CN105123189B - 一种河岸生态缓冲带及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种河岸生态缓冲带的构建方法，包括以下步骤：(1)划定构建区域；(2)调整构建区域的坡度；(3)确定群落构建方案；(4)按照群落构建方案种植植物。本发明进一步保护所述方法构建而成的河岸生态缓冲带。本发明在不改变原有河岸缓冲带的土层结构的基础上进行植物优化配置，将进入河道的污水在流入河流前进行截留、污染控制，污水在经过缓冲带时增强了阻力，增加了污水在缓冲带与植物根系、土壤微生物群落的作用时间，从而增加对污染物的去除效果，减轻了水土流失、以及流入河道污染物的负荷，并节约土地资源，美化环境。

Description

一种河岸生态缓冲带及其构建方法

技术领域

本发明涉及环境治理领域，具体涉及一种河岸生态缓冲带及其构建方法。

背景技术

在我国，很多地区的河道为人工开挖的河道，周围形成滩涂，含有大量污染物的污水进入河道，破坏河流生态系统。且这类地区的土壤盐碱化程度高，护岸措施导致河岸土壤出现大量的硬质化，很少有绿化植物能适应这种恶劣的生境条件，以致目前构建的河岸治理的植被种类相对单调，生态景观和水质净化能力不强。

现有技术中，河流及沿岸的治理多采用草本植物，并且多为水体中修复；但由于河流中的污染物随水流流动，污染面积大，水生植物在水中吸附污染物的能力有限，对污染物的去除效果不理想。

近年来，陆续出现了在河道岸边构建生态缓冲带的河岸生态治理方法。例如，在河岸区域内设置隔板，并采用砾石、页岩和陶粒等进行充填，其上混种芦苇、香蒲和美人蕉等草本植物植物。再例如，使用干砌和块石堆砌方式护堤，采用木桩、石块、灌有混凝土的编织物等措施稳定河床，再在其上种植草本植物，或用种类较单一的木本植物与草本植物混种。上述方案均需要对河岸缓冲带原有的土层内部结构、土壤环境进行改变，从而使土壤中微生物群落结构遭到破坏，对于河岸缓冲带而言，微生物是分解或降解污染物的主要类群之一，河岸带结构受到破坏，就打破了微生物群落的平衡，从而会影响去污效果。因此，现有的河岸缓冲带构建措施不仅不利于污染物的去除，严重时会造成河岸生态系统的破坏。

目前，亟需一种对原河岸生态系统破坏性小，且去除污染物效果好的河岸生态治理方法。

发明内容

本发明针对目前治理河岸生态环境的需要，克服现有技术的缺陷，在不改变所述构建区域的土层内部环境的基础上，对植物种类以及种群分布进行优化配置，提供了一种全新的河岸生态缓冲带的构建方法。

具体而言，本发明提供的河岸生态缓冲带构建方法包括以下步骤：

(1)划定构建区域：选择距离河流最高水位线外延至少13米以内的河岸陆地区域，作为河岸生态缓冲带的构建区域；

(2)调整所述构建区域的地表坡度，且不改变所述构建区域的土层内部环境；

(3)确定群落构建方案：在所述构建区域内，距离河流由近及远依次设置芦草带、乔灌草带、灌草带、草地带和种植水生植物的集水沟；

(4)按照步骤(3)确定的群落构建方案种植乡土优势植物，具体为：在所述芦草带内均匀种植芦竹；在所述乔灌草带内交叉种植乔木和灌木；在所述灌草带内均匀种植灌木；在所述芦草带、乔灌草带和灌草带内的剩余空间以及草地带内种植草本植物；在所述集水沟内种植水生植物，即可。

本发明提供的方法优选适用于河岸土壤盐碱化、硬质化的地区，区域内河岸土壤年平均含盐量优选为0.5～1％，进一步优选为0.8～0.9％。所述构建区域内的地下水位以0.3～2.5m为宜。

本发明划定的构建区域，以河流最高水位线为起点外延至少为13米，即构建区域的宽度至少为13米，若区域的宽度小于该值，则无法实现本发明预期的去除水体污染的效果。且该河岸生态缓冲带也不宜过宽，以避免增加构建难度、造成资源的浪费。所述构建区域的宽度优选为距离河流最高水位线外延15～50米。

