沿海灘涂溝渠堤岸小斑塊互花米草治理技術(shù)研究

陳亞芹成海劉長(zhǎng)青李洪山陳浩

(1.江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)管理處，江蘇 鹽城 224057；2.鹽城工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051)

互花米草(Spartina alterniflora)為禾本科米草屬多年生草本植物，耐鹽、耐淹能力強(qiáng)，在粘土、壤土和粉砂土中均能生長(zhǎng)[1]。一般來說，互花米草依賴根狀莖的迅速延伸進(jìn)行局部擴(kuò)張，通過種子開拓新生境。在沿海入海河道、養(yǎng)殖塘口給排水溝渠以及海水流經(jīng)區(qū)域，常由于水?dāng)y帶的互花米草繁殖體、飄逸的種子發(fā)芽定植，在沿海植物生境中出現(xiàn)互花米草單叢，或者幾平方米的斑塊叢[2]?；セ撞菥哂懈叨劝l(fā)達(dá)的通氣組織為根部提供氧氣，米草屬植物的葉片上均具有泌鹽組織，能將組織中的鹽分排出植物體。

在近期沿海調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)互花米草已經(jīng)普遍存在，這些互花米草斑塊發(fā)生位置偏僻、發(fā)生量少，沒有形成明顯的危害，常常不引起重視，但在互花米草全面治理的現(xiàn)況下，這些逸生斑塊常常會(huì)成為新的發(fā)生源，而且適應(yīng)能力更強(qiáng)，潛在危害性大，因此在全面開展互花米草治理過程中，這些逸生斑塊必須同時(shí)開展治理[3，4]。

互花米草逸生斑塊位置分散，分布范圍廣，單個(gè)斑塊小，且交通不便，利用大型機(jī)械作業(yè)清除效率低下，圩堤水淹操作沒有可行性，直接利用針對(duì)大面積互花米草的治理措施可操作性差，甚至完全不可以套用[5]?；诂F(xiàn)實(shí)需求，在已經(jīng)形成的互花米草治理及原位鹽地堿蓬群落替換技術(shù)研究項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，開展了互花米草逸生斑塊治理技術(shù)的探討與示范應(yīng)用。

1 實(shí)施地點(diǎn)

核心區(qū)中心路南潮水溝，該潮水溝寬度3～5m，與海水直接聯(lián)通，東西長(zhǎng)度約7km，由東向西(近海水—遠(yuǎn)離海水生境)的生境中自然形成了海水生境、咸淡水生境以及淡水生境，溝側(cè)植物群落為互花米草群落、互花米草-鹽地堿蓬混生、鹽地堿蓬-蘆葦混生、蘆葦群落-其他植物混生等多種類型，互花米草遠(yuǎn)離海水方向在覆蓋度、生長(zhǎng)量等方面有明顯的梯度特征。與在自然環(huán)境中的互花米草逸生斑塊特征類似。

2 處理設(shè)計(jì)與方法

2.1 處理內(nèi)容

比較試驗(yàn)設(shè)置12個(gè)處理區(qū)和1個(gè)未處理對(duì)照區(qū)，每個(gè)處理區(qū)面積50m2，不設(shè)重復(fù)。

處理1：開溝加刮挖加掩埋壓實(shí)加覆蓋土層25cm加種植土著植物(鹽地堿蓬)；處理2：刮挖加壓實(shí)加覆蓋淺土層5cm加覆塑料薄膜(3絲)；處理3：刮挖加壓實(shí)加覆蓋淺土層5cm加覆塑料薄膜(30絲)；處理4：刮挖加壟狀堆埋加壓實(shí)加覆黑色塑料薄膜(3絲)；處理5：刮挖加壟狀堆埋加壓實(shí)加覆黑色塑料薄膜(30絲)；處理6：刮挖加壟狀堆埋加壓實(shí)加覆除草布；處理7：刈割加清表加覆黑色塑料薄膜(3絲)；處理8：刈割加清表加覆黑色塑料薄膜(30絲)；處理9：刈割加清表加覆蓋除草布；處理10：刈割加覆黑色塑料薄膜(3絲)；處理11：刈割加覆黑色塑料薄膜(30絲)；處理12：刈割加覆蓋除草布；處理13：未處理。

2.2 實(shí)施方法

處理1，在溝渠青坎上，開挖1m深的溝，寬度依互花米草斑塊同等寬度，刮挖溝渠邊的互花米草，刮挖深度0.5m以上，將刮挖的互花米草植株與根土一起掩埋開挖的溝中，整平壓實(shí)后覆土25cm以上，底層10cm壓實(shí)。上層土壤輕疏后撒種鹽地堿蓬種子。

處理2、處理3，機(jī)械刮挖溝渠邊的互花米草，刮挖深0.5m以上，將刮挖的互花米草植株與根土一起原位壓實(shí)整平后覆蓋5cm以上淺土層，后用不同厚度黑色塑料薄膜覆蓋，覆蓋外圍需要比堆埋互花米草發(fā)生區(qū)域外擴(kuò)30～50cm，黑色塑料薄膜(處理2，3絲；處理3，30絲)用土覆蓋壓實(shí)，在薄膜周邊用固定扦固定。

