宁海县河湖岸带植物调查评价风险研究

张 平,陈学飞,佟光臣,张 涛,吉燕华,杨 玲,丁 康

(1.宁海县水利局,浙江 宁海 315600; 2.宁波市水利水电规划设计研究院有限公司,浙江 宁波 315192)

宁海县河网密布,纵横交错。近年来,宁海县围绕“河畅、水清、岸绿、景美”的生态环境目标,大力开展河道治理和绿化工作[1],打造美丽河湖,效果显著。但在人工岸带植物配置方面大部分是照搬园林绿化的配置模式,生态效益低,稳定性差,管理维护成本高。鉴于在地形复杂、降水充沛的南方热带和亚热带地区,极易通过水蚀引发强烈的水土流失[2-3],进而影响生态环境和水利景观,因此迫切需要提升宁海县河湖岸带的水土保持功能和景观效果,丰富生物多样性[4],以保证河道岸坡的生态稳定。为解决上述问题,本研究以宁海县为例,探讨河湖岸带乡土植物的配置和应用,以期为今后河湖岸带景观绿化工程植物选择提供参考依据。

1 研究内容与技术路线

1.1 研究区概况

宁海县地处浙江省东部、宁波市南部沿海,县域面积1 861.20 km2,有大小河流共1 087条、湖泊1座,呈现“七山一水二分田”的格局。

1.2 研究内容

本研究在宁海县9座主要水库、1座境内最大人工湖泊及其涉及的11条河道、2个片区河流岸边,选取73个点位(包括28个人工岸带点位和45个自然岸带点位)进行实地样线调查,记录其植物种类及数量、物候、生长状况等基本信息。对28个人工岸带点位和45个自然岸带点位的植物信息进行整理,分析不同岸带植物的应用特点;同时运用层次分析法构建河湖岸带植物评价指标体系,并进行评分筛选,建立河湖岸带乡土植物库。

1.3 研究方法

1.3.1 样线调查法

本研究采用的样线调查法是一种在某特定长度(本调查取500 m)区域内划分若干条样线,沿样线记录出现的植物并分析植物群落组成的方法。该方法与样带法[5]相同,适用于本次涉及范围较大的岸带植被调查,具有避免样地边界误差和简便易行等优点。草本、藤本可取6条×10 m,灌木取10条×30 m,乔木取10条×50 m。

1.3.2 层次分析法(AHP)

1)构建模型。结合实地调查和研究目的,根据宁海县河湖岸带植物生长习性和形态特征,同时参考园林专家的意见,确定由1个目标层、3个准则层、13个指标层变量构成本AHP综合评价模型,其中13个评价指标需定量确定评分标准。

2)判断矩阵。本研究参考之前诸多学者[6-10]对于植物评价方法的研究成果,分别比较两个变量间的重要程度,用1～5数值标度法(见表1)体现其相对重要程度,构建得到1个准则层与3个指标层的判断矩阵(略)。

表1 1～5数值标度法

3)计算权重。采用yaahp 10.3软件,进行判断矩阵一致性检验并计算变量因子相对权重。若一致性比率<0.1,则各指标重要性协调一致,接受判断矩阵结果;若一致性比率≥0.1,则各指标重要程度互相矛盾,调整数值直至一致性比率<0.1。准则层因子(C)相对权重与指标层因子(P)单排序权重乘积即为总排序权重,见表2。

表2 宁海县河湖岸带植物综合评价指标体系

1.3.3 数据处理

使用Microsoft Excel 2010进行数据处理,Origin 2018进行图像处理,SPSS 19.0进行统计分析,yaahp 10.3软件进行层次分析,“两步路户外助手”APP记录调查轨迹。

2 人工岸带植物应用分析

2.1 人工岸带植物组成及特点

2.1.1 人工岸带植物组成

选取的28个河湖人工岸带调查点位中,共包含维管植物246种,分属84科193属。其中:蕨类植物有1科1属1种;种子植物有83科192属245种,按生活型分为乔木79种、灌木62种、草本植物92种、藤本植物12种。

2.1.2 人工岸带植物应用特点

1)经过初步分析,为使评价更有代表性和现实意义,挑选人工岸带出现频率较高(≥25%)的34种常见植物进行分析评价,其中乔木16种、灌木6种、草本植物10种、藤本植物2种(见表3)。出现较多的植物如加拿大一枝黄花、凤眼莲、喜旱莲子草均为外来入侵草本。

表3 宁海县人工岸带常见植物统计

2)多数人工岸带应用的植物种类较少,所调查的28个河湖岸带点位,共涉及15座(处)水库(河道),平均应用植物27种,其中应用植物种数最多的岸带为里岙-杨溪,多达45种。外来种总占比为16%,各人工岸带外来种出现比例在10%以下的有2处(五市溪、白溪水库);出现比例在10%～20%之间的有8处,占多数;出现比例在20%以上的有5处(见图1)。

3)调查的人工岸带中共有观赏价值的植物184种,不同观赏特征植物种数量从多到少排序为:观花植物81种、观形植物47种、观叶植物30种、观果植物26种(见图2)。其中观花植物所占比例为44%,远高于观形植物的26%和观叶植物的16%,观果植物最少,占比为14%。

