郭立鵬，信忠保，肖 華，王冬梅

(1.深圳市東江水源工程管理處，廣東深圳518036;2.北京林業(yè)大學水土保持學院，北京100083)

1 研究背景

水庫消漲帶是水陸交錯帶的一種類型，是指水庫運行期間低水位與高水位間的岸坡地帶［1］。消漲帶基本以裸露狀態(tài)存在，受雨水沖蝕及波浪淘蝕，坡面侵蝕嚴重。近年來，隨著對水土保持生態(tài)建設(shè)的日趨重視，為了更好地保護水源、營造良好的水庫生態(tài)環(huán)境，國內(nèi)很多學者致力于水庫消漲帶植被生態(tài)恢復(fù)的研究。

針對消漲帶間斷性被水淹沒的特性，很多研究篩選出了適生植物。方華等［2］在珠海大鏡山水庫從30多種植物中篩選出一種適合水庫消漲帶生長的植物——李氏禾(Leersia herxandra)。1996年莫熙穆［3］在廣東發(fā)現(xiàn)一種能忍耐長期洪澇和干旱的兩棲植物水榕(暫定名Ficus spp.)。湖榕(Ficus sp.)、水翁(Cleistocalyx operculatus)在洪水位至防限水位(水間帶)范圍作為護岸林混交種植，綠化固土效果顯著［4］。2002年，深圳市水務(wù)局立項對水庫消漲帶生態(tài)防護技術(shù)和模式進行研究，付奇峰等［5］通過篩選得出鋪地黍(Panicum repens)、赤桉(Eucalyptus camaldulensis)、白千層(Melaleuca leucadendron)具有優(yōu)良的耐淹性能。王海鋒等［6］研究了地瓜藤(Ficus tikoua)、荻(Triarrhena sacchariflora)、牛鞭草(Hemarthria altissima)和狗牙根(Cynodon dactylon)的耐水淹性能，發(fā)現(xiàn)牛鞭草和狗牙根在淹沒180 d后存活率分別為90%和100%。盧志軍等［7］研究發(fā)現(xiàn)楓楊(Pterocarya stenoptera)、牡荊(Vitex negundo)和地瓜藤(Ficus tikoua)在水庫消漲帶具有良好的耐淹性。落羽杉(Taxodium distichum)可種在湖邊、塘邊、河堤甚至全年浸水的魚塘或人工湖淺水中［8］。在潮濕或淹水條件下水翁能存活并保持一定的凈光合速率和生長速率，全淹60 d后，存活率高達93%［9］。兩棲榕淹沒樹高3/4時，經(jīng)65～80 d，存活率仍達100%，連續(xù)淹沒85 d存活率為75%［4］。香根草(Vetiveria zizanioides)完全淹水5個月仍能存活［10］。

消漲帶土壤極其瘠薄，在選取適生植物時植物耐瘠性能也是一個重要研究內(nèi)容。李氏禾具有抗旱耐淹耐瘠的生物學特性［2］。鋪地黍、榕、黃槿具有優(yōu)良的耐旱耐瘠性能，白千層次之，落羽杉則對干旱和瘠薄不適應(yīng)。鋪地黍、榕、赤桉、白千層耐淹耐旱耐瘠，是水庫消漲帶生境的適生植物［11］。落羽杉、池杉、水松等較適合在水位高差較小、土壤肥沃的淤泥質(zhì)灘涂種植，在土壤瘠薄、坡度較陡的水庫庫岸則不適宜［12］。

目前，水庫消漲帶植被恢復(fù)重建研究比較注重耐淹、耐貧瘠植物的篩選，但對消漲帶植被種植及管養(yǎng)難度大的特性卻鮮有學者關(guān)注。為了摸清水庫消漲帶植被恢復(fù)重建后期維護過程中植物生長的主要制約因子，進一步優(yōu)化適生植物的組合和空間配置，我們在深圳松子坑水庫開展了為期3年的大規(guī)模植被恢復(fù)重建后期生長制約因素試驗。

