浙江千岛湖库区消落带景观生态修复

2021-09-15郑建南徐高福蒋健王欣李烨

中国城市林业 2021年4期

关键词：千岛湖

郑建南徐高福蒋健王欣李烨

收稿日期：2020-09-07

第一作者：鄭建南（1986- ），男，硕士，高级工程师、注册城乡规划师，研究方向为风景园林规划与设计。E-mail：

181146567@qq.com

通信作者：徐高福（1963- ），男，教授级高级工程师，研究方向为风景园林与森林经营研究。E-mail：caxajkfz@163.com

摘要：文章基于风景园林视角，通过现场调研、部门会谈、数据统计、野外观测，并结合相关研究文献，从千岛湖功能转换和水源保护需求出发，剖析千岛湖所面临的库区人地矛盾、农业面源污染、生态系统脆弱、水岸环境破坏等问题;从政策管理、生态恢复、景观提升3个层面探索消落带景观生态修复方法，助力淳安特别生态功能区建设，具体对策为：通过确权划界、退耕还湿等措施推动消落带景观生态修复;通过水位划分、植被筛选、技术辅助等经验推广生态修复;通过湖岸美化、绿植修复等方法美化滨水岸线。

关键词：消落带，景观生态修复，特别生态功能区，千岛湖

DOI： 10.12169/zgcsly.2020.09.07.0002

Landscape Ecological Restoration of Hydro-fluetuation Belt in Thousand-island

Lake Reservoir Area of Zhejiang Province

Zheng Jiannan1 Xu Gaofu2 Jiang Jian3 Wang Xin4 Li Ye4

（1.Design Institute of Landscape & Architecture ，China Academy of Art Co.，Ltd. ， Hangzhou 310012 China;

2.Xinanjiang Development Corporation， Chunan 311700， Zhejiang ，China;

3.School of Art， Guilin University of Technology， Guilin 541004， Guangxi，China;

4.School of Landscape Architecture， Zhejiang Agriculture and Forestry University， Hangzhou 310300， China）

Abstract：From the landscape architecture perspective， this paper analyzes the problems faced by Thousand-island Lake based on functional transformation and water protection demand in the Thousand-island Lake， including the human and land contradiction in the reservoir area， agricultural non-point source pollution， vulnerable ecological system and waterfront environmental damagethrough on-site investigation， meetings and interviews， data statistics and field observation for experiences summarization， in combination with the relevant literature. From the three levels of policy， forestry and landscape， the paper explores the landscape ecological restoration method of the hydro-fluetuation belt， in order to help the construction of special ecological function area in Chunan County. It is suggested that the measures such as tenure confirmation and delimitation and returning farmland to wetland should be adopted to promote the ecological restoration of the hydro-fluetuation belt， the experiences such as water level division， vegetation screening and technical assistance should be promoted for landscape ecological restoration and the methods such as shoreline beautification， vegetation restoration and waterfront utilization should be taken for riparian beautification.

Keywords： hydro-fluetuation belt， landscape ecological restoration， special ecological functional area， Thousand-island Lake

库区消落带是指因季节性水位涨落而使水库高低水位之间周期性出露的特殊区域[1]。保持库区消落带生态系统的平衡、健康和安全，对于提高消落带生物多样性、库岸水土防治与稳定、雨洪调蓄、截污过滤、水源涵养、环境美化等均有着重要意义和潜在价值。

千岛湖位于浙江省淳安县，是长三角地区最大的人工淡水湖和战略水源地，为山地型人工水库，库岸地质地貌及周边用地环境复杂多样。水库自1959年蓄水以来湖水淹没线达1 406 km[2]，并因9 m的季节性水位涨落，导致在100.0～108.0 m高程区形成了面积达3 934.69 hm2的以黄色风化基岩为主的消落带[3]，成为人为干预后的生态退化区域。自20世纪80年代以来，为治理千岛湖消落带，恢复其生态功能，新安江开发总公司联合浙江大学、浙江省林业科学研究院等科研机构开展了消落带自然植被调查[4-5]、生境分类划分[6]、适生树种筛选[7-8]、植被修复探索[9-10]、生态效益评价等工作[11]，取得了一定的成效，但相关研究还停留在小规模试验阶段，缺乏全面系统治理的研究。

