CN107347410B - 一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，包括多生境设计和植物修复模式设计两个部分。本发明针对退化的大堤型湖滨带，基于以上环境因素特征，运用现代生态学及生态工程学的理论与技术，对湖滨水陆交错带类型进行合理划分，并针对性提出相适合的生境构建模式，同时考虑各生境特征，提出与其相适应的水生植物垂直分布群落结构恢复方法以及植物群落恢复方法。

Description

一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法

技术领域

本发明涉及一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，属于环境保护与生态修复技术领域。

背景技术

国内对湖滨带生态修复的研究，始于21世纪初，主要集中于洱海流域、太湖流域和三峡水库。在洱海流域，已经编制了洱海湖滨带生态修复方案，并将水陆交错带按照土地利用类型进行了划分。2003至2008年间，大量学者对三峡水库水陆交错带进行了大量分析，还开展了实地修复试验，研究了水陆交错带的净水机理。“十一五”期间，对太湖水陆交错带开展了全流域的勘测与调查，并进行了界定和分类，发展了水陆交错带低生物量草坪建植技术、缓冲带防护技术、地表径流收集净化技术等。实践证明，经过合理修复的湖滨带可显著提高湖泊水体的自净能力、促进生物多样性恢复、防止水土流失及控制水体富营养化。

目前，关于湖滨带生态构建的技术成果主要有：一种湖滨带生态修复结构体系及修复方法(CN106381837A)、一种陡岸深水型湖滨带修复方法(CN105625253A)、城郊缓坡型水陆交错带植被群落构建方法(CN105359770A)、一种水陆交错带的划分方法(CN105912867A)一种红壤区库区消落带生态恢复的方法及用途(CN106550622A)、库岸消落带生态植被修复方法(CN106069586A)、一种消落带植树固土防冲刷保护网(CN205421159U)、水库消落带稳固结构(CN205152889U)、耐水湿树种修复水库消落带的种植方法(CN105165520A)、一种利用狗牙根对水库消落带进行修复的方法(CN105052457A)、一种生态边坡的构建方法(CN103960012A)、一种缓冲区域生态岸边带的构建方法(CN104429529)等等。

可见，目前国内对水体湖滨带的修复技术主要针对于自然陡坡、河岸护坡以及水库消落带的治理。并且集中在水土保持、特定植物选择以及岸坡结构的选择和改造。缺乏对于大堤型湖泊水陆交错带(如太湖、巢湖湖滨带)的系统修复方法，尤其在岸线较长，岛屿众多，地形地貌、风浪强度、生物现状、水位高低、大堤位置等均有空间差异性的现状应对方案上不足。因此，在设计生态修复方案时，需对其进行不同类别的划分，并按不同类别的湖滨带提出各自的生态修复模式。虽有文献涉及湖滨带类型的划分，但是对水陆交错带类型，植被配置参数鲜有阐述。

因此，建立一个应用范围广，系统层次明确的，特别是适合我国湖泊水体生态修复的湖滨带构建技术，具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，用以解决天然湖体(尤其是浅水湖泊)的岸线较长、地貌复杂、坡岸裸露、风浪较强和生态退化等环境因素下的湖滨带生态修复问题。

本发明针对退化的大堤型湖滨带，基于以上环境因素特征，运用现代生态学及生态工程学的理论与技术，对湖滨水陆交错带类型进行合理划分，并针对性提出相适合的生境构建模式，同时考虑各生境特征，提出与其相适应的水生植物垂直分布群落结构恢复方法以及植物群落恢复方法。

本发明大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，包括多生境设计和植物修复模式设计两个部分。

所述多生境设计是结合生态学和结构学，根据现场实际状况，将传统大堤型湖滨带划分为：岛礁型水陆交错带、岛-岛型水陆交错带、独岛型水陆交错带、岛-滨型水陆交错带、滨堤型水陆交错带、滨岸型水陆交错带六种不同生境。

