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        衢江抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)研究

        2025-03-06 00:00:00張百千蔣鵬飛琚建輝紀(jì)光磊林志偉
        中國水土保持 2025年2期
        關(guān)鍵詞:衢江抽水蓄能電站植被恢復(fù)

        摘" 要: 水利水電工程建設(shè)會導(dǎo)致景觀結(jié)構(gòu)破壞、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)等生態(tài)環(huán)境問題,因此水利水電工程邊坡生態(tài)修復(fù)十分重要。以衢江抽水蓄能電站為例,基于層次分析法建立典型邊坡植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系,并結(jié)合典型樣地調(diào)查結(jié)果提出最適宜的植被恢復(fù)配置模式。研究表明:①準(zhǔn)則層中景觀效果和植生效益權(quán)重較高,指標(biāo)層中景觀協(xié)調(diào)美感、植被蓋度、綠期、植被均勻度和技術(shù)可行性5項指標(biāo)權(quán)重較高,是植被恢復(fù)需要考慮的重點;②結(jié)合研究區(qū)的優(yōu)勢物種,綜合考慮物種豐富度及植被間的協(xié)調(diào)美感,建議衢江抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)配置模式為“2種喬木+4種灌木+2種草本”,其中喬木選擇昆欄樹、梧桐,灌木選擇烏岡櫟、土茯苓、山油麻、蠟瓣花,草本選擇薹草屬植物、毛竹。

        關(guān)鍵詞: 抽水蓄能電站;邊坡;植被恢復(fù);層次分析法;衢江;浙江省

        中圖分類號: S157" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B" DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2025.02.007

        引用格式: 張百千,蔣鵬飛,琚建輝,等.衢江抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)研究[J].中國水土保持,2025(2):24-26.

        收稿日期:2024-04-30

        基金項目:國網(wǎng)新源科技項目(SGXYKJ-2022-107)

        第一作者:張百千(1993—),男,山東濱州人,工程師,主要從事邊坡生態(tài)修復(fù)研究工作。

        E-mail: zhangbaiqian@hotmail.com

        水利水電工程建設(shè)中山體開挖會形成大量裸露邊坡,破壞原有植被及其生長基質(zhì),導(dǎo)致景觀結(jié)構(gòu)破壞、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)等生態(tài)環(huán)境問題[1-2]。因此,水利水電工程邊坡生態(tài)修復(fù)工作對清潔能源開發(fā)的長遠(yuǎn)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展十分重要。在當(dāng)前水利水電工程邊坡生態(tài)修復(fù)過程中,經(jīng)常存在植被恢復(fù)生存率低或植被生長緩慢等問題,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)困難,甚至出現(xiàn)退化[3]。依據(jù)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于科學(xué)綠化的指導(dǎo)意見》《關(guān)于加強(qiáng)新時代水土保持工作的意見》,為提高水利水電工程邊坡生態(tài)修復(fù)成效,應(yīng)堅持因地制宜、適地適綠的原則,以自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演替機(jī)制為參考,以最小化的人為干預(yù)縮短自然恢復(fù)時間,引入不同類型的鄉(xiāng)土植物,在恢復(fù)植被覆蓋、修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的同時,通過植物根系作用加固和防護(hù)邊坡,遏制水土流失[4-6],提升景觀效果。鄉(xiāng)土植物具有環(huán)境友好、適應(yīng)性強(qiáng),可維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性、降低資源消耗等優(yōu)勢[7],而不同鄉(xiāng)土植物的配置模式?jīng)Q定了植被修復(fù)成效。本研究以衢江抽水蓄能電站為例,基于層次分析法建立植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系,并結(jié)合典型樣地調(diào)查結(jié)果提出最適宜的植被恢復(fù)配置模式,以期為同類型地區(qū)水利水電工程生態(tài)修復(fù)工作提供參考。

        1" 研究區(qū)概況

        研究區(qū)位于浙江省衢州市衢江區(qū)黃壇口鄉(xiāng)坑口村,地理位置28°14′~29°30′ N,118°0l′~119°20′ E。屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),全年四季分明,氣溫適中,年均氣溫17.3 ℃,極端最高氣溫40.5 ℃,極端最低氣溫-10.4 ℃,光熱充足,年均日照時數(shù)1 966.4 h,無霜期長達(dá)258 d,具有春早秋短夏冬長、溫適光足旱澇明顯的氣候特征;降水豐沛,年均降水量1 636.0 mm,每年3—7 月為多雨期,夏季多暴雨、大暴雨、冰雹、雷雨大風(fēng)等災(zāi)害天氣。地貌類型以河谷平原和丘陵為主,主要土壤類型為水稻土和紅壤,也存在部分潮土、黃壤、紫色土和粗骨土。

