姜春武 徐慶 高德強(qiáng) 張蓓蓓 方建民 梁純慶 潘婷

（1 安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，安徽 合肥230001；2 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京100091；3 安徽省安慶市迎江區(qū)農(nóng)林局，安徽 安慶246000）

淡水森林濕地植被恢復(fù)模式研究：以安慶市為例

姜春武1徐慶2*高德強(qiáng)2張蓓蓓2方建民1梁純慶3潘婷1

（1 安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，安徽 合肥230001；2 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京100091；3 安徽省安慶市迎江區(qū)農(nóng)林局，安徽 安慶246000）

隨著我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)淡水森林濕地面積的急劇減少，退化森林濕地的植被恢復(fù)對(duì)保障長(zhǎng)江流域的生態(tài)安全至關(guān)重要。在我國(guó)安徽安慶市濕地生態(tài)脆弱區(qū)，根據(jù)該地區(qū)的土壤類型以及森林濕地木本植物資源，篩選出6種濕地適生樹(shù)種，分別為楓香、美洲黑楊、中山杉、垂柳、金絲垂柳、池杉；建立了3種淡水森林濕地植被恢復(fù)多物種配置模式，取得了較好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為全球變化背景下我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)退化淡水森林濕地植被恢復(fù)和重建提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

淡水森林濕地；植被恢復(fù)；樹(shù)種篩選；安慶

淡水森林濕地指長(zhǎng)期或周期性被水（尤其指洪水）淹沒(méi)的淡水木本群落，包括淡水木本沼澤、灘地硬木林、河濱森林緩沖帶、溪岸森林緩沖帶等，它在蓄洪防旱、滯留和降解化學(xué)污染物和凈化水質(zhì)等方面具有重要意義（安樹(shù)青等,2007;潘云芬等,2007;徐慶等,2008）。

長(zhǎng)江中下游地區(qū)淡水森林濕地對(duì)維持區(qū)域生態(tài)平衡、保護(hù)生物多樣性（Wu et al,2014）和珍稀物種資源等方面起到重要作用（Wang et al,2016）。安慶沿江濕地在維持長(zhǎng)江流域生態(tài)安全和促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有十分重要的意義（程先富等,2014）。近十幾年來(lái)，隨著人口的急劇增加，圍湖造田、放牧等過(guò)度利用改變了森林濕地原有的植被結(jié)構(gòu)，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，因此研究安慶退化森林濕地植被恢復(fù)模式非常必要（胡和兵等,2014）。本研究根據(jù)安慶地區(qū)土壤類型和濕地木本植物資源，營(yíng)建以森林濕地生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)和景觀美化為主的生態(tài)公益林和生態(tài)經(jīng)濟(jì)林基地，建立3種多物種配置模式，為全球變化背景下我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)淡水森林濕地植被恢復(fù)和重建模式及樹(shù)種的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

安 慶 市（115°46′~117°44′E，29°47′~31°17′N）位于安徽省西南部，長(zhǎng)江中下游北岸，地勢(shì)平坦，地理位置獨(dú)特，總面積13 590 km2。該區(qū)屬于典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年日照時(shí)數(shù)為2 030 h，無(wú)霜期250 d左右，年平均氣溫約17 ℃，年均降水量1 300 ~1 500 mm。

2 研究方法

2.1 淡水森林濕地植被恢復(fù)模式營(yíng)建

2.1.1 新官洲森林濕地示范林 2014年3月，我們?cè)诎矐c市大觀區(qū)新官洲（江心洲空荒地）過(guò)渡帶種植美洲黑楊Populus deltoides、楓香Liquidamba formosana、池杉Taxodium ascendens、垂柳Salix babylonica4個(gè)樹(shù)種（行距為5 m×6 m，面積共18 hm2，如圖1）。本試驗(yàn)區(qū)的目的是篩選適宜特定高程小生境的樹(shù)種，構(gòu)建具有一定多樣性的森林群落恢復(fù)示范模式。

2.1.2 沙漠洲森林濕地示范林 2014年2月，在安慶市大觀區(qū)沙漠洲（低洼灘地）進(jìn)行挖溝抬壟改造（溝深6 m，溝寬12.0 m，壟寬10.0 m，以開(kāi)溝之土填高壟床，抬壟高度3.0 m，使壟溝高差達(dá)6.0 m），降低壟的地下水位（圖2）。2014年3月初，我們?cè)诟脑旌玫膲派戏N植美洲黑楊、楓香、金絲垂柳Salix×aureo-pendula和垂柳（行距為5 m×4 m，面積共13.3 hm2，如圖3）。溝內(nèi)可養(yǎng)殖野生魚(yú)類，實(shí)現(xiàn)林—農(nóng)—漁復(fù)合經(jīng)營(yíng)，構(gòu)建低位灘地小生境且具有一定生物多樣性的森林群落恢復(fù)示范模式。

