辽宁省的生态河道植被配置技术探析
2021-01-06李中标
李中标
(北票市防汛抗旱指挥部办公室,辽宁 朝阳 122100)
近年来,在河道治理和城市环境保护中生态建设所发挥的积极作用逐渐引起人们的高度重视,对于河岸带绿化、河道生态建设等生态型护岸及植物技术措施的应用日趋广泛。然而,由于相关理论还不够成熟,河岸带植物配置经常出现不适用的情况,对充分发挥其生态功能产生显著的影响。目前,辽宁省已进入发展“生态水利”、“民生水利”的新时期,但仍缺乏系统全面的植物配置技术分析,河道生态建设还处于初始阶段[1]。因此,通过对河道植物资源的调查,研究植物配置技术、模式以及完善相关理论,并凸显可持续发展理念在新一轮河流治理中的重要地位,这是非常必要和迫切的。
1 技术路线
辽宁省河道植被配置技术研究应以摸清河流植被情况为出发点,以实现水生态系统健康及良性循环为木啊比偶提出植被配置核心技术,以“师法自然”为理念形成植物配置生态评价的框架体系,主要技术路线为:
1)调查研究适生植物资源。结合实际分布情况,将辽宁省河道划分为沿海区、山丘区、平原区三大类;按照不同的组成,河道组成结构又包括河床、边滩、河岸、桥头等,各区域调查对象的选择应为典型样地。
2)植被健康评估技术研究。植物种类的选择与河道植被健康状况密切相关,不同植物种类通常具有明显的差异。将植物生物生态学特性与河道主导功能相结合,研究确定适宜于辽宁省不同河道坡位、河段、功能、类型的植物种类。
3)植物群落配置模式研究。对不同生态建设要求、功能、立地条件的河道类型,研究确定适宜的生态河道植物配置模式及方法;研究不同植物之间的竞争性、适应性和密度,以近自然布置原则确定适宜的栽种方式。
4)植物构建技术研究。根据不同的水域、缓冲带、岸坡等区域,研究管理养护、苗木种植、水质净化、生境营造、岸坡整修加固和底质污染修复技术等。
5)植物配置效果评价研究。全面考虑群落自稳定度、健康度、群落效益、结构及组成等因素,建立系统完善的植物配置效果评价体系,定量评价河道群落状况。
2 研究内容
2.1 适生植物资源调查
从生态学的角度系统开展辽宁省河道植被研究,而河流健康评估要有长系列的植被生态监测资料。目前,辽宁省河流水质、水土保持、水文等监测体系较为完善,现有还不够完善的是植被生物监测网络和系统。河道适生植物资源调查包括地表凋落物种现存量、生物量、土壤种子库、生产力、植被多样性与群落机构等。此外,还要对河流基底、水质、形态等生态环境调查[2]。最后,通过描述生态生物学特性,提出河道植被的分类方法和保护、利用河道植被资源的对策及思路。
2.2 植被健康评估技术
一般地,水文条件、栖息地质量、水质状况等因素均可对河流生态造成一定的影响。要全面考虑各地区、各流域自然状况的差异性开展河道植被健康评估,结合实际调查的河岸带植被分布、配置类型等数据,对每一条河流植被因地制宜的制定适宜的健康评估标准。以生态学理论为基础建立多层次、多因素的河岸带植物配置评价体系,通过评估河道植被健康真正的掌握河流系统的演进趋势,并合理的设计流域生态修复规划。同时,要利用长期的、完整的植被监测系统评估河流的生态状况及其对人类社会的服务功能,在合理开发与河流生态系统保护之间达到一种稳定平衡。
2.3 植物群落配置模式分析
河道中的植被具有风力传递、负重、顶拱、土体支撑、蒸腾、湿度调节、降雨截留、土壤增渗、土层固结、延滞径流等功能,通过以上作用实现河道生态功能修复、生物多样性增加和岸坡稳定保护[3]。考虑植被调查结果分析河道植物配置模式,明确在何种程度上以某种方式,对现状河道功能的发挥所造成的影响,在此基础上分析存在的问题。
