黄河德州段防洪工程生物防护模式研究

孙朝新，王强，付志国

（1.德州市水利局，山东德州 253014；2.德城区水务局杨庄扬水站，山东德州 253000）

黄河德州段防洪工程生物防护模式研究

孙朝新1，王强2，付志国1

（1.德州市水利局，山东德州 253014；2.德城区水务局杨庄扬水站，山东德州 253000）

针对黄河德州段防洪工程造林绿化困难的现状，分析影响植被构建的环境因子，进行了黄河防洪工程生物防护模式设计，通过合理植树种草，加固黄河防洪工程，减少水土流失，改善沿黄生态环境等措施增加山东黄河防洪工程的综合社会公共效益。

黄河；防洪工程；生物防护；环境因子

黄河工程绿化问题是黄河治理与开发亟待解决的一个难题。山东黄河防洪工程生物防护对提高防洪工程抗洪能力，改善黄河两岸生态环境，发展黄河经济具有重要意义。由于黄河防洪工程德州段所处地理位置的原因，造成了黄河防洪工程德州段的立地条件相对较差，黄河防洪工程德州段植树造林工作就比一般的植树造林增加了难度。

1 影响植被构建的环境因子分析

1.1 环境变化对植被分布的影响

根据对黄河植物群落及其环境变化的调查，植物群落的分布明显地依赖于土壤水分和盐分的变化，区域气候顶极植物群落为暖温带落叶阔叶林群落，而最初形成的植物群落主要是在湿润、含盐条件下生长发育的一年生碱蓬群落。伴随植物的生长，群落生境地下水埋深和土壤盐分含量发生明显变化，导致群落发生演替。随着地面抬高、土壤不断脱盐，碱蓬群落逐渐被柽柳群落、芦苇群落、獐毛群落所代替，直至演替为落叶阔叶林群落。在植物群落的这一演替过程中，土壤水分和盐分始终起着主导作用。表明土壤盐分和水分是制约该区植物生长和分布的主要因素。

1.2 土壤盐分、pH随坡位的变化规律

对不同地段分别在堤肩、防洪工程中坡、堤脚平台采集土壤样品进行了盐分的测定分析，结果表明，土壤盐分随堤坡位置的变化十分明显，无论是0～20 cm土层还是20～40 cm土层，土壤盐分含量均以防洪工程中上部最高，而且明显高于堤肩和后戗（堤下平台）。土壤pH随堤坡位置的变化也有一定的规律，但和盐分的变化规律相反，0～20 cm土层和20～40 cm土层土壤pH均以堤坡中上部为最低，而堤肩和堤脚平台（后戗）较高。pH的这一变化规律可能与土壤脱盐碱化有关。

1.3 堤肩南北不同位置树木生长状况的影响

为比较堤肩南、北树木生长的差异，分析环境因素随防洪工程位置的变化规律，在防洪工程的不同地段随机设点调查了堤肩南、北树木生长的高度、粗度和冠幅，样地长度变化于200～600 m，发现造林树种在堤肩北的造林保存率明显高于堤肩南，生长明显好于堤肩南。堤肩南北树木生长的这种明显差异源于环境条件随堤肩南北的差异性分布，从土壤盐分的测定分析看，堤肩南、北0～20 cm土层土壤盐分含量分别为0.043 2%和0.040 4%，20～40 cm土层土壤盐分含量分别为0.069 2%和0.124 4%，两地没有显著差异，而且盐分含量均不高，不可能是导致树木生长差异的因素。堤肩南的光照条件要好于堤肩北，由于堤肩南部光照充足，导致土壤失水较多，土壤干旱，相反堤肩北由于光照强度低，结果土壤失水少，土壤湿润。因此，土壤含水量的高低才是导致堤肩南、北树木生长差异的主要原因，这说明在黄河防洪工程造林除了土壤盐分外，土壤水分是制约造林成活和树木生长的主要因素，是必须优先考虑和解决的。

2 防洪工程生物防护的构建原则

1）目的性原则。这是模式构建中坚持的首要原则，即树种选择、生物防护模式构建等所有技术的应用都必须满足目的性原则。防洪工程断面的不同部位生物防护的重点不同，因此，模式的构建必须能够充分体现各断面部位的防护功能，满足造林目的。