图2 各人工岸带不同观赏特征植物分布

2.2 分析与评价

从不同观赏特征植物应用比例来看,观花植物>观形植物>观叶植物>观果植物,说明前期建设期间对景观绿化效果的考量相对较充分。从植物种类来看,宁海县人工河湖岸带栽植植物种类以被子植物为主,蕨类植物较少。34种常见植物中,乔灌木应用广泛,共22种,占65%,但均为常见绿化植物,低矮灌木应用不足;草本植物以乡间常见草本为主,如葎草、苎麻等,占比29%,说明地被植物应用不足导致杂草扩散;藤本植物应用较少,占比6%,且频数不高。从外来物种来看,大部分人工岸带外来物种出现较多,且频率较高,如加拿大一枝黄花、凤眼莲、东京樱花和喜旱莲子草等。外来物种的大面积出现达到了一定的景观绿化效果,但不人为干预容易导致当地生态系统结构及功能发生转变[11]。从整体来看,应用频率较高的植物多为常见园林绿化植物,以15种植物为主,说明宁海县河湖岸带植物种类相对单一,群落结构单调,植物配置未达到生态稳定性、功能完整性的要求。

3 自然岸带植物综合分析评价

3.1 自然岸带植物组成及评价

3.1.1 自然岸带植物特点

自然岸带整体植被生长状况优于人工岸带,乔灌藤草分布均匀,物种丰富度及多样性均高于人工岸带,林草覆盖率可达95%及以上。调查的45个自然岸带共有维管植物390种,分属105科267属,其中种子植物99科259属382种,蕨类植物6科8属8种。种子植物按生活型分,有乔木135种、灌木105种、草本113种、藤本29种。按科属分,所含种数较多的科有蔷薇科30种、菊科26种、豆科19种、唇形科18种、禾本科16种;种数最多的属为李属,有9种,其次为蔷薇属和悬钩子属,均为8种。

3.1.2 自然岸带植物评价

1)评分标准。参照丑欢欢等[12-13]的方法,先给13个评价指标指定评分标准(见表4),再针对每种植物各指标实际情况给出1～5的评分,最后将每种植物13个指标的评分值与对应的总排序权重(见表2)相乘并求和,即为该种植物的综合评价值。

表4 P层各评价指标的评分标准

2)评价结果。根据以上分析思路和运算过程,挑选宁海自然岸带出现频率较高(≥25%)的90种植物进行评价。根据综合评价的结果,将河湖岸带植物按应用价值高低分为4个等级:A级(综合评价值d≥4),应用价值高的植物,共19种,包括16种乔木、3种灌木(见表5),可大规模开发应用;B级(3.5≤d<4),应用价值较高的植物,共33种,包括17种乔木、9种灌木、4种草本、2种藤本、1种蕨类,可适度开发应用;C级(3≤d<3.5),应用价值一般的植物,共18种,可根据需求开发应用;D级(d<3),应用价值较低的植物,共20种,尽量避免应用。

表5 河湖岸带植物推荐种类及其综合评价值

3.2 分析与讨论

筛选出来的19种应用价值高的植物均具备较强的适应性和较高的观赏价值,包括:7种观花植物,木荷、石楠、白花泡桐、檵木、金樱子、女贞、胡枝子;5种观叶植物,红楠、乌桕、枫香树、野漆、杜英;5种观形植物,垂柳、湿地松、枫杨、楝、青冈;2种观果植物,杨梅、野鸦椿。其中16种乔木大多数主干端直、冠大荫浓,是公认的优良美化树种,有6种(如楝、枫杨、乌桕、女贞、垂柳、杜英)已在人工岸带中广泛应用;3种灌木(檵木、金樱子和胡枝子)环境适应性强,具美观作用的同时能起到很好的防治水土流失效果。

筛选出来的33种应用价值较高的植物可作为上述植物的补充,其中藤本(如香花鸡血藤、络石)可用来丰富堤岸的立体绿化,草本(如芦竹、芦苇、艾等)、低矮灌木(如醉鱼草、野蔷薇、胡颓子等)和蕨类(如芒萁等)可用作地被建设。

综上,运用层次分析法筛选出适合宁海县河湖岸带生长且具有较高观赏价值和水土保持功能的植物共有乔木33种、灌木12种、草本4种、藤本2种、蕨类1种。这些植物环境适应性好,可以成为提高岸带景观丰富度的新选择。

4 结论与建议

综上,本次宁海县河湖岸带植被共调查73个点位,有维管植物124科318属439种,其中:28个人工岸带共有维管植物246种,分属84科193属;45个自然岸带共有维管植物390种,分属105科267属。人工岸带栽植的植物与自然岸带生长的植物差别较大,人工岸带植物种类较少,多为观赏性树种和外来植物种,所构成的生态系统也不稳定。对此提出以下建议:

1)开发乡土植物资源。有关部门要增加对乡土植物的重视和了解,加大对乡土植物的考察力度,鼓励保护、种植乡土植物,增加树种苗源,对品种进行选优,栽植优质树种。

2)积极推广乡土植物。打开交易市场,建设完善的林业补偿体系,提高林木保护人员的收入和积极性[14],同时大力推广生态护岸技术,使乡土植物得到更广泛的应用。

3)合理布置乡土植物。针对河湖岸带的不同类型和不同坡位,合理选择和优先应用或抗冲性强、或抗风性强、或净化水体、或固土护坡的乡土植物,同时注重植被恢复和自然修复,形成稳定强大的生态系统。