河岸植被緩沖帶完整性及恢復(fù)措施
——以北京市密云水庫上游潮白河流域為例

楊 波，齊 實，孫 嘉，張海龍

河岸植被緩沖帶處于水陸交界區(qū)，具有明顯的邊緣效應(yīng)，是地球生物圈中最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一，與相鄰的生態(tài)系統(tǒng)相比，具有較強(qiáng)的景觀異質(zhì)性與多樣性，可以提供豐富的野生動植物資源、地表和地下水資源、氣候資源以及休閑、娛樂和觀光旅游資源等［1－3］。

河岸植被緩沖帶作為河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的一部分，在河流防洪、河流水質(zhì)保護(hù)、河岸帶生境保護(hù)等方面起著重要作用［4－5］。Mayer［6］等的研究表明，在河 岸寬度大致相同的條件下，以草本或以喬草、灌草混合模式營造的緩沖帶在貯氮方面效果顯著。Dillaha和Castelle的研究結(jié)果［7－8］表明3～5m 的植被緩沖帶能夠攔截50%～80%的污染物。隨著人口的劇增和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量河岸植被緩沖帶遭到了人為的干擾，其完整性受到破壞，造成河流防洪能力減弱，水質(zhì)下降，河岸帶生態(tài)環(huán)境惡化等問題［4］。因此，河岸植被緩沖帶恢復(fù)逐漸成為近年來的研究熱點。研究［9］表明，針對植被緩沖帶恢復(fù)的配置模式需要考慮植物品種、結(jié)構(gòu)、布局和緩沖帶的位置及寬度指標(biāo)，以充分發(fā)揮其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)功能。正常情況下，需要綜合考慮河流的水文特征來進(jìn)行河岸緩沖帶的設(shè)置，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的雙重效益［10－11］。潮白河是北京地區(qū)重要的水源地之一，因此對河岸的有效地管理與保護(hù)，對已遭到破壞的河岸植被帶進(jìn)行恢復(fù)與重建，以充分發(fā)揮其河岸的重要功能，已成為河流管理者需要去考慮的對策。因此，本研究以潮白河流域22個河岸斷面為研究對象，通過對河岸植被帶調(diào)查及完整性評價，并針對各斷面類型提出了不同的河岸植被緩沖帶恢復(fù)措施進(jìn)行探討，以期為河岸植被緩沖帶恢復(fù)的相關(guān)研究和實踐提供參考價值。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)選擇在北京市密云水庫上游潮白河水系，包括潮河、白河，地理位置范圍為東經(jīng)115°25′—117°35′，北緯40°20′—41°37′。研究區(qū)內(nèi)潮河、白河水系全長約126km，所在的流域總面積為1.58×104km2。潮河發(fā)源于河北省豐寧縣上黃旗北，經(jīng)灤平縣、古北口入北京市密云縣，潮河分為密云水庫上游和下游兩段，上游河道長24km，河道縱坡為10‰，河床糙率0.025，河床多為礫石和砂，較為穩(wěn)定，流域地貌為山地。白河發(fā)源于河北省沽源縣南大馬群山，經(jīng)赤城縣流入北京市延慶縣，再經(jīng)懷柔縣進(jìn)密云縣，至高嶺鄉(xiāng)漕城子注入密云水庫東北端，白河分為密云水庫上游和下游兩段，上游河道長102km，河道縱坡為13‰，河床糙率0.032，河床多為礫石和砂，較為穩(wěn)定，流域地貌為山地。研究區(qū)所在流域氣候類型屬大陸性季風(fēng)氣候，屬溫帶與中溫帶、半干旱與半濕潤帶的過渡帶，多年平均降雨量為492mm，汛期（6—9月）降水量約占年降水量的80%，年平均氣溫10～12℃。流域內(nèi)土壤類型以棕壤和褐土分布最廣，占總面積的80%以上。植被類型豐富，以針闊葉混交林為主，主要的喬木有楊樹、柳樹、刺槐、側(cè)柏、五角楓、杏、火炬樹等；灌木有沙棘、胡枝子、小葉女貞、紫葉小檗等；草本有紫花苜蓿、冰草、麥冬、蘆葦?shù)取?/p>

