中國水庫消落帶植被恢復(fù)研究進(jìn)展

盧 剛，徐高福，劉樂群，張建和，李賀鵬，柏明娥，洪利興

（1. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2. 浙江省淳安縣新安江開發(fā)總公司，浙江 淳安 311700；3. 浙江元成園林集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310016）

中國水庫消落帶植被恢復(fù)研究進(jìn)展

盧 剛1，徐高福2，劉樂群1，張建和3，李賀鵬1，柏明娥1，洪利興1

（1. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2. 浙江省淳安縣新安江開發(fā)總公司，浙江 淳安 311700；3. 浙江元成園林集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310016）

綜述了中國對消落帶植被恢復(fù)與重建研究，包括植被的種類組成、結(jié)構(gòu)特征、被測試木本及草本植物生理生態(tài)、種子庫和種子萌發(fā)特性等基礎(chǔ)研究，以及植被恢復(fù)試驗(yàn)和工程輔助技術(shù)等應(yīng)用研究，取得了階段性成果；根據(jù)研究現(xiàn)狀分析，認(rèn)為今后應(yīng)該注重研究適生品種、不同造林方法、植被恢復(fù)與工程措施相結(jié)合技術(shù)、種子庫和種子萌發(fā)特性、種群和群落水平上的生態(tài)研究。

消落帶；植被恢復(fù)與重建；品種選擇

我國有庫容10萬m3及以上水庫98 002座[1]，總庫容9 323.12億m3，發(fā)揮著調(diào)節(jié)河川徑流、防洪、供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、航運(yùn)和旅游等多種功能。在水庫運(yùn)行中，由于庫區(qū)水位季節(jié)性漲落而使周邊土地在最高水位與最低水位之間呈現(xiàn)季節(jié)性淹沒和裸露形成水、陸交錯控制的區(qū)域——消落帶（Water-Level-Fluctuating Zone）或消落區(qū)[2]，其面積估計在1 000 km2以上。如我國三峽庫區(qū)消落帶高程差達(dá)30 m（海拔145 ~ 175 m），面積有344.2 km2[3]；浙江千島湖水庫消落帶高程差達(dá)12.2 m（海拔95.02 ~ 107.22 m）、岸線長1 406 km[4]，面積為17.15 km2；四川瀑布溝水庫消落帶高程差達(dá)60 m（海拔790 ~ 850 m），面積3.17 km2[5]。

消落帶是一個生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱的區(qū)域[6~8]，經(jīng)長期的水濁和浪淘，土壤及其曾經(jīng)生長在該土壤上的自然植被被剝離，風(fēng)化基巖裸露，退化成水、陸生態(tài)系統(tǒng)的隔離帶。許多研究認(rèn)為[9~11]，影響消落帶生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的主要因子是種群的復(fù)雜度和植被的覆蓋率，消落帶植被建設(shè)的好壞將直接影響消落帶生態(tài)功能的發(fā)揮，消落帶的生態(tài)重建應(yīng)遵循植被恢復(fù)為先導(dǎo)，重建消落帶植被是改善消落帶生態(tài)環(huán)境的重要途徑。研究者從消落帶的自然植被消長、試驗(yàn)植物的生理生態(tài)、種子庫和種子萌發(fā)特性等基礎(chǔ)研究，到采取生物措施或生物與工程措施相結(jié)合的應(yīng)用研究，開展水庫消落帶植被修復(fù)與重建技術(shù)研究，取得了許多階段性研究成果。

