河岸植物缓冲带在林业中的作用

【摘要】：河岸植被缓冲带位于陆地生态系统和河流生态系统交界的区域，是一个动态变化系统，具有一定特殊的空间结构，并且发挥着重要的生态服务功能。本文深入分析和研究了河岸植被缓冲带的内容、结构特征，以及河岸植被缓冲带所起到的生态作用。通过上述内容的研究，为科学合理的设置河岸植物缓冲带提供了重要的参考和依据。

【关键词】：缓冲带，结构特征，生态服务功能

进入20世纪以来，森林生态系统中的湿地、湖泊、河流的管理保护逐步进入到林业上的重要变革时期。以往不合理的森林经营设计和措施，给水生态系统的结构带来了严重的负面影响，并造成整个生态系统生产力的不断降低。随着流域生态学研究的快速发展，河岸带受到了广泛的关注，特别是关于河岸带的结构特点、功能作用，以及管理方法得到了长足的发展。而河岸带的一个重要因素河岸带植被，表现出其生态、美学、社会和经济效应。

1 河岸带与河岸植被缓冲带

近年来，我国人口快速增加，经济发展飞快，尤其是城市化的快速推进，伴随而来的也是林业的大量发展，这就导致了河岸植被带的严重破坏、生态系统内的生物多样性降低，以及水域中的富营养化加剧等诸多生态问题。因此，对河岸带与河岸植物缓冲带的了解具有重要的意义[1]。

河岸带通常是指位于水域和陆地交界部分的两边，且不存在河水影响的地区，在陆地生态系统与河流生态系统中，起到物质转化、能量传递，以及信息交换的作用，作为生态系统的过渡区域，发挥显著的边缘效应和特有的生态变化。

河岸植被缓冲带作为河流生态系统中的重要因素，指位于河岸周边往岸坡上爬的乔木与其他地表植被构成的缓冲地区，发挥的功能为阻止坡地地表发生的径流、排污废水、地下部分的径流、深层地下水流产生的大量养分、有机质、杀虫剂等污染物流到河流中。同时还具有调节洪水、净化河流的水域质量、调控该地区的局部小气候、稳定物质循环、增加生物多样性等生态服务作用。

2河岸植被缓冲带的结构特征

河岸带区域在生态系统中，是水域生态系统和陆地生态系统的交界部分，且是一个动态变化系统，具有一定特殊的空间结构，发挥生态服务功能。河岸植被带结构特征的辨别与归类，是研究整个河岸生态系统服务功能的基本依据。河岸植被带通常存在的空间结构特征是四维的，一是纵向空间，即从上游到下游的镶嵌性；二是横向空间，即从河床到泛滥平原的过渡性；三是垂直空间，即从河川径流到地下水的分层性；四是时间分布的动态变化等边缘特点，形成了显著的边缘效应。河岸植被缓冲带的主体是指岸边带的植被种类，即乔木、灌木、草地，主体的配置主要关注植被类型空间层次上的组合特征，同时考虑植物带的宽度和所在区域的坡度、坡向、破位等地形特征，以及其他外界干扰情况[2]。

河岸带生态系统除了边缘效应外，还具有尺度效应。河岸带结构特征尺度水平的差异，会导致生态服务功能的差异。研究发现，随着河岸宽度的不断增大，河岸带的生态服务功能也随之增强，特别是生物多样性的稳定、洪水调节、控制地区小气候，以及对非点源氮磷污染物的阻断转化发挥重要的功效。

3河岸植被缓冲带的作用

3.1 缓冲作用

河岸植被缓冲带的宽度大小决定其发挥的缓冲作用。主要是植被缓冲带具有过滤、渗透、吸收、沉淀的作用，利用化学、生物，以及机械的方法，大量减少地表和地下水中存在的沉淀物，氮、磷等元素含量降低，真菌和杀虫剂含量降低。

由乔木和草本植物组成的缓冲带能够更为有效地减少沉淀物的吸附。颗粒较小的沉淀物通过渗透作用过滤，而颗粒较大的沉淀物最初存在于缓冲带，拦截了3到10m。河岸缓冲带主要利用其自身的吸附、渗透、过滤，以及林下微生物的降解，从而使得来源于林业生产经营中的化学物质总含量减少。有研究表明，植被缓冲带内的地表径流越均匀的分布，其渗透的作用越明显，化学物质的吸附率越高。缓冲带对氮循环的影响，主要通过植物本身的吸收利用和林内土壤中的微生物发挥的反硝化作用。国外研究发现，建立森林缓冲带后，氮的浓度显著地降低了90%。此外，植物缓冲带也可以减少沉淀中的磷含量，通常来看，随着河岸植被缓冲带的增大，磷的吸收量显著增加[3]。

3.2 稳固河岸作用

河岸植物缓冲带内的根系能够深入到河岸区域的内部，起到较强的抵抗侵蚀的能力。然而，如果河岸的位置比较高的时候，根系难以延伸到河堤的堤角处，就会导致河岸的稳定性下降。洪水侵蚀与水位间断性短期变动时，此时草本植物的作用就发挥出来，具有防洪和防侵蚀的功能，但一旦水位长期较高时，则需要提供更为妥善的方法防止侵蚀。