2.1.3 特定高程小生境森林濕地示范林 2014年3月，在安慶市迎江區(qū)新洲鄉(xiāng)(江心洲)相同的地下水位梯度區(qū)交互種植美洲黑楊、楓香、金絲垂柳、垂柳、中山杉T.axodium ascendens×T. mucro-natum、落羽杉Taxodium distichum和美國(guó)山核桃Carya illinoensis7個(gè)樹(shù)種（行距為7 m×5 m，面積共10 hm2，如圖4）。本試驗(yàn)區(qū)的目的是篩選適宜特定高程小生境的樹(shù)種，構(gòu)建具有一定多樣性的森林群落恢復(fù)示范模式。

圖1 新官洲森林濕地植被恢復(fù)及樹(shù)種篩選模式圖○: P. deltoides ×: L. formosana △ : T. ascendens ◎ : S. babylonicaFig. 1 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Xinguanzhou

圖2 沙漠洲挖溝抬壟改造示意圖Fig. 2 Sketch map of ditch lifting and ridge rebuilding in Shamozhou

圖3 沙漠洲森林濕地植被恢復(fù)及樹(shù)種篩選模式圖○: P. deltoides ×:L. formosana □:S. X aureo-pendula◎: S. babylonicaFig. 3 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Shamozhou

圖4 新洲鄉(xiāng)森林濕地植被恢復(fù)及樹(shù)種篩選模式圖●:P. deltoides ×:L.formosana ■:S.×aureo-pendula◎ : S. babylonica ○:T.ascendens×T. mucronatum◇: T. distichum △:C.illinoensisFig. 4 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Xinzhouxiang

2.2 苗木成活率、生長(zhǎng)狀況及水位觀測(cè)

2014年3月—2017年9月，觀測(cè)各試驗(yàn)區(qū)苗木的月成活率。6—8月（淹水期)，每10天觀測(cè)一次，其他月份每月觀測(cè)一次。在各林地隨機(jī)選30株各樹(shù)種代表性植株，分別于2014年3月及 2014、2015、2016、2017年的9月，用圍尺測(cè)量其胸徑（1.3 m處)，同時(shí)用標(biāo)桿尺測(cè)量各株樹(shù)高（m)。每月中旬觀測(cè)各試驗(yàn)區(qū)地上、地下水位。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同水位梯度小生境森林濕地植被恢復(fù)模式

新官洲森林濕地示范林建成（43個(gè)月）后，苗木成活率均達(dá)85%以上，其中美洲黑楊、楓香、池杉和垂柳成活率分別為95.97%、93.61%、86.36%、90.91%。2014、2015年淹水期，各樹(shù)種成活率均有下降；2016年8月，美洲黑楊、楓香、垂柳成活率基本穩(wěn)定；池杉在第1年的3—5月迅速下降，自第2年（2015年）7月其成活率基本保持穩(wěn)定（圖5）。該試驗(yàn)區(qū)陸—水過(guò)渡帶分低、中、高3個(gè)不同水位梯度區(qū)，其年平均地上水位分別為5.16 cm、14.69 cm、27.19 cm，最高水位分別為39.6 cm、92.5 cm、130 cm。2017年9月試驗(yàn)區(qū)各樹(shù)種的高度與胸徑與2014年3月種植時(shí)相比有明顯增長(zhǎng)，且美洲黑楊的平均樹(shù)高和平均胸徑增長(zhǎng)幅度最大（表1）?？梢?jiàn)這4種植物生長(zhǎng)狀況良好，為安慶沿江森林濕地植被恢復(fù)適生樹(shù)種。

新官洲森林濕地植被恢復(fù)后，其經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益也隨之增長(zhǎng)。新增就業(yè)人員18人。初期經(jīng)濟(jì)收入主要來(lái)自于林下種植的旱稻、大豆、芝麻、油菜和小麥等，年收入達(dá)20萬(wàn)元。