1 植被調(diào)查研究

1.1 消落帶植被的種類組成

不同自然地理區(qū)域消落帶的物種組成不盡相同，三峽主干線和支流及庫灣消落帶共有維管束植物有61科169屬231種[12]，主要優(yōu)勢種有狗牙根（Cynodon dactylon）、雙穗雀稗（Paspalum paspaloides）、酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium）、狗尾草（Setaria viridis）、一年蓬（Erigeron annuus）、喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides）、蒼耳（Xanthium sibiricum）、狼把草（Bidens tripartita）、婆婆針（Bidens bipinnata）、扁穗莎草（Cyperus compressus）、十字馬唐（Digitaria cruciata）、野艾蒿（Artemisia lavandulaefolia）、反枝莧（Amaranthus retroflexus）等。黑龍江西眼泉水庫消落帶植物有27科57屬82種[13]，優(yōu)勢種有羽葉鬼針草（Bidens maximowiczii）、小花鬼針草（Bidens parviflora）、蘆葦（Phragmites australis）、菵草（Beckmannia syzigachne）、水蓼（Polygonum hydropiper）等。廣西水庫消落帶植被的主要種類為硬骨草（Panicum repens）、扁穗牛鞭草（Hemarthria compressa）、棒頭草（Polipogon fugax）、類蘆（Neyraudia reynaudiana）、多花蓼（Polygonum capitatum）、羊茅（Festuca ovina）、粉被苔草（Carex pruinosa）、青綠苔草（C. leucochlora）、頭花蓼（Polygonum capitatum）和喜旱蓮子草等[14]。北京媯河下游消落帶的優(yōu)勢種為香蒲（Typha orientalis）、針藺（Eleocharis valleculosa）、三葉鬼針草（Bidens pilosa）、蘆葦、扁稈藨草（Scirpus planiculmis）、稗（Echinochloa crusgalli）等[15]。

1.2 消落帶植被的結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)三峽庫區(qū)固定樣地蓄水前、后消落帶植被變化的研究表明[16]，植物種類由原來的55科147種減少至17科32種，新出現(xiàn)了喜旱蓮子草、香附子（Cyperus rotundus）、鼠麹草（Gnaphalium affine）、泥胡菜（Hemistepta lyrata）、雀稗（Paspalum thunbergii）等種類，木本植物減少，草本植物增加。重慶市三峽庫區(qū)忠縣消落帶沿海拔145 ~ 175 m水位梯度從下到上分為空心蓮子草與狗牙根帶、稗草帶、蒼耳與馬唐（Digitaria sanguinalis）及狗尾草帶和一年生雜草4條植物帶[17]，物種數(shù)量和植物多樣性指數(shù)隨海拔升高而升高[18~19]。三峽庫區(qū)小江流域消落帶的植物多樣性以5月最小、7月最大、9月略下降，在150 m處最小、160 m處最大、170 m處次之[20]。消落帶的植被覆蓋隨坡度增高而降低[21]。植物群落的組成和分布還與淹水時間、土壤濕度和土壤質(zhì)地有關(guān)[22]，消落帶的坡度影響土層厚度和土壤容重，進(jìn)而影響植物的分布，植物的鮮重與地形坡度成負(fù)相關(guān)，與土壤養(yǎng)分成正相關(guān)[23]，但也有研究認(rèn)為，優(yōu)勢種的不同主要由于淹水時間上的差異，而與土壤特征沒有顯著影響[24]。研究還表明水文機(jī)制是干擾消落區(qū)植物群落分布的主導(dǎo)因素[25]，形成優(yōu)勢種的主要原因是生長周期與淹沒期的不完全重疊[26]，能夠在淹水區(qū)段存活的植物大多具有發(fā)達(dá)的通氣組織、特殊的繁殖特性和對淹水和干旱環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力[27]。

綜合上述消落帶植被調(diào)查研究成果，可以表明消落帶植物種類的組成以草本植物為多，木本植物很少，不同自然區(qū)域具有不盡相同的優(yōu)勢物種，植被覆蓋度、生物量和多樣性隨水位降低而減少，還隨坡度大小和土壤理化性質(zhì)的不同而發(fā)生一定變化。

2 生理生態(tài)研究

為實(shí)現(xiàn)消落帶植被的恢復(fù)與重建目標(biāo)，許多研究者有針對性地選擇一些耐水濕物種，開展水淹和干旱脅迫下的生理生態(tài)測試，包括池杉（Taxodium ascendens）、落羽杉（T. distichum）、水松（Glyptostrobus pensilis）、烏桕（Sapium sebiferum）、楓楊（Pterocarya stenoptera）、栓皮櫟（Quercus variabilis）、秋華柳（Salix varietata）、南川柳（S. rosthornii）、地果（Ficus tikoua）、濕地松（Pinus eliottii）、新銀合歡（Leucaena leucocephla cv. alvador）、水紫樹（Nyssa aquatica）、桑樹（Morus alba）、疏花水柏枝（Myricaria laxiflora）、中華蚊母樹（Distylium chinense）和枸杞（Lycium chinense）等木本植物，以及狗牙根、牛鞭草（Hemarthira altissima）、喜旱蓮子草（水花生）、香附子、蘆葦、虉草（Phalaris arundinacea）、雙穗雀稗、羊茅、香根草（Vetiveria zizanioides）、鋪地黍（硬骨草）、菖蒲（Acorus calamus）、水蓼等草本植物。

