時也是南水北調工程向漯河市和周口市供水的調節水庫。
由于庫區的地形較為平緩,使得水庫消落帶的面積較大,且根據地形的陡緩不同,消落帶的寬度不盡相同,從消落帶的圖形上可以看出,水庫西北、西南和東南方向的消落帶較寬,而水庫的中間部分消落帶的寬度較小。西北方向的消落帶離水庫的大壩位置較近,主要是匯水區部分,水量較大,易形成較大的侵蝕,應注意水土流失的防護,西南和東南的消落帶離大壩還有一段距離,它的水深和水量相比西北方向的消落帶來說要小,而且受上游影響較大,應注意水質的防護。
消落帶內原有植物資源豐富,種類多樣,鄉土植物占絕對優勢。漫灘地原種植小麥等農作物,間有桃樹、蘋果、梨樹等果樹,還有石榴、花椒、楊樹、旱柳、椿樹、槐樹等鄉土植物,坑塘邊生有許多當地濕生植物群落,如:野生植物稗草、狗尾草、加拿大蓬、野菊花、紫菀等。水庫右岸的自身植被豐富,覆蓋率較高,植物多為一般山地品種和一些野生種,有杜梨、黃櫨、酸棗類等,已形成優美的綠色景觀,為水庫創造了優美的外部環境。
水庫消落帶生態建設主要以生物措施為主,即通過以不同種類的喬灌草相結合來實現,同時對于一些水土流失嚴重的地方,必要時輔以水利工程,主要對河道、滑坡、侵蝕溝、坡面以土石方的形式進行檔、攔、蓄等措施,對現有河道、農田等進行改造。
每一種生物在生態系統中占有一定資源和空間,因此恢復和重建消落帶的退化生態系統,構建較高物種多樣性的復合生態系統,使不同物種在水平空間、垂直空間和地下根系的生態位上分化,不但能實現對時間、空間的綜合利用,同時也能構建層次分明、環境優美的消落帶整體景觀。
對某水庫消落帶進行生態建設,進行植被恢復時,在對植被品種的選擇上,除了要實現其生態保護功能外,也要考慮經濟性,如在不影響其水土保持效果的情況下,可以種植一些經濟林如花椒、石榴、梨、蘋果等,可實現生態效益與經濟效益的雙贏。
一般發生在消落帶生態區的植被演替通常起始于地衣、苔蘚類植物,其變化方向決定于植物生存環境條件以及植物自身因素。植物群落的變化通常與生境等因素有關。隨著演替的進展,植被的高度、復雜程度增加,但群落變化的速度逐漸減慢,植物組成也從壽命短的種類向壽命長的種類變化,群落相對穩定性提高。由于研究區生態特征是干濕交替,植被演替也表現出這種濕生演替的特點。
水庫消落帶生態區水生植物群落的發展演替主要取決于下面兩個因素:一是水庫的沼澤化進程。當水位逐漸下降,本來生長繁茂的沉水植物衰退,植物殘體和淤泥的不斷積累淤塞水體,水域逐漸沼澤化,改變了原來沉水植物的適生環境,從而使沉水植物衰亡,由蘆葦水燭、水蔥等挺水植物入侵而取代了沉水植物群落,在沉水植物群落水域中,浮水植物群落浮萍大量侵入繁衍生長,一旦覆蓋度大到遮蓋水面,太陽光不能輻射進水體,沉水植物群落則為浮水植物群落所代替,若水域繼續干涸沼澤化,亦為挺水植物群落所代替。沼澤化過程是沉水植物、浮水植物、漂浮植物群落從生長旺盛到衰退消亡的過程,同時也是挺水植物群落入侵繁衍的演替進程。若沼澤化進程繼續發展,地下水位降低,水源斷絕,挺水植物自身殘體不斷積累,改變了挺水植物群落的生境,而逐漸為低矮的濕生植物,甚至中生植物所取代,成為濕生或中生的草甸沼澤化進程是水生植物群落逆行演潛的進程。二是人為活動和動物活動的影響。村莊附近人為活動頻繁,如開溝排水縮小水域面積降低水位或嚴重污染環境,便迅速改變水生植物生境,短期內可能使水生植被面目全非;過度地撈草或竭澤而漁地采集某些經濟植物,使一些植物群落消失此外,由于魚群水禽的咬食病蟲的危害也會影響群落的盛衰,改變了群落的種類組成和結構,保護水生植被需要針對群落演替的原因和規律,采取防治措施。
