松子坑水庫適生植物配置探析

馮 匡，吳豐鵬

(深圳市東江水源工程管理處，廣東 深圳 518000）

深圳地處南亞熱帶向北熱帶過渡地帶，原生植被類型為熱帶季雨林和季風(fēng)常綠闊葉林，種類多樣且富有熱帶性。由于氣候原因，深圳高溫天氣持續(xù)較長，且通常伴隨激增的降雨量，多年平均降雨量1 900～2 000mm，年最大降雨量2 634.1 mm，日最大降雨量達(dá)300mm 以上，但年際降雨極不均衡，屬于我國七大嚴(yán)重缺水城市之一。全市共有12 宗中型水庫、65 宗?。ㄒ唬┬退畮?，劃定省級水源保護(hù)區(qū)31 個(gè)（總面積594.75 km2），占全市土地面積的30%，作為城市生活、工業(yè)用水的基礎(chǔ)支撐意義重大[1]。水庫是一種水陸復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，主要由水體、水生生物、庫岸消漲帶、庫區(qū)植被、相關(guān)建筑物五部分構(gòu)成，具有明顯的調(diào)節(jié)小氣候功能，主要表現(xiàn)在降溫、增濕、增大風(fēng)速三方面，并具有明顯的凈化空氣細(xì)菌的功能[2]。另外，該水庫屬于人工湖泊，庫水位的消漲、周邊生態(tài)環(huán)境的變化很大程度上受人為活動的影響。因此，對水庫進(jìn)行合理分區(qū)，統(tǒng)籌適生植物，兼顧庫區(qū)景觀與水源保護(hù)生態(tài)效益十分必要[3]。

1 研究區(qū)自然概況

1.1 水庫水源概況

松子坑水庫位于深圳市坪山、龍崗區(qū)交界處的龍?zhí)锝值?，是東江水源工程干線的一座中型調(diào)蓄水庫，保持國家Ⅱ類水以上狀態(tài)并常年作為飲用水源地。水庫庫容0.4157 億m3，主要功能為供水、防洪，正常蓄水位66m、死水位50m（水庫水源概況見表1）。水庫經(jīng)惠州境內(nèi)東江取水，由獺湖泵站抽水供給各大水廠。水位變化主要取決于調(diào)度計(jì)劃，11～12 月水位變化較小，介于58～61m ；5～10 月受汛期降雨及水資源調(diào)度影響水位變化較大，東江水源工程10 月起停水檢修，水庫前期蓄水后期供水，水位有一個(gè)先上升后下降的變化，水庫全年無明顯汛期與枯水期[4]。水庫近3 年汛期與非汛期水位對比情況見圖1。

表1 松子坑水庫水源概況

1.2 氣象水文概況

1.2.1 氣象

松子坑水庫屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，夏季長、氣候溫和、日照時(shí)間長、濕度高，同時(shí)臺風(fēng)頻繁、雨量豐沛、產(chǎn)流量和蒸發(fā)量大。流域內(nèi)多年平均氣溫22.4°C，實(shí)測極端最高、最低氣溫分別為38.7°C、0.2°C。多年日平均氣溫高于30°C 的有123 天，多出現(xiàn)在7～8 月；最低氣溫多出現(xiàn)在1～2 月。降雨量年際變化較大，最大年降雨量是最小年降雨量的2.5 倍；雨量年內(nèi)分配極不均勻，夏秋多、冬春少，其中4～9 月降水量占全年的85%。前汛期多受印度洋孟加拉灣低槽活躍東擴(kuò)和太平洋副熱帶高壓西伸北抬影響，西南季風(fēng)帶來的充沛水汽與南北冷空氣遭遇形成冷鋒，常呈現(xiàn)暴雨和大暴雨；后汛期暴雨主要受熱帶環(huán)流系統(tǒng)臺風(fēng)等影響，臺風(fēng)水汽充沛加之強(qiáng)烈的輻合系統(tǒng)，激升運(yùn)動形成大暴雨，如與冷空氣西風(fēng)帶系統(tǒng)結(jié)合則產(chǎn)生更強(qiáng)降水。流域內(nèi)多年平均相對濕度79%，多年平均氣壓1 010.8mbar。

圖1 松子坑水庫近3 年汛期與非汛期水位對比

1.2.2 水文

松子坑水庫橫跨龍崗、坪山、坪地、坑梓四鎮(zhèn)，為深圳東部供水水源與網(wǎng)絡(luò)干線工程的調(diào)蓄水庫，無河流流入，集雨面積4.96km2。