2.1 木本植物

對池杉、水松和落羽杉的模擬試驗(yàn)表明[28~31]，池杉和水松適宜栽植于土壤飽和水或漬水的環(huán)境中，尤其是水松在根部土壤水淹條件下的凈光合速率達(dá)到最高，落羽杉具有喜水和耐水淹生理學(xué)特性，池杉、落羽杉幼苗在水淹條件下充分利用側(cè)根增強(qiáng)代謝適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，通過產(chǎn)生大量蘋果酸和莽草酸、減少根部生物量積累以適應(yīng)根部水淹環(huán)境。池杉和烏桕的模擬試驗(yàn)表明[32]，淹水后植株質(zhì)量及葉綠素和類胡蘿卜素明顯下降，池杉比烏桕更適合消落帶生長。栓皮櫟受水淹后的光合機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)受到了嚴(yán)重影響[33]，屬于對水淹較敏感樹種，楓楊受水淹后產(chǎn)生有利于吸收氧氣的不定根和肥大皮孔，比栓皮櫟更適合庫區(qū)消落帶生境。楓楊在淹水過程中葉片的各生理指標(biāo)都有一個先下降后上升的過程[34]。淹水脅迫會顯著降低楓楊幼苗高生長和生物量積累，卻能顯著增加幼苗主根和側(cè)根的草酸和酒石酸含量，表現(xiàn)出多種積極的適應(yīng)性特征[35]。利用航標(biāo)船組成的水上漂浮及移動平臺對秋華柳和地果移栽容器小苗進(jìn)行下沉深度5、10、15、20、25 m淹水180 d的模擬試驗(yàn)表明[36]，水淹導(dǎo)致秋華柳和地果植株蓋度下降甚至死亡，兩種在淹水深度5 m和10 m的植株出水后均能恢復(fù)生長，而淹水深度在15、20和25 m的植株出水后不能恢復(fù)生長。南川柳是三峽庫區(qū)重慶江北區(qū)大劇院段海拔172 m和175 m消落帶的本土植物[37]，采用盆栽方法對1年生南川柳扦插苗進(jìn)行干旱脅迫的生理響應(yīng)測試表明[38]，南川柳可作為消落帶植被恢復(fù)的適生物種。對濕地松當(dāng)年實(shí)生苗周期性水淹、干旱協(xié)迫研究認(rèn)為[39]，若將濕地松種植于庫岸帶可能由于土壤N、P營養(yǎng)元素含量的增加而促進(jìn)水體富營養(yǎng)化問題的產(chǎn)生。對新銀合歡幼苗模擬試驗(yàn)表明[40]，在水淹條件下凈光合指標(biāo)也顯著下降，適宜于土壤水分飽和或偏干旱環(huán)境下生長。對水紫樹的光合特性測定表明[41]，雖然與庫區(qū)消落帶的適生要求相吻合，但還需較長時間的淹水研究。對桑樹的研究表明[42~44]，隨著土壤水分的降低，桑樹幼苗葉水勢明顯呈下降趨勢，而根冠比呈增加趨勢，認(rèn)為桑樹具有適應(yīng)消落帶干旱和水淹交替的能力。對疏花水柏枝的生理生化特性研究表明[45]，它是一種對水淹和干旱適應(yīng)能力較強(qiáng)的物種。水淹破壞了中華蚊母樹葉片的結(jié)構(gòu)并限制了植株的生物量積累[46]。選用株高約10 cm的枸杞扦插苗分別水位超過植株頂部15 cm的全淹、水位超過土壤表面5 cm的半淹60 d模擬實(shí)驗(yàn)表明[47]，枸杞對短期全淹和半淹具有一定的耐受性。