式中：yi,j表示新位置的植株，xi,j∈[aj，bj]表示Xi的第j條路徑值，aj，bj分別為搜索空間的上邊界值與下邊界值，α是[0,1]的隨機(jī)數(shù)。將種群按照適應(yīng)度值優(yōu)劣分為兩類：

處理4、處理5、處理6，機(jī)械刮挖溝渠邊的互花米草，刮挖深0.5m以上，將刮挖的互花米草植株與根土一起起壟堆積在溝渠堤上，整平壓實(shí)后用不同厚度黑色塑料薄膜或者除草布覆蓋(處理4，3絲；處理5，30絲；處理6，除草布)，覆蓋外圍需要比堆埋互花米草發(fā)生區(qū)域外擴(kuò)30～50cm。黑色塑料薄膜或者除草布用土覆蓋壓實(shí)，在周邊用固定扦固定。

處理7、處理8、處理9，人工或者機(jī)械刈割互花米草，留茬高度不超過5cm，刈割后莖稈清出處理區(qū)域，用黑色塑料薄膜或者除草布(處理7，3絲；處理8，30絲；處理9，除草布)直接覆蓋，覆蓋外圍需要比互花米草發(fā)生區(qū)域外擴(kuò)30～50cm。在周邊壅土壓實(shí)，或者用扦固定。

處理10、處理11、處理12，人工或者機(jī)械刈割互花米草，留茬高度不超過5cm，刈割后莖稈攤鋪在處理區(qū)域，用黑色塑料薄膜或者除草布(處理10，3絲；處理11，30絲；處理12，除草布)直接覆蓋，覆蓋外圍需要比互花米草發(fā)生區(qū)域外擴(kuò)30～50cm。在周邊壅土壓實(shí)，或者用扦固定。

2.3 調(diào)查內(nèi)容與方法

現(xiàn)場(chǎng)查看樣地治理效果，每個(gè)處理區(qū)隨機(jī)5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)樣方1m2，調(diào)查指標(biāo)為互花米草存活和再生株數(shù)量、密度、單株生長(zhǎng)量，計(jì)算控制效果；比較各種處理用工和材料成本，分析不同處理方法的經(jīng)濟(jì)性與可行性。

互花米草控制效果%=(每平方米未處理區(qū)互花米草株數(shù)-每平方米處理區(qū)互花米草株數(shù))/每平方米未處理區(qū)互花米草株數(shù)×100%

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2021繪制表格，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析不同質(zhì)控技術(shù)的成果及經(jīng)濟(jì)可行性。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理方法控制互花米草效果分析

處理1中，互花米草基本不生長(zhǎng)，鹽地堿蓬生長(zhǎng)良好，互花米草控制效果達(dá)100%，如表1所示。該結(jié)果說明，在開溝加刮挖加掩埋壓實(shí)加覆蓋土層25cm加鹽地堿蓬的處理后，鹽地堿蓬可以很好地抑制互花米草的生長(zhǎng)。

表1 不同處理方法對(duì)互花米草生長(zhǎng)狀況的影響

處理2、處理3中，處理2存活18±4株，再生8±3株，該處理的互花米草密度為1±1株·m-2，單株生長(zhǎng)量為21.16±7.37g，控制效果達(dá)99.49%。而處理3幾乎無互花米草生長(zhǎng)，相比而言，處理3較處理2對(duì)互花米草生長(zhǎng)的抑制效果較好。該結(jié)果說明用覆塑料薄膜(30絲)比薄膜(3絲)對(duì)互花米草的生長(zhǎng)抑制效果更好。

處理4、處理5、處理6中，處理4存活5±1株，再生2±1株，該處理的互花米草密度為1±1株·m-2，單株生長(zhǎng)量為15.45±5.46g，控制效果達(dá)99.86%；處理6存活9±3株，再生3±2株，該處理的互花米草密度為1±2株·m-2，單株生長(zhǎng)量為26.34±7.58g，控制效果達(dá)99.75%；而處理5幾乎無互花米草生長(zhǎng)，處理5較處理4、處理6對(duì)互花米草的生長(zhǎng)的抑制效果較好。說明使用覆蓋薄膜(3絲或30絲)對(duì)互花米草生長(zhǎng)的抑制效果較好。

處理7、處理8、處理9中，處理7存活10±2株，再生4±2株，該處理的互花米草密度為1±2株·m-2，單株生長(zhǎng)量為19.28±3.67g，控制效果達(dá)99.72%；處理9存活12±4株，再生6±2株，該處理的互花米草密度為1±2株·m-2，單株生長(zhǎng)量為24.37±4.68g，控制效果達(dá)99.66%；而處理8幾乎無互花米草生長(zhǎng)，處理8較處理7、處理9對(duì)互花米草生長(zhǎng)的抑制效果較好。該結(jié)果說明覆蓋黑色塑料薄膜(30絲)比覆蓋黑色塑料薄膜(3絲)、覆蓋除草布對(duì)互花米草的生長(zhǎng)抑制效果好。