为了便于地表径流，且确保土壤含水量在合理的范围内，利于河岸生态缓冲带内特定分布的不同群落植物的生长，本发明对所述构建区域的地表坡度进行调整，所述坡度具体为与水平面呈5～10度夹角。本发明在调整坡度时，仅改变地表的土层，即当原始河岸土地坡度大于10度时，仅将表层土壤削去，当原始河岸土地坡度小于5度时，仅向表层填土，并不改变构建区域内土层的内部环境，从而避免了对原有生态环境尤其是土壤中微生物群落结构的破坏。本发明构建的河岸生态缓冲带作为水体防范径流污染的最后一道防线，如果原有土层中微生物群落结构被破坏，会严重影响污染物的去除效果。

本发明在不改变土壤内部结构的基础上，针对区域内土壤性质以及地质特点，从乡土优势植物中筛选确定了耐盐碱、净化能力强、景观效果好的功能型植物，具体包括芦竹和数十种乔木、灌木、草本植物和水生植物。

同时，本发明以增强截留面源污染效果为主要目的，兼顾景观效果，对各种植物的群落结构进行了优化配置。

具体而言，本发明以河流最高水位线为起始，紧邻河流设置芦草带，所述芦草带占河岸生态缓冲带总面积的5～10％。所述芦草带内均匀种植芦竹(Arundodonax)，芦竹的种植面积占芦草带面积的50～80％。芦竹作为一种多年生挺水高大宿根草本植物，不仅可以固土护岸、截留污染，还可以起到美化景观的效果。

本发明紧邻芦草带设置乔灌草带。在本发明设置的多个群落地带中，乔灌草带占河岸生态缓冲带的总面积最大，为45～50％。所述乔灌草带内交叉种植乔木和灌木，其中，乔木的种植面积占所述乔灌草带面积的25～35％，灌木的种植面积占所述乔灌草带面积的25～35％。本发明通过在乔灌草带内将不同类型的木本植物以特定比例交叉种植，增加了物种多样性和去除污染物功能，改善了小环境。为了使保护堤岸、去除污染与景观效果达到最优的平衡，本发优选所述乔木之间的种植间隔为2m×2m，即行间距为2m、行内株距为2m，灌木之间的种植间隔为1.5m×1.5m，乔木与灌木交叉种植，每株乔木与相邻灌木之间的距离相等。本发明所述灌木选自构树(Broussonetiapapyrifera)、铁冬青(Ilex rotundaThunb.)、臭牡丹(ClerodendrumbungeiSterd.)、滨柃(Euryaemarginata(Thunb.)Makino)、小叶蚊母(Distyliumbuxifolium)、厚皮香(Ternstroemiagymnantherasprague)中的一种或几种，优选为以上六种灌木等量均匀分布。本发明所述乔木选自刺槐(Robiniapseudoacacia Linn.)、大叶女贞(Ligustrum compactum Ait)、苦楝(Meliaazedarach Linn.)、弗吉尼亚栎(Quercusvirginiana)、旱柳(Salix matsudanaKoidz.)、乌桕(Sapiumsebiferum(L.)Roxb.)、臭椿(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle)、黄山栾树(Koelreuteriaintegrifoliola)、银杏(Ginkgo biloba L.)、丝绵木(EuonymusmaackiiRupr.)中的一种或几种，优选为以上十种乔木等量均匀分布。

本发明紧邻乔灌草带设置灌草带。所述灌草带占河岸生态缓冲带总面积的30～35％。该区域内均匀种植灌木，灌木种植面积占所述灌草带面积的45～55％。所述灌草带内的灌木与所述乔灌草带内的灌木选自同样的灌木种类范围；具体操作时，两个地带内可分别种植不同种的灌木，也可以种植相同种的灌木，优选为种植上述六种灌木等量均匀分布。作为优选方案，所述灌草带内灌木之间的种植间隔为1～2m×1～2m，优选为1.5m×1.5m。

