不同树种对河岸带治理效果研究

刘丽娜

（辽宁省旱地农林研究所，辽宁 朝阳 122000）

河岸带又称滨岸带、岸边带、水陆交错带，是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带[1-2]。其介于河流和高地植被之间，受到地表水以及地下水的影响，是一种最典型的生态过渡带，具有明显的边缘效应[2-3]。河流生态护坡是在保护、创造生物良好的生态环境和自然景观的前提下，保证护坡措施具有一定强度和耐久性的同时，兼顾护坡工程的环境效应和生物效应，达到恢复生态环境、治理水土流失的目的[3-5]。牤牛河为大凌河支流，其水流急、来势猛，两岸多为沙质土壤，故河流侵蚀、冲刷严重，致使河道两岸塌陷十分剧烈，经常引起河道堵塞[6]。牤牛河周边多为村庄，农业种植和耕地侵占河岸带现象普遍存在，植被覆盖率低，生态缓冲带较窄[7]。在对两岸植被调查的基础上，本研究从树种选择、规格选择及截干处理等方面对牤牛河（马友营段）岸边河岸带治理效果进行了研究，旨在为乡村河流及小河流河岸带生态治理和恢复利用提供理论依据和技术支撑。

1 研究区概况

本研究试验地设在辽宁省生态实验林场新秋林班，位于牤牛河马友营段河岸带，基本无防护工程，冲刷严重，两岸已无明显岸坎，每年6-9 月有不同程度的洪水淹没，呈“冬陆夏水”状态。该区年降水量少，且多集中在6-8 月份，河床比较高，河床与河岸高差小，故河流转弯处冲毁农田和林地现象已呈高发趋势，仅2015-2017 年，牤牛河水流冲毁此处林地13.33 hm2，林地内的杨树、荆条等均被河水冲走，土壤流失严重，地面下降1.5 m以上。

2 材料与方法

2.1 试验材料

耐水淹是选择河岸带生态治理树种的重要限制条件[8]。植物对水淹的耐受能力不仅表现在成活上，还需要体现在生长量上[9]。柳树是辽宁朝阳地区乡土树种，具有较强的耐水淹能力，其根系发达，萌蘖力强，可以有效固土保水[10]。杨树是杨柳科杨属落叶乔木，为本地区河滩地主要造林树种[11]。紫穗槐是豆科落叶灌木，喜干冷气候，具有一定的耐淹能力，虽浸水30 d 也不死亡，对土壤要求不严[12]。故本研究选择柳树、杨树和紫穗槐作为试验材料。

2.2 方 法

2.2.1 不同树种治理效果试验

柳树和杨树按胸径大小分为3 个处理，分别为6~10 cm、10~20 cm 和20~30 cm，2.0 m 处截干，保留全部辅养枝。紫穗槐按苗龄分为3 个处理，分别为3 年生苗、4 年生苗和5 年生苗。每个处理均栽植50 株。选择最优树种进行后续试验。

2.2.2 柳树不同处理治理效果试验

（1）不同胸径。按胸径大小分为3 个处理，分别为6~10 cm、10~20 cm 和20~30 cm，2.0 m 处截干，保留全部辅养枝，每个处理栽植30 株。

（2）截干保留高度。以胸径10~20 cm 的柳树为试材，设置3 个处理，截干高度分别为1.0~1.5 m、1.5~2.0 m 和2.0~2.5 m；保留全部辅养枝，不截干为对照，每个处理栽植30 株。

（3）辅养枝量。以胸径10~20 cm 的柳树为试材，2.0 m 处截干，辅养枝设置3 个处理，分别为全部保留、半保留和不保留。每个处理栽植30 株。

2019 年春季栽植，株行距2 m×4 m。2020 年春季调查成活株数、倒伏株数、生长量及淤积深度，计算成活率、有效株数、保存率和冲淤量等指标。

有效株数=成活株数－倾斜株数；

有效防护率（%）=有效株数/栽植株数×100%；

当年生长量（m）=全株所有当年生长枝条的平均长度；

以未治理的地段为对照，随机抽取3 个样点，立测量标尺，以标尺与地表接触面为零起点，测量各因素年冲淤的深度，取平均值为H，用下式计算冲淤量（V）：

式中：V为冲淤量（m3）；H为每年冲淤深度（m）；n为测量年份；M为冲淤面积（m2）[13]。

2.3 数据处理

采用Excel 和SPSS 软件整理和分析数据。

3 结果与分析

3.1 不同树种生长情况

由表1 可知，柳树的成活率和保存率明显高于其它两个树种，其中胸径10~20 cm 和20~30 cm 的成活率和保存率均达到90%以上；而杨树和紫穗槐的成活率和保存率均较低。由此认为，牤牛河河岸带生态治理树种应选择胸径10 cm 以上的柳树。