        衢江抽水蓄能電站分為上、下兩個水庫區(qū)和示范區(qū),其中:庫區(qū)邊坡以土質(zhì)邊坡為主,整體坡度為60°~80°;示范區(qū)邊坡以巖質(zhì)邊坡為主,高度約20 m,寬度約120 m,坡度約為70°。上庫區(qū)以弱風(fēng)化晶屑玻屑凝灰?guī)r為主,局部為安山玢巖,巖體較破碎,完整性差,無較大不利結(jié)構(gòu)面組合及不良地質(zhì),邊坡整體穩(wěn)定;下庫區(qū)基巖主要為晶屑玻屑凝灰?guī)r,局部為安山巖巖脈,山脊緩坡及溝底兩側(cè)附近分布有少量覆蓋層;示范區(qū)的庫岸以巖質(zhì)邊坡為主,巖體破碎,無較大不利結(jié)構(gòu)面組合,邊坡整體穩(wěn)定。

        2" 研究方法

        2.1" 典型樣地調(diào)查

        2023年8月,采用典型樣地調(diào)查方法獲取衢江抽水蓄能電站典型邊坡的植被分布情況。布設(shè)25個10 m×10 m的灌草樣地,在每個樣地內(nèi)選取5個灌草小樣方(3 m×3 m);布設(shè)25個20 m×20 m的喬木樣地,在每個樣地內(nèi)布設(shè)4個喬木小樣方(10 m×10 m)。在每一個喬灌草小樣方內(nèi),調(diào)查得到植被種類、蓋度、高度及株數(shù)。

        2.2" 層次分析法

        本研究采取層次分析法構(gòu)建衢江抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系。主要過程包括:①模型構(gòu)建。基于衢江抽水蓄能電站邊坡植被組成及物種特性,同時參考生態(tài)修復(fù)及林草業(yè)方面專家意見,確定由1個目標(biāo)層、3個準(zhǔn)則層、10個指標(biāo)層構(gòu)建的綜合評價模型(見表1)。②建立判斷矩陣?;趯<乙庖娕c張龍等[8]的研究結(jié)果,采用“1~9”標(biāo)度法,根據(jù)不同評價指標(biāo)的重要程度,每兩個指標(biāo)相比較,得到判斷矩陣。③計算權(quán)重。對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗并計算變量因子相對權(quán)重,先通過計算一致性比率CR值,驗證各層次指標(biāo)是否通過一致性檢驗,當(dāng)CRlt;0.1時,認(rèn)為判斷矩陣具有較高的一致性;再計算得到每項指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重值,以判斷各指標(biāo)的相對重要性。經(jīng)計算,判斷矩陣的最大特征向量分別為3.029、4.047、2.000、4.185,對應(yīng)的CR值分別為0.025、0.018、0.000、0.069,均小于0.1,符合要求。本研究采用Yaahp 10.3 軟件進(jìn)行層次分析,采用Matlab 2019軟件進(jìn)行判斷矩陣計算。

        2.3" 重要值分析

        重要值(Importance Value)作為各植物種在群落中的優(yōu)勢度指標(biāo),可表征不同植物在群落中的功能地位。重要值計算公式為

        IVi=(Hi+Ci+Di)×100(1)

        式中:IVi為物種i的重要值;Hi、Ci、Di分別為物種i的相對高度、相對蓋度、相對密度。

        3" 結(jié)果與分析

        3.1" 指標(biāo)體系權(quán)重確定

        以植被恢復(fù)質(zhì)量評價為目標(biāo)層,構(gòu)建起包含3個準(zhǔn)則層和10個指標(biāo)層的植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系,其權(quán)重計算結(jié)果見表2。其中準(zhǔn)則層中,景觀效果的權(quán)重最高,為0.479 6;植生效益次之,權(quán)重為0.405 5;經(jīng)濟(jì)效益和可行性的權(quán)重最低,為0.114 9。這表明在抽水蓄能電站植被恢復(fù)中,最看重的是景觀效果的改善。景觀效果包括綠期和景觀協(xié)調(diào)美感2項指標(biāo),對準(zhǔn)則層中的權(quán)重分別為0.333 3和0.666 7。在充分考慮植被恢復(fù)的協(xié)調(diào)美感,保障景觀效果的同時,還要考慮植物配置的豐富度,注重植被類型的選擇,最大程度發(fā)揮植生效益。植生效益包括植被高度、植被蓋度、植被均勻度、植物抗逆性4項指標(biāo),其權(quán)重排序為植被蓋度>植被均勻度>植物抗逆性>植被高度。經(jīng)濟(jì)效益和可行性包括植物生長條件、施工難度、技術(shù)可行性、固碳效益4項指標(biāo),