1.3 地形地貌

松子坑水庫地貌類型為丘陵山地，庫區(qū)一級水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)北側(cè)為求水嶺丘陵，高程70～140m; 南側(cè)山體高程50～100m; 西側(cè)為馬屎壢丘陵，高程78～150m; 東側(cè)為石橋壢水庫，緊臨居民區(qū)，高程40～95m。

1.4 土壤植被

研究區(qū)土壤主要為赤紅壤，為深圳地帶性土壤，具有明顯的淀積層。土壤呈酸性反應(yīng)，水浸 pH 多在 5.0～5.5，剖面層次分異明顯。土壤多為粘土，自然植被下表土層結(jié)構(gòu)多為屑粒狀和碎塊狀，總孔隙量較大，微團(tuán)聚性和滲透性較好，有利于調(diào)節(jié)土壤水氣矛盾。

水庫內(nèi)植被類型主要由常綠闊葉人工林、灌叢、季風(fēng)常綠闊葉次生林、經(jīng)濟(jì)林組成。經(jīng)調(diào)查水庫主要優(yōu)勢樹種有：馬占相思、雙莢槐、南洋楹、木荷、檸檬桉、紅錐、山杜英、麻楝、陰香、山烏桕、鳳凰木、銀合歡、鵝掌柴、芒果、黃槿、榕樹、桉樹、潺槁樹、黧蒴、五節(jié)芒、星宿菜。

2 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀

根據(jù)松子坑水庫一級水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)高清遙感影像（精度0.25m），結(jié)合地形圖進(jìn)行勾繪，再利用無人機(jī)航拍進(jìn)行現(xiàn)場核查[5]后確定了研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀（見表2）。

表2 松子坑水庫土地利用現(xiàn)狀

3 研究區(qū)水土流失現(xiàn)狀

基于《深圳市飲用水源水庫水源涵養(yǎng)林現(xiàn)狀及其效益調(diào)查評估》，并結(jié)合《土壤侵蝕分級分類標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007）、《南方紅壤丘陵區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標(biāo)》（SL657-2014）及現(xiàn)場情況，確定了水庫流域內(nèi)不同土地利用類型平均土壤侵蝕模數(shù)（見表3）。

根據(jù)表3 數(shù)據(jù)，計(jì)算得出水庫實(shí)施范圍內(nèi)年侵蝕總量為424.14t，平均土壤侵蝕模數(shù)為335.64 t/（km2·a）。其中，相思林產(chǎn)生的年土壤侵蝕量（177.34t）最大，占年總土壤侵蝕量的41.81% ；其次是裸露地（174.18t），占年總量的41.07%。研究區(qū)水土流失現(xiàn)狀見表4。

表3 松子坑水庫范圍內(nèi)不同土地利用類型 平均土壤侵蝕模數(shù)

表4 松子坑水庫實(shí)施范圍內(nèi)水土流失現(xiàn)狀

表5 松子坑水庫水源保護(hù)林分區(qū)情況

4 水源保護(hù)林建設(shè)現(xiàn)狀

4.1 水源保護(hù)林分區(qū)情況

松子坑水庫水源保護(hù)林于2014 年9 月竣工，總治理面積169.7hm2。共分十個(gè)治理區(qū)：人工相思林改造區(qū)、水土保持幼林綜合改造區(qū)、稀疏灌叢補(bǔ)植區(qū)、果木林退耕還林區(qū)、火燒跡地生態(tài)重建區(qū)、消漲帶植被建設(shè)區(qū)、庫岸緩沖植被恢復(fù)帶、人工桉樹林改造區(qū)、滑坡修復(fù)區(qū)、露巖陡坡整治區(qū)。這些治理區(qū)分三期實(shí)施：第一期是2009 年10 月～ 2010 年9 月；第二期是2010 年10 月～ 2011 年9 月；第三期是2011 年10 月～ 2012 年9 月。治理區(qū)分區(qū)情況見表5。

4.2 各類型區(qū)造林情況

4.2.1 人工相思林改造區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積61.52hm2，坡面面積73.19hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于13～39°，海拔高度介于55～110m。其中第一期實(shí)施占比5.19%，第二期11.71%，第三期83.10%。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為馬占相思林，設(shè)計(jì)類型為漸伐低效林分造林，喬灌木間種株行距為2m×2m。樹種配置：以喬木為主，灌木搭配為輔。喬木選擇：木荷、楓香、復(fù)羽葉欒樹、紅荷木、紅椎、紅花荷、山杜英；灌木選擇：豺皮樟、雙莢槐、桃金娘、野牡丹、映山紅。

