松子坑水库适生植物配置探析

冯 匡，吴丰鹏

(深圳市东江水源工程管理处，广东 深圳 518000）

深圳地处南亚热带向北热带过渡地带，原生植被类型为热带季雨林和季风常绿阔叶林，种类多样且富有热带性。由于气候原因，深圳高温天气持续较长，且通常伴随激增的降雨量，多年平均降雨量1 900～2 000mm，年最大降雨量2 634.1 mm，日最大降雨量达300mm 以上，但年际降雨极不均衡，属于我国七大严重缺水城市之一。全市共有12 宗中型水库、65 宗小（一）型水库，划定省级水源保护区31 个（总面积594.75 km2），占全市土地面积的30%，作为城市生活、工业用水的基础支撑意义重大[1]。水库是一种水陆复合生态系统，主要由水体、水生生物、库岸消涨带、库区植被、相关建筑物五部分构成，具有明显的调节小气候功能，主要表现在降温、增湿、增大风速三方面，并具有明显的净化空气细菌的功能[2]。另外，该水库属于人工湖泊，库水位的消涨、周边生态环境的变化很大程度上受人为活动的影响。因此，对水库进行合理分区，统筹适生植物，兼顾库区景观与水源保护生态效益十分必要[3]。

1 研究区自然概况

1.1 水库水源概况

松子坑水库位于深圳市坪山、龙岗区交界处的龙田街道，是东江水源工程干线的一座中型调蓄水库，保持国家Ⅱ类水以上状态并常年作为饮用水源地。水库库容0.4157 亿m3，主要功能为供水、防洪，正常蓄水位66m、死水位50m（水库水源概况见表1）。水库经惠州境内东江取水，由獭湖泵站抽水供给各大水厂。水位变化主要取决于调度计划，11～12 月水位变化较小，介于58～61m ；5～10 月受汛期降雨及水资源调度影响水位变化较大，东江水源工程10 月起停水检修，水库前期蓄水后期供水，水位有一个先上升后下降的变化，水库全年无明显汛期与枯水期[4]。水库近3 年汛期与非汛期水位对比情况见图1。

表1 松子坑水库水源概况

1.2 气象水文概况

1.2.1 气象

松子坑水库属亚热带季风区，夏季长、气候温和、日照时间长、湿度高，同时台风频繁、雨量丰沛、产流量和蒸发量大。流域内多年平均气温22.4°C，实测极端最高、最低气温分别为38.7°C、0.2°C。多年日平均气温高于30°C 的有123 天，多出现在7～8 月；最低气温多出现在1～2 月。降雨量年际变化较大，最大年降雨量是最小年降雨量的2.5 倍；雨量年内分配极不均匀，夏秋多、冬春少，其中4～9 月降水量占全年的85%。前汛期多受印度洋孟加拉湾低槽活跃东扩和太平洋副热带高压西伸北抬影响，西南季风带来的充沛水汽与南北冷空气遭遇形成冷锋，常呈现暴雨和大暴雨；后汛期暴雨主要受热带环流系统台风等影响，台风水汽充沛加之强烈的辐合系统，激升运动形成大暴雨，如与冷空气西风带系统结合则产生更强降水。流域内多年平均相对湿度79%，多年平均气压1 010.8mbar。

图1 松子坑水库近3 年汛期与非汛期水位对比

1.2.2 水文

松子坑水库横跨龙岗、坪山、坪地、坑梓四镇，为深圳东部供水水源与网络干线工程的调蓄水库，无河流流入，集雨面积4.96km2。

1.3 地形地貌

松子坑水库地貌类型为丘陵山地，库区一级水源保护区范围内北侧为求水岭丘陵，高程70～140m; 南侧山体高程50～100m; 西侧为马屎坜丘陵，高程78～150m; 东侧为石桥坜水库，紧临居民区，高程40～95m。

1.4 土壤植被

研究区土壤主要为赤红壤，为深圳地带性土壤，具有明显的淀积层。土壤呈酸性反应，水浸 pH 多在 5.0～5.5，剖面层次分异明显。土壤多为粘土，自然植被下表土层结构多为屑粒状和碎块状，总孔隙量较大，微团聚性和渗透性较好，有利于调节土壤水气矛盾。

水库内植被类型主要由常绿阔叶人工林、灌丛、季风常绿阔叶次生林、经济林组成。经调查水库主要优势树种有：马占相思、双荚槐、南洋楹、木荷、柠檬桉、红锥、山杜英、麻楝、阴香、山乌桕、凤凰木、银合欢、鹅掌柴、芒果、黄槿、榕树、桉树、潺槁树、黧蒴、五节芒、星宿菜。