3.2 低位灘地小生境森林濕地恢復(fù)模式

沙漠洲森林濕地植被恢復(fù)后，各苗木成活率高達(dá)90%以上，其中垂柳、楓香、美洲黑楊、金絲垂柳成活率分別為99.74%、98.71%、97.73% 、94.68%。垂柳成活率最高，楓香和美洲黑楊成活率在2014年及2015年6—8月略有下降，金絲垂柳成活率在2014年6—8月下降幅度稍大（圖6）。該示范林的建成扭轉(zhuǎn)了2011—2013年洪水淹沒(méi)整個(gè)灘地（6—8月淹水期地上最高水位達(dá)200 cm），致使苗木全部死亡 。從表2可以看出，該區(qū)各樹(shù)種栽植43個(gè)月后平均樹(shù)高與平均胸徑均呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì),可見(jiàn)這4個(gè)樹(shù)種為安慶濕地區(qū)適生樹(shù)種。

圖5 新官洲試驗(yàn)區(qū)苗木成活率的月動(dòng)態(tài)變化Fig. 5 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Xinguanzhou

圖6 沙漠洲試驗(yàn)區(qū)苗木成活率的月動(dòng)態(tài)變化Fig. 6 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Shamozhou

表1 新官洲森林濕地苗木生長(zhǎng)情況Table 1 The situation of seedings growth in forest wetland of Xinguanzhou

表2 沙漠洲森林濕地苗木生長(zhǎng)情況Table 2 The situation of seedings growth in forest wetland of Shamozhou

圖7 新洲鄉(xiāng)試驗(yàn)區(qū)苗木成活率的月動(dòng)態(tài)變化Fig. 7 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Xinzhouxiang

該示范林建成后，新增就業(yè)人員15人。林下農(nóng)作物(大豆、玉米和芝麻等)年總收入達(dá)5萬(wàn)元；此外，溝內(nèi)養(yǎng)殖野生的魚(yú)、蝦、蟹等年總收入高達(dá)50萬(wàn)元，該模式為立體復(fù)合、種養(yǎng)結(jié)合，創(chuàng)建了林、農(nóng)、漁復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，提升了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

3.3 特定高程小生境森林濕地恢復(fù)示范林

新洲鄉(xiāng)森林濕地示范林建成后（43個(gè)月），美洲黑楊、楓香、垂柳、中山杉、金絲垂柳、美國(guó)山核桃和落羽杉成活率分別為99.93%、99.17%、98.33%、95.42%、96.25%、88.67%和55.00%，楓香、中山杉及金絲垂柳成活率在2014年、2015年、2016年6—8月及2014年11月—2015年1月有小幅度下降，垂柳成活率在2014年11月、2015年6月稍下降，之后趨于穩(wěn)定；落羽杉、美國(guó)山核桃成活率在2014年、2015年、2016年6—8月淹水期大幅度下降（圖7)。新洲鄉(xiāng)四面環(huán)江，整個(gè)江心島地形較平坦，年最高水位100 cm。從43個(gè)月苗木生長(zhǎng)情況來(lái)看(表3)，各樹(shù)種的平均樹(shù)高與平均胸徑均呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，可見(jiàn)這5個(gè)樹(shù)種生長(zhǎng)狀況良好，為安慶濕地區(qū)適生樹(shù)種。

新洲鄉(xiāng)退化森林濕地植被恢復(fù)后，生態(tài)環(huán)境及景觀皆得到有效改善，在林下套種（玉米、大豆等）農(nóng)作物，既增加了農(nóng)民收入，又使土地資源得到最大化利用。新增就業(yè)人員14人。林下農(nóng)作物及牛、羊和鴨等養(yǎng)殖業(yè)年總收入達(dá)30萬(wàn)元。

表3 新洲鄉(xiāng)森林濕地苗木生長(zhǎng)情況Table 3 The situation of seedings growth in forest wetland of Xinzhouxiang

4 討論

安慶沿江淡水森林濕地植被恢復(fù)后，楓香、美洲黑楊、中山杉、金絲垂柳及垂柳的成活率在90%以上且生長(zhǎng)狀況良好，表明這5個(gè)樹(shù)種具有較強(qiáng)的耐水性。池杉種植于陸—水過(guò)渡區(qū)，43個(gè)月后其成活率在85%以上，可見(jiàn)池杉也是安慶地區(qū)耐水性較好的樹(shù)種。

楓香不僅是我國(guó)長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型鄉(xiāng)土樹(shù)種，也是三峽庫(kù)區(qū)低海拔區(qū)殘存的典型常綠闊葉林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種之一（賴江山等, 2006）。楓香較耐水濕和水淹（吳道圣等, 2008），在102 m海拔梯度上持續(xù)淹水192 d其成活率仍達(dá)60%（徐高福等,2016），這與本研究結(jié)果一致。楓香在含水量高的土壤上成活率較高、生長(zhǎng)良好，可作為長(zhǎng)江中下游地區(qū)退化淡水森林濕地植被恢復(fù)和重建的優(yōu)良樹(shù)種。

