[關(guān)鍵詞] 水生植物;品種選擇;群落配置;鄉(xiāng)村濕地;“雙碳”目標(biāo)
[摘 要] 水生植物在維持濕地生態(tài)平衡、凈化水質(zhì)、防止水土流失、調(diào)節(jié)氣候,以及提供旅游和休閑價值等方面發(fā)揮著重要作用。基于水生植物的生態(tài)功能、生長習(xí)性和景觀效果等特性,篩選出102種具有凈化、美化功能的適宜在鄉(xiāng)村濕地環(huán)境中種植的水生植物,隸屬于36科67屬,以挺水植物為主,浮葉、漂浮、沉水植物為輔;同時,以物種生態(tài)位、種間關(guān)系為前提,形成了不同濕地空間區(qū)域的水生植物群落配置類型和方法;另外,提出了水生植物的種植、養(yǎng)護(hù)和管理措施,以期為鄉(xiāng)村濕地碳減排效用的提升及鄉(xiāng)村生態(tài)治理模式的構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)。
[中圖分類號] S157.43;X171.4;S524 "[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B "DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2024.10.020
[引用格式] 唐桂梅,劉洋,彭穎舒,等.“雙碳”目標(biāo)下鄉(xiāng)村濕地水生植物選擇及群落配置[J].中國水土保持,2024(10):74-78.
濕地是自然界中生物多樣性最豐富的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一,對于實現(xiàn)碳減排和緩解全球氣候變暖具有重要作用[1]。隨著全球氣候變暖、環(huán)境污染加劇、土地利用方式改變等,鄉(xiāng)村濕地面臨著困境,出現(xiàn)了植被破壞、水體污染、過度開發(fā)、面積萎縮等問題[2-3],致使鄉(xiāng)村濕地原本的生態(tài)屬性被破壞,生態(tài)效益也大打折扣。
黨的二十大報告強(qiáng)調(diào)要大力開展農(nóng)村人居環(huán)境整治工作,推進(jìn)健康農(nóng)村建設(shè);在2020年9月22日的第75屆聯(lián)合國大會上,中國提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的“雙碳”目標(biāo)[4];《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》明確提出實施鄉(xiāng)村建設(shè)行動,實施河湖水系綜合整治,改善農(nóng)村人居環(huán)境。鄉(xiāng)村濕地建設(shè)和修復(fù)是改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村的重要環(huán)節(jié)之一。水生植物作為鄉(xiāng)村濕地的重要組成部分,具有很高的觀賞價值和生態(tài)價值,在水環(huán)境生態(tài)建設(shè)和修復(fù)中扮演著重要的角色[5-6]。首先,水生植物具有指示功能,根據(jù)水生植物的生長狀況,不需要檢測水質(zhì)就能做出合理的調(diào)整方案;其次,水生植物可凈化水質(zhì)[7],水生植物除了本身能吸收污染物質(zhì)如重金屬[8]、有毒有機(jī)物(氰化物)、氮、磷、酚類及懸浮固體等[9-10],還能通過根系沁氧和細(xì)胞釋放無機(jī)離子、糖類、有機(jī)酸[11]等方式,為微生物提供生長代謝所需的碳源[12-13];同時,水生植物普遍對水中的浮游藻類生長具有抑制作用。水生植物在鄉(xiāng)村景觀建設(shè)中不可或缺,而鄉(xiāng)村濕地水生植物修復(fù)技術(shù)是一項具有環(huán)境友好、成本低、凈化能力突出等特點的生態(tài)治理方法,也是最有潛力且最直接的協(xié)同增匯技術(shù)。本研究通過對鄉(xiāng)村濕地水生植物品種選擇、群落配置、種植養(yǎng)護(hù)等方面的研究,為水生植物篩選、濕地景觀營造、碳匯功能的發(fā)揮提供技術(shù)和方法參考。
1 相關(guān)概念
1.1 鄉(xiāng)村濕地
濕地是處于陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性地帶,是水陸之間產(chǎn)生相互影響而形成的獨特生態(tài)系統(tǒng)類型。鄉(xiāng)村濕地主要是指鄉(xiāng)村區(qū)域內(nèi)的自然濕地和人工濕地等生態(tài)系統(tǒng)。我國分布著眾多的自然濕地(河流、湖泊、河港、溪流、沼澤等)和人工濕地(稻田、魚塘、水庫、藕塘等),濕地規(guī)模大小不一,遍布鄉(xiāng)村的角落,構(gòu)成了鄉(xiāng)村田園的生態(tài)基底。鄉(xiāng)村濕地不僅具有重要的景觀效果,還在防洪蓄水、保持生態(tài)平衡、動植物物種多樣性維護(hù)、碳儲量提升等方面起到了非常重要的作用[3]。