2.2 草本植物

對狗牙根以5、10、15、20、25、30、32 m不同淹沒深度和不同淹沒時間的測試表明[48]，在0 ~ 25 m深度、持續(xù)反季節(jié)淹沒189 d均能保持存活狀態(tài)。淹水和干旱脅迫后的自我調(diào)節(jié)能力和光合補(bǔ)償機(jī)制可能是狗牙根適生于消落帶水陸變化生境的重要原因[49]。消落帶狗牙根植株根際土壤酶活性和肥力的變化以及酶活性與其耐淹能力有關(guān)[50~52]，對澇漬的適應(yīng)性強(qiáng)于非消落帶生境下的狗牙根[53]。狗牙根和牛鞭草水淹結(jié)束24 d后的氧化脅迫已基本消失[54]。香附子在輕度水分脅迫下表現(xiàn)出光合正響應(yīng)，在水淹逆境中表現(xiàn)光合的負(fù)響應(yīng)[55]。香附子以快速恢復(fù)生長、種群密度凋節(jié)、地上與地下生物量分配調(diào)整等多種方式對水陸變化生境作出生態(tài)適應(yīng)對策[56]，尤其是部分水淹環(huán)境[57]。對空心蓮子草分別澇滯脅迫4個月和6個月，生理生化特性研究證明[58]其具有較好的抗?jié)衬芰?。對蘆葦生長及其穗期的光合生理特性研究證實(shí)[59~61]其具有耐水濕特點(diǎn)并有利于解決水體富營養(yǎng)化問題。狗牙根、香附子、蘆葦和羊茅沉水5、10、15和25 m、淹水180 d的模擬試驗(yàn)表明[62]，水淹導(dǎo)致植株蓋度下降，水淹越深下降越明顯，出水后，除香附子和蘆葦在深度25 m的植株不能恢復(fù)生長外，其余都能恢復(fù)生長，但水淹越深就越難恢復(fù)至淹前水平。選用消落帶上生長的狗牙根、牛鞭草、空心蓮子草、雙穗雀稗和虉草，水面離植株頂部0.5 m、淹水時間0、5、10、20、30 d，甚至30、60、90、120、150和180 d的環(huán)境適應(yīng)性及機(jī)制研究表明[63~64]，植物淹水后葉綠素a和b下降，并認(rèn)為植物以降低根系活力等方式來適應(yīng)長期的水淹環(huán)境，其中狗牙根的耐水淹能力較強(qiáng)。香根草淹水4個月左右、深度小于9 m可存活[65]，淹水后恢復(fù)生長的光合效率明顯提高，對水淹和干旱均具有良好的耐受力和適應(yīng)性[66]。對鋪地黍采用1、2、3、4、5周不同時間沒頂淹水處理的生理生化測試認(rèn)為[67~68]抗氧化保護(hù)酶活性的提高是鋪地黍適應(yīng)水淹環(huán)境的重要原因之一。對菖蒲的干旱和沒頂實(shí)驗(yàn)表明[69~70]，淹水導(dǎo)致植株萌發(fā)數(shù)顯著降低，并隨淹水時間呈降低趨勢，認(rèn)為菖蒲不僅對淹水適應(yīng)，而且露水后對干旱的恢復(fù)能力也較強(qiáng)。模擬水蓼在10、20、30 d水淹至土壤以上6 cm左右的生理生態(tài)測試表明[71]，各水淹處理的植株存活率都保持100%，并且水淹能保持高水平的光合速率。

有關(guān)消落帶適生植物的生理生態(tài)研究主要包括以上池杉等16種木本植物和狗牙根等12種草本植物，其中適應(yīng)性較強(qiáng)的是池杉和狗牙根，無論從光合作用還是生理生化特性，均表現(xiàn)出良好的響應(yīng)機(jī)制，研究還表明了來自長期水淹的植株要比來自非水淹的植株更耐水淹，表現(xiàn)出正向的生理生化適應(yīng)機(jī)制，則是長期水淹和干旱交替脅迫下的進(jìn)化結(jié)果。