2 河岸帶調(diào)查

河岸植被緩沖帶調(diào)查以橫斷面為調(diào)查尺度，在潮河與白河主要調(diào)查河段內(nèi)分別以每3km的間距布置一定數(shù)量的橫斷面，寬度為30～100m（河流常水位以上受河流直接影響的植被帶），最終確定調(diào)查密云水庫上游潮河河段自上而下共計6個斷面，白河河段自上而下共計16個斷面。調(diào)查內(nèi)容包括以下3個方面：（1）河道斷面形態(tài)、岸坡坡度、岸坡高度；（2）采用樣方法對河岸帶內(nèi)植被調(diào)查，包括植物種類，地理位置、生長狀況等；（3）利用遙感影像圖并結(jié)合野外土地調(diào)查的方法，調(diào)查河岸帶周邊土地利用現(xiàn)狀。

3 潮白河河岸帶斷面類型劃分

采用流域DEM提取水系特征信息，結(jié)合實地調(diào)查，根據(jù)河道斷面形式、岸坡坡度、岸坡高度及河岸帶周邊土地利用現(xiàn)狀等因素作為評價指標(biāo)，對河岸帶斷面類型進(jìn)行劃分。潮白河河道斷面形式主要為U形、V形、漫灘型（表1）。根據(jù)河岸上緣岸坡的坡度，將其劃分為緩坡（0°～15°）、陡坡（15°～45°）、陡坎（＞45°）3類?？紤]到實用程度，一般劃分河岸帶斷面結(jié)構(gòu)和類型時僅考慮2部分，即河道類型、緩沖坡坡度，這樣可得到5種河岸帶斷面類型，即U形＋緩坡、U形＋陡坡、U形＋陡坎、V形＋陡坡和漫灘型。

表1 潮白河河岸帶斷面調(diào)查結(jié)果

根據(jù)表1綜合分析可得，漫灘型斷面的河道岸坡坡度均在5°以下，土地利用現(xiàn)狀為林地與耕地，植被類型為楊樹和玉米，結(jié)合岸坡坡度分類，將漫灘型斷面的河岸植被緩沖帶劃分為一類，即：漫灘型河岸植被緩沖帶；U形斷面的河道岸坡坡度范圍較廣，土地利用主要為林地，植被類型主要為楊樹、柳樹，結(jié)合岸坡坡度分類，可將U形斷面的河岸植被緩沖帶劃分為3類，即：U形＋緩坡、U形＋陡坡、U形＋陡坎；V形斷面的河道岸坡坡度均大于35°，土地利用類型為林地，植被類型主要為楊樹、柳樹、刺柏，結(jié)合岸坡坡度分類，將V形斷面的河岸植被緩沖帶劃分為一類，即：V形＋陡坡。經(jīng)統(tǒng)計，22個河岸斷面中漫灘型包括潮河斷面3，4，5，6；U形＋緩坡型包括潮河斷面1和2，白河斷面9，10，13，14；U 形＋陡坡型包括白河斷面2，3，6，7，8，15；U 形＋陡坎型包括白河斷面4，5，16；V形＋陡坡型包括白河斷面1，11，12。

潮河流域地形地貌情況比較簡單，土地利用情況多以林地和耕地為主，斷面形態(tài)較少，河道較寬，兩岸岸坡較緩，潮河河岸植被緩沖帶主要以U形＋緩坡和漫灘型為主；而白河流域地形情況相對復(fù)雜，斷面形態(tài)較多，岸坡坡度變化較大，河道寬度相比較潮河流域更窄，白河河岸植被緩沖帶主要為V形＋陡坡、U形＋陡坎、U形＋陡坡及U形＋緩坡。各種河岸帶斷面類型如圖1所示。

圖1 河岸帶各斷面類型示意圖

4 潮白河河岸植被緩沖帶完整性評價

4.1 評價指標(biāo)及方法

根據(jù)獨立性及可操作性原則，采用多指標(biāo)評價法研究潮白河河岸植被緩沖帶的完整性。多指標(biāo)評價法的評估原理是，首先根據(jù)對河岸帶的調(diào)查結(jié)果，制定能夠反映評價目標(biāo)的水文、生物、化學(xué)和物理形態(tài)等方面的評估指數(shù)，從眾多反映河岸帶特性的因子中根據(jù)一定的原則為每個指數(shù)選取適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)，為這些指標(biāo)制定適當(dāng)?shù)脑u分標(biāo)準(zhǔn)，然后計算各項指標(biāo)值的大小，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)為各項指標(biāo)打分，將各指標(biāo)得分進(jìn)行加權(quán)處理后得到每一項指數(shù)的分值，再將各項指數(shù)得分求和，以累計總分?jǐn)?shù)作為評估依據(jù)［12］，為植被緩沖帶的恢復(fù)重建提供依據(jù)。