2 研究区土地利用现状

根据松子坑水库一级水源保护区范围内高清遥感影像（精度0.25m），结合地形图进行勾绘，再利用无人机航拍进行现场核查[5]后确定了研究区土地利用现状（见表2）。

表2 松子坑水库土地利用现状

3 研究区水土流失现状

基于《深圳市饮用水源水库水源涵养林现状及其效益调查评估》，并结合《土壤侵蚀分级分类标准》（SL190-2007）、《南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术标》（SL657-2014）及现场情况，确定了水库流域内不同土地利用类型平均土壤侵蚀模数（见表3）。

根据表3 数据，计算得出水库实施范围内年侵蚀总量为424.14t，平均土壤侵蚀模数为335.64 t/（km2·a）。其中，相思林产生的年土壤侵蚀量（177.34t）最大，占年总土壤侵蚀量的41.81% ；其次是裸露地（174.18t），占年总量的41.07%。研究区水土流失现状见表4。

表3 松子坑水库范围内不同土地利用类型 平均土壤侵蚀模数

表4 松子坑水库实施范围内水土流失现状

表5 松子坑水库水源保护林分区情况

4 水源保护林建设现状

4.1 水源保护林分区情况

松子坑水库水源保护林于2014 年9 月竣工，总治理面积169.7hm2。共分十个治理区：人工相思林改造区、水土保持幼林综合改造区、稀疏灌丛补植区、果木林退耕还林区、火烧迹地生态重建区、消涨带植被建设区、库岸缓冲植被恢复带、人工桉树林改造区、滑坡修复区、露岩陡坡整治区。这些治理区分三期实施：第一期是2009 年10 月～ 2010 年9 月；第二期是2010 年10 月～ 2011 年9 月；第三期是2011 年10 月～ 2012 年9 月。治理区分区情况见表5。

4.2 各类型区造林情况

4.2.1 人工相思林改造区

该区建设共计投影面积61.52hm2，坡面面积73.19hm2，实施区地形坡度介于13～39°，海拔高度介于55～110m。其中第一期实施占比5.19%，第二期11.71%，第三期83.10%。该区现状植被类型主要为马占相思林，设计类型为渐伐低效林分造林，乔灌木间种株行距为2m×2m。树种配置：以乔木为主，灌木搭配为辅。乔木选择：木荷、枫香、复羽叶栾树、红荷木、红椎、红花荷、山杜英；灌木选择：豺皮樟、双荚槐、桃金娘、野牡丹、映山红。

4.2.2 水土保持幼林综合改造区

该区建设共计投影面积44.42hm2，坡面面积51.27hm2，实施区地形坡度介于22～42°，海拔高度介于55～75m。其中第一期实施占比98.83%，第三期1.17%。该区现状植被类型主要为台湾、大叶及马占相思林，设计类型为补植乔灌造林，乔灌木间种株行距为1.5m×2m。树种配置：乔灌混交。乔木选择：木荷、尖叶杜英、桃花心木、复羽叶栾树；灌木选择：豺皮樟、假鹰爪、余甘子、双荚槐、桃金娘。

4.2.3 稀疏灌丛补植区

该区建设共计投影面积13.12hm2，坡面面积13.87hm2，实施区地形坡度介于10～25°，海拔高度介于52～95 m。其中第一期实施占比7.28%，第二期63.88%，第三期28.84%。该区现状植被类型主要为台湾、大叶及马占相思林和蕨类、茅草等，设计类型为补植乔木造林，乔灌木间种株行距为2 m×2.5 m。树种配置：补植乔木造林。乔木选择：复羽叶栾树、尖叶杜英、南洋楹、宫粉紫荆。

4.2.4 果木林退耕还林区

该区建设共计投影面积8.63hm2，坡面面积10.05hm2，实施区地形坡度介于30～33°，海拔高度介于80～105m，全部在第三期实施。该区现状植被类型主要为荔枝、芒果，设计类型为补植林木造林，乔木株行距为4m×5m，灌木品字形种植，株行距为2m×2.5m。

4.2.5 火烧迹地生态重建区

该区建设共计投影面积2.29hm2，坡面面积3.18hm2，实施区地形坡度为44°，海拔高度90m，全部在第二期实施。该区现状植被类型主要为相思林、茅草，设计类型为补植乔灌造林，乔灌木品字形间种，株行距为2m×2.5m。树种配置：补植乔灌造林。乔木选择：木荷、枫香、复羽叶栾树、格木、稠木、红荷木；灌木选择：豺皮樟、假鹰爪、双荚槐、桃金娘、余甘子。