目前水库消落带景观生态修复研究在全球范围内还处于探索阶段。国外关于消落带的研究主要集中在河岸带生态恢复[12]与重建[13-14]、植物微量元素吸附[15]、生态带尺度与作用[16]、植物萌芽与演替等方面[17]，对于库区消落带研究相对较少。国内部分学者在三峡沿岸、广东新丰、深圳和丹江口4地进行水库消落带相关试验，探索出一些成功经验，如政策制度上通过环境保护与体系建立等措施避免人地矛盾[18-19]，生态修复上通过适生树种筛选[20-21]、修复模式搭配[22]、工程措施支持[23-24]、生态护岸构建[25-26]等方法加强生态治理，景观美化上通过梯度景观[27-28]、分层蓄水[29]、植物造景[30-31]、植物景观恢复[32-33]等美化消落带景观风貌。但针对库区消落带景观生态修复尚未有成熟的治理体系及经验，所做出的探索有待于进一步验证。随着“共抓大保护、不搞大开发”[34]要求的不断践行，如何运用多学科多专业减缓消落带自然生境退化，并有效恢复和重建受损库区消落带湿地生境，恢复消落带应有功能，仍是一项有待持续深入研究的领域。本文以千岛湖库区消落带景观生态修复为研究对象，在剖析其功能、矛盾和问题等内容的基础上，从政策管理、生态恢复、景观提升3个层面探索库区消落带景观生态修复体系（图1），助力淳安特别生态功能区建设，为国内外库区消落带治理提供借鉴。

1 千岛湖消落带生态修复的迫切性

1.1 主题功能转换与区域保护需求

千岛湖建立之初，蓄水、发电、防洪是其首要功能;进入新时代，千岛湖已成为长江经济带的重要组成部分和长三角地区的重要战略水源保护地。自2019年9月29日千岛湖配水供水工程运营开始，其水质的好坏直接影响杭州和嘉兴两市1 400余万人口的饮水安全。根据水功能区划分，淳安97.95%的陆域面积都将划为饮用水源保护区范围，环境标准均需达到国家饮用水源地保护区标准。

1.2 库区人地矛盾与农业面源污染

淳安县因水库的兴建，导致大部分可耕地淹没于水库之中。而当年为了安置12.64万新安江流域移民，农民迫于生计在库内消落带利用水位变化种粮，直接形成湖内农业面源污染[35]。通过历年数据统计和实地考察，千岛湖上游来水带来大部分污染源，而库区沿湖地表径流和农业种植也造成大面积面源污染。据赵明敏等[36]统计，淳安每年有5 364 t氮和250 t总磷排入千岛湖水体，分别占流域面源污染贡献率80%和74%，而其中来自耕地和农园的分别占52%和30%。

1.3 生态系统脆弱与水岸环境破坏

千岛湖消落带经常年水蚀、浪涌，形成了土壤含量少、石砾含量高、养分匮乏的风化基岩带，外加规律性水淹，导致自然生长的植被被逐步剥蚀，成为一条水陆两栖的隔离带，生态系统极其脆弱。水岸抗剪强度明显下降，直接影响沿岸边坡稳定性。受上游污染物携带和沿岸污染物排放，以及沿岸水流冲刷的影响，千岛湖消落带成为污染物堆积带，据统计，2016年水上打捞队共打捞垃圾3 832 t，其中多数来源于消落带。

2 千島湖消落带景观生态修复对策

2.1 开展确权划界，推进退耕还湿

针对以往各类规划中水源保护线的交叉与变动，以及历史遗留问题，借助省、市、县3级国土空间规划编制，结合2020年7月8日历史最高水位108.45 m，明确库区的管理范围和保护界线，有序推进108.0 m高程以下土地退耕还湿。针对库区面源污染问题，确立“源头控制、过程阻截、末端净化”总原则;通过对淳安全县林业、农业开展专项防治工作，提升各类经济作物肥药双控水平，实现保护区农药化肥减量;通过林下改造、水陆森林建设、湿地营建，结合小流域综合治理来阻截各类营养物质直排水源;通过退耕还湖，建立临湖生态缓冲带，修复消落带生态系统功能，以此净化湖岸地表径流，改善提升入湖水质。

2.2 水位统计归类，科学划分层次

通过统计淳安县水雨情服务系统中千岛湖库区连续10年（2010—2019）的历史数据，结果表明（表1），近10年消落带水位多集中在98.0～106.0 m，其中水位高程在98.0 m以上年均341.4 d，约11.4个月;水位高程在100.0 m以上年均249.3 d，约8.3个月;水位高程在102.0 m以上年均134 d，约4.5个月;水位高程在104.0 m以上年均39.5 d，约1.3个月;水位高程在106.0 m以上年均0.7 d，主要集中在2011年的6月和2019年7月，最高水位分别为107.2 m和106.2 m。根据以上数据将千岛湖消落带在自然生境下划分为98.0～101.9 m常淹区、102.0～103.9 m变化区、104.0～105.9 m少淹区、106.0～108.0 m常露区等4级水位梯度区。值得注意的是，2020年7月8日9点10分千岛湖水库刷新历史最高水位至108.45 m，与1979年1月6日最低水位80.0 m相差28.45 m，水库极限消落高差进一步增大。而自2019年9月—2020年7月引配水工程运行以来，水位最低日99.01 m与最高日108.45 m两者相差9.44 m，水位消落相对趋稳;由于周期内降雨日较多，以及引配水工程对水位要求，其年度最低水位较以往年份提高了2 m（表2）。通过以上水位变化的统计归类和科学划分，可为千岛湖消落带适生树种筛选培育及植被搭配研究提供科学依据。