處理10、處理11、處理12中，處理10存活25±6株，再生12±2株，該處理的互花米草密度為2±1株·m-2，單株生長(zhǎng)量為28.57±3.61g，控制效果達(dá)99.29%；處理12存活32±9株，再生20±4株，該處理的互花米草密度為2±2株·m-2，單株生長(zhǎng)量為31.41±1.56g，控制效果達(dá)99.09%；而處理11幾乎無互花米草生長(zhǎng)，處理11較處理10、處理12對(duì)互花米草生長(zhǎng)的抑制效果較好。該結(jié)果說明覆蓋黑色塑料薄膜(30絲)比覆蓋黑色塑料薄膜(3絲)、覆蓋除草布對(duì)互花米草的抑制效果更好。

3.2 不同處理方法投入成本比較

通過對(duì)不同處理方法的成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)控制效果達(dá)100%的處理分別是處理1、處理3、處理5、處理8、處理11。處理1的費(fèi)用包括機(jī)械開溝200元，刮挖100元，掩埋100元，壓實(shí)50元，覆土50元，鹽地堿蓬種植20元，合計(jì)520元·100m-2。處理3的費(fèi)用包括刮挖100元，掩埋50元，覆土30元，覆蓋薄膜(30絲)280元，合計(jì)460元·100m-2。處理5的費(fèi)用包括刮挖100元，起壟150元，壓實(shí)50元，覆蓋薄膜(30絲)280元，合計(jì)580元·100m-2。處理8的費(fèi)用包括刈割40元，清表10元，覆蓋薄膜(30絲)280元，合計(jì)330元·100m-2。處理11的費(fèi)用刈割40元，覆蓋薄膜(30絲)280元，合計(jì)320元·100m-2，如表2所示。其中，處理11(刈割加覆黑色塑料薄膜(30絲)的成本相對(duì)于其他方法成本較低。

表2 不同處理方法的投入成本

4 結(jié)果與討論

通過各種處理方法對(duì)互花米草治理的效果比較，可發(fā)現(xiàn)互花米草治理影響與亂挖加壓實(shí)、亂挖加壟狀堆埋、刈割加清表或刈割這4種不同前期處理無關(guān)，與后續(xù)覆蓋黑色塑料薄膜(30絲)、黑色塑料薄膜(3絲)、除草布有關(guān)。其中，覆蓋黑色塑料薄膜(30絲)的不同處理都取得互花米草不錯(cuò)的治理效果，控制效果均達(dá)到100%。造成這種結(jié)果的原因可能是黑色塑料薄膜(30絲)較厚，處理后的互花米草無法穿刺，導(dǎo)致其無法光合作用而死亡。

另外，通過處理1開溝加刮挖加掩埋壓實(shí)加覆蓋土層25cm加種植土著植物(鹽地堿蓬)，該處理方法也能夠取得100%控制效果。該方法是一種很好的生物替代方法，利用鹽城濕地本土鹽堿地植物——鹽地堿蓬的栽種，替換被治理的互花米草。不僅可以原位替代，不會(huì)因土地空置而導(dǎo)致水土流失，而且還可以為恢復(fù)沿海濕地生態(tài)提供良好的保護(hù)。但與其他處理相比，該方法需要依靠大量的人力成本和鹽地堿蓬植株，該方法成本較高，不太適宜。

通過不同處理方法的成本比較，處理11的成本較低，僅需刈割加覆黑色塑料薄膜(30絲)即可達(dá)到100%治理效果。可見，是否機(jī)械開溝、刮挖、掩埋、壓實(shí)、覆土、起壟、清表均不會(huì)對(duì)治理互花米草控制有影響，上述處理與刈割都是達(dá)到前處理，而覆黑色塑料薄膜(30絲)才是最重要的處理。本文研究發(fā)現(xiàn)處理11的治理互花米草效果較佳(相比處理2、處理4、處理6、處理7、處理9、處理10、處理12)，而且成本相對(duì)較低(相比處理1、處理3、處理5、處理8)，是適合沿海灘涂溝渠堤岸小斑塊互花米草治理的較適宜的方法。

通過本文研究，確定各處理方法對(duì)互花米草的治理能力，便于為以后治理溝渠岸堤的小斑塊互花米草提供有效的措施。本研究?jī)?nèi)容為保護(hù)鹽城濕地的生態(tài)環(huán)境提供基礎(chǔ)建設(shè)條件，為促進(jìn)濕地的恢復(fù)與當(dāng)?shù)匚锓N的保護(hù)提供理論基礎(chǔ)。與此同時(shí)，能夠有效地補(bǔ)全不同環(huán)境條件下互花米草種群的入侵趨勢(shì)和保護(hù)治理方法，為了解濱海濕地外來入侵物種互花米草在小斑塊條件下有效治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為應(yīng)對(duì)環(huán)境地勢(shì)變化、治理濱海濕地生態(tài)提供理論參考。