前人研究表明，美洲黑楊、中山杉的耐水性較強(qiáng)（徐慶等,2008;潘林等,2013）；施衛(wèi)東等（2010）的研究結(jié)果表明，金絲垂柳、垂柳在水深30 ~ 50 cm中浸泡40 d ，成活率仍在97%以上，這與本研究結(jié)果基本一致，可見(jiàn)美洲黑楊、中山杉、金絲垂柳及垂柳均具有較強(qiáng)的耐水性，可作為安慶沿江濕地植被恢復(fù)與重建的適生樹(shù)種。本研究發(fā)現(xiàn)池杉也是耐水性較強(qiáng)的樹(shù)種，這在吳道圣等（2008）的研究中也得到證實(shí)。池杉之所以具有較強(qiáng)的耐水性，與其在缺氧環(huán)境中能形成氣生根和膝根、樹(shù)干基部膨大和根系容重降低等有利于改善根系通氣條件的生態(tài)適應(yīng)機(jī)制密切相關(guān)（唐羅忠等,2008）。

沙漠洲低位灘地苗木連續(xù)3年遭受水淹致死，但經(jīng)挖溝抬壟改造后，苗木成活率大幅度增加，生長(zhǎng)狀況良好。這主要是該恢復(fù)模式降低了淹水深度，使苗木避免被洪水淹沒(méi)而死亡。壟上造林可提高苗木成活率（劉國(guó)華等, 2008; 彭能凱等, 2010），沙漠洲示范林建成后，不僅苗木成活率提高，生長(zhǎng)狀況好，而且長(zhǎng)江水?dāng)y帶野生魚(yú)蝦蟹進(jìn)入溝內(nèi)，使野生魚(yú)蝦蟹在溝內(nèi)人工養(yǎng)殖成為可能，極大地提高了區(qū)域的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，真正實(shí)現(xiàn)了林—農(nóng)—漁協(xié)同持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)論

（1）本研究篩選出楓香、美洲黑楊、中山杉、垂柳、金絲垂柳、池杉6個(gè)樹(shù)種，可作為安徽安慶沿江地區(qū)淡水森林濕地植被恢復(fù)適生樹(shù)種，為我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)淡水森林濕地植被恢復(fù)與重建提供科學(xué)依據(jù)和參考。

（2）建立了3種淡水森林濕地植被恢復(fù)模式：不同水位梯度區(qū)、低位灘地及特定高程小生境森林植被濕地恢復(fù)模式，取得了較好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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Study on Models for Vegetation Restoration of Freshwater Forested Wetlands:A Case Study of Anqing City

JIANG Chun-Wu1XU Qing2*GAO De-Qiang2ZHANG Bei-Bei2FANG Jian-Min1LIANG Chun-Qing3PAN Ting1
(1 Anhui Academy of Forestry, Hefei 230001, Anhui; 2 Institute of Forest Ecology Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091; 3 Yingjiang District Agricultural and Forestry Bureau of Anqing City, Anqing 246000, Anhui)

Vegetation restoration in degraded forest wetland is critical for ensuring the ecological security of the Yangtze River Basin as the rapid decrease in freshwater forested wetlands in the mid-lower reaches of the Yangtze River Basin. Based on the ecological fragile wetland in Anqing city of Anhui Province, six suitable species were selected including Liquidambar formosana, Populus deltoides, Taxodium ascendens×T. mucronatum, Taxodium ascendens,Salix babylonica and Salix×aureo-pendula. Furthermore, three kinds of multi-species configuration patterns were established according to the soil types and woody plant resources in forest wetland, achieving the better ecological, economic and social benef i ts. Under the background of global climate change, the above-mentioned studies could provide a scientif i c basis and technical support for the restoration and reconstruction of the degraded freshwater forested wetlands in the mid-lower reaches of the Yangtze River Basin.

Freshwater forested wetlands; Vegetation restoration; Tree species selection; Anqing city

10.3969/j.issn.1673-3290.2017.04.13

2017-09-07

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31670720)；林業(yè)公益行業(yè)專項(xiàng)（201504423)；科技部農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（2014GB24320620)；國(guó)家林業(yè)局948項(xiàng)目（2006-4-04)

姜春武（1973—），男，助理研究員，主要從事森林土壤和植被恢復(fù)研究。E-mail：397710209@qq.com

*通訊作者：徐慶（1964—），女，博士，研究員，主要從事森林生態(tài)和森林濕地植被恢復(fù)研究。E-mail：xuqing@caf.ac.cn