3 種子庫和種子萌發(fā)研究

3.1 種子庫研究

對消落帶土壤種子庫的研究表明[72~74]，水淹區(qū)段種子儲量較低，鼠麹草在水淹區(qū)和未水淹區(qū)及對照生境中作為主要優(yōu)勢種與其具有較寬生態(tài)位和較好耐受性有關(guān)，水淹時間越長越不利于土壤種子的儲存，依靠土壤種子庫進(jìn)行消落帶植被恢復(fù)與重建是不現(xiàn)實(shí)的，需要更多的人為干預(yù)。對三峽庫區(qū)澎溪河消落帶土壤種子庫特征的研究表明[75]，種子在第1周開始萌發(fā)，7周后停止萌發(fā)，水淹程度越嚴(yán)重，種子萌發(fā)的物種數(shù)量和密度越小。土壤種子庫的特征與土壤理化性質(zhì)有關(guān)[76~77]，適當(dāng)進(jìn)行人為調(diào)控對于改善土壤環(huán)境和增加種子庫多樣性有積極作用。對水庫消落帶土壤種子庫與植被和環(huán)境的關(guān)系研究表明[78]，同海拔區(qū)域土壤種子庫在物種組成上呈明顯的異質(zhì)性，土壤種子庫中的物種數(shù)明顯少于地上植被中的物種數(shù)，與地上植被蓋度、地上物種數(shù)和土壤質(zhì)地呈正相關(guān)，與田間持水量和土壤孔隙度呈負(fù)相關(guān)。

3.2 種子萌發(fā)研究

野古草（Arundinella anomala）種子有休眠現(xiàn)象[79]，能在冬季或初春萌發(fā)，高光照不利于種子萌發(fā)，說明野古草種子可能更趨于在郁閉的野古草種群內(nèi)部萌發(fā)，而不是江邊的裸地。對馬唐等21種植物種子進(jìn)行干藏和淹水試驗(yàn)表明[80]，淹水后3個物種的萌發(fā)率增加，2個物種不變，16個物種下降，干藏后的繁穗莧（Amaranthus paniculatus）等和水淹后的鱧腸（Eclipta prostrata）萌發(fā)率＞50%，而且能夠利用庫區(qū)退水期完成生活史形成種子。稗、蒼耳和水蓼種子在濕沙儲藏條件下的種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)高于其它儲藏方式[81~82]，冷凍儲藏120 ~ l80 d的合萌（Aeschynomene indica）種子能夠應(yīng)用于消落區(qū)實(shí)地播種。在室外近8個月水淹的蒼耳種子90%仍然保持生活力，在室內(nèi)淺水浸泡8個月的種子各項發(fā)芽指標(biāo)顯著提高[83~84]，表明短期水淹可促進(jìn)具總苞蒼耳種子萌發(fā)。

對消落帶種子庫和種子萌發(fā)特性的研究，反映了水淹區(qū)種子儲量較低，水淹越深，種子萌發(fā)的種類和數(shù)量越少，種子庫與地上植被和土壤理化性質(zhì)有一定關(guān)系，對于揭示草本植物在消落帶植被的自然消長和更新機(jī)制具有重要意義，對于指導(dǎo)人工輔助促進(jìn)自然更新也具有積極的作用。