從調(diào)查中獲得的涉及河岸植被緩沖帶生態(tài)系統(tǒng)的多種特征因子中選定植被帶寬度、植被帶連續(xù)性、植被層次、植被種類及植被覆蓋度這5個指標(biāo)作為評價指標(biāo)，將河岸植被緩沖帶完整性分為完整、基本完整、次不完整及不完整4個等級。河流完整性評價多將每個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為滿分為10分的得分，并以2.5為得分間距劃分其完整性［12－13］。評價的滿分為50分，定義37.5～50分表示河岸植被緩沖帶完整，25～37.5分表示基本完整，12.5～25分表示次不完整，0～12.5分表示不完整（表2）。

4.2 河岸帶完整性

各項指標(biāo)調(diào)查及評價結(jié)果詳見表3。潮河河段內(nèi)河岸植被緩沖帶狀況為次不完整和不完整。主要問題為：斷面1和4兩岸的植被單一，主要以喬木為主，缺少草灌植被，林分結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)功能弱；斷面3和6兩岸主要以耕地為主，在耕地和河流水體之間沒有植被緩沖帶，無法對河流水質(zhì)進(jìn)行有效的保護(hù)；斷面5兩岸的植被帶出現(xiàn)了破損并且不連續(xù)，植被帶的作用被削弱了。白河河段內(nèi)河岸植被緩沖帶狀況相對較好，大部分調(diào)查斷面內(nèi)植被緩沖帶為基本完整及完整狀態(tài)，但也有一些斷面的植被緩沖帶呈現(xiàn)次不完整狀態(tài)。主要問題為：斷面1和16河岸植被緩沖帶不連續(xù)，植被較少；斷面7，8及10兩岸存在荒草地，植被較少只有雜草和蘆葦；斷面14主要以經(jīng)濟(jì)林木及少數(shù)楊樹為主缺少灌草植被，林分結(jié)構(gòu)相對單一，生態(tài)功能較弱。

表2 潮白河河岸植被緩沖帶完整性評價標(biāo)準(zhǔn)

表3 潮白河河岸植被緩沖帶調(diào)查結(jié)果及完整性評價

5 潮白河河岸植被緩沖帶恢復(fù)對策

潮白河河岸植被緩沖帶的恢復(fù)立足于河岸的自然條件、功能要求、立地類型，并依據(jù)適地適樹原則、可行性原則、區(qū)域性與典型性原則、生態(tài)經(jīng)濟(jì)原則選擇適宜在北京地區(qū)建設(shè)緩沖帶的植物種類。依據(jù)河岸植被系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理（生物共生，生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)）和經(jīng)濟(jì)學(xué)原理（自然資源，合理利用，生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益）充分利用河岸已存植被，構(gòu)建高效河岸植物群落，使植物生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟(jì)利用和諧統(tǒng)一。

根據(jù)潮白河不同河岸帶斷面類型的劃分結(jié)合河岸植被緩沖帶現(xiàn)狀，提出潮白河流域不同河岸帶斷面類型植被緩沖帶恢復(fù)對策（表4）。

表4 潮白河流域不同河岸帶斷面類型植被緩沖帶恢復(fù)對策

6 結(jié)論

（1）采用流域DEM提取水系特征信息，結(jié)合實地調(diào)查，根據(jù)河道斷面形式、岸坡坡度、岸坡高度及河岸帶周邊土地利用現(xiàn)狀等因素作為評價指標(biāo)，將河岸帶斷面劃分為U形＋緩坡、U形＋陡坡、U形＋陡坎、V形＋陡坡和漫灘型5種類型。

（2）采用多指標(biāo)評價方法對潮白河河岸植被緩沖帶進(jìn)行完整性評價，結(jié)果顯示潮河河段內(nèi)植被緩沖帶狀況較差，以次不完整為主；白河河段內(nèi)河岸植被緩沖帶狀況相對較好，大部分調(diào)查斷面內(nèi)植被緩沖帶為基本完整及完整狀態(tài)。

（3）根據(jù)潮白河不同河岸帶斷面類型的劃分結(jié)合河岸植被緩沖帶現(xiàn)狀，提出了不同斷面類型的植被緩沖帶恢復(fù)對策，并選擇了適宜的植物種。

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