寧海縣河湖岸帶植物調查評價風險研究

張 平,陳學飛,佟光臣,張 濤,吉燕華,楊 玲,丁 康

(1.寧海縣水利局,浙江 寧海 315600; 2.寧波市水利水電規劃設計研究院有限公司,浙江 寧波 315192)

寧海縣河網密布,縱橫交錯。近年來,寧海縣圍繞“河暢、水清、岸綠、景美”的生態環境目標,大力開展河道治理和綠化工作[1],打造美麗河湖,效果顯著。但在人工岸帶植物配置方面大部分是照搬園林綠化的配置模式,生態效益低,穩定性差,管理維護成本高。鑒于在地形復雜、降水充沛的南方熱帶和亞熱帶地區,極易通過水蝕引發強烈的水土流失[2-3],進而影響生態環境和水利景觀,因此迫切需要提升寧海縣河湖岸帶的水土保持功能和景觀效果,豐富生物多樣性[4],以保證河道岸坡的生態穩定。為解決上述問題,本研究以寧海縣為例,探討河湖岸帶鄉土植物的配置和應用,以期為今后河湖岸帶景觀綠化工程植物選擇提供參考依據。

1 研究內容與技術路線

1.1 研究區概況

寧海縣地處浙江省東部、寧波市南部沿海,縣域面積1 861.20 km2,有大小河流共1 087條、湖泊1座,呈現“七山一水二分田”的格局。

1.2 研究內容

本研究在寧海縣9座主要水庫、1座境內最大人工湖泊及其涉及的11條河道、2個片區河流岸邊,選取73個點位(包括28個人工岸帶點位和45個自然岸帶點位)進行實地樣線調查,記錄其植物種類及數量、物候、生長狀況等基本信息。對28個人工岸帶點位和45個自然岸帶點位的植物信息進行整理,分析不同岸帶植物的應用特點;同時運用層次分析法構建河湖岸帶植物評價指標體系,并進行評分篩選,建立河湖岸帶鄉土植物庫。

1.3 研究方法

1.3.1 樣線調查法

本研究采用的樣線調查法是一種在某特定長度(本調查取500 m)區域內劃分若干條樣線,沿樣線記錄出現的植物并分析植物群落組成的方法。該方法與樣帶法[5]相同,適用于本次涉及范圍較大的岸帶植被調查,具有避免樣地邊界誤差和簡便易行等優點。草本、藤本可取6條×10 m,灌木取10條×30 m,喬木取10條×50 m。

1.3.2 層次分析法(AHP)

1)構建模型。結合實地調查和研究目的,根據寧海縣河湖岸帶植物生長習性和形態特征,同時參考園林專家的意見,確定由1個目標層、3個準則層、13個指標層變量構成本AHP綜合評價模型,其中13個評價指標需定量確定評分標準。

2)判斷矩陣。本研究參考之前諸多學者[6-10]對于植物評價方法的研究成果,分別比較兩個變量間的重要程度,用1～5數值標度法(見表1)體現其相對重要程度,構建得到1個準則層與3個指標層的判斷矩陣(略)。

表1 1～5數值標度法

3)計算權重。采用yaahp 10.3軟件,進行判斷矩陣一致性檢驗并計算變量因子相對權重。若一致性比率<0.1,則各指標重要性協調一致,接受判斷矩陣結果;若一致性比率≥0.1,則各指標重要程度互相矛盾,調整數值直至一致性比率<0.1。準則層因子(C)相對權重與指標層因子(P)單排序權重乘積即為總排序權重,見表2。

表2 寧海縣河湖岸帶植物綜合評價指標體系

1.3.3 數據處理

使用Microsoft Excel 2010進行數據處理,Origin 2018進行圖像處理,SPSS 19.0進行統計分析,yaahp 10.3軟件進行層次分析,“兩步路戶外助手”APP記錄調查軌跡。

2 人工岸帶植物應用分析

2.1 人工岸帶植物組成及特點

2.1.1 人工岸帶植物組成

選取的28個河湖人工岸帶調查點位中,共包含維管植物246種,分屬84科193屬。其中:蕨類植物有1科1屬1種;種子植物有83科192屬245種,按生活型分為喬木79種、灌木62種、草本植物92種、藤本植物12種。

2.1.2 人工岸帶植物應用特點

1)經過初步分析,為使評價更有代表性和現實意義,挑選人工岸帶出現頻率較高(≥25%)的34種常見植物進行分析評價,其中喬木16種、灌木6種、草本植物10種、藤本植物2種(見表3)。出現較多的植物如加拿大一枝黃花、鳳眼蓮、喜旱蓮子草均為外來入侵草本。

表3 寧海縣人工岸帶常見植物統計

2)多數人工岸帶應用的植物種類較少,所調查的28個河湖岸帶點位,共涉及15座(處)水庫(河道),平均應用植物27種,其中應用植物種數最多的岸帶為里岙-楊溪,多達45種。外來種總占比為16%,各人工岸帶外來種出現比例在10%以下的有2處(五市溪、白溪水庫);出現比例在10%～20%之間的有8處,占多數;出現比例在20%以上的有5處(見圖1)。

3)調查的人工岸帶中共有觀賞價值的植物184種,不同觀賞特征植物種數量從多到少排序為:觀花植物81種、觀形植物47種、觀葉植物30種、觀果植物26種(見圖2)。其中觀花植物所占比例為44%,遠高于觀形植物的26%和觀葉植物的16%,觀果植物最少,占比為14%。