本发明还在所述芦草带、乔灌草带和灌草带内以及紧邻灌草带的草地带内种植草本植物，用草本植物覆盖河岸缓冲带内种植芦竹、乔木和灌木后剩余的土壤表层空间。在实际操作时，优选采用以下方法种植草本植物：在距离河流由近及远每1～2米区域内种植一种草本植物，且相邻的所述1～2米区域内草本植物种类不同，至所述芦草带、乔灌草带和灌草带的剩余空间以及草地带被草本植物覆盖。采用上述间隔交替的方法种植草本植物，不仅可以增加物种多样性，而且有利于草本植物与其它植物之间充分发挥协同作用，实现护岸、过滤效果。本发明所述草本植物选自沙打旺(Astragalusadsurgens Pall.)、白花三叶草(Trifoliumrepens)、狗尾草(Setariaviridis(L.)Beauv.)、高羊茅(Festucaarundinace)、黑麦草(Lolium)中的几种，优选为以上五种。

本发明在河岸生态缓冲带的边缘紧邻草地带铺设集水沟。所述集水沟沿着河流的方向分布，沟底宽0.5～1.5m、沟顶宽1.5～2.5m、沟深0.5～1.5m。集水沟对含有污染物的水进行收集，使其经过河岸缓冲带后才能够进入河流。含有污染物的水在通过河岸缓冲带时阻力增加，速度减缓，确保河岸生态缓冲带有充分的时间通过植物根系、微生物等对其中的污染物进行去除。本发明在集水沟中种植水生植物，用于对水中污染物的初步吸附、去除；水生植物的种植量以确保其本身稳定存活即可，本发明不对其占集水沟的面积做特别限定。所述水生植物选自水葱(Scirpus validus)、菖蒲(Acoruscalamus)、香蒲(Typhaorientalis)、水生鸢尾(Water Iris)、荷花(Nelumbonucifera)、睡莲(Nymphaeatetragona)、凤眼莲(Eichhorniacrassipes)、黑藻(Hydrillaverticillata)、金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、苦草(Vallisnerianatans)中的一种或几种。

为了确保河岸生态缓冲带的稳定，所述河岸生态缓冲带的构建方法还可以包括以下步骤：进行适度的人工管理，防止其它植物物种的入侵和人为破坏，控制病虫害。

本发明还保护所述方法构建而成的河岸生态缓冲带。

本发明提供的方法对影响河岸缓冲效果的各种因素进行了综合考虑、全面优化，在不改变河流以及河岸地区原始生态系统、维护原始的微生物群落的基础上，通过不同种类、不同分布的植物之间的协同作用，构建综合效果优异的河岸生态缓冲带。本发明优选的植物种类及分布方式可以代替常规技术中设置木桩、石块、沟槽等等固土、护岸、疏导措施，在不对土层内部结构进行破坏性修整的前提下，增强缓冲带的河岸的护岸导流能力。该方法构建成的河岸生态缓冲带景观功能良好，不仅具有优异的截留面源污染能力，而且还能实现对水体中盐分的控制、吸收和富集，从而大大减轻了进入河道中的盐分，起到同时去除常规污染物和盐分的双重去污效果。

本发明提供的方案具有显著的优势。所述河岸缓冲带的构建投资成本低、方法简单，可操作性强，维护运行简单，不会对原有河流生态系统产生影响。该方法并未改变原有河岸缓冲带的生态结构和功能，不但增加了物种多样性，增加地表覆盖率，而且还改变了小环境气候，减少水土流失给河流污染带来的负荷；不仅破解盐碱地和河岸缓冲带生态修复的双重难题，而且对截留面源污染、提高生物多样性和营造滨水景观都具有重要作用。

本发明提供的方案可以实现水体环境的生态治理、水体资源的综合利用和水源地的保护，具有良好的产业化前景和不可估量的社会效益与生态效益。

附图说明

图1为本发明所述河岸生态缓冲带的俯视图；其中，1、河流，2、芦草带，3、乔灌草带，4、灌草带，5、草地带，6集水沟；a、芦竹，b、乔木，c、灌木，d、草本植物，e、水生植物。

图2为本发明所述河岸生态缓冲带的竖直截面图；其中，1、河流，2、芦草带，3、乔灌草带，4、灌草带，5、草地带，6集水沟。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

按照以下步骤构建河岸生态缓冲带：

(1)划定构建区域：选择距离河流最高水位线外延15米以内的河岸陆地区域，作为河岸生态缓冲带的构建区域；

(2)调整所述构建区域的地表坡度为7～8度，且不改变所述构建区域的土层内部环境；

(3)确定群落构建方案：在所述构建区域内，距离河流由近及远依次设置宽1.2米的芦草带、宽7米的乔灌草带、宽5米的灌草带，在构建区域远离河流一侧的边缘沿着河流的方向挖沟底宽1m、沟顶宽2m、沟深1m的集水沟，其余部分为草地带；