2 試驗設(shè)計

在深圳市水務(wù)發(fā)展“十一五”規(guī)劃水土保持生態(tài)建設(shè)工作中，水庫消漲帶治理被列為重點內(nèi)容。通過前期適生植物選育試驗，已經(jīng)初步篩選出一批可以適應(yīng)消漲帶特殊環(huán)境的優(yōu)良植物，但由于試驗周期較短，這些研究通常只注重植物在消漲帶的成活率，而對這些植物的后期生長狀況缺乏關(guān)注，因此在實際推廣過程中存在很大的風險與不確定性。為了提升水庫消漲帶植被恢復(fù)與重建的可持續(xù)性，提高水庫消漲帶水源保護林的經(jīng)營管理水平，2009—2012年我們在深圳松子坑水庫開展了為期3年的水庫消漲帶重建植被生長制約因素研究。

松子坑水庫是深圳市實施水源保護林工程的首批8座水庫之一，位于深圳市東部龍崗區(qū)與坪山新區(qū)交界處，是深圳市東江水源工程的主要調(diào)蓄水庫，承擔著為周邊水廠供水的任務(wù)。該水庫自產(chǎn)水較少，主要靠東江水源工程供給。水庫設(shè)計水位66.0 m，從建庫至今日常運行水位從未高出設(shè)計水位，也較少低于58 m，因此試驗消漲帶范圍根據(jù)日常水位變化情況確定為58—66 m。針對消漲帶適生植物需要耐淹的特性，我們在前人研究的基礎(chǔ)上，選擇6種適生植物落羽杉、白千層、水翁、水榕、黃槿、鋪地黍，以消漲帶水源保護林建設(shè)為契機，在該水庫進行消漲帶植被恢復(fù)試驗。在高程58—64 m地帶種植耐水草本鋪地黍，在高程60—66 m地帶種植耐水濕喬木，選擇有代表性的地段種植。為提高苗木成活率并方便運輸，試驗選擇的苗木高2 m，修剪冠幅為0.5 m。落羽杉多見于湖邊、塘邊淺水中，故將其種植于偏下的60—64 m高程地帶，均勻種植;其他樹種在60—66 m高程地帶均勻種植。

3 試驗結(jié)果

松子坑水庫水源保護林自2009年春季營造之后，經(jīng)過3年生長，至2012年春季各種植物存活及生長狀況見表1。由于水庫消漲帶植被生長條件惡劣，加之不同植被對水庫消漲帶適應(yīng)性存在差異，所以不同植被成活率差別很大，整體成活率不高，除了白千層存活率較高(75%)之外，其他5種成活率都不及50%。

表1 消漲帶試驗苗木特性及存活情況

4 制約因素分析

4.1 高程的影響

深圳松子坑水庫水位變化除受季節(jié)性降雨影響外，還受市供水調(diào)度影響，全年擔任為周邊水廠供水的任務(wù)，間隔性從東江水源工程抽水蓄水，東江水源來水較少時向東江干線工程放水。3年試驗期松子坑水庫水位變化如圖1所示。苗木種植后，水庫水位基本在58～62 m之間變化，62 m以上種植的植物幾乎沒有被水淹過，而非經(jīng)常水淹地帶不是真正意義上的消漲帶，故本文重點討論58—62 m高程范圍內(nèi)植物的生長狀況。

圖1 2009—2011年松子坑水庫水位變化情況

松子坑水庫水位變化受市水資源調(diào)度、東江水源工程停水檢修及季節(jié)性因素共同影響。1—4月、11—12月水庫水位變化較小，位于58～61 m之間;5—10月受汛期降雨及水資源調(diào)度影響水位變化較大，10月份東江水源工程開始停水檢修，水庫前期蓄水后期供水，水位有一個先上升后下降的變化。2009年水庫水位變化較平穩(wěn)，6月份水位低于58 m，10月中旬到11月中旬水位高于60 m低于62 m，12月水位在60～61 m之間，其他時間水位在58～60 m之間變化，因此62 m以上植物沒有被水淹，58—60 m之間的鋪地黍受水間斷性淹沒，喬木由于種植在60 m高程以上，僅在10—11月間受淹。2010年水位普遍較低，各種植物受淹幾率較小，僅鋪地黍在1—2月、9—10月間被水淹。2011年1—5月、11—12月水位在58～60 m之間波動，60 m以下鋪地黍被間斷性淹沒，喬木沒有被水淹;6—10月水位主要在60～62 m之間變化，62 m以下植被有近5個月的淹沒期，62 m以上植被幾乎沒有被淹。