4.2.2 水土保持幼林綜合改造區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積44.42hm2，坡面面積51.27hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于22～42°，海拔高度介于55～75m。其中第一期實(shí)施占比98.83%，第三期1.17%。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為臺灣、大葉及馬占相思林，設(shè)計(jì)類型為補(bǔ)植喬灌造林，喬灌木間種株行距為1.5m×2m。樹種配置：喬灌混交。喬木選擇：木荷、尖葉杜英、桃花心木、復(fù)羽葉欒樹；灌木選擇：豺皮樟、假鷹爪、余甘子、雙莢槐、桃金娘。

4.2.3 稀疏灌叢補(bǔ)植區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積13.12hm2，坡面面積13.87hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于10～25°，海拔高度介于52～95 m。其中第一期實(shí)施占比7.28%，第二期63.88%，第三期28.84%。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為臺灣、大葉及馬占相思林和蕨類、茅草等，設(shè)計(jì)類型為補(bǔ)植喬木造林，喬灌木間種株行距為2 m×2.5 m。樹種配置：補(bǔ)植喬木造林。喬木選擇：復(fù)羽葉欒樹、尖葉杜英、南洋楹、宮粉紫荊。

4.2.4 果木林退耕還林區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積8.63hm2，坡面面積10.05hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于30～33°，海拔高度介于80～105m，全部在第三期實(shí)施。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為荔枝、芒果，設(shè)計(jì)類型為補(bǔ)植林木造林，喬木株行距為4m×5m，灌木品字形種植，株行距為2m×2.5m。

4.2.5 火燒跡地生態(tài)重建區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積2.29hm2，坡面面積3.18hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度為44°，海拔高度90m，全部在第二期實(shí)施。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為相思林、茅草，設(shè)計(jì)類型為補(bǔ)植喬灌造林，喬灌木品字形間種，株行距為2m×2.5m。樹種配置：補(bǔ)植喬灌造林。喬木選擇：木荷、楓香、復(fù)羽葉欒樹、格木、稠木、紅荷木；灌木選擇：豺皮樟、假鷹爪、雙莢槐、桃金娘、余甘子。

4.2.6 消漲帶植被建設(shè)區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積14.18hm2，坡面面積16.73hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于22～40°，海拔高度介于59～60m。其中，第一期實(shí)施占比29.17%，第二期70.83%。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為茅草，設(shè)計(jì)類型為補(bǔ)植林草造林，喬木株行距為2.5m×3 m，草本株行距為0.4m×0.4m。

4.2.7 庫岸緩沖植被恢復(fù)帶

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積22.32hm2，坡面面積25.13hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于22～40°，海拔高度介于62～65m。其中第一期實(shí)施占比28.05%，第二期71.95%。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為茅草，設(shè)計(jì)類型為補(bǔ)植林草造林，喬木種株行距為2.5m×3 m，灌木間株行距為0.4m×0.4m。樹種配置：喬灌草混交。喬木選擇：水翁、水蒲桃、黃槿、白千層；灌木選擇：桃金娘、野牡丹、杜鵑；草本選擇：葛藤、爬山虎、旱傘草、花葉蘆竹、千屈菜鋪地黍。

4.2.8 人工桉樹林改造區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積3.05hm2，坡面面積3.52 hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于22～32°，海拔高度介于55～80m。其中，第二期實(shí)施占比77.56%，第三期22.44%。該區(qū)現(xiàn)狀植被類型主要為桉樹林，設(shè)計(jì)類型為漸伐不良林分造林，喬灌木間種，株行距為2m×2m。樹種配置：喬灌草混交。喬木選擇：木荷、楓香、復(fù)羽葉欒樹、格木、稠木、紅荷木；灌木選擇：豺皮樟、假鷹爪、余甘子、雙莢槐、桃金娘。

4.2.9 滑坡修復(fù)區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積0.1hm2，坡面面積0.12 hm2，實(shí)施區(qū)地形坡度介于30～38°，海拔高度介于 2～4m，全部在第一期實(shí)施。該區(qū)現(xiàn)狀為裸露地，設(shè)計(jì)類型為填土、噴草。加植喬灌木，恢復(fù)邊坡植被，靠近環(huán)庫路邊的滑坡區(qū)，修復(fù)水泥灰砂磚擋墻。喬灌木采用品字形間種，株行距為1.5m×1.5m。樹種配置：喬灌木混交。喬木選擇：格木、紅荷木、樟樹；灌木選擇：桃金娘、勒杜鵑、金合歡。

4.2.10 露巖陡坡整治區(qū)