4 技術(shù)措施研究

4.1 生物技術(shù)措施

浙江千島湖水庫消落帶種植池杉、落羽杉、烏桕、楓香（Liquidambar formosana）、楓楊、垂柳（Salix babylonica）、榿木（Alnus cremastogy）、加楊（Populus×canadensis）等6 a的試驗(yàn)研究表明[85]，池杉和落羽杉水淹75 d時生長正常，水淹200 d時影響生長。選用耐水浸池杉優(yōu)樹的研究認(rèn)為[86]，池杉膝狀根是水浸后的一種適應(yīng)，能夠幫助池杉進(jìn)行呼吸。在浙江青山湖水庫和仙居縣谷坦水庫消落帶水位0 ~ 3 m高度采用分段造林種植濕地松、楓香、楓楊、垂柳、水松、水杉（Metasequoia glyptostroboides）、池杉、落羽杉、榿木等獲得成功[87]。在廣西青獅水庫消落帶按株行距0.5 m×1.0 m開溝種植扁穗牛鞭草、類蘆、棒頭草和硬骨草四種植物的植被重建表明[88]，四種植物在淹水深度≤15 m時的最大耐淹時間＞82 d。在消落帶上種植密度0.5 m×0.5 m香根草進(jìn)行水土保持功能的試驗(yàn)表明[89]，2年生香根草單株固土量為3.12 kg。根據(jù)重慶市嘉陵江江北區(qū)石門段消落帶示范區(qū)2004－2007年進(jìn)行的耐水淹試驗(yàn)地調(diào)查表明[90]，最適宜的喬木為楓楊、南川柳，灌木為中華蚊母樹、秋華柳、小梾木（Cornus paucinervis）、疏花水柏枝，高草為卡開蘆（Phragmites karka）、甜根子草（Saccharum spontaneum），草本為狗牙根、扁穗牛鞭草、塊莖苔草（Carex thomsonii）、野青茅（Deyeuxia arundinacea）。在貴州紅楓湖水庫水位變幅1 235 ~ l240 m典型礫質(zhì)坡地消落帶進(jìn)行植被恢復(fù)試驗(yàn)表明[91]，種植的牛鞭草、狗牙根和白三葉（Trifolium repens）均能存活生長，牛鞭草長勢較狗牙根和白三葉好，種植的喬木樹種成活率從高到低為柳樹＞意楊＞水杉，但長勢均不好。在重慶市開縣消落帶海拔160 ~ 165 m、165 ~ 170 m、170 ~ 175 m區(qū)段營造1或2年生水樺和水紫樹苗的試驗(yàn)表明[92]，造林2 a后，每年經(jīng)過4 ~ 6個月的淹沒，保存率分別為54%和45%，認(rèn)為在海拔170 m以上區(qū)段宜選用大苗造林。在重慶市萬州區(qū)海拔163 ~ 175 m原為荒地或農(nóng)作地消落帶上種植胸徑4.0 cm、苗高3.0 m左右的中山杉118（Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan 118’）無性系試驗(yàn)表明[93]，經(jīng)過最長149 d基部淹水，最長122 d沒頂淹水，最大沒頂深度達(dá)12 m，仍能獲得90%的造林保存率。在重慶地區(qū)消落帶超過10 m水深下淹沒長達(dá)6個月的桑樹是消落帶出露后最早生長的灌木[94]，進(jìn)而認(rèn)為在庫區(qū)發(fā)展蠶桑生態(tài)經(jīng)濟(jì)是可行的；在種植52 d后三峽庫區(qū)開始蓄水迫近170 m、受淹97 d的桑樹存活率能夠達(dá)56.1%[95]，認(rèn)為可在海拔167.5 m以上大規(guī)模種植；桑樹具有極強(qiáng)的耐水淹特性，在水淹13.2 m、214 d后仍能存活并展葉形成新樹冠[96]；根據(jù)重慶市涪陵區(qū)和云陽縣等地對曾標(biāo)記存活的桑樹進(jìn)行跟蹤調(diào)查表明[97]，在海拔172 ~ 175 m高程區(qū)具有較高的整株存活率，但不同桑樹品種的耐淹特性存在差異。

從以上分析結(jié)果看出，采用生物措施進(jìn)行消落帶植被恢復(fù)與重建的技術(shù)研究雖然取得了一定的成績，特別是分段造林技術(shù)、消落帶適生植物選擇、中山杉‘118’試種和桑樹適生區(qū)間界定等，但消落帶特殊環(huán)境及浪蝕淘空根際土壤的穩(wěn)定性和可持續(xù)性生長等尚待進(jìn)一步觀察研究。

