植物在河道生態修復工程中的應用以西寧市火燒溝為例

田凱

當今社會，人們對于河道生態系統有了更全面的認識，河道的生態、休閑和景觀功能也越發受到重視，因此近自然河流景觀設計與生態護堤等設計手法逐漸興起，其中植物設計是各類生態設計手法中必不可少的重要環節，因此本文以西寧火燒溝為例，從植物的角度出發，探討其在河道生態修復工程中的應用，以期對相關類似的工程案例提供參考。

一、植物在河道生態系統修復中的作用

近30年來，相關學者對各大淺水湖泊的濕地生態系統和富營養化控制和的大量研究證明水生植物可吸收、富集水中的營養物質及其它元素，并且可以增加水中的含氧量，或有遏制水中有害藻類的大量繁殖，抑制底泥營養鹽再釋放于水體，利于湖泊生態系統的平衡。其凈化機理為水生植物可大量吸收營養物質，或降解轉化有毒物質為無毒物質；同時水生植物也通過光合作用釋放氧氣，增加水中的含氧量，從而改善水質。同時濱岸緩沖帶的植物也對河湖水質起到間接的凈化作用，濱岸緩沖帶有利用沿岸的水土保持和面源污染物的削減，主要通過各種類型和寬度的植被發揮其生態作用。

二、項目背景概況

項目位于西寧市火燒溝，治理范圍起點（上游）為湟中區和城西區的交界，終點（下游）為溝道與南繞城高速公路的交點向上1.5公里處，治理區屬火燒溝流域下游。工程范圍為火燒溝主溝道全長4km，不包括兩側岸坡頂部外階地及山體。

火燒溝作為湟水河的主要支流，缺水性水質環境問題突出，河流納污功能弱化。近年來由于兩岸植被覆蓋率較低，土壤保水保肥能力顯著下降，造成溝道內大面積土地裸露，存在揚塵污染和水土流失現象。

三、植被生態修復工程設計

1. 本土植被調研

因為場地處于城市郊野地段，后期無人養護管理，因此植物品種的選擇以本土鄉野植物為主。考慮到不同季節對于植被的生長情況影響較大，而夏季的植被生長情況較好，因此筆者于2022年7月2日于現場進行植被調研，主要統計了場地內部以及邊界范圍的植被生長情況，選擇20m＊20m（投影面積）的樣方進行統計，結果如表1所示。

表1 植被統計表

由于場地內地形變化較大，溝底臨近水域的植被類型主要以水生植物和耐水濕草本植物為主，水生植物主要有蘆葦、香蒲，耐水濕草本植物主要有草木樨、巴天酸模。坡面植被主要為灌木和草本植物，主要有青甘錦雞兒、檉柳、扁穗冰草、披堿草、苜蓿、駱駝蓬等。坡頂部分植被為人工闊葉林，主要有旱柳、新疆楊、白榆等抗性較強喬木，地被品種主要有黃花蒿、披堿草、早熟禾、獨行菜等。

2. 緩沖帶劃定

根據相關研究和本項目地勢特點，筆者將河流常水位邊界至場地的紅線范圍內的區域設定為緩沖帶。由于緩沖帶內地勢條件復雜，垂直高度變化較大，緩沖帶內的不同區域生境條件相差較大，因此筆者將常水位至夏季豐水位之間的區域命名為一級緩沖區，該區域的特點為土壤較為濕潤，且為季節性浸水區；將夏季豐水位至邊坡坡頂中間的區域命名為二級緩沖區，該區域坡度較大，土壤貧瘠，水土保持能力差。將坡頂至場地邊界命名為三級緩沖區，該區域地勢較為平坦，保水力較好（圖1）。

圖1 緩沖區示意圖

3. 植被工程設計

（1）植物選擇原則

緩沖帶植物和水生植物的選擇都應該遵循適地適樹的整體原則，同時也應該具有抗逆性強、生態適應能力高、生長能力強、耐高寒、耐鹽堿的優良特性。由于一級緩沖區處于季節性浸水區，因此該區域的植物還應該具有耐短期水濕或者生性喜濕的特性；二級緩沖區坡度較大，所選植物應該具有很強的耐旱和耐貧瘠的特性，且具有根系發達的特點，以鞏固坡面的土壤；三級緩沖區的植物也應具有耐旱和耐貧瘠的特點；由于火燒溝為季節性河流，挺水植物應具有耐污能力強、低濕和潛水都可生長的特點，沉水植物和浮水植物應具有耐污能力強、生命力旺盛等優良特性。