2.3 调查自然植被，筛选最佳绿植

通过对消落带自然状态下植被生长状况的调查，结果发现：1）106.0～108.0 m常露区域因受水淹影响小，自然植被长势较好，形成了乔木、灌木、草坪多级植被生境，常见乔木有枫香（ Liquidambar formosana ）、麻栎（ Quercus acutissima ）等，常见灌木有格药柃（ Eurya muricata ）、檵木（ Loropetalum chinense ）等，常见草本有五节芒（ Miscanthus floridulus ）、狗脊（ Woodwardia japonica ）等。该区域植被生长环境较好，可通过土壤适当改良，培育、补种相关乔灌木，有力恢复及丰富区段植物生境。2）104.0～105.9 m少淹区域多见灌草植被，常见灌木如刚竹（ Phyllostachys sulphurea ）、苦竹（ Pleioblastus amarus ）、蓬蘽（ Rubus hirsutus ）、山莓（ R. corchorifolius ）等，草本如大狼把草（ Bidens frondosa ）、鼠麹草（ Pseudognaphalium affine）等。3）102.0～103.9 m变化区域以草本植物为主，常见草本植物有毛茛（ Ranunculus japonicus ）、狗牙根（ Cynodon dactylon ）、粉被薹草（ Carex pruinosa ）等，但缺少乔灌植物。4）98.0～101.9 m常淹区由于经常性水淹、出露时间短、水流侵蚀严重、土壤环境贫瘠等原因，自然状态下植物生长困难，成为无植被带。

自20世纪80年代以来，江刘其、徐高福等[2，5，7]，先后在界首、汾口、安阳、小金山、梓桐口、姥山等地通過梯级造林、大苗种植等试验，逐步筛选出千岛湖消落带适生树种19 种，其中，乔木11种，即银叶柳（ Salix chieni ）、中山杉（ Taxodium ‘Zhongshansha）、池杉（ T. distichum ）、水紫树（ Nyssa aqu-atica ）、枫香、水松（ Glyptostrobus pensilis ）、水杉（ Metasequoia glypto-stroboides ）、枫杨（ Pterocarya stenoptera ）、加杨（ Populus × Canadensis Moench ）、乌桕（ Sapium sebiferum ）、麻栎;灌木4种，即水团花（ Adina pilulifera ）、细叶水团花（ A. rubella ）、小叶蚊母树（ Distylium buxifolium ）、大花栀子（ Gardenia jasminoides ）;草本4种，即水竹（ P. heteroclada ）、狗牙根、类芦（ Neyraudia reynaudiana ）和田菁（ Sesbania cannabina ）。另外，徐高福等[8，10，37]通过数据统计还得出以上19种植物梯级适生分布情况（表3）。

通过乔灌草不同配置模式的实地试验，结合千岛湖水位涨落动态和立地类型，提出消落带不同海拔植被重建配置模式3种，包括在海拔98.0～101.9 m的乔木模式、海拔102.0～102.9 m的乔木-草本模式、海拔103.0 m及以上的乔木-灌木-草本模式。在98.0～101.9 m选用银叶柳乔木树种，采用高4.5 m以上的大苗造林，株行距1.0 m×1.5 m，挖定植穴种植。在海拔102.0 m梯度级，乔木选用银叶柳、池杉或枫香，草本选用类芦，形成乔草复合群落。银叶柳、池杉、枫香采用高3.5 m以上的大苗造林，株行距1.0 m×1.5 m;类芦采用2年生苗挖定植穴丛植，1穴5～8株丛植，在乔木的株行距间插植。在海拔103.0 m及以上梯度级采用乔灌草复合群落模式。乔木在103.0 m及以上选用银叶柳、池杉、枫香、枫杨、水杉、乌桕、加杨;104.0 m及以上可增加水紫树;106.0 m梯度级可增加种植麻栎。灌木或小乔木在海拔103.0 m及以上选用水团花或细叶水团花;在104.0 m及以上可增加选用小叶蚊母树和大花栀子。草本植物在海拔103.0 m及以上选用类芦和狗牙根多年生禾草;在海拔105.0 m和106.0 m梯度级上可增加选择田菁。银叶柳在99.0 m梯度可耐水淹没顶116 d，存活率可达70%;中山杉、池杉、水紫树和枫香在102.0 m梯度可耐水淹192 d，成活率可达60%，但均不耐没顶;加杨、水松、枫杨、乌桕和水杉较耐水湿，但不耐高水位淹，在103.0 m梯度可耐水淹86 d，存活率分别为80%，70%，60%，40%和20%;水竹在104.0 m梯度上可耐潜水淹42 d，存活率40%。通过近2年的试验，以上存活植物长势均较好。