4.2.6 消涨带植被建设区

该区建设共计投影面积14.18hm2，坡面面积16.73hm2，实施区地形坡度介于22～40°，海拔高度介于59～60m。其中，第一期实施占比29.17%，第二期70.83%。该区现状植被类型主要为茅草，设计类型为补植林草造林，乔木株行距为2.5m×3 m，草本株行距为0.4m×0.4m。

4.2.7 库岸缓冲植被恢复带

该区建设共计投影面积22.32hm2，坡面面积25.13hm2，实施区地形坡度介于22～40°，海拔高度介于62～65m。其中第一期实施占比28.05%，第二期71.95%。该区现状植被类型主要为茅草，设计类型为补植林草造林，乔木种株行距为2.5m×3 m，灌木间株行距为0.4m×0.4m。树种配置：乔灌草混交。乔木选择：水翁、水蒲桃、黄槿、白千层；灌木选择：桃金娘、野牡丹、杜鹃；草本选择：葛藤、爬山虎、旱伞草、花叶芦竹、千屈菜铺地黍。

4.2.8 人工桉树林改造区

该区建设共计投影面积3.05hm2，坡面面积3.52 hm2，实施区地形坡度介于22～32°，海拔高度介于55～80m。其中，第二期实施占比77.56%，第三期22.44%。该区现状植被类型主要为桉树林，设计类型为渐伐不良林分造林，乔灌木间种，株行距为2m×2m。树种配置：乔灌草混交。乔木选择：木荷、枫香、复羽叶栾树、格木、稠木、红荷木；灌木选择：豺皮樟、假鹰爪、余甘子、双荚槐、桃金娘。

4.2.9 滑坡修复区

该区建设共计投影面积0.1hm2，坡面面积0.12 hm2，实施区地形坡度介于30～38°，海拔高度介于 2～4m，全部在第一期实施。该区现状为裸露地，设计类型为填土、喷草。加植乔灌木，恢复边坡植被，靠近环库路边的滑坡区，修复水泥灰砂砖挡墙。乔灌木采用品字形间种，株行距为1.5m×1.5m。树种配置：乔灌木混交。乔木选择：格木、红荷木、樟树；灌木选择：桃金娘、勒杜鹃、金合欢。

4.2.10 露岩陡坡整治区

该区建设共计投影面积0.07hm2、坡面面积0.09hm2，均在第一期实施。该区现状为露岩陡坡，设计类型为修建植生槽。种植乔灌木和藤本，乔灌木间种株行距为2m×2m，藤本株行距为0.3 m×0.3m。树种配置：以乔灌草混交。乔木选择：木荷、樟树；灌木选择：桃金娘；草本选择：葛藤、爬山虎。

5 研究区水土保持现状

5.1 土壤条件

水库土壤为砂性，存在“老头树”现象，保水保肥力及景观效果较差。同时水库扩容工程坝体施工造成环库路面以下、水面线以上部分地表裸露。

5.2 植被类型

水库实施范围内普遍种植相思、桉树等纯林，纯林由于群落结构简单、生物多样性低导致稳定性差。大叶相思林生长周期较短、抗逆性差，不利于群落顺向演替，且林下缺少灌木或草本植物，导致土壤表面裸露；桉树生长较快但寿命短，且属耗水耗肥型树种，不利于水库水源涵养。

5.3 消涨带现状

为保证水库消涨带植被恢复与重建的可持续性，提高水源保护林经营管理水平，郭立鹏等[6]于2009～2012 年在水库开展了为期3 年的水库消涨带重建植被生长制约因素研究，主要关注筛选的适生植物后期生长状况及水库消涨带植被恢复重建后期维护过程中植物生长的主要制约因子。研究发现：白千层受各因子影响较小，其存活率及生长状况较好，适合在消涨带种植；落羽杉受水位变化、立地条件影响较大，适合在消涨带下部种植；黄槿、水翁、水榕存活率受肥力影响最大，在消涨带种植时需加强水肥管理。

6 研究结论

针对松子坑水库范围内的土地利用类型及存在问题，根据水库特点进行分区，按照退化林地、月亮湖、裸露边坡、景观提升生态修复区四个分区进行综合治理。

6.1 退化林地生态修复区

该区主要修复对象为相思和桉树纯林，目标是将水源涵养能力差的退化林地修复为水源涵养能力高的林地。

6.1.1 植物选择原则

（1）坚持造林立地条件与植物生物学和生态学特性一致；（2）遵循“因地制宜、适地适树”生态原则，以地带性植物品种为主，首选优良的乡土树种，形成南亚热带特色植物景观；（3）以水源保护生态功能作为树种选择的主要原则，兼顾观叶、观花、观果效果；（4）选择稳定性好、抗病虫害能力强、耐旱环保的树种，同时具备树体高大、冠幅大、根量多、根域广、耗水低等特点。