該區(qū)建設(shè)共計(jì)投影面積0.07hm2、坡面面積0.09hm2，均在第一期實(shí)施。該區(qū)現(xiàn)狀為露巖陡坡，設(shè)計(jì)類型為修建植生槽。種植喬灌木和藤本，喬灌木間種株行距為2m×2m，藤本株行距為0.3 m×0.3m。樹種配置：以喬灌草混交。喬木選擇：木荷、樟樹；灌木選擇：桃金娘；草本選擇：葛藤、爬山虎。

5 研究區(qū)水土保持現(xiàn)狀

5.1 土壤條件

水庫土壤為砂性，存在“老頭樹”現(xiàn)象，保水保肥力及景觀效果較差。同時(shí)水庫擴(kuò)容工程壩體施工造成環(huán)庫路面以下、水面線以上部分地表裸露。

5.2 植被類型

水庫實(shí)施范圍內(nèi)普遍種植相思、桉樹等純林，純林由于群落結(jié)構(gòu)簡單、生物多樣性低導(dǎo)致穩(wěn)定性差。大葉相思林生長周期較短、抗逆性差，不利于群落順向演替，且林下缺少灌木或草本植物，導(dǎo)致土壤表面裸露；桉樹生長較快但壽命短，且屬耗水耗肥型樹種，不利于水庫水源涵養(yǎng)。

5.3 消漲帶現(xiàn)狀

為保證水庫消漲帶植被恢復(fù)與重建的可持續(xù)性，提高水源保護(hù)林經(jīng)營管理水平，郭立鵬等[6]于2009～2012 年在水庫開展了為期3 年的水庫消漲帶重建植被生長制約因素研究，主要關(guān)注篩選的適生植物后期生長狀況及水庫消漲帶植被恢復(fù)重建后期維護(hù)過程中植物生長的主要制約因子。研究發(fā)現(xiàn)：白千層受各因子影響較小，其存活率及生長狀況較好，適合在消漲帶種植；落羽杉受水位變化、立地條件影響較大，適合在消漲帶下部種植；黃槿、水翁、水榕存活率受肥力影響最大，在消漲帶種植時(shí)需加強(qiáng)水肥管理。

6 研究結(jié)論

針對松子坑水庫范圍內(nèi)的土地利用類型及存在問題，根據(jù)水庫特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)，按照退化林地、月亮湖、裸露邊坡、景觀提升生態(tài)修復(fù)區(qū)四個(gè)分區(qū)進(jìn)行綜合治理。

6.1 退化林地生態(tài)修復(fù)區(qū)

該區(qū)主要修復(fù)對象為相思和桉樹純林，目標(biāo)是將水源涵養(yǎng)能力差的退化林地修復(fù)為水源涵養(yǎng)能力高的林地。

6.1.1 植物選擇原則

（1）堅(jiān)持造林立地條件與植物生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性一致；（2）遵循“因地制宜、適地適樹”生態(tài)原則，以地帶性植物品種為主，首選優(yōu)良的鄉(xiāng)土樹種，形成南亞熱帶特色植物景觀；（3）以水源保護(hù)生態(tài)功能作為樹種選擇的主要原則，兼顧觀葉、觀花、觀果效果；（4）選擇穩(wěn)定性好、抗病蟲害能力強(qiáng)、耐旱環(huán)保的樹種，同時(shí)具備樹體高大、冠幅大、根量多、根域廣、耗水低等特點(diǎn)。

6.1.2 植物配置

（1）相思樹純林改造。相思樹主要為馬占和大葉相思，為豆科植物，能改善土壤。但它們屬于速生樹種，壽命短、易退化。改造設(shè)計(jì)見表6。

表6 相思樹純林改造區(qū)設(shè)計(jì)

（2）桉樹純林改造。桉樹不僅生長迅速、周期短、抗逆性差，不利于順向演替，而且耗水耗肥，對土壤改良作用差，影響林下植被生長，因此需對其進(jìn)行改造。改造設(shè)計(jì)見表7。

表7 桉樹純林改造區(qū)設(shè)計(jì)

（3）草地改造。該區(qū)雜草叢生，部分裸露地表易引起水土流失。因此該區(qū)改造主要選用常綠喬灌木，小范圍種植開花植物，營造特色森林景觀。改造設(shè)計(jì)見表8。

表8 草地改造區(qū)設(shè)計(jì)

6.2 月亮湖生態(tài)修復(fù)區(qū)

月亮湖在淺水帶種植水生植物，形成水生過濾系統(tǒng)，對上游水進(jìn)行過濾、分解、沉淀、凈化。在植物選擇上，可考慮水生喬木落羽杉、水翁、水蒲桃等。改造設(shè)計(jì)見表9。

表9 月亮湖改造區(qū)設(shè)計(jì)

6.3 裸露邊坡生態(tài)修復(fù)區(qū)