（2）植物配置

①一級緩沖帶植物配置

草本及地被植物根系較淺，固土能力差，只能控制表面的水土流失，而部分灌木根系較為發達，可以阻止外力對土壤較深層的侵蝕，灌木與草本植物相結合的種植方式比單純草本植物覆蓋的邊坡穩定性更強。因此，一級緩沖區植物種植時應以草灌型為主，以減少河流對于邊坡的侵蝕，局部較為寬闊之處以喬灌草復合群落豐富植被系統的多樣性。

根據現場踏看及查閱相關資料，該區域可選用的草本植物組合有：

模式一：黃花草木樨40%+白花草木樨40%+披堿草20%

模式二：紫花苜蓿40%+老芒麥30%+早熟禾30%

模式三：早熟禾20%+紫苑30%+拂子茅30%+黃花草木樨20%

模式四：早熟禾30%+巴天酸模40%+白花草木樨30%

本次工程選用以上四種模式混合播種，草花結合進行播種可增加緩沖帶觀賞性。灌木選取檉柳、金露梅、銀露梅、珍珠梅、南川繡線菊、紫穗槐、等對土壤要求不嚴、且耐水濕的灌木。喬木選用旱柳、垂柳、白蠟、小葉楊等適生于溝谷溪旁的喬木品種。

②二級緩沖帶植物配置

二級緩沖區由于坡面較陡，不利于喬木栽植和生長，因此大部分坡面植被修復以草灌群落為主，以達到固定土壤、穩定邊坡的生態效果。根據現場踏看及查閱相關資料，該區域可選用的草本植物組合有：

模式一：早熟禾30%+紫羊茅30%+白花草木樨40%

模式二：紫花苜蓿40%+早熟禾30%+披堿草30%

模式三：駱駝蓬30%+披堿草40%+扁穗冰草30%

模式四：紫花苜蓿30%+披堿草40%+醉馬草30%

模式五：白刺20%+披堿草20%+紫花苜蓿20%+青甘錦雞兒40%

對于削方整治后的坡比為1∶1.5的區域，本工程選用模式一至模式四的種子配比方式對整治后的坡面采用有機質噴播的方式進行復綠，結合自然式灌木群落栽植，使邊坡形成自然的灌草植物群落，灌木選取檉柳、沙棘、青甘錦雞兒、連翹、紫穗槐等。對于未進行削方整治的坡面，在無地地質災害并且坡比小于1∶0.5的區域采用團粒噴播進行復綠，噴播種子選用模式五灌草組合。

③三級緩沖帶植物配置

坡頂區域由于需要和已建成的火燒溝公園相銜接，且區域較為平坦，坡比小于1∶1.73，宜采用喬灌草復合群落的種植方式進行生態植被修復，所選用灌木品種為黃刺玫、榆葉梅和紫丁香；喬木選用暴馬丁香、山杏、白榆、青海云杉、新疆楊、金葉復葉槭、等耐寒耐旱耐瘠薄的抗性較強樹種；地被選用紫羊茅、白花草木樨、駱駝蓬等觀賞價值較高的草種。

④水生植物配置

濕地植物選擇蘆葦、香蒲、水麥冬等具有野生種源且抗污能力強的挺水植物，沉水植物選擇眼子菜、角果藻、貍藻、狐尾藻等鄉土品種。

四、結語

綜上所述，本研究在在充分調研場地以及其周邊植被的基礎上選擇了生態修復所需要的鄉土植物種類，并根據河道兩側的高程地形和不同季節水位高度將緩沖帶分為不同的生境區域，再根據不同植物的生態習性將其匹配適用于不同的緩沖帶區域內，以期實現后期的低維護管理和與季節性洪水相適應的彈性景觀，同時增強河灘和抗沖刷能力和河流的自凈能力，有助于形成健康的河流生態系統。