相比与未采用植物缓冲带的河岸，存在你植物缓冲带的河岸能够引导地下水逐渐缓慢的进入河流内，从而保证河流的流量趋于稳定。植物缓冲带能够利用其自身功能，不断地吸收地表径流，进而减缓径流流速，最终降低水流对河岸和河床冲刷的影响。

3.3非点源氮素污染防治方面的作用

河岸植被缓冲带利用植被区域的功能，增强对地表径流中氮素的渗入和沉淀能力，缓冲带中的植物还可以吸收部分氮素，微生物作为土壤中主要力量，通过反硝化作用到达将氮素截留转化的作用。非点源氮素污染治理的关键机理就是加强植物吸收与微生物的反硝化作用。河岸植被缓冲带对非点源氮素污染的作用受许多因素的影响，包括河岸带内水文变化过程、污染物含量与形态、季节变化、所建立的植被缓冲带中植被群落的结构、河岸植被缓冲带的坡度与宽度等多种银子。

河岸植被缓冲带内植被类型在氮素拦截与转化过程中发挥着极为重要的作用。木本植物相对根系较为发达，这在防护河岸土壤侵蚀方面具有较强的优势；草本植物能够增大土壤表面的粗糙性，从而增大了对地表径流的深入和沉淀，这就为拦截氮素提供了重要的支持。

区域的气候变化与当地的环境条件严重影响着林内的反硝化作用，从而制约着河岸植被缓冲带对氮素的阻碍功能。反硝化作用的条件为反硝化细菌存在于无氧环境，且有机碳含量较高的环境条件中。在此条件中，微生物可以发挥作用，还原亚硝酸盐，并释放大量的氮气或一氧化二氮，这一过程在河岸非点源氮素污染治理的关键机制。

影响河岸植被缓冲带净化作用的因素较多。通过对七个主要的欧洲国家河岸植被缓冲带的研究发现，区域气候之间存在的差异与季节的变化对植被缓冲带的氮素移除影响较小，气候条件的差异对河岸植被缓冲带硝酸盐的分解没有影响，而与硝酸盐的增加量与水分梯度变化有重要的关系。因为研究区域的环境变化与河岸植被缓冲带的物质循环过程较为复杂，并且存在着较大的差异，因此，需要考虑不同条件下，影响河岸植被缓冲带转化非点源氮素污染的主要影响因素，并结合不同研究地区的差异性条件，来为河岸植被缓冲带对转化非点源氮素污染提供重要的参考依据。

3.4调节区域小气候作用

当夏天来临之际，河岸植被缓冲带可以做为河流的庇荫处，在较小的流域，仅仅只有1%—3%的太阳光照射到河水的表面，从而有效地降低了河水的温度。相关研究表明，若河岸植被带被移除后，河水的温度增加最少6℃，最多9℃。然而，在冬季，植被缓冲带能够吸收大量的来自反向的辐射，进而增加了河水的温度。此外，植被缓冲带还能够降低小区域的河水蒸发量和空气对流。由此得出，河岸植被缓冲带能够产生较为温和的微气候区域。

3.5提供养分和能量作用

河岸植被缓冲带平均每年都会往河水内流入许多枯枝落叶、掉落果实，以及溶解分解之后的养分等有机物，而这些流入的物质是河水中菌类的重要食物来源和能量源头。

一旦水流通过停留在河水中的较大残留木的时候，因为发生了相互碰撞的作用，从而产生了较多的溶解氧于河水中。同时，较大的残留木还可以起到拦截水流里的大量破碎叶片与其他方式产生的有机物，让它们变成动物食物的重要来源。随着时间的不断推移，河水中较大残留木发生破碎和腐烂，最终被微生物分解，逐渐地往河水中释放较小的有机物和不同的养分，从而为河流生态系统提供重要的物质和能量资源。

3.6提高生物多样性作用

河岸植被缓冲带通常是一个特定的空间，诸多动植物都将此做为自身的栖息之地。到目前为止，研究中所发现的大量节肢动物和无节肢动物都归于河岸物种。大量研究发现，河岸植物缓冲带的动植物种类与数量，相比与其他生态系统，都有显著地提高。在欧洲的英格兰，河岸植被缓冲带内的爬行动物和两栖动物远超过了2000多种。而在美国的俄勒冈州，与丘陵地区相比，小动物更倾向于河岸区生存。此外，河岸植被缓冲带也是鸟类栖息的重要场所[4]。

【参考文献】：

[1]郭二辉， 孙然好， 陈利顶. 河岸植被缓冲带主要生态服务功能研究的现状与展望[J].生态学杂志，2011，30：1830-1837.

[2]张水龙， 庄季屏. 农业非点源污染研究现状与发展趋势[J]. 生态学杂志，1998，17： 51-55.

[3]夏继红， 林俊强， 姚莉等.河岸带的边缘结构特征与边缘效应[J].河海大学学报（ 自然科学版） ， 2010，38 ：215-219.

[4]邓红兵， 王青春， 王庆礼.河岸植被缓冲带与河岸带管理[J]. 应用生态学报， 2001，12：951-954.

作者简介：姓名：韦兆祖性别：男民族：壮出生年月：1984.9

籍贯：柳州市柳江县学历：本科职称：助理工程师研究方向：林业生态