2）适宜性原则。包括两部分内容，一是在植物材料的选择上要坚持适地适树原则，这是造林成功的关键；二是在植物材料的搭配组合上要体现植物种之间、植物与环境之间的和谐。

3）生态效益、社会效益和经济效益兼顾的原则。保护防洪工程，固堤防洪，延长工程设施寿命是防洪工程生物防护的主要目的，因此防洪工程生物防护模式的构建必须把护堤护坡、保持水土，延长工程寿命作为宗旨，而提高经济效益，增加职工收入，带动周边农民致富则是促进绿化进程，保障防洪工程生物防护效果的重要因素。因此，在不影响生物防护功能的前提下，尽量选择生态经济型树种，在不影响工程质量和寿命的特殊地段，突出选择经济效益高的造林绿化模式，实现三大效益的结合。

4）生物多样性原则。实现生物多样性是有效防治林木病虫害，提高绿化、美化效果，增强生态功能的重要因素。因此防洪工程生物防护模式的构建必须坚持乔、灌、藤、草结合，体现多树种、多林种、多层次、多功能、高效益的规划宗旨。

5）结构稳定性原则。结构决定功能，稳定的结构是保障功能充分发挥的前提，因此，模式的构建要注意结构的复杂性和稳定性，既要注重近期模式结构的多元化和多层次，又要充分考虑群落长期演替后的效果。

6）功能协调性原则。生物防护的功能是多元化的，如防止水土流失、促进土壤脱盐、改良土壤、提升环境美化效果、增加经济收益等。因此，模式的构建不仅要突出其主要的功能，还要保证各种次要功能的充分发挥，使其整体功能最大。

3 防洪工程生物防护模式的设计

1）路肩及以下2 m土壤含盐量很低，干旱缺水和人畜干扰是制约植物材料选择和造林成活的关键，绿化功能主要是遮荫、防风，增强环境绿化和美化的效果。所以，造林树种以耐干旱的观赏乔木为主，适当引进具有一定观赏价值的灌木树种。配置方式：双行栽植，乔木树种株距2～3 m，品字型排列。为增强景观效果，行间或株间混交灌木或种植草坪，灌木选择柽柳，株距1 m。

2）路肩以下2 m水土流失严重，土壤含盐量高是主要问题，造林绿化的主要目的是要迅速提高植被覆盖，增强生物护坡固土，防止水土流失。造林树种原则上以水土保持效果好、繁殖快的灌木为主，配以匍匐型藤本和草本植物，适当引进繁殖迅速、水土保持效果好的乔木。乔木选择的是红花槐、臭椿、沙枣、侧柏等，但只在局部区段应用；灌藤植物选择的是白刺、枸杞、滨藜、柠条、沙柳、扶芳藤等；草本选择的是结缕草、狗牙根、獐毛、酸模、地锦、碱蓬等。

灌藤植物株行距1 m×1 m，草本植物密植。等高线品字型配置。此外，利用草本植物天然下种的特点，采取科学的土壤整地措施，创建适宜植物种子停留、萌发的小环境，促进一年生草本植物的繁殖，迅速提高植被覆盖率。

3）堤基平地（后戗）宽约6 m，土壤比较深厚，地势平坦，土壤水分条件较好，盐分含量较低。造林绿化的主要功能是保持水土，绿化和美化环境，增强观赏价值。设计乔、灌、藤、草混交，乔木选择的是绒毛白蜡、红花槐和国槐；灌木选择的是柽柳，草本选择结缕草、獐毛、碱蓬等。乔木株行距2 m×3 m，灌木株行距2 m×1 m，草本密植。

4）堤基平地外侧有季节性积水，土壤含盐量高，地下水位浅，可种植1～2行耐盐灌木，形成绿篱，起到固堤、保持水土的作用。灌木选择柽柳，株距1 m，目前该部位的绿化主要是依靠自然力的作用，促进植被的天然更新。

黄河防洪工程生物防护模式设计，将加固山东黄河防洪工程，减少水土流失，改善沿黄生态环境，增加黄河防洪工程综合社会公共效益。

（责任编辑 张玉燕）

TV87

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1009-6159（2016）-12-0003-02

2016-06-22

孙朝新（1972—），男，工程师