1.2 水生植物
水生植物通常指能在水中健康生長并完成生命周期的植物。水生植物按照生活型可分為挺水植物、浮葉植物、漂浮植物、沉水植物4種:挺水植物是指根或根狀莖扎在泥中的水生植物,其莖葉挺拔,植株上部挺出水面;浮葉植物的根或根狀莖扎在泥中,無明顯的地上莖或莖細(xì)弱不能直立,葉柄細(xì)長柔軟,有浮水葉浮于水面;漂浮植物的植物體漂浮在水面,根沉入水中,但不接觸基底;沉水植物的植株扎根基底,大部分生活周期內(nèi)營養(yǎng)體全部沉沒水中。不同類型的水生植物在生長方式和形態(tài)上存在差異,其種植和養(yǎng)護(hù)防護(hù)技術(shù)也有所不同。
2 水生植物品種選擇及群落配置
2.1 鄉(xiāng)村濕地水生植物的選擇
2.1.1 水生植物的篩選原則
水生植物的篩選要遵循鄉(xiāng)土性、生態(tài)性、科學(xué)性和抗逆性原則。優(yōu)先使用對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)且養(yǎng)護(hù)成本較低的鄉(xiāng)土水生植物。選擇有水體凈化作用的植物,可以吸收水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬等有害物質(zhì)??紤]水體的具體環(huán)境及不同植物種類之間的協(xié)同和共生關(guān)系,在植物種類選擇和群落形態(tài)形成等方面盡量同原生環(huán)境中的植物群落接近。選擇生長迅速、根系發(fā)達(dá)、繁殖能力強(qiáng)的植物,以便短時間內(nèi)形成覆蓋,并有效抑制水藻繁殖。選用生態(tài)位較寬、抗逆性較強(qiáng)的水生植物,形成具有凈化水體、完善食物鏈、美化景觀等功能,同時兼顧經(jīng)濟(jì)、社會與文化功能的水景環(huán)境。
2.1.2 水生植物品種選擇
水生植物品種選擇時應(yīng)考慮其生活習(xí)性、景觀效果、生態(tài)功能、生長速度、耐污能力等特性,以及季節(jié)搭配、空間配置、周邊環(huán)境等特點[14-15],根據(jù)目標(biāo)濕地的底泥、水深、水質(zhì)、流速、鹽度和水體功能規(guī)劃等選擇適宜的水生植物,不應(yīng)選用具有外來入侵風(fēng)險或已經(jīng)被認(rèn)定為外來入侵種的水生植物種或品種。所選的植物材料應(yīng)完整豐滿、葉色正常、生長健壯、根系發(fā)育良好、無病蟲害。在遵循以上原則及要求的基礎(chǔ)上,篩選出102種具有凈化、美化功能的適宜在鄉(xiāng)村濕地環(huán)境中使用的水生植物(見表1),隸屬于36科67屬,其中以挺水植物為主,數(shù)量為70種,浮葉植物、漂浮植物、沉水植物種類較少。
2.2 鄉(xiāng)村濕地水生植物群落配置
2.2.1 配置要點
根據(jù)濕地修復(fù)目標(biāo)配置植物種類及其比例。配置多種水生植物,構(gòu)成挺水、浮葉植物相呼應(yīng),水生、陸生植物相協(xié)調(diào)的配置格局,提升濕地生物多樣性水平。充分考慮物種的生態(tài)位、種間關(guān)系,限制易泛濫物種的應(yīng)用,實現(xiàn)物種間相互適應(yīng)的生態(tài)配置,形成穩(wěn)定性好的生態(tài)系統(tǒng)。利用植物的形態(tài)、生活型等特性,形成和諧優(yōu)美的濕地景觀,并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。
2.2.2 空間配置方式
除了漂浮植物,對水生植物影響較大的生態(tài)因素是水深[16]。水生植物的生長習(xí)性不同,對水深的要求也有差異,不同空間區(qū)域的植物配置類型見表2。種植時,結(jié)合實際的水體景觀需求與植物習(xí)性,盡可能在保證成活率的同時,提升景觀美觀程度,形成高低錯落的景致。種植沉水植物時,水深應(yīng)保障比植株更高,避免植物根莖失去水的浮力支撐而折斷;種植挺水植物時,要保障植株的莖葉能保持在水面以上,以有利于植物的生長和美觀。
2.3 水生植物種植方法
水生植物種植可采用種子播種、移栽及營養(yǎng)體繁殖等方法。原則上一年四季均可用種子播種,但以春、夏兩季為宜。移栽種植宜在春、秋兩季進(jìn)行,氣溫太高或太低均會影響成活率。營養(yǎng)體繁殖宜在冬、春兩季進(jìn)行,或由水生植物自行繁殖。