6.1.2 植物配置

（1）相思树纯林改造。相思树主要为马占和大叶相思，为豆科植物，能改善土壤。但它们属于速生树种，寿命短、易退化。改造设计见表6。

表6 相思树纯林改造区设计

（2）桉树纯林改造。桉树不仅生长迅速、周期短、抗逆性差，不利于顺向演替，而且耗水耗肥，对土壤改良作用差，影响林下植被生长，因此需对其进行改造。改造设计见表7。

表7 桉树纯林改造区设计

（3）草地改造。该区杂草丛生，部分裸露地表易引起水土流失。因此该区改造主要选用常绿乔灌木，小范围种植开花植物，营造特色森林景观。改造设计见表8。

表8 草地改造区设计

6.2 月亮湖生态修复区

月亮湖在浅水带种植水生植物，形成水生过滤系统，对上游水进行过滤、分解、沉淀、净化。在植物选择上，可考虑水生乔木落羽杉、水翁、水蒲桃等。改造设计见表9。

表9 月亮湖改造区设计

6.3 裸露边坡生态修复区

该区主要修复对象为水库流域内裸露边坡、裸露地表及库岸缓冲区。

（1）裸露边坡修复区。该区方案设计如下：①坡度缓于1:1.5 的边坡采用种草（类芦草）护坡，种植（直接播种法）后1～2 年内应进行必要的封禁和抚育措施；②坡度陡于1:1.5且缓于1:1 的边坡，采用不挂网喷混植生护坡，草种选用类芦；③坡度陡于1:1 且缓于1:0.5 的边坡，采用挂网喷混植生护坡，草种选用类芦。（2）库岸缓冲区。该区水源保护林营造主要考虑耐水湿植物，主要树种可选择水翁、水蒲桃、红千层、落羽杉等。林下扦插铺地黍可防止水土流失。目的树种和其他树种混交比例为 5:2:2:1，同时应注重原有植被及造林后封育保护，具体配置模式见表10。

表10 库岸缓冲改造区设计

6.4 景观提升生态修复区

6.4.1 植物选择原则

（1）生态保护优先原则；（2）整体考虑、合理布局原则；（3）多样性原则；（4）适地适树原则；（5）分步实施、循序渐进原则；（6）种管并重、不断调节种间关系原则。

6.4.2 主体理念

在与惠州交界处塑造一座迎宾水库。植物采用粉色系树种，重点采用以下植物品种营造景观：粉花紫荆、贝克决明、红花槐。

6.4.3 植物配置

（1）草地景观提升区。该区主要为大叶油草。因松子坑主要为砂石土且地势较高、植被生长不良、景观效果较差，宜选择耐瘠薄、抗性强树种并辅以其他豆科开花植物，既可改良土壤，又能藉其营造特色景观水源保护林。推荐树种见表11。

表11 草地景观提升区设计

（2）环库路景观提升区。环库路两侧用地是指水库流域范围内现有环库道路两侧用地。该区地势无明显起伏，土壤多为砂石土，较多地表裸露或植物长势不良。要遵循乔灌草结合绿化原则，营造凌空风景线。推荐树种见表12。

表12 环库路景观提升区设计

（3）景观隔离带。水库主坝下存在界限不清、视觉效果差等问题，故拟在水库管理沿线布设一条以桃花心木为主的隔离带，以达到明确水库范围、增加景观效应的目的。推荐树种见表13。

表13 景观隔离带设计

7 结语

本研究根据松子坑水库土地利用及水源保护林建设现状，将水库分成退化林地、月亮湖、裸露边坡、景观提升生态修复区四区进行适生植物探讨。因水库建设年代久远，水土保持资料缺失，植物生长现状与历史情况对比不足，建议从以下方面加强后续研究：

（1）细化松子坑水库分区，具体化水库消涨带适生植物研究。消涨带范围植物生长情况直接影响近库岸水域水质，在库水位波动条件下与水库蓝藻情况呈相关性。（2）具体化数据指标。为体现植物生长优劣情况，建议以可量化指标进行评估，如乔木胸径和冠幅、草皮覆盖面积等。（3）持续化库区生态研究。具体数据指标的采集要依托持续化的生态研究，建议将库区适生植物研究与生态治理、水质监测、蓝藻监控等统筹研究，为创建生态型水库提供理论依据。