水位變化分析表明，62 m以上植被很少被水淹，而62 m以上落羽杉基本全部死亡，62 m以下落羽杉存活率很高，由此說明落羽杉不耐干旱，需種植在臨近水域位置，最好能經(jīng)常被水淹。各高程地帶種植的白千層存活比例均較高，說明其對水淹、干旱都較適應(yīng)。水翁、水榕的存活比例偏低、生長狀況較差，說明其對水淹、干旱的適應(yīng)性相對較差。黃槿的存活比例在各種植物中居中，生長狀況較差，說明其對水淹、干旱都有一定的適應(yīng)性。鋪地黍種植的高程偏下，受水淹機會較多，總體存活比例不高，但土質(zhì)較好的平緩地帶鋪地黍的存活比例及生長狀況很好，覆蓋率達到100%，說明其對水淹是適應(yīng)的，種植在土質(zhì)較差地帶的鋪地黍生長狀況差是由其他原因造成的。根據(jù)近期水庫水位變化及預(yù)期，可調(diào)整以后水源保護林工程消漲帶植被的建設(shè)范圍，將各種植物按耐水淹性強弱區(qū)分高程種植。落羽杉、白千層可種植于較低位置，其他植物應(yīng)種植于較高位置。

4.2 立地條件的影響

松子坑水庫消漲帶土壤瘠薄、肥力極差，除部分溝谷地帶地形平緩、土質(zhì)較好外，其他區(qū)域多是陡峭坡地，表土基本被侵蝕光，只剩硬土或石礫，幾乎沒有肥力。溝谷平緩地帶，各樹種的存活率很高，達到90%以上，鋪地黍生長非常好，覆蓋率達到100%，生長高度在0.5～1 m之間;較陡坡地樹種存活率很低，約20%;在石礫較多的地帶，各樹種的總體存活率不到10%，生長狀況極差。鋪地黍在土質(zhì)很差的坡地存活率、生長狀況也不理想，大部分種植穴內(nèi)鋪地黍呈枯萎狀態(tài)，萌蘗枝極少。

通過分析不同地帶苗木存活率及生長狀況，可知土壤質(zhì)地和養(yǎng)分狀況對苗木生長起到重要作用，肥力好的地帶苗木存活率及生長狀況明顯要好，說明消漲帶土壤質(zhì)地和肥力對植被重建影響顯著，故在所選植被有一定抗淹性能的前提下，選擇耐旱耐瘠植物是非常必要的。不過選擇耐瘠薄植物雖然有一定的作用，但是不能持久改善植物的生長狀況，故需采取應(yīng)對措施，以改善植物的長勢。土壤質(zhì)地差可以通過施肥等措施增加肥力，或在種植及養(yǎng)護時改善土壤質(zhì)地。