根據某水庫消落帶的特點以及消落帶的水位高程變化,綜合考慮植被恢復的生態性和經濟型等要求,人為地將消落帶分為三個層次:第一層次是107.00 m高程的庫區消落帶,第二層次為105.00~106.00 m 高程之間的水庫消落帶,第三層次為104.00~105.00 m之間的消落帶生態區帶。
水庫環水庫風景林區位于107.00 m 高程靠近大壩附近人們視線所及的范圍之內,占地面積約70.60 hm2。該層次為庫區特征線與庫區正常蓄水位之間,由于該區域距離大壩近,故在品種選擇上除了強調對消落帶的生態保護之外,還應該重視其景觀效果。故在品種的選擇應種植水杉、楊柳、五角楓等具有觀賞價值的喬木,以增加水庫消落帶的景觀適宜性,植物選擇時要注重植物品種自身的季相景觀變化,植物配置時要注意品種間的季相差異,突出特色。通過不同位置的視線分析,要求植物配置要高矮有序,錯落有致,高大喬木宜做背景樹,較為低矮的植物做前景樹,利用樹形的不同,拉開景觀層次。
水庫環水庫風景林區以水杉、濕地松、烏桕、三角楓、五角楓作為基調樹種,主要采用水杉、美國藍杉等高大挺拔的樹木形成氣勢恢宏的植物景觀,運用三角楓、五角楓、烏桕、絲棉木等色葉樹種展現不同季節時的不同色彩,利用青竹復葉槭、雜種馬褂木等樹種展示不同于常的植物體器官特色。在107.00 m高程范圍內除了大壩附近的景觀林之外,還有相當部分區域,這部分區域面積約有813.20 hm2,該區域常年不受水淹,但是因距離常水位線很近,經常會受到風浪的沖擊,再加上距離壩區較遠,故在進行品種選擇時主要考慮生態功能及經濟價值。該區以花椒、梨樹、蘋果、柿子等經濟林為主,既保持水土,又增加當地居民收入,同時間植其它耐水濕樹種如竹子、夾竹桃等,不僅豐富了消落區的生物多樣性,同時也能夠有效防止植物病蟲害的蔓延。
水庫耐濕喬灌結合區主要包括105.00~106.00 m 高程之間的區域,該區域由于受到季節性水淹,生態環境變化較大,對植物品種要求比較嚴格。品種選擇時應選擇耐水漬、耐水淹的喬木、灌木如池杉、紫花苜蓿等,以適應該區域水位的變化。增強了坡地土壤的穩定性,有效地防止水土流失。
水庫蓄水后,河面水流速度大大減小,庫水的自凈能力將大幅度減弱,水質被污染的速度相對加快。因此,可以考慮在臨近水域的地方建造庫中庫或濕地湖泊,即建立一定數量的內湖(人工濕地),在河水流入水庫之前,先流經內湖,然后再進入水庫,利用內湖人工濕地系統的物理、化學和生物的協同作用,不僅減弱了土壤的侵蝕,攔截了泥沙、肥料、殺蟲劑、病原體和重金屬等,而且凈化了被污染的水體,降低了非點污染的危害,保護了水環境。
人工濕地具有較強的污染凈化能力。徑流水中的污染物進入內湖人工濕地后,在濕地植物的綜合作用下,污染得到消減,水質得到凈化。因此,內湖人工濕地可種植一些草本類濕生植物(水生植物)如鳶尾、千屈菜、菖蒲、蒲草、蘆葦、荷花、蓮藕等,既能防止庫周裸露地域荒蕪,又能利用水生植物吸收水中營養鹽,抑制藻類的繁殖生長,形成優美的濕生植物群落。
種植苗木應選擇好的苗木是保證綠化成功的關鍵,因此在苗木選擇上應嚴格把好質量關,確保苗木的成活率。
種植草或種植草坪前先徹底清除土壤中的雜物,然后施入一定量的有機肥作基肥,再對土壤進行深翻、耕耘,把草坪地平整為中央稍高,四周略低,有0.20%左右排水坡度的樣子,再加入土壤改良劑,對土壤進行改良。種草主要采用直接播撒種子法,春、夏、秋雨后直播。草坪鋪設主要采用分栽草根、鋪設草塊、草皮的方法。
開展對水庫消落帶的建設,加強水庫消落帶植被恢復和保護利用工作,對于確保水庫防洪庫容,減少泥沙淤積,保持庫區良性的水陸生態環境,保證水庫水體質量,確保庫區水資源安全和生態環境安全,確保水庫工程充分發揮綜合效益等具有極其重要的意義。