不同的水生植物可根據(jù)具體的水體環(huán)境和需求采用不同的繁殖方法。采用種子播種時,應(yīng)選用充分成熟且經(jīng)過后熟期的籽粒飽滿、個大、無病蟲害、無缺損、無霉變的種子。播種前可浸種或催芽,浸種或催芽過的種子應(yīng)及時播種,不可延誤。經(jīng)過催芽的種子一定要輕拿輕放,不可碰傷幼芽,以免影響出苗。挺水植物、沉水植物、浮葉植物均可采用種子播種。采用移栽種植時,先把種子播于苗床中,待種子萌發(fā)生長達(dá)到移栽規(guī)格后,再移栽到目標(biāo)水域。移栽種植適用于所有生活型水生植物的種植,漂浮植物、沉水植物一般均采用此法種植,挺水植物、浮葉植物也可采用此法種植。采用營養(yǎng)體繁殖時,可利用水生植物的冬芽、枝條、葉片、根、莖等,采用扦插法、沉栽法及枝條自然沉降等方法進(jìn)行營養(yǎng)體種植。適宜的水生植物種植和配置方式能使其在面臨水環(huán)境的影響或脅迫時,形態(tài)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出適應(yīng)性進(jìn)化效果。
3 鄉(xiāng)村濕地水生植物養(yǎng)護(hù)管理
水生植物的養(yǎng)護(hù)和管理對濕地景觀的維持及水生植物的健康起著重要作用。首先,在鄉(xiāng)村濕地水生植物配置過程中,要全面掌握各種水生植物的水深適應(yīng)性,并作為種植工作落實的依據(jù),以降低后續(xù)管理難度,切實發(fā)揮景觀配置的價值與效果。其次,水生植物種植成功后,應(yīng)進(jìn)行合理調(diào)控,實現(xiàn)種群演替與群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆性,以達(dá)到預(yù)期的良性生態(tài)平衡。再次,水生植物出現(xiàn)病、蟲、雜草、魚、螺及其他影響其正常生長的生物時應(yīng)及時進(jìn)行治理,但不宜使用除藻劑和殺蟲劑等。最后,還要做好高溫、大風(fēng)、霜凍、冰凍等災(zāi)害天氣的防護(hù)工作,避免大面積返工補(bǔ)苗,以節(jié)約施工成本。
4 結(jié)束語
鄉(xiāng)村水生態(tài)治理、人居環(huán)境整治是我國鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,鄉(xiāng)村濕地及水生植物是鄉(xiāng)村環(huán)境景觀中最具活力的組成之一。其中,水生植物的選擇和配置是水環(huán)境修復(fù)技術(shù)中重要的一環(huán),是鄉(xiāng)村實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要途徑之一,對優(yōu)化鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境、展現(xiàn)地方風(fēng)貌特色、實現(xiàn)鄉(xiāng)村的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義[17]。因此,在進(jìn)行鄉(xiāng)村濕地景觀建設(shè)過程中,水生植物的種植與配置技術(shù)至關(guān)重要。同時,探討鄉(xiāng)村濕地水生植物與鄉(xiāng)村生活、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及鄉(xiāng)村旅游之間的關(guān)系,研究鄉(xiāng)村濕地水生植物在物種修復(fù)、環(huán)境修復(fù)、格局修復(fù)中的重要作用,以及在鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展、休閑功能拓展等方面的價值體現(xiàn),也是今后的重點議題。
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收稿日期: 2023-09-15
基金項目: 國家重點研發(fā)計劃項目(2019YFD1100400);湖南省重點研發(fā)項目(2022NK2062,2021NK2008);湖南省林業(yè)生態(tài)保護(hù)修復(fù)及發(fā)展專項資金項目(湘財資環(huán)指〔2023〕5號,湘財資環(huán)指〔2024〕3號);湖南省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新資金項目(2024CX30)
第一作者: 唐桂梅(1979—),女,湖南桃江人,高級工程師,博士,主要從事園林植物與鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計研究工作。
通信作者: 黃國林(1976—),男,湖南永興人,研究員,學(xué)士,研究方向為園林花卉、休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游規(guī)劃設(shè)計。
E-mail: 275176168@qq.com
(責(zé)任編輯 徐素霞)