三峽大壩上游偏巖子消落帶生態(tài)修復中水淹對植物成活率的影響

摘要：三峽大壩建成后在庫區(qū)兩岸形成水位周期性變化的消落帶，土壤侵蝕嚴重，原始植被消亡，導致一系列生態(tài)環(huán)境問題。三峽大壩上游偏巖子消落帶生態(tài)修復項目通過采用可行的工程技術措施，選擇合適的植物品種，經(jīng)過1年多綠化建設及植被養(yǎng)護，建成具有植物多樣性的消落帶生態(tài)修復示范區(qū)，構建了消落帶人與自然和諧相處的局部自然生態(tài)系統(tǒng)。本項目篩選出適宜消落帶種植的植物品種，水樺、池杉、中山杉、楓楊、雜交柳、湖北海棠、疏花水柏枝、秋華柳等都表現(xiàn)出良好的庫區(qū)水位適應性，本項目的成功實施為三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復提供了寶貴的實踐經(jīng)驗。

關鍵詞：三峽庫區(qū)；消落帶；生態(tài)修復；成活率

中圖分類號：Q948 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）03-0-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.03.043

Abstract： After the completion of Three Gorges Dam， a riparianzone with periodic changes of water level has been formed on both sides of the reservoir area， serious soil erosion and the disappearance of primitive vegetation have led to a series of ecological and environmental problems. Through the adoption of feasible engineering and technical measures， the ecological restoration project of Pianyanzi Riparianzone in the upstream of Three Gorges Dam has selected suitable plant species， and has built an ecological restoration demonstration area with plant diversity， and has built a local natural ecosystem in which people and nature live in harmony after more than one year of greening construction and vegetation conservation. The project screens plant varieties suitable for planting in the riparianzone， and Betula nigra， Taxodium ascendens Brongn， Taxodium hybrid zhongshanshan， Pterocarya stenoptera， hybrid willow， Malus hupehensis， Myricaria laxiflora and Salix variegata all show good adaptability to water level in the reservoir area， the successful implementation of this project has provided valuable practical experience for the ecological restoration of riparianzone in the Three Gorges Reservoir Area.

Keywords： Three Gorges Reservoir Area; riparianzone; ecological restoration; survival rate

三峽大壩的建成在促進長江流域社會經(jīng)濟發(fā)展的同時也帶來一定的環(huán)境問題，三峽庫區(qū)的消落帶就是其中之一[1-3]。由于水庫調(diào)度引起水位30 m幅度的漲落，庫區(qū)兩岸形成周期性變化的水陸交錯區(qū)域，即消落帶[4]。水庫消落帶頻繁經(jīng)歷水位漲跌變化，使得土壤侵蝕十分嚴重，原始植被消亡，導致一系列生態(tài)環(huán)境問題，直接影響三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定以及水庫周邊地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展[5]。本項目將在三峽大壩上游偏巖子消落帶修建生態(tài)修復示范區(qū)，以改善偏巖子消落帶的局部生態(tài)環(huán)境，探索三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復的可行工程技術方法，提高岸坡的景觀效果，最大化促進三峽庫區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

1 工程概況

偏巖子消落帶位于三峽大壩壩前約100 m（見圖1），區(qū)域海拔為145～175 m，總體地勢西高東低。高程145～150 m為河流沖積岸坡，物質(zhì)成分為碎石及沙壤土，厚度為0.5～1.2 m；高程150～175 m為閃云斜長花崗巖岸坡，部分區(qū)域已做混凝土護坡處理，大部分面積為巖石裸露區(qū)。

本次偏巖子生態(tài)修復示范區(qū)施工范圍的高程為155～175 m，該區(qū)域地質(zhì)以巖石為主，亂石分布，適宜植物生長的土壤較少，且受庫區(qū)水位影響，施工區(qū)域消落帶整體呈現(xiàn)出冬季淹沒、夏季出露的反季節(jié)枯洪規(guī)律特征[6]。每年5月中下旬，三峽水庫水位從155 m均勻消落，6月上旬水位降至防洪限制水位145 m，汛期末期一般情況下至9月30日水位不超過156 m，10月底蓄水至最高水位175 m[7]。偏巖子消落帶隨三峽水庫汛期運行而變化，每年出露約110 d，三峽庫區(qū)水位的驟漲驟跌變化加之流水的沖蝕作用導致消落帶區(qū)域植物難以自然生長[8]。