(4)按照步骤(3)确定的群落构建方案种植乡土优势植物，具体为：

在所述芦草带内均匀种植60％面积的芦竹；

在所述乔灌草带内种植30％面积的乔木和30％面积的灌木，所述乔木为刺槐、大叶女贞、苦楝、弗吉尼亚栎、旱柳、乌桕、臭椿、黄山栾树、银杏和丝绵木，所述灌木为构树、铁冬青、臭牡丹、滨柃、小叶蚊母和厚皮香；乔木之间的间隔为2m×2m，灌木之间的间隔为1.5m×1.5m，乔木与灌木交叉种植，每株乔木与相邻灌木之间的距离相等，不同种的灌木、乔木均等量均匀分布；

在所述灌草带内以1.5m×1.5m的间距种植50％面积的灌木，该地带内的灌木与乔灌草带内的灌木种类相同，不同种的灌木在该地带内等量均匀分布；

在距离河流由近及远每1米区域内均匀种植一种草本植物，且相邻的所述1米区域内草本植物种类不同，至所述芦草带、乔灌草带和灌草带的剩余空间以及草地带被草本植物覆盖；所述草本植物为沙打旺、白花三叶草、狗尾草、高羊茅和黑麦草；

在所述集水沟内均匀种植水生植物水葱、水生鸢尾、金鱼藻和苦草，不同种的水生植物等量均匀分布；

(5)进行人工管理，防止其它植物物种的入侵和人为破坏，控制病虫害，确保河岸生态缓冲带的稳定。

按照本实施例所述方法获得的河岸生态缓冲带的俯视图如图1所示，竖直截面图如图2所示。

实施例2

按照以下步骤构建河岸生态缓冲带：

(1)划定构建区域：选择距离河流最高水位线外延20米以内的河岸陆地区域，作为河岸生态缓冲带的构建区域；

(2)调整所述构建区域的地表坡度为5～6度，且不改变所述构建区域的土层内部环境；

(3)确定群落构建方案：在所述构建区域内，距离河流由近及远依次设置宽2米的芦草带、宽8米的乔灌草带、宽5米的灌草带，在远离河流一侧的边缘沿着河流的方向设置沟底宽0.5m、沟顶宽1.5m、沟深0.5m的集水沟，其余部分为草地带；

(4)按照步骤(3)确定的群落构建方案种植乡土优势植物，具体为：

在所述芦草带内均匀种植50％面积的芦竹；

在所述乔灌草带内种植25％面积的乔木和35％面积的灌木，所述乔木为刺槐、大叶女贞、苦楝、弗吉尼亚栎、旱柳、乌桕、臭椿、黄山栾树、银杏和丝绵木，所述灌木为构树、铁冬青、臭牡丹、滨柃、小叶蚊母和厚皮香；乔木之间的间隔为2m×2m，灌木之间的间隔为1.5m×1.5m，乔木与灌木交叉种植，每株乔木与相邻灌木之间的距离相等，不同种的灌木、乔木均等量均匀分布；

在所述灌草带内以1.5m×1.5m的间距种植45％面积的灌木，该地带内的灌木与乔灌草带内的灌木种类相同，不同种的灌木在该地带内等量均匀分布；

在距离河流由近及远每1.5米区域内均匀种植一种草本植物，且相邻的所述1.5米区域内草本植物种类不同，至所述芦草带、乔灌草带和灌草带的剩余空间以及草地带被草本植物覆盖；所述草本植物为沙打旺、白花三叶草、狗尾草、高羊茅和黑麦草；

在所述集水沟内均匀种植水生植物菖蒲、香蒲、荷花和黑藻，不同种的水生植物等量均匀分布；

(5)进行人工管理，防止其它植物物种的入侵和人为破坏，控制病虫害，确保河岸生态缓冲带的稳定。

实施例3

按照以下步骤构建河岸生态缓冲带：

(1)划定构建区域：选择距离河流最高水位线外延50米以内的河岸陆地区域，作为河岸生态缓冲带的构建区域；

(2)调整所述构建区域的地表坡度为9～10度，且不改变所述构建区域的土层内部环境；

(3)确定群落构建方案：在所述构建区域内，距离河流由近及远依次设置宽2.5米的芦草带、宽25米的乔灌草带、宽17.5米的灌草带，在远离河流一侧的边缘沿着河流的方向设置沟底宽1.5m、沟顶宽2.5m、沟深1.5m的集水沟，其余部分为草地带；

