植物在河道生态修复工程中的应用以西宁市火烧沟为例

田凯

当今社会，人们对于河道生态系统有了更全面的认识，河道的生态、休闲和景观功能也越发受到重视，因此近自然河流景观设计与生态护堤等设计手法逐渐兴起，其中植物设计是各类生态设计手法中必不可少的重要环节，因此本文以西宁火烧沟为例，从植物的角度出发，探讨其在河道生态修复工程中的应用，以期对相关类似的工程案例提供参考。

一、植物在河道生态系统修复中的作用

近30年来，相关学者对各大浅水湖泊的湿地生态系统和富营养化控制和的大量研究证明水生植物可吸收、富集水中的营养物质及其它元素，并且可以增加水中的含氧量，或有遏制水中有害藻类的大量繁殖，抑制底泥营养盐再释放于水体，利于湖泊生态系统的平衡。其净化机理为水生植物可大量吸收营养物质，或降解转化有毒物质为无毒物质；同时水生植物也通过光合作用释放氧气，增加水中的含氧量，从而改善水质。同时滨岸缓冲带的植物也对河湖水质起到间接的净化作用，滨岸缓冲带有利用沿岸的水土保持和面源污染物的削减，主要通过各种类型和宽度的植被发挥其生态作用。

二、项目背景概况

项目位于西宁市火烧沟，治理范围起点（上游）为湟中区和城西区的交界，终点（下游）为沟道与南绕城高速公路的交点向上1.5公里处，治理区属火烧沟流域下游。工程范围为火烧沟主沟道全长4km，不包括两侧岸坡顶部外阶地及山体。

火烧沟作为湟水河的主要支流，缺水性水质环境问题突出，河流纳污功能弱化。近年来由于两岸植被覆盖率较低，土壤保水保肥能力显著下降，造成沟道内大面积土地裸露，存在扬尘污染和水土流失现象。

三、植被生态修复工程设计

1. 本土植被调研

因为场地处于城市郊野地段，后期无人养护管理，因此植物品种的选择以本土乡野植物为主。考虑到不同季节对于植被的生长情况影响较大，而夏季的植被生长情况较好，因此笔者于2022年7月2日于现场进行植被调研，主要统计了场地内部以及边界范围的植被生长情况，选择20m＊20m（投影面积）的样方进行统计，结果如表1所示。

表1 植被统计表

由于场地内地形变化较大，沟底临近水域的植被类型主要以水生植物和耐水湿草本植物为主，水生植物主要有芦苇、香蒲，耐水湿草本植物主要有草木樨、巴天酸模。坡面植被主要为灌木和草本植物，主要有青甘锦鸡儿、柽柳、扁穗冰草、披碱草、苜蓿、骆驼蓬等。坡顶部分植被为人工阔叶林，主要有旱柳、新疆杨、白榆等抗性较强乔木，地被品种主要有黄花蒿、披碱草、早熟禾、独行菜等。

2. 缓冲带划定

根据相关研究和本项目地势特点，笔者将河流常水位边界至场地的红线范围内的区域设定为缓冲带。由于缓冲带内地势条件复杂，垂直高度变化较大，缓冲带内的不同区域生境条件相差较大，因此笔者将常水位至夏季丰水位之间的区域命名为一级缓冲区，该区域的特点为土壤较为湿润，且为季节性浸水区；将夏季丰水位至边坡坡顶中间的区域命名为二级缓冲区，该区域坡度较大，土壤贫瘠，水土保持能力差。将坡顶至场地边界命名为三级缓冲区，该区域地势较为平坦，保水力较好（图1）。

图1 缓冲区示意图

3. 植被工程设计

（1）植物选择原则

缓冲带植物和水生植物的选择都应该遵循适地适树的整体原则，同时也应该具有抗逆性强、生态适应能力高、生长能力强、耐高寒、耐盐碱的优良特性。由于一级缓冲区处于季节性浸水区，因此该区域的植物还应该具有耐短期水湿或者生性喜湿的特性；二级缓冲区坡度较大，所选植物应该具有很强的耐旱和耐贫瘠的特性，且具有根系发达的特点，以巩固坡面的土壤；三级缓冲区的植物也应具有耐旱和耐贫瘠的特点；由于火烧沟为季节性河流，挺水植物应具有耐污能力强、低湿和潜水都可生长的特点，沉水植物和浮水植物应具有耐污能力强、生命力旺盛等优良特性。