        權(quán)重排序為技術(shù)可行性>固碳效益>施工難度>植物生長條件。值得注意的是,雖然經(jīng)濟(jì)效益和可行性權(quán)重最低,但技術(shù)可行性指標(biāo)權(quán)重較高,表明復(fù)綠工程的成熟性和經(jīng)濟(jì)性還是十分重要的。綜合10項指標(biāo)來看,景觀協(xié)調(diào)美感、植被蓋度、綠期、植被均勻度和技術(shù)可行性5項指標(biāo)權(quán)重較高,這是抽水蓄能電站復(fù)綠工程需要優(yōu)先考慮的5個方面,而不同植被類型的科學(xué)合理搭配才能實現(xiàn)植被覆蓋度的提高和景觀效果的提升。

        3.2" 植被調(diào)查結(jié)果與植被配置模式建議

        表3為典型樣地調(diào)查結(jié)果,衢江抽水蓄能電站鄉(xiāng)土植被共包含:喬木植物9種,分屬8科8屬;灌木植物7科8屬9種;草本植物10科13屬13種,按照生活型進(jìn)行劃分,有多年生草本植物11種、一年生草本2種(小蓬草、牽牛)。根據(jù)重要值計算結(jié)果,喬木中昆欄樹、梧桐、柯的重要值較高,灌木中烏岡櫟、土茯苓、山油麻的重要值較高,草本植物以薹草屬植物、毛竹和蕨為主,且薹草屬植物和毛竹的重要值均高達(dá)7.5以上,在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時屬于優(yōu)先選擇的鄉(xiāng)土植物。喬灌草的合理搭配可以使植物群落具有豐富的層次,維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性,同時四季景觀變化明顯,視覺效果豐富、層次分明,具有更好的景觀協(xié)調(diào)效果。基于植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系及其權(quán)重,結(jié)合研究區(qū)的優(yōu)勢物種,綜合考慮物種豐富度以及植被間的協(xié)調(diào)美感,以營造多層次、高覆蓋度的景觀為抽水蓄能電站生態(tài)修復(fù)的目標(biāo),建議衢江抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)配置模式為“2種喬木+4種灌木+2種草本”,其中喬木選擇昆欄樹、梧桐,灌木選擇烏岡櫟、土茯苓、山油麻、蠟瓣花,草本選擇薹草屬植物、毛竹。

        4" 結(jié)束語

        抽水蓄能電站邊坡生態(tài)修復(fù)中既存在巖土邊坡特有的易碎、陡峭等問題,又有植被生長困難、適應(yīng)性差、綠化品種單一等問題,且植被恢復(fù)的景觀效果通常被忽略[9]。在施工跡地植被恢復(fù)的前期階段,栽種豆科植物和適應(yīng)性較強(qiáng)的鄉(xiāng)土草本植物,可充分發(fā)揮植物的固氮功能,對土壤進(jìn)行改良,為中后期引入植被提供良好的土壤環(huán)境[10];在植被恢復(fù)的后期階段,需要考慮植被本身的物候時間和觀賞特性,以實現(xiàn)季相景觀設(shè)計,進(jìn)一步提高植被恢復(fù)的景觀效果[11],同時不能忽視生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)作用,在適當(dāng)?shù)臅r間引進(jìn)適宜的植被,以達(dá)到植物與環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的目標(biāo)[12]。在充分調(diào)查研究區(qū)優(yōu)勢物種的基礎(chǔ)上,基于植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系及其權(quán)重,綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、豐富度和景觀效果,建議衢江抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)配置模式為“2種喬木+4種灌木+2種草本”,其中喬木選擇昆欄樹、梧桐,灌木選擇烏岡櫟、土茯苓、山油麻、蠟瓣花,草本選擇薹草屬植物、毛竹。

        本研究采用的層次分析法在評價指標(biāo)的選擇方面具有一定的主觀性,這對植被恢復(fù)質(zhì)量評價結(jié)果有一定影響,但植生效益、景觀效果、經(jīng)濟(jì)效益和可行性3個方面基本涵蓋了抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)需要考慮的主要因素[13],其中景觀協(xié)調(diào)美感、植被蓋度、綠期、植被均勻度和技術(shù)可行性5項指標(biāo)權(quán)重較高,是抽水蓄能電站典型邊坡植被恢復(fù)需要重點考慮的5個方面。今后在植被恢復(fù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系構(gòu)建中,可采取更加科學(xué)客觀的評價指標(biāo)選取方法,以進(jìn)一步提高研究結(jié)果的科學(xué)指導(dǎo)性和實踐意義。

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        (責(zé)任編輯" 李佳星)

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