岳春雷,韓玉玲,李賀鵬,陳友吾
(1.浙江省林業(yè)科學研究院,浙江 杭州 310023;2.浙江省河道管理總站,浙江 杭州 310007)
生態(tài)河道是國內(nèi)外河道建設(shè)的趨勢和方向[1]。在我國利用植物措施建設(shè)生態(tài)河道的理念已越來越受到重視,各地在河道建設(shè)中應(yīng)用植物措施日漸廣泛,從以往單一的景觀綠化到利用植物護坡護岸、利用水生植物改善水環(huán)境等[2~3]。
浙江省地處東南沿海,在沿海灘涂圍墾與開發(fā)利用過程中,形成了眾多溝渠、河道等。由于沿海圍墾面積的擴大,沿海灘涂河道不斷增加。沿海灘涂河道土壤含鹽量較高,沿海地區(qū)風力大,在一定程度上限制了植物措施的應(yīng)用。為適應(yīng)沿海河道生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需要,迅速改善逐年增加的圍墾河道的生態(tài)環(huán)境,急需在耐鹽植物的篩選、提高成活率的相關(guān)栽植技術(shù)等方面進一步深化研究。
針對浙江沿海灘涂河道的特點,通過試驗研究,篩選出優(yōu)良的植物種類,提出植被構(gòu)建工程輔助技術(shù)措施,對于改善沿海河道水生態(tài)環(huán)境,提高沿海河道生物多樣性,維護河流健康具有重要作用。
在浙江省沿海灘涂圍墾河道現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上,選擇臺州市椒江區(qū)九條河開展試驗研究。九條河為近年來在圍墾灘涂上新開挖的排澇河道,河道堤頂高程4.7 m,河底高程1.4 m,河道常水位3.36 m,坡度1:3,土壤含鹽量8.79‰,有機質(zhì)含量9.5 g/kg,總氮0.23 g/kg,總磷0.55 g/kg。試驗河道所在區(qū)域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L區(qū)。四季分明,降水豐沛,冬無嚴寒,夏無酷暑。年平均氣溫17.0℃,1月平均氣溫6.1℃,7月平均氣溫27.8℃,年無霜期257 d,年平均降水量1 500 mm。
針對浙江沿海灘涂河道的土壤特性和水分條件,根據(jù)植物的生態(tài)適應(yīng)性和生態(tài)功能選擇供試樹種。岸頂選用的供試樹種有:鄧桉(Eucalyptus dunnii)、洋白蠟(Fraxinus pennsylvanica)、木麻黃(Casuarina equisetifolia)、側(cè)柏(Biota orientalis)、女貞(Ligustrum lucidum)、夾竹桃(Nerium indicum)、海桐(Pittosporum tobira)、石榴(Punica granatum)。常水位以上至岸頂選用的供試樹種有:鄧桉、木麻黃、側(cè)柏、女貞、海濱木槿(Hibiscus hamabo)、珊瑚樹(Viburnum odoratissimum)、木芙蓉(H.mutabilis)、海桐、小葉女貞(L.quihoui)、桑樹(Morus alba)、蠟楊梅(Myrica cerifera)。
植物種植于2009年11月下旬完成。在河道試驗區(qū)內(nèi)設(shè)置實驗小區(qū),每個實驗小區(qū)河段長度為40 m。供試的植物種類分別種植在不同的實驗小區(qū)內(nèi),采用原土種植。苗木規(guī)格為:喬木胸徑2 cm,灌木冠幅60 cm×60 cm。樹種配置共有4個方案(表1),采用株間混交種植,每個種植方案設(shè)2個小區(qū)進行重復。定期觀測記錄所有植株的成活狀況、株高、冠幅等生長指標。
表1 九條河試驗河段供試樹種配置方案Table1 Distribution of the tested tree species in Jiutiao Canal
在河道試驗區(qū)設(shè)置3種不同的處理方式。處理1:種植穴底部放入礱糠,壓實厚度10cm,種植時礱糠上部用原土覆蓋;處理2:種植穴底部放入泥炭,厚度10cm,種植時泥炭層上部用原土覆蓋;處理3為對照,種植穴底部不放入隔鹽材料,原土種植。每個處理設(shè)2個重復。定期觀測植物的存活和生長情況。根據(jù)植物的成活率和生長狀況,分析不同處理措施的效果。