（2）植物配置

①一级缓冲带植物配置

草本及地被植物根系较浅，固土能力差，只能控制表面的水土流失，而部分灌木根系较为发达，可以阻止外力对土壤较深层的侵蚀，灌木与草本植物相结合的种植方式比单纯草本植物覆盖的边坡稳定性更强。因此，一级缓冲区植物种植时应以草灌型为主，以减少河流对于边坡的侵蚀，局部较为宽阔之处以乔灌草复合群落丰富植被系统的多样性。

根据现场踏看及查阅相关资料，该区域可选用的草本植物组合有：

模式一：黄花草木樨40%+白花草木樨40%+披碱草20%

模式二：紫花苜蓿40%+老芒麦30%+早熟禾30%

模式三：早熟禾20%+紫苑30%+拂子茅30%+黄花草木樨20%

模式四：早熟禾30%+巴天酸模40%+白花草木樨30%

本次工程选用以上四种模式混合播种，草花结合进行播种可增加缓冲带观赏性。灌木选取柽柳、金露梅、银露梅、珍珠梅、南川绣线菊、紫穗槐、等对土壤要求不严、且耐水湿的灌木。乔木选用旱柳、垂柳、白蜡、小叶杨等适生于沟谷溪旁的乔木品种。

②二级缓冲带植物配置

二级缓冲区由于坡面较陡，不利于乔木栽植和生长，因此大部分坡面植被修复以草灌群落为主，以达到固定土壤、稳定边坡的生态效果。根据现场踏看及查阅相关资料，该区域可选用的草本植物组合有：

模式一：早熟禾30%+紫羊茅30%+白花草木樨40%

模式二：紫花苜蓿40%+早熟禾30%+披碱草30%

模式三：骆驼蓬30%+披碱草40%+扁穗冰草30%

模式四：紫花苜蓿30%+披碱草40%+醉马草30%

模式五：白刺20%+披碱草20%+紫花苜蓿20%+青甘锦鸡儿40%

对于削方整治后的坡比为1∶1.5的区域，本工程选用模式一至模式四的种子配比方式对整治后的坡面采用有机质喷播的方式进行复绿，结合自然式灌木群落栽植，使边坡形成自然的灌草植物群落，灌木选取柽柳、沙棘、青甘锦鸡儿、连翘、紫穗槐等。对于未进行削方整治的坡面，在无地地质灾害并且坡比小于1∶0.5的区域采用团粒喷播进行复绿，喷播种子选用模式五灌草组合。

③三级缓冲带植物配置

坡顶区域由于需要和已建成的火烧沟公园相衔接，且区域较为平坦，坡比小于1∶1.73，宜采用乔灌草复合群落的种植方式进行生态植被修复，所选用灌木品种为黄刺玫、榆叶梅和紫丁香；乔木选用暴马丁香、山杏、白榆、青海云杉、新疆杨、金叶复叶槭、等耐寒耐旱耐瘠薄的抗性较强树种；地被选用紫羊茅、白花草木樨、骆驼蓬等观赏价值较高的草种。

④水生植物配置

湿地植物选择芦苇、香蒲、水麦冬等具有野生种源且抗污能力强的挺水植物，沉水植物选择眼子菜、角果藻、狸藻、狐尾藻等乡土品种。

四、结语

综上所述，本研究在在充分调研场地以及其周边植被的基础上选择了生态修复所需要的乡土植物种类，并根据河道两侧的高程地形和不同季节水位高度将缓冲带分为不同的生境区域，再根据不同植物的生态习性将其匹配适用于不同的缓冲带区域内，以期实现后期的低维护管理和与季节性洪水相适应的弹性景观，同时增强河滩和抗冲刷能力和河流的自净能力，有助于形成健康的河流生态系统。