該區(qū)主要修復(fù)對象為水庫流域內(nèi)裸露邊坡、裸露地表及庫岸緩沖區(qū)。

（1）裸露邊坡修復(fù)區(qū)。該區(qū)方案設(shè)計(jì)如下：①坡度緩于1:1.5 的邊坡采用種草（類蘆草）護(hù)坡，種植（直接播種法）后1～2 年內(nèi)應(yīng)進(jìn)行必要的封禁和撫育措施；②坡度陡于1:1.5且緩于1:1 的邊坡，采用不掛網(wǎng)噴混植生護(hù)坡，草種選用類蘆；③坡度陡于1:1 且緩于1:0.5 的邊坡，采用掛網(wǎng)噴混植生護(hù)坡，草種選用類蘆。（2）庫岸緩沖區(qū)。該區(qū)水源保護(hù)林營造主要考慮耐水濕植物，主要樹種可選擇水翁、水蒲桃、紅千層、落羽杉等。林下扦插鋪地黍可防止水土流失。目的樹種和其他樹種混交比例為 5:2:2:1，同時(shí)應(yīng)注重原有植被及造林后封育保護(hù)，具體配置模式見表10。

表10 庫岸緩沖改造區(qū)設(shè)計(jì)

6.4 景觀提升生態(tài)修復(fù)區(qū)

6.4.1 植物選擇原則

（1）生態(tài)保護(hù)優(yōu)先原則；（2）整體考慮、合理布局原則；（3）多樣性原則；（4）適地適樹原則；（5）分步實(shí)施、循序漸進(jìn)原則；（6）種管并重、不斷調(diào)節(jié)種間關(guān)系原則。

6.4.2 主體理念

在與惠州交界處塑造一座迎賓水庫。植物采用粉色系樹種，重點(diǎn)采用以下植物品種營造景觀：粉花紫荊、貝克決明、紅花槐。

6.4.3 植物配置

（1）草地景觀提升區(qū)。該區(qū)主要為大葉油草。因松子坑主要為砂石土且地勢較高、植被生長不良、景觀效果較差，宜選擇耐瘠薄、抗性強(qiáng)樹種并輔以其他豆科開花植物，既可改良土壤，又能藉其營造特色景觀水源保護(hù)林。推薦樹種見表11。

表11 草地景觀提升區(qū)設(shè)計(jì)

（2）環(huán)庫路景觀提升區(qū)。環(huán)庫路兩側(cè)用地是指水庫流域范圍內(nèi)現(xiàn)有環(huán)庫道路兩側(cè)用地。該區(qū)地勢無明顯起伏，土壤多為砂石土，較多地表裸露或植物長勢不良。要遵循喬灌草結(jié)合綠化原則，營造凌空風(fēng)景線。推薦樹種見表12。

表12 環(huán)庫路景觀提升區(qū)設(shè)計(jì)

（3）景觀隔離帶。水庫主壩下存在界限不清、視覺效果差等問題，故擬在水庫管理沿線布設(shè)一條以桃花心木為主的隔離帶，以達(dá)到明確水庫范圍、增加景觀效應(yīng)的目的。推薦樹種見表13。

表13 景觀隔離帶設(shè)計(jì)

7 結(jié)語

本研究根據(jù)松子坑水庫土地利用及水源保護(hù)林建設(shè)現(xiàn)狀，將水庫分成退化林地、月亮湖、裸露邊坡、景觀提升生態(tài)修復(fù)區(qū)四區(qū)進(jìn)行適生植物探討。因水庫建設(shè)年代久遠(yuǎn)，水土保持資料缺失，植物生長現(xiàn)狀與歷史情況對比不足，建議從以下方面加強(qiáng)后續(xù)研究：

（1）細(xì)化松子坑水庫分區(qū)，具體化水庫消漲帶適生植物研究。消漲帶范圍植物生長情況直接影響近庫岸水域水質(zhì)，在庫水位波動條件下與水庫藍(lán)藻情況呈相關(guān)性。（2）具體化數(shù)據(jù)指標(biāo)。為體現(xiàn)植物生長優(yōu)劣情況，建議以可量化指標(biāo)進(jìn)行評估，如喬木胸徑和冠幅、草皮覆蓋面積等。（3）持續(xù)化庫區(qū)生態(tài)研究。具體數(shù)據(jù)指標(biāo)的采集要依托持續(xù)化的生態(tài)研究，建議將庫區(qū)適生植物研究與生態(tài)治理、水質(zhì)監(jiān)測、藍(lán)藻監(jiān)控等統(tǒng)籌研究，為創(chuàng)建生態(tài)型水庫提供理論依據(jù)。