根據(jù)偏巖子消落帶生態(tài)修復示范區(qū)的水文及地質(zhì)特點，結合現(xiàn)場實際情況，確定的生態(tài)修復施工方案為：場地整理+石籠防沖墻+生態(tài)擋墻+生態(tài)袋護坡+客土回填+掛網(wǎng)固土+植被綠化+養(yǎng)護。施工區(qū)域坡面整理后，在155 m高程處修建一條石籠防沖墻，在160 m和170 m處用生態(tài)袋各碼放一條1.2 m高生態(tài)擋墻，墻后回填種植土，坡面采用生態(tài)袋面狀堆疊碼放形成生態(tài)袋護坡，生態(tài)袋上鋪設鋼絲網(wǎng)以防生態(tài)袋滑落破壞，在坡面上用生態(tài)袋堆砌樹穴用于種植喬木，生態(tài)袋縫隙中種植低矮耐水淹灌木，生態(tài)袋中充填拌和過草籽的種植土。

2 苗木的選擇與栽種

2.1 苗木的選擇

偏巖子消落帶因地理環(huán)境、土壤結構、水位變化、可栽植時間等特殊性，其生態(tài)修復的苗木選擇與一般綠化有所不同，要選取既耐水淹又耐旱的植物品種。經(jīng)過前期的大量調(diào)研，根據(jù)植物的耐水淹情況，本項目在不同的地面高程選擇不同的植物品種。

一是高程155.0～160.0 m，以草本植物花葉蘆竹為主。二是高程160.0～165.0 m，植物組合為草本植物（花葉蘆竹、狗牙根、牛鞭草、莎草、蒼耳、狗尾草）+灌木（疏花水柏枝、秋華柳、中華蚊母、黃蒼蒲、美人蕉、野生薔薇）+喬木（中山杉、雜交柳），各植物品種交叉種植。三是高程165.0～170.0 m，植物組合為草本植物（花葉蘆竹、狗牙根、牛鞭草、莎草、蒼耳、狗尾草）+灌木（疏花水柏枝、秋華柳、中華蚊母、黃蒼蒲、美人蕉、野生薔薇）+喬木（中山杉、池杉、楓楊、雜交柳、湖北海棠、水樺），各植物品種交叉種植。四是高程170.0～175.0 m，植物組合為草本植物（狗牙根、牛鞭草、莎草、蒼耳、狗尾草、野花組合種子）+灌木（疏花水柏枝、秋華柳、中華蚊母、野生薔薇）+喬木（中山杉、池杉、楓楊、雜交柳、湖北海棠、水樺），各植物品種交叉種植。

2.2 苗木的栽種

喬木種植時需要挖筑樹穴，樹穴直徑一般為60 cm，深度為60 cm，具體大小及位置依據(jù)現(xiàn)場情況及喬木土球大小而調(diào)整，樹穴里回填種植土，栽種的喬木胸徑一般為3～5 cm，小者為1～2 cm，其均為1年期假植苗，各喬木于坡面交叉搭配種植。灌木種植時，根據(jù)株高及根莖大小，栽種密度一般為2～8株/m2，各灌木盆栽苗交叉種植。除在生態(tài)袋種植土中拌和草籽外，坡面還播撒混合草籽，草籽按5.0 g/m2配置。

2.3 修復后效果

本項目生態(tài)修復綠化施工時間為2021年5—6月，在完成坡面施工及植被栽植后，經(jīng)過1個多月的植物養(yǎng)護，喬木、灌木及草本植物長勢良好（見圖2），喬木及灌木成活率約為97%，實現(xiàn)了偏巖子消落帶裸露坡面的綠化，大大改善了偏巖子的生態(tài)環(huán)境，治理效果顯著。

3 水淹對成活率的影響

3.1 水淹情況統(tǒng)計

為研究不同水淹深度對植物成活的影響，特記錄2021年9月至2022年5月偏巖子生態(tài)修復施工區(qū)域的三峽大壩壩前水位，如圖3所示。根據(jù)壩前水位記錄，偏巖子消落帶不同高程的平均水淹時間及最大水淹深度統(tǒng)計情況如表1所示。

2022年5月下旬，偏巖子消落帶施工區(qū)經(jīng)歷水位從145 m漲至175 m又消落至145 m的一個水文年歷程后，經(jīng)過水淹及江水沖刷長達9個月的檢驗，偏巖子生態(tài)護坡工程中的生態(tài)袋及生態(tài)擋墻基本無損壞，起到很好的固土保水效果，水退后生態(tài)修復的區(qū)域能夠快速復綠（見圖4），達到設計效果。