種植于岸頂?shù)?種植物中,側(cè)柏、海桐、石榴、洋白蠟和女貞的成活率均高于85%,其中,側(cè)柏完全成活,海桐和石榴的成活率高于 95%(表2)。表明側(cè)柏、海桐、石榴、洋白蠟和女貞等適宜種植于沿海新圍墾河道的岸頂。鄧桉和木麻黃的成活率則較低,2010年8月成活率分別為48.3%和40.3%。
種植于常水位以上至岸頂區(qū)域的植物中,側(cè)柏、珊瑚樹、蠟楊梅、海桐、桑樹和女貞的成活率較高,達80%以上,其中側(cè)柏、珊瑚樹、蠟楊梅的成活率達到100%。鄧桉、木麻黃、海濱木槿、木芙蓉的成活率較低。
另外,從表2還可以看出,2010年4月所有試驗植物的成活率都很高,但隨著時間的推移有些樹種的成活率如海濱木槿、木芙蓉等呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。這可能是夏季土壤返鹽引起的。隨著夏季的到來,土壤水分蒸發(fā)強度增大,土壤表面出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象,含鹽量增高,耐鹽性相對較差的樹種在鹽脅迫增大的情況下就會出現(xiàn)一定程度的死亡。
表3 九條河試驗河段不同處理條件下的植物的成活率Table3 Survival rate of tree species under different treatments in Jiutiao Canal %
根據(jù)樹種的成活狀況,側(cè)柏、海桐、石榴、洋白蠟和女貞適宜于種植在河道的岸頂,側(cè)柏、珊瑚樹、蠟楊梅、海桐、桑樹和女貞適宜于種植于常水位以上至岸頂區(qū)域。
不同種植輔助處理條件下,植物成活率具有顯著差異性(表3)。原土種植(對照)植物平均成活率最低,為74.4%;礱糠處理植物平均成活率最高,為90.7%。泥炭處理植物平均成活率介于二者之間,為82.3%。具體到每個樹種而言,礱糠處理條件下鄧桉、木麻黃、夾竹桃、海濱木槿、木芙蓉的成活率均顯著大于對照(p < 0.05)。這表明種植穴底部放入礱糠和泥炭都能有效提高苗木的成活率,但穴底部放入礱糠的效果優(yōu)于泥炭。
沿海灘涂河道土壤含鹽量普遍較高,絕大多數(shù)植物種類難以存活。因此,沿海灘涂河道建設(shè)植物措施的運用要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一就是篩選出適宜的耐鹽植物種類。耐鹽植物種類篩選多是通過室內(nèi)模擬試驗完成的[4~7],但是,由于沿海灘涂河道環(huán)境的復雜性,通過室內(nèi)耐鹽性模擬試驗篩選出的植物種類未必能夠在沿海灘涂河道成活,所以本研究主要采用現(xiàn)場試驗的方法進行植物種類的篩選。由于觀測時間的限制,本文僅根據(jù)植物的成活狀況初步篩選出適宜于海灘涂河道建設(shè)的植物種類。事實上,植物種類的篩選需考慮植物的生長狀況、水土保持功能、經(jīng)濟效益等多個因素,并進行綜合評價。因此,還需要對試驗植物進行長期的觀測,以獲得比較充分的數(shù)據(jù)。
如何提高沿海河道植物種植的成活率是植物措施能否實施的技術(shù)難點。除了選用耐鹽的植物以外,可采用一些輔助技術(shù)措施來提高植物的成活率。如果全部采用客土種植,種植成本太高,建設(shè)單位難以承受。夏季溫度高,水分蒸發(fā)快,鹽分會在土壤的上部積累,從而對植物產(chǎn)生鹽害。本文采用礱糠和泥炭作為隔鹽層,以減輕鹽分在土壤表層的積累,有效地提高了植物的成活率,獲得了良好的試驗效果。采用隔鹽層進行隔鹽是鹽堿地綠化常見的技術(shù)措施。除了本實驗采用的礱糠、泥炭以外,還有采用煤渣、礫石等材料進行隔鹽[8~10]。開溝排鹽、筑臺地等也可減輕地表鹽含量,但由于容易產(chǎn)生水土流失,這些方法并不適合于在河道中采用。
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