4.2 工程輔助措施

鑒于護(hù)坡植被以克服浪涌影響根系的穩(wěn)定性，研究者開展了基于植被恢復(fù)與重建為目標(biāo)的工程性輔助措施的技術(shù)研究。采用涌浪環(huán)境模擬30°和45°土質(zhì)邊坡消落帶的植被混凝土侵蝕過程表明[98]，植被混凝土生態(tài)防護(hù)邊坡具有良好的抗侵蝕性能。選取秋華柳、疏花水柏枝、水燭、水蓼、狗牙根等植物在湖北清江隔河巖庫區(qū)消落帶采取構(gòu)筑燕窩植生穴、防沖刷生態(tài)型護(hù)坡構(gòu)件、防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)實(shí)踐并取得良好效果[99]。在三峽庫區(qū)海拔145 ~ 177 m消落帶設(shè)置菱形框格梁，并在框格梁內(nèi)回填基質(zhì)，種植或播種狗牙根、香根草、疏花水柏枝、水蓼、馬棘（Indigofera pseudotinctoria）、火棘（Pyracantha fortuneana）、水菖蒲（Acorus calamus）、香蒲（Typha orientalis）等的試驗(yàn)表明[100]，植被覆蓋率從上至下逐年降低，種類因受水淹有所減少，庫岸受水浸泡以及浪涌沖刷使植物生長基質(zhì)流失，消落帶上下兩端基質(zhì)流失比中端嚴(yán)重的主要原因是行船涌浪，并且隨時間增加日趨嚴(yán)重。鑒于單株植物在遭沖刷時容易被水沖走，在三峽庫區(qū)長江北岸秭歸縣香溪河口消落帶生態(tài)防護(hù)試驗(yàn)區(qū)采用香根草雙層加筋復(fù)合植被柔性板塊技術(shù)[101]，在重慶萬州區(qū)長江二橋至密西溝消落帶K0+000 ~ K0+600段生態(tài)庫岸綜合整治工程中，高程156 ~ 166 m水下淹沒時間較長區(qū)段采用預(yù)制六角形混凝土塊防護(hù)，高程166 ~ 176 m水下淹沒時間較短區(qū)段采用互鎖型植生塊防護(hù)并在植生塊內(nèi)種植狗牙根和狗尾草等綠化植物，高程176 m以上因不受水庫水位影響，選擇草皮或矮小灌木進(jìn)行坡面綠化[102]。在重慶忠縣石寶鎮(zhèn)消落帶設(shè)計一種用于消落帶護(hù)坡綠化的串珠式柔性構(gòu)件，在構(gòu)件栽植孔中種植桑樹、牛鞭草、狗牙根、香根草，以減輕浪蝕，同時改善綠化環(huán)境[103~104]。針對濱河消落帶環(huán)境綠化，發(fā)明了一種濱河消落帶九宮格綠化種植盤[105]。

為克服消落帶浪蝕沖刷，研究者應(yīng)用了植被混凝土技術(shù)、燕窩植生穴技術(shù)、菱形框格梁技術(shù)、香根草雙層加筋柔性板塊技術(shù)、互鎖型植生塊技術(shù)、串珠式柔性構(gòu)件技術(shù)、九宮格綠化種植盤技術(shù)等多種技術(shù)，在消落帶植被恢復(fù)與重建中發(fā)揮著積極的作用。

5 展望

水庫消落帶生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，成為了水生與陸生生態(tài)系統(tǒng)的隔離帶，重建消落帶植被是恢復(fù)消落帶退化生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵。研究者從庫區(qū)自然植被的消長、適生植物的選擇與種植、生物與工程措施相結(jié)合的應(yīng)用等開展植被恢復(fù)與重建基礎(chǔ)研究或應(yīng)用研究，取得了許多階段性成果。但消落帶受水位變動影響很大，伴隨著沉水淹沒、半淹半露、干旱裸露的水生、濕生、干旱的循環(huán)脅迫，甚至浪涌水蝕影響根際的固著，而消落帶又是攔截泥沙、吸收營養(yǎng)、防止污染、豐富旅游景觀和物種多樣性保護(hù)等多功能的生物地理帶，恢復(fù)或重建庫區(qū)消落帶植被具有重要的意義。

（1）深入研究消落帶的適生植物品種。研究者已經(jīng)對池杉等16種木植物和狗牙根等12種草本植物進(jìn)行了種植試驗(yàn)和生理生態(tài)測試，報道了來自消落帶狗牙根比非消落帶狗牙根具有更好的適生特性，也報道了消落帶池杉膝狀根植株的優(yōu)樹選擇，以及中山杉‘118’無性系在消落帶的試驗(yàn)。因此深入開展適合消落帶適生植物的品種選擇，發(fā)掘消落帶長期適應(yīng)的優(yōu)良品種或無性系，將是優(yōu)選消落帶適生植物材料的關(guān)鍵。

（2）關(guān)注消落帶植物的營造策略研究。有研究提出在消落帶0 ~ 3 m采用大苗分段造林并在實(shí)踐中獲得成功。這種營造策略可以避免小苗種植后，尚未成活或還未恢復(fù)生長就遭受沒頂淹水而窒息死亡。這種成功的實(shí)踐，要引以關(guān)注，并值得繼續(xù)研究、鞏固、發(fā)展、優(yōu)化和完善，包括種植季節(jié)、種植容器、種植高度、種植樹種等，提升消落帶分段造林創(chuàng)新技術(shù)。