4.3 種植技術(shù)及后期養(yǎng)護的影響

針對消漲帶土壤瘠薄的特點，試驗要求苗木種植時挖大坑、施足量基肥。苗木種植穴長、寬、深分別為60、60、50 cm，經(jīng)驗收合格后方準施基肥。喬木種植穴每穴施有機肥1 kg，經(jīng)檢驗合格后才準回土，回土時將表土打碎回填，邊回土邊拌勻穴中肥料，然后回滿穴土，每株苗木設(shè)3根竹竿支撐。樹木種植完工后，加強新造林地的撫育管護工作，及時進行擴穴培土、除草、松土、平茬、扶正、追肥、防治病蟲害、清除薇甘菊等作業(yè)。種植完成后進行3個月成活養(yǎng)護、1年撫育，撫育時每穴追施復(fù)合肥 0.5 kg。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，以上種植措施對改善植物長勢沒有起到較大的作用。由于松子坑水庫消漲帶大部分地區(qū)土質(zhì)極差，因此1 kg有機肥作基肥仍顯偏少。黃槿是所選苗木中生根最快的，種植1周后即可在苗木根部發(fā)現(xiàn)須根，2周后即可發(fā)出新葉。2009年夏秋黃槿長勢最好，枝葉生長達到最大冠幅;2010年黃槿長勢偏差，雖然新葉仍可生長，但新枝偏少，冠幅沒有增大;2011年新葉較少長出，老葉大部分枯黃，幾乎沒有新枝生長，部分老枝枯黃，長勢極差，冠幅縮減。由此可見，肥力對黃槿的生長起到重要作用，肥力充足時根部及枝葉生長快速，肥力不足時生長遲緩、植株枯黃。

本次試驗苗木種植時沒有換填土，由于原土土質(zhì)極差、沒有肥力，因此苗木生長只能靠基肥及后期追肥的肥力生長，這也制約了苗木后期的長勢。建議后期水源保護林苗木種植時應(yīng)換填土，將原來肥力極差的硬土、黃土、心土、石礫挖出，回填肥力較高的營養(yǎng)土。此外，苗木種植穴偏小，種植穴周邊土質(zhì)極硬，部分區(qū)域是石礫，不利于苗木根系生長，建議后期苗木種植時穴坑應(yīng)挖大。因為消漲帶臨近水體，為防止追肥污染水體，追施化肥必須挖坑填埋，如果挖大種植穴，在后期追肥時也可減少工作量，直接在種植穴位置開挖施肥坑，避免在硬質(zhì)土上開挖。由于追施化肥容易造成土壤板結(jié)，對土地影響不好，追施有機肥又需要挖大挖深施肥坑，造成較大的開挖面，且會造成苗木根部損傷，故應(yīng)該在苗木種植前多施基肥，在挖大種植穴的前提下，施基肥量可達到2 kg以上，并與回填土攪拌均勻，回填到種植穴底部。

試驗發(fā)現(xiàn)，當前的1年撫育期偏短，以3年撫育期為好，通過多次(6次以上)撫育追肥，可增加苗木后期長勢。通過挖大挖深苗木種植穴、換填營養(yǎng)土、多施有機肥、增加撫育時間、增加撫育追肥量等種植養(yǎng)護措施，改善消漲帶土壤質(zhì)地，增加肥力，可實現(xiàn)苗木持續(xù)生長。

4.4 苗木的影響

本次試驗選擇的苗木為2 m高的假植苗，要求土球直徑不小于30 cm，苗木運輸中應(yīng)盡量減少水分的流失和蒸發(fā)，經(jīng)常給樹根部灑水，在枝葉上噴水，再用濕苫布將苗木蓋好;中途停車應(yīng)停于有遮陰的場所，遇到剎車繩松散、苫布不嚴、樹梢拖地等情況應(yīng)及時停車處理;短途運苗中途不停車休息，直接運至施工現(xiàn)場;運輸時苗木應(yīng)斜放或完全放倒，土球朝前樹梢向后，并立支架將樹冠支穩(wěn)，以免行車時樹冠搖晃造成散坨。試驗苗木本身規(guī)格較大且為假植苗，容易成活，苗木運輸過程中也制定了詳細的管理措施，可最大程度地保障苗木成活率，故本次試驗苗木質(zhì)量可得到保證，與苗木后期生長較差的關(guān)系不大。

4.5 種植時間的影響

本次試驗于2008年秋冬季開挖苗木種植穴，2009年春季種植。深圳處于亞熱帶，一年四季均可種植，但為最大程度地提高苗木成活率，試驗仍選取春季種植。提前開挖種植穴可充分熟化土壤，便于苗木后期生長?？梢?，種植時間段的選取適合植物生長，與苗木后期生長較差的關(guān)系也不大。