所述岛礁型水陆交错带是由大面积的小型水淹岛礁构成。由于受水深条件的影响，该类型水陆交错带具有基底较软，干湿交替周期短，受水文条件影响严重，生物以岸栖生物和邻近水域生物为主。岛礁型水陆交错带陆域面积较小，挺水植被大多为过渡沉水植物，植物类型较单一。但因其复杂的岛礁结构，湖体水动力条件相对缓和，有很好的抵御风浪功能，水质相对较好，特别是为鸟类提供栖息地，呈现可听鸟语可见花香，可抚清水可瞰绿叶的美景。基于以上特点，该类型水陆交错带生态环境较脆弱，一旦破坏，恢复十分困难。单个小型水淹岛礁的面积为1-6m²，岛顶高程超过常水位20-40cm。所述大面积的小型水淹岛礁是指所有小型水淹岛礁的覆盖面积≥100m²。

所述岛-岛型水陆交错带是由面积较大、高程较高的多个岛屿构成。该类型水陆交错带植物带类型较多，岛屿与岛屿间形成洼地区域，交界处多乱石，水中有一定数量的冲积物或淤积物，沉水植物大面积分布。该类型水陆交错带受人类干扰较少，结构梯度明晰，具有良好的抵御风浪能力。所以岛-岛型水陆交错带稳定性强，一般退化程度不高，较易恢复。特别类似湖内两栖动物的生态廊道，增加生物多样性，稳定发挥水陆生态系统间的物流、能流、信息流和生物流的过滤和屏障作用。所述面积较大是指单个岛屿的面积≥25m²，所述高程较高是指岛顶高程超过常水位1m以上。

所述独岛型水陆交错带是由孤立的高程较高的大型岛屿构成。该类型水陆交错带具有和岛-岛型水陆交错带相似的特点。如水陆交错带植物带类型较多，沉水植物大面积分布，受人类干扰较少，结构梯度明晰等。但由于独岛型水陆交错带不能像岛-岛型水陆交错带那样岛与岛之间起到相互屏障作用，所以独岛型水陆交错带易受风浪侵蚀影响，稳定性一般。受到破坏时可采取沿岛构建环形生态浮床或恢复防风阻浪挺水植物的方式。所述高程较高是指岛顶高程超过常水位1.5m以上；所述大型岛屿是指岛屿面积≥100m²。

所述岛-滨型水陆交错带是水域滨岸与岛屿交互衔接构成。该类型水陆交错带高程梯度较宽，兼顾滨岸与岛屿两类水陆交错带的植物带类型及功能，使其具有植物多样性丰富，水动力条件缓和，结构稳定性强等特征。同时，兼具挡风阻浪、减缓岸坡的风力侵蚀作用，为生物提供栖息地，提高了区域的物种多样性。岛-滨型水陆交错带对拦截地表径流污染物和净化水质的效果最好，是非点源污染控制的天然屏障。其中滨岸部分易受外界破坏，应该重点保护。所述水域滨岸的坡度≤45°，宽度≥20m；岛屿的岛顶高程超过常水位至少20cm，岛屿面积不超过10m²。

所述滨堤型水陆交错带是一种人类为了其特定目的对湖滨改造的滨岸带类型，是由城镇、农田、湖泊堤坝直立岸构成。该类型水陆交错带坡度较大(坡度大于60°)，陆上发育空间较窄，基底土壤少，粒度较大，水体沉积物较少。滨堤型水陆交错带也具有较多的植物带类型，但各植物带较窄。同时，受基底较差以及人为干扰影响，滨堤型水陆交错带护坡、防止水土流失及拦截地表径流污染的作用大大降低，易受到破坏。应在体现环境生态美学价值的同时，增加该类型交错带宽度的开发，增加碳的储存和营养物的拦截。

所述滨岸型水陆交错带是由城镇、农村或山体的沿湖滨岸构成。该类型水陆交错带一般具良好的生态环境，但受坡度影响。低坡度较宽(坡度≤45°，宽度≥20m)的滨岸型水陆交错带(此生境的滨岸型水陆交错带就直接限定为低坡度较宽的滨岸型水陆交错带)从水域到陆域具有良好的沉水植物-浮叶植物-挺水植物-湿生植物-灌乔木丛群落。一方面可以拦截地表径流污染，另一方面起到护坡固坡作用，岸带植物可减小湖流流速从而降低风浪侵蚀湖岸的强度，保护湖岸免受风浪的直接冲刷，为野生动植物提供栖息地。滨岸型水陆交错带是太湖水陆交错带分布最多的类型，应加强对该类型水陆交错带的调查和修复，可通过基底修复、植物恢复及生态护坡等方式。