辽宁省河道植物配置研究要科学利用景观学、植物学、生态学原理,充分体现本地特色,贯彻可持续发展理论以及人与自然和谐的规划理念[4-5]。针对近30a辽河三角洲地区的植被变化特征有学者应用3S技术开展了深入研究,并将沿海类型区植被划分为三大类:以白茅、稗、芦苇和以柽柳、以碱蓬为优势种的群落,研究表明主导植被分布的关键因子是土壤盐分;对于辽东湿地群的平原类型区植被有学者开展了研究,结果表明蔗草、茭白、莒蒲、芦苇等人工湿地植物适于北方生长,并且具有良好的净化效果;针对大凌河流域的两岸消落带植被有学者开展研究,结果显示沿湿度梯度方向分布是山丘类型区植物群落的典型特征,例如茅草群落等1年生草本植物群落自低到高依次分布。
2.4 植物构建技术研究
1)岸坡植被配置技术。以城市河道为例,有学者提出立体绿化生态护坡的概念、水生群落、陆生群落配置模式和参考植物种类,最大程度的结合了工程技术与生态技术[6]。此外,要充分考虑景观、种植、布置、种类选择及河段场所特性等因素,因地制宜的布置岸坡植被修复带。植被配置要合理利用当地的优势物种和乡土植物,以原有生态结构为基础合理选择生态效果好且自生长能力强的植被,最大限度的降低人为维护。
2)缓冲带植被构建技术。实践表明,河道缓冲带具有增加生物多样性、为水生态系统提供能量与养分、调节流域微气候、稳固河岸、缓冲功能等作用;其中,河道宽度、布局、结构、植被种类、位置等因素均可在一定程度上影响植被缓冲带设计。根据水保功能、系统稳定性和生产效益等合理设置缓冲带种植规模与结构,结合受纳水体整体要求、净污效果等合理设置宽度。植物配置要结合生物养护、生长、景观、环境等要求,考虑水文条件、气候环境、土壤类型和植物适应性因素,从人工种植与自然恢复两个角度开展。
3)群落多样性修复技术。以物理基底设计为原则合理规划景观结构、节律匹配、植物群落结构配置,以适宜的生态性植物种类实现净化目标。将少量漂浮植被、沉水与挺水植被相结合,合理利用生物和生境对策创建生态修复模式。现阶段,较为常用的技术有人工湿地系统、水生植物浮岛技术和沉水植物优势种定植技术等[7]。
4)水质净化技术。实现生态修复的重要条件是河道水质净化,在实施流域污染源控制对策和措施的情况下开展水质净化。应结合当地水文条件、气象和地理位置等,因地制宜的选择污染基底修复、前置库、旁路多级人工湿地、原位净化等水质净化技术。
5)河道景观技术。河道功能修复与强化的有效手段是建设河道景观,尽可能保留河道原有的自然景观,人造景观要符合自然、和谐的基本要求。乡村河道要尽可能的维持其自然景观,城市河段的河道景观要尽量保留天然的美学价值,将历史文化、城市定位融入到河道景观建设。
2.5 遥感监测与效果评价
为了提取植被因子的空间要素研究应用GPS、RS等先进技术,借助遥感数据反演技术、分析方法及GIS软件的空间分析功能,从遥感数据中反演出垂直PVI指数、差值DVI指数、归一化NDVI及RVI植被指数等各种重要参数[8]。通过估算植被生态参数定量的描述植被系统内发生的复杂变化过程,在此基础上揭示出植被的空间与时间变化规律,应用典型地区环境信息与资源系统预测河道生态环境改善程度。
植物配置效果评价覆盖范围广、牵涉因素多,应结合评价方法、治理目标和河道的实际特点等因素构建系统完善的评价体系,并利用合理的修正系数、指标权重和评价方法,综合评价河道植物群落配置的整体效果。
3 结 语
河道植被措施对生物多样性保护、水质净化、地下水源保护、防止土壤侵蚀等发挥着积极作用,并作为近自然治理措施越来越广泛的应用于河流治理领域。目前,辽宁省河道植被配置技术与模式还不完善,必须加快深入研究,结合不同的生境条件、地形地貌及气候环境优选出适宜的植被类型;同时,应进一步加大植被建设力度,为实现水生态系统良性循环和河道景观水清岸绿的再现奠定基础。