(4)按照步骤(3)确定的群落构建方案种植乡土优势植物，具体为：

在所述芦草带内均匀种植80％面积的芦竹；

在所述乔灌草带内种植35％面积的乔木和25％面积的灌木，所述乔木为刺槐、大叶女贞、苦楝、弗吉尼亚栎、旱柳、乌桕、臭椿、黄山栾树、银杏和丝绵木，所述灌木为构树、铁冬青、臭牡丹、滨柃、小叶蚊母和厚皮香；乔木之间的间隔为2m×2m，灌木之间的间隔为1.5m×1.5m，乔木与灌木交叉种植，每株乔木与相邻灌木之间的距离相等，不同种的灌木、乔木均等量均匀分布；

在所述灌草带内以1.5m×1.5m的间距种植55％面积的灌木，该地带内的灌木与乔灌草带内的灌木种类相同，不同种的灌木在该地带内等量均匀分布；

在距离河流由近及远每2米区域内均匀种植一种草本植物，且相邻的所述2米区域内草本植物种类不同，至所述芦草带、乔灌草带和灌草带的剩余空间以及草地带被草本植物覆盖；所述草本植物为沙打旺、白花三叶草、狗尾草、高羊茅和黑麦草；

在所述集水沟内均匀种植水生植物睡莲、凤眼莲、黑藻、金鱼藻和苦草，不同种的水生植物等量均匀分布；

(5)进行人工管理，防止其它植物物种的入侵和人为破坏，控制病虫害，确保河岸生态缓冲带的稳定。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种河岸生态缓冲带的构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)划定构建区域：选择距离河流最高水位线外延至少13米以内的河岸陆地区域，作为河岸生态缓冲带的构建区域；

(2)调整所述构建区域的地表坡度；

(3)确定群落构建方案：在所述构建区域内，距离河流由近及远依次设置芦草带、乔灌草带、灌草带、草地带和种植水生植物的集水沟；

(4)按照步骤(3)确定的群落构建方案种植乡土优势植物，具体为：在所述芦草带内种植芦竹；在所述乔灌草带内交叉种植乔木和灌木；在所述灌草带内种植灌木；在所述芦草带、乔灌草带和灌草带内的剩余空间以及草地带内种植草本植物；在所述集水沟内种植水生植物，即可；所述构建区域内的地下水位为0.3～2.5m，年平均土壤含盐量为0.5～1％；所述灌木选自构树、铁冬青、臭牡丹、滨柃、小叶蚊母、厚皮香中的一种或几种；

所述乔木选自刺槐、大叶女贞、苦楝、弗吉尼亚栎、旱柳、乌桕、臭椿、黄山栾树、银杏、丝绵木中的一种或几种；

所述草本植物选自沙打旺、白花三叶草、狗尾草、高羊茅、黑麦草中的几种；所述芦草带的边缘与河流最高水位线重合；所述芦草带占河岸生态缓冲带总面积的5～10％；其中，芦竹的种植面积占所述芦草带的50～80％；

所述乔灌草带占河岸生态缓冲带总面积的40～50％；

其中，乔木的种植面积占所述乔灌草带面积的25～35％，灌木的种植面积占所述乔灌草带面积的25～35％；

所述乔木之间的种植间隔为2m×2m，灌木之间的种植间隔为1.5m×1.5m，每株乔木与相邻灌木之间的距离相等；所述灌草带占河岸生态缓冲带总面积的25～35％；其中，灌木的种植面积占所述灌草带面积的45～55％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，种植草本植物时，距离河流由近及远每1～2米区域内种植一种草本植物，且相邻的所述1～2米区域内草本植物种类不同。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述集水沟沿着河流的方向分布，所述集水沟沟底宽0.5～1.5m、沟顶宽1.5～2.5m、沟深0.5～1.5m；

所述水生植物选自水葱、菖蒲、香蒲、水生鸢尾、荷花、睡莲、凤眼莲、黑藻、金鱼藻、苦草中的一种或几种。

4.权利要求1～3任意一项所述方法构建而成的河岸生态缓冲带。