2.4 辅以工程技术，探索土壤改良

消落带植被需经受干旱和没顶水淹2种极端环境，加上浪蚀和浪淘，根部往往遭受浪蚀淘空，树干易受波浪晃动而摇曳，严重影响造林成活率。针对陡峭裸露基岩和失稳库岸，目前通过“见缝插针”挖穴种植乔灌木和高水位以上1.0 m处开凿种植沟种植木质藤蔓植物进行复绿;通过试验还研发出植生拦挡环、链接式竹筏、防冲刷保护网、环保型竹屑底肥篾编容器、消落带挺水树种茎秆不定根的护理方法等新型实用技术助力消落带治理。采用陆生水长大苗植树方法、梯级造林与乔灌草群落梯度配置技术，以及植生拦挡环和环保型竹屑底肥篾编容器等配套辅助技术，在千岛湖梓桐口、小金山林场两地99.0～106.0 m残坡积土消落带成功修复了湿地植被生境，攻克了残坡积土99.0～102.0 m自然状态下无植物种类生长难题（图2）。

受常年水位涨落及水蚀影响，千岛湖消落带土壤结构呈梯度变化，土壤含量及土壤环境直接受水位高差影响，因此针对消落带各梯度土壤母质元素、水分黏度等研究，改良相关土壤环境属性对于丰富适生植物种类具有重要意义。针对千岛湖消落带多为风化砂岩和岩浆岩，土层含量少且多为黄红壤亚类的现状，目前主要以生物手段改良为主，通过增加土壤微量元素、综合利用营养土、生物质液化树脂、发泡剂调节土壤水分等，结合部分土壤置换，增强消落带土壤可种植性。

2.5 划分形态基质，修复生态绿植

根据湖岸形态和土壤基质可将库区消落带划分为湖湾湿地型、岛屿型、残积土坡地型、基岩裸露型4类，分别采用不同的生态修复方法。

湖湾湿地型在枯水期多为旱地，地形平坦，部分地块已进行消落带恢复重建。建议引入滨水风景林做法，种植池杉、水杉、垂柳（ S. babylonica ）等树种，打造水上森林。

岛屿型的陆地出露变化较大，结合1984年和2008年的经验，建议以池杉、落羽杉（ T. distichum ）、水紫树、孝顺竹（ Bambusa multiplex ）为中上乔灌木，下植乡土草本狗牙根，修复效果较好。

基岩裸露型由于受风化与水蚀的影响，多为固结岩石，土层含量极低，复绿难度极大，针对大面积结构稳定性较好的地段，可进行原生态保护。在城镇段缓坡区可通过钻穴覆土，综合利用营养素、液化树脂、发泡剂定植优势乔灌木，实现基地复绿;在陡坡或全岩区，在常露区（106.0～108.0 m）1 m以上区域开凿种植沟或种植穴，植入优势易生藤蔓植物如黄素馨（ Jasminum mesnyi Hance）、常春藤（ Hedera nepalensis var. sinensis （Tobl）Rehd）等，同时在陡坡面上铺设不锈钢绳联结链式浮板至变化区（102.0～103.9 m）低位处，通过牵引方式将植物蔓条生长方向牵引至浮板上，以此不断生长，不断延伸。

残积土坡地型为千岛湖消落带最常见类型，选择银叶柳、池杉、枫香、枫杨等树种进行不同水位造林试验，结果显示银叶柳适应性较好，香根草在103.0 m高程以上种植效果較好。

3 结语

本文通过剖析千岛湖消落带生态修复的迫切性和所存在的问题，提出确权划界推进退耕还湿、水位统计层次划分、植被调查适种筛选、工程辅助土壤改良、湖岸分类防护美化、基质划分绿植修复6种对策探索千岛湖消落带的生态修复，并以此建立景观生态修复体系。根据课题撰写的研究报告所反映的库区人地矛盾、农业面源污染、生态系统脆弱、水岸环境破坏等问题，以及提出的确权划界、退耕还湿等政策建议得到了省市县三级党委政府的高度重视和重要批示，推动了相关法律法规的制定和相关政府工作的具体落实，其中针对108.0 m以下土地休耕还湿、临湖生态缓冲带等具体建议纳入了淳安县委工作报告[38]。研究划分出4种库区生境，4级种植区段，筛选出19种适生植物，提出了3种修复模式，为恢复当地植被生境提供了实践经验。试验段经测算年均生态效益31.8万元/hm2[12]，为全面系统开展千岛湖消落带景观生态修复增强了信心，为消落带人工植被修复提供了理论支撑和实践指导。

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