圖2 各人工岸帶不同觀賞特征植物分布

2.2 分析與評價

從不同觀賞特征植物應用比例來看,觀花植物>觀形植物>觀葉植物>觀果植物,說明前期建設期間對景觀綠化效果的考量相對較充分。從植物種類來看,寧海縣人工河湖岸帶栽植植物種類以被子植物為主,蕨類植物較少。34種常見植物中,喬灌木應用廣泛,共22種,占65%,但均為常見綠化植物,低矮灌木應用不足;草本植物以鄉間常見草本為主,如葎草、苧麻等,占比29%,說明地被植物應用不足導致雜草擴散;藤本植物應用較少,占比6%,且頻數不高。從外來物種來看,大部分人工岸帶外來物種出現較多,且頻率較高,如加拿大一枝黃花、鳳眼蓮、東京櫻花和喜旱蓮子草等。外來物種的大面積出現達到了一定的景觀綠化效果,但不人為干預容易導致當地生態系統結構及功能發生轉變[11]。從整體來看,應用頻率較高的植物多為常見園林綠化植物,以15種植物為主,說明寧海縣河湖岸帶植物種類相對單一,群落結構單調,植物配置未達到生態穩定性、功能完整性的要求。

3 自然岸帶植物綜合分析評價

3.1 自然岸帶植物組成及評價

3.1.1 自然岸帶植物特點

自然岸帶整體植被生長狀況優于人工岸帶,喬灌藤草分布均勻,物種豐富度及多樣性均高于人工岸帶,林草覆蓋率可達95%及以上。調查的45個自然岸帶共有維管植物390種,分屬105科267屬,其中種子植物99科259屬382種,蕨類植物6科8屬8種。種子植物按生活型分,有喬木135種、灌木105種、草本113種、藤本29種。按科屬分,所含種數較多的科有薔薇科30種、菊科26種、豆科19種、唇形科18種、禾本科16種;種數最多的屬為李屬,有9種,其次為薔薇屬和懸鉤子屬,均為8種。

3.1.2 自然岸帶植物評價

1)評分標準。參照丑歡歡等[12-13]的方法,先給13個評價指標指定評分標準(見表4),再針對每種植物各指標實際情況給出1～5的評分,最后將每種植物13個指標的評分值與對應的總排序權重(見表2)相乘并求和,即為該種植物的綜合評價值。

表4 P層各評價指標的評分標準

2)評價結果。根據以上分析思路和運算過程,挑選寧海自然岸帶出現頻率較高(≥25%)的90種植物進行評價。根據綜合評價的結果,將河湖岸帶植物按應用價值高低分為4個等級:A級(綜合評價值d≥4),應用價值高的植物,共19種,包括16種喬木、3種灌木(見表5),可大規模開發應用;B級(3.5≤d<4),應用價值較高的植物,共33種,包括17種喬木、9種灌木、4種草本、2種藤本、1種蕨類,可適度開發應用;C級(3≤d<3.5),應用價值一般的植物,共18種,可根據需求開發應用;D級(d<3),應用價值較低的植物,共20種,盡量避免應用。

表5 河湖岸帶植物推薦種類及其綜合評價值

3.2 分析與討論

篩選出來的19種應用價值高的植物均具備較強的適應性和較高的觀賞價值,包括:7種觀花植物,木荷、石楠、白花泡桐、檵木、金櫻子、女貞、胡枝子;5種觀葉植物,紅楠、烏桕、楓香樹、野漆、杜英;5種觀形植物,垂柳、濕地松、楓楊、楝、青岡;2種觀果植物,楊梅、野鴉椿。其中16種喬木大多數主干端直、冠大蔭濃,是公認的優良美化樹種,有6種(如楝、楓楊、烏桕、女貞、垂柳、杜英)已在人工岸帶中廣泛應用;3種灌木(檵木、金櫻子和胡枝子)環境適應性強,具美觀作用的同時能起到很好的防治水土流失效果。

篩選出來的33種應用價值較高的植物可作為上述植物的補充,其中藤本(如香花雞血藤、絡石)可用來豐富堤岸的立體綠化,草本(如蘆竹、蘆葦、艾等)、低矮灌木(如醉魚草、野薔薇、胡頹子等)和蕨類(如芒萁等)可用作地被建設。

綜上,運用層次分析法篩選出適合寧海縣河湖岸帶生長且具有較高觀賞價值和水土保持功能的植物共有喬木33種、灌木12種、草本4種、藤本2種、蕨類1種。這些植物環境適應性好,可以成為提高岸帶景觀豐富度的新選擇。

4 結論與建議

綜上,本次寧海縣河湖岸帶植被共調查73個點位,有維管植物124科318屬439種,其中:28個人工岸帶共有維管植物246種,分屬84科193屬;45個自然岸帶共有維管植物390種,分屬105科267屬。人工岸帶栽植的植物與自然岸帶生長的植物差別較大,人工岸帶植物種類較少,多為觀賞性樹種和外來植物種,所構成的生態系統也不穩定。對此提出以下建議:

1)開發鄉土植物資源。有關部門要增加對鄉土植物的重視和了解,加大對鄉土植物的考察力度,鼓勵保護、種植鄉土植物,增加樹種苗源,對品種進行選優,栽植優質樹種。

2)積極推廣鄉土植物。打開交易市場,建設完善的林業補償體系,提高林木保護人員的收入和積極性[14],同時大力推廣生態護岸技術,使鄉土植物得到更廣泛的應用。

3)合理布置鄉土植物。針對河湖岸帶的不同類型和不同坡位,合理選擇和優先應用或抗沖性強、或抗風性強、或凈化水體、或固土護坡的鄉土植物,同時注重植被恢復和自然修復,形成穩定強大的生態系統。