（3）加強(qiáng)生物與工程措施相結(jié)合研究。研究表明單純依靠直接種植的方法很難實(shí)現(xiàn)消落植被重建，這是由于受庫區(qū)風(fēng)浪和船波不斷拍擊影響，植株根際土壤不斷被淘空而倒伏死亡。雖然研究者應(yīng)用植被混凝土等技術(shù)，但多數(shù)局限于草本植物或局部水位高度，因此加強(qiáng)木本甚至喬木樹種與工程措施相結(jié)合的技術(shù)研究，開展諸如防浪蝕容器的研制、有機(jī)膨化抗沖刷基質(zhì)的研發(fā)等，創(chuàng)新發(fā)展水庫消落帶植被恢復(fù)與重建新術(shù)。

（4）注重因地制宜、開展分類指導(dǎo)。全國庫區(qū)消落帶面積不小，三峽庫區(qū)有344.2 km2，浙江千島湖水庫有17.15 km2，四川瀑布溝水庫有3.17 km2，是值得開發(fā)利用的生物地理帶，有經(jīng)常性水淹型、半淹半露型、陡坡型、緩坡型、土坡型、巖坡型、礫坡型、河口型、庫灣型等。要根據(jù)不同的類型開展多種技術(shù)方法的創(chuàng)新設(shè)計與應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的全覆蓋。

（5）重視種子庫和種子萌發(fā)特性的研究。研究者已對鼠麹草、馬唐、野古草、蒼耳等20多種消落帶草本植物種子進(jìn)行了萌發(fā)特性的研究，認(rèn)為依靠土壤種子庫進(jìn)行消落帶植被恢復(fù)與重建是不現(xiàn)實(shí)的，需要更多的人為干預(yù)。因此可利用消落帶水位變化規(guī)律，結(jié)合工程輔助，采用人工撒播植物種子方法進(jìn)行植被的季節(jié)性修復(fù)，豐富消落帶物種多樣性，季節(jié)性改善魚類、兩棲類、浮游生物類的棲息生態(tài)環(huán)境，值得深入研究。

（6）系統(tǒng)開展種群與群落水平上的生理與生態(tài)研究。研究者從種群水平上開展了較多解剖及光合、酶系統(tǒng)、糖代謝等研究，以揭示植物的適應(yīng)機(jī)制，但在群落水平上的結(jié)構(gòu)配置，以及由此產(chǎn)生對動物的生態(tài)響應(yīng)、對生物地球化學(xué)過程的影響研究還不夠。有研究表明濕地松可能會促進(jìn)水體富營養(yǎng)化問題的產(chǎn)生，蘆葦是解決水體富營養(yǎng)化問題的物種，可見不同的物種及其群落對環(huán)境具有不同的影響，因此系統(tǒng)開展種群與群落水平上的生態(tài)研究十分必要，為消落帶植被恢復(fù)與重建的健康發(fā)展提供依據(jù)。

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Achievement on Vegetation Restoration and Reconstruction on Water-level-fluctuating Zone in China

LU Gang1，XU Gao-fu2，LIU Le-qun1，ZHANG Jian-he3，LI He-peng1，BAI Ming-e1，HONG Li-xing1
（1. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 2. Chun’an Xin’anjing Development Corporation of Zhejiang, Chun’an 311700, China; 3. Zhejiang Yuancheng Landscape Group Co., Ltd., Hangzhou 310016, China）

Achievement on vegetation restoration and reconstruction of the water-level-fluctuating zone in China was summarized. Basic researches included vegetation types and composition, structure characters, woody and herb plants physiology and ecology, seed bank and seed germination properties, and applied researches covered vegetation restoration test and engineering construction. Analysis on current situation of achievement, further focuses need to be put on selecting more right species, different planting methods, combining vegetation restoration with engineering measures, seed bank and seed germination property, ecological studies on plant population and community.

water-level-fluctuating zone; vegetation restoration and reconstruction; selection

S718.51

B

1001-3776（2016）01-0072-09

2015-08-10；

2015-10-12

浙江省省屬科研院所扶持專項計劃項目“風(fēng)化基巖消落帶濕地植被重建關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（2014F50017）

盧剛（1976－），男，工程師，浙江安吉人，主要從事森林資源培育和森林生態(tài)研究和技術(shù)推廣工作。