表1 不同树种的生长情况

3.2 不同胸径柳树对治理效果的影响

由表2 可知，胸径10~20 cm 和胸径20~30 cm的柳树成活率和有效防护率均达90%以上，而胸径6~10 cm 的柳树有8 株被水冲走，成活率仅73.3%，有效防护率更低，仅46.7%。

表2 不同胸径区间的柳树成活情况

由表3 可知，随着柳树胸径的增加，平均淤积深度和冲淤量也逐渐增加，其中胸径10~20 cm 柳树和胸径20~30 cm 柳树的平均淤积深度和冲淤量较为接近。

表3 不同胸径区间柳树对冲淤量的影响

通过对成活率、有效防护率和冲淤量的调查可知，胸径＞10 cm 的柳树治理效果较好。

3.3 柳树截干处理对治理效果的影响

调查发现，不截干栽植的柳树根部出现了明显松动，甚至出现了死树。由表4 可知，不截干的柳树成活率最低，而生长量最大；随着不同截干保留高度的增加，成活率逐渐增加，而生长量则是先增加后降低，其中保留干高1.5~2.0 m 的柳树与2.0~2.5 m 的柳树生长量接近。

表4 截干保留高度对柳树移栽成活情况的影响

由表5 可知，不截干柳树的平均淤积深度小，冲淤量少。随着柳树不同截干保留高度的增加，平均淤积深度增加，冲淤量逐渐增多。其中截干保留高度为2.0~2.5 m 的平均淤积深度较对照提高了70.83%。

表5 不同截干保留高度对冲淤量的影响

综合考虑成活率、生长量、冲淤量、交通运输和成本等，选择截干保留高度2~2.5 m 柳树进行治理效果较为理想。

3.4 柳树辅养枝对治理效果的影响

由表6 可知，保留辅养枝的柳树移栽成活率均远高于不保留辅养枝的柳树成活率，其中全保留辅养枝的柳树成活率高于半保留辅养枝的柳树成活率。因此，在移栽柳树过程中，保留其枝干上的全部辅养枝，可明显提高栽植成活率。

表6 辅养枝对柳树移栽成活率的影响

4 结论与讨论

研究发现，柳树表层根系特别适合用于对水岸接触带的防护[10]。因为柳树表层根系能够在水中及土壤含水量很高的土壤中生发，且生长非常好，有足够的耐水性；柳树表层根系能够匍匐在岸坡的土壤表层，形成一个毯式保护层，抵抗来自雨水和河水的冲刷，具有极好的保护功能；河流的水位往往具有浮动性，工程护岸位置相对固定，不能应对不同水位对河岸的冲刷，而柳树能够随着水位的升降在近水处快速形成表层根系保护层[10]。大量的研究表明，植物以显著且重要的方式影响边坡表面与土体的稳定[14]。对于植物护坡中植物品种的选择以及不同植物品种的护坡效果尤其是护岸植物则研究较少[14]。本研究发现，柳树胸径小于10 cm，苗木规格较小，根系偏少，难以抵挡水流的冲击，造成大水或急流时树木倒伏或被水冲走，防护效果较差，冲淤量较小。胸径大于20 cm 的防护效果和冲淤量均呈理想状态，但苗木规格过大，苗木成本、运输成本和栽植成本会大幅提高。胸径10~20 cm 的柳树有效防护率为93.3%，倒伏现象较少，平均淤积深度0.35 m，可有效抵御水流冲击，防护效果好。

寇忠泰等[15]在对北京怀柔区沙河干涸河流生态治理初探研究发现，在沙河治理中4 种植物的成活率较高；各种植物材料的生长状况良好，对示范区的环境具有较好的适应性。本研究还发现胸径10~20 cm 的柳树，截干保留高度2.0~2.5 m，尽可能保留分枝点以上50 cm，最大截干保留高度不超过2.5 m，同时保留苗木枝干上的全部辅养枝，栽植成活率最高，平均淤积深度和冲淤量均最大，生长量与对照差异较小，还便于运输和栽植，因此苗木运输时尽可能不损伤辅养枝。

综上所述，选择胸径10~20 cm 的柳树作为护岸树种，截干保留高度2.0~2.5 m，全部保留苗木枝干上的辅养枝，栽植成活率和有效防护率均最高，平均淤积深度最大，较对照提高了70.83%。