4.6 天氣的影響

深圳地處南海之濱，屬亞熱帶海洋性氣候，長夏短冬，陽光充足，雨量豐沛，年平均氣溫22.5℃，年平均降水量1966.5 mm。深圳災(zāi)害性天氣多發(fā)，有春季低溫陰雨及春旱、夏季臺風、秋旱等。2009年7月臺風“莫拉菲”從庫區(qū)經(jīng)過，將試驗區(qū)約1000株苗木吹倒，之后雖然扶正，但仍對苗木后期存活造成影響。天氣因素為不可控因素，只能增加預(yù)防措施，做好應(yīng)對準備。用三根竹竿將苗木捆扎牢固，可以對臺風災(zāi)害起到重要的預(yù)防作用。

4.7 綜合分析

由以上分析得出，水位、土壤質(zhì)地是制約消漲帶苗木生長的重要因子。試驗所選擇的植物都是前人通過研究得出的耐淹品種，水位升降變化對苗木成活及生長影響不大。由于水位偏低，各種植物耐旱性不盡相同，造成種植于較高地帶的苗木生長狀況不一，因此消漲帶植被重建時上部苗木需考慮耐旱性能。土壤質(zhì)地對苗木生長起到重要作用，在消漲帶土壤瘠薄的情況下，可通過種植及養(yǎng)護措施增加土地肥力，保持植物持續(xù)生長。苗源及苗木運輸過程雖然不是重要影響因子，但也要充分保證苗木的活性。臺風屬不可抗力，要做好防范措施，盡量減少影響;受到災(zāi)害影響后，要及時采取有效恢復(fù)措施。

試驗植物中，白千層耐水淹、干旱、瘠薄，存活率及生長狀況都較好，適合消漲帶種植。落羽杉耐水淹、不耐干旱，可置于消漲帶下部種植。黃槿成活率高，初期生長快，在消漲帶種植時需加強后期撫育追肥。水翁、水榕具有一定的耐水淹性能，但在耐干旱瘠薄方面偏差，在消漲帶種植時需加強水肥管理。

5 結(jié)論

在前人研究的基礎(chǔ)上，選擇消漲帶適生植物落羽杉、白千層、水翁、水榕、黃槿、鋪地黍，在松子坑水庫消漲帶開展了為期3年的植被重建試驗，分析水位變化、立地條件、種植及管養(yǎng)措施、苗木、天氣等因素對消漲帶植被生長的影響，發(fā)現(xiàn):白千層受各因子影響較小，其存活率及生長狀況都較好，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，在消漲帶種植時需加強水肥管理。

試驗分析得出，水庫消漲帶植被重建主要受水位變化、土壤質(zhì)地影響。經(jīng)常水淹地帶要選擇耐水淹植物品種。對于消漲帶普遍存在的土壤瘠薄問題，主要靠種植技術(shù)及后期養(yǎng)護措施來解決，如選擇大的假植苗、土球直徑要大并且在運輸中注意保護，苗木種植穴要挖深挖大、多施基肥、換填種植土，后期增加撫育時間、多追肥，對于較少水淹地段還要加強澆水養(yǎng)護。深圳市水源保護林消漲帶植被重建工程是分批分期實施的，出現(xiàn)問題可及時補救，本試驗研究成果可為后期水源保護林消漲帶植被重建提供參考。

落羽杉耐淹不耐瘠的研究結(jié)果與他人研究結(jié)果［12］類似。根據(jù)存活率及生長狀況試驗數(shù)據(jù)，白千層的耐旱耐瘠性能要優(yōu)于黃槿，與付奇峰等的研究結(jié)果［11］有所出入。付奇峰等的研究結(jié)果依據(jù)成活率進行比較，但兩種樹種的生長時間不同，黃槿為種植近2 a，而白千層為移栽后20 d，可比性較差。付同時提到，在鐵崗、西麗水庫庫尾灘涂試種的白千層和澳洲白千層在經(jīng)歷2～3個雨季的淹水—退水后(最長持續(xù)淹水約4個月，淹水最深2 m)普遍長勢良好、整齊，說明白千層對水庫消漲帶生境是有較強適應(yīng)能力的。

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