3.2 水淹后各植物品種成活率

根據(jù)植物品種的不同，分別對偏巖子消落帶示范區(qū)所栽種的喬木、灌木及草本植物進行統(tǒng)計研究。

3.2.1 喬木綜合成活率

偏巖子消落帶全部出露1個月后，成活的喬木已全部發(fā)芽復蘇，對現(xiàn)場喬木的成活率進行統(tǒng)計，各品種喬木的成活率如表2所示。經(jīng)合計，水淹前成活數(shù)量為718株，水淹后成活數(shù)量為494株。經(jīng)過一個水文年的水淹考驗，本項目選種的6種耐淹喬木綜合成活率達68.8%，驗證了項目實施前苗木選取的正確性。各品種植物耐水性不同，不同種植高程的綜合成活率也有差別。成活率最高的為水樺，成活率為82.6%；最低的為中山杉，成活率為61.7%。現(xiàn)場統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，胸徑小于3 cm的小苗木成活率較高，而胸徑超過4 cm的苗木成活率偏低。所以，三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復應盡量選擇胸徑小的苗木，以提高成活率。

3.2.2 不同種植高程的喬木成活率

喬木種植的高程不同，水淹的時間與深度也不同，這些因素對植物的成活率有較大影響。為分析不同種植高程對植物成活率的影響，特對同種植物在不同高程的成活數(shù)量進行分類統(tǒng)計，如表3所示。在155～160 m高程處種植2種喬木，其中水樺的成活率較高，達到82.6%，而雜交柳在長時間大水深的環(huán)境下成活率低，僅為3.3%，綜合成活率為25.6%；在160～165 m高程處種植3種喬木，中山杉成活率為46.5%，池杉成活率為47.6%，雜交柳成活率為42.7%，3種喬木的成活率大致相當，都在40%～50%，綜合成活率為44.3%；在165～170 m高程處種植5種喬木，中山杉成活率為61.7%，池杉成活率為62.9%，楓楊成活率為78.7%，雜交柳成活率為65.2%，湖北海棠成活率為76.5%，綜合成活率為68.3%；在170～175 m高程處種植5種喬木，中山杉成活率為83.3%，池杉成活率為88.5%，楓楊成活率為86.0%，雜交柳成活率為93.0%，湖北海棠成活率為80.8%，綜合成活率為86.9%。從同一喬木在不同種植高程的成活率可以看出，隨著種植高程的增加，水淹時間減少，水淹深度降低，各喬木的成活率大大提高。

3.2.3 灌木成活率

本項目選種的耐水淹灌木共有5種，由于種植數(shù)量較大，采取局部區(qū)域樣本統(tǒng)計分析法來估算整體成活率，具體統(tǒng)計情況如表4所示。疏花水柏枝和秋華柳表現(xiàn)出較好的耐水淹性，成活率分別為90%和80%，而中華蚊母僅在173 m高程以上有少量成活，野生薔薇也僅在170 m高程以上有少量成活，耐水性有限。

3.2.4 草本植物成活率

偏巖子生態(tài)修復示范區(qū)水退后，草本植物可以迅速復綠，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的主要品種有狗牙根、狗尾草、稗草、蒼耳等，這些1～2年生的草本植物主要有兩個來源，一是部分草根及種子在水淹后存活下來，二是庫區(qū)水體中漂浮的野生草本植物種子沉積在坡面種植土中后生根發(fā)芽。為了提升綠化景觀效果，本項目施工時在160 m高程以下種植花葉蘆竹與美人蕉，水退后發(fā)現(xiàn)全部死亡，無存活植物個體，主要原因為水淹時間長且深度大。

4 結論

三峽庫區(qū)偏巖子消落帶生態(tài)修復項目通過前期大量的植物篩選工作，選擇合適的植物品種，經(jīng)過1年多的綠化建設及植被養(yǎng)護，建成具有植物多樣性的消落帶生態(tài)修復示范區(qū)，構建了消落帶人與自然和諧相處的局部自然生態(tài)系統(tǒng)。本項目篩選出適宜消落帶種植的植物品種，水樺、池杉、中山杉、楓楊、雜交柳、湖北海棠、疏花水柏枝、秋華柳等都表現(xiàn)出良好的庫區(qū)水位適應性，本項目的成功實施為以后三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)修復提供寶貴的實踐經(jīng)驗。

參考文獻

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