所述植物修复模式设计需以健康水陆交错带结构为参考系，洱海、抚仙湖等地的水陆交错带发展较健康，水质良好。考虑湖滨带在湖泊流域中的生态环境功能和人类对水陆交错带的影响，根据湖滨带多生境设计划分，结合水陆交错带基底情况、水文条件、阻浪结构、植被带类型及植物种类等因素，用系统工程的思想和组合技术手段，选择适生植物进行种植，并通过合理植物配置，形成乔灌草-湿生挺水-沉水浮水的垂直立体植被结构，促使形成较稳定的水陆交错带的生境及栖息其间的动植物群落，并尽可能保持高多样性，使水陆交错带最大程度发挥其系统功能。

所述植物修复模式设计针对以上六种不同的生境特点采用不同的植物修复模式：

所述岛礁型水陆交错带采用挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中挺水植被带种植黄菖蒲和/或香蒲，浮叶植物带种植荇菜和/或睡莲，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻中的一种或几种。

所述岛-岛型水陆交错带采用湿生乔灌草带-湿生草被-挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、棣棠、连翘、紫珠中的一种或几种，湿生草被种植太湖苔草、水麦冬、千屈菜中的一种或几种，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲中的一种或几种，浮叶植物带种植荇菜和/或睡莲，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻中的一种或几种。

所述独岛型水陆交错带采用湿生乔灌草-湿生草被-挺水植被带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、棣棠中的一种或几种，湿生草被种植太湖苔草和/或水麦冬，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲、芦竹、芦苇中的一种或几种，沉水植被带种植黑藻和/或微齿眼子菜。

所述岛-滨型水陆交错带采用陆生防护带-湿生乔灌草-湿身草被-挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中陆生防护带种植河柳、乌桕、枫杨、女贞、蔷薇、丁香、黄刺玫中的一种或几种，湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、棣棠、连翘、紫珠、矮生百慕大、三叶草中的一种或几种，湿身草被种植莎草、灯芯草、太湖苔草、水麦冬、千屈菜中的一种或几种，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲、芦竹、芦苇中的一种或几种，浮叶植物带种植荇菜、睡莲、菱角中的一种或几种，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻、狐尾藻中的一种或几种。

所述滨堤型水陆交错带采用陆生防护带-湿生草被-沉水植被带组合的生态修复模式；其中陆生防护带种植乌桕、枫杨、蔷薇、棣棠、丁香、连翘、紫珠、黄刺玫中的一种或几种，湿生草被种植莎草、灯芯草、太湖苔草、水麦冬、千屈菜、芦苇中的一种或几种，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、菹草、狐尾藻中的一种或几种。

所述滨岸型水陆交错带采用陆生防护带-湿生乔灌草-湿生草被-挺水植被带-浮叶植物带组合的生态修复模式；其中陆生防护带种植河柳、乌桕、枫杨、女贞、蔷薇、丁香、黄刺玫中的一种或几种，湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、矮生百慕大、三叶草中的一种或几种，湿生草被种植莎草、灯芯草、太湖苔草、水麦冬、千屈菜中的一种或几种，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲、芦竹、芦苇中的一种或几种，浮叶植物带种植荇菜和/或睡莲。

陆生防护带种植的株行距为10m×10m，草本林下(即乔灌木下)分片种植；种植方式为移植。

湿生乔灌草种植的株行距为15m×15m，分片种植，种植覆盖度为40-50％，种植方式为移植。

湿生草被种植时采用分片种植，种植覆盖度为40-50％，种植方式为整从移植。

挺水植被带种植株间距为0.5m×0.5m，种植方式为整从移植。

浮叶植物带种植覆盖度为30-40％，种植方式为引种。

沉水植被带种植覆盖度为20-40％，种植方式为引种。

本发明方法用于退化或重建大堤型湖滨带的生态修复。首先，在设计湖滨带构建方案时，需根据岸线长度、地形地貌、水位高低、大堤位置对湖滨带进行不同类别的生境设计，并按不同湖滨带类别选择各自的植物修复模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明方法更适用于环境情况较为复杂的湖泊，多生境的划分及构建能更深刻认识湖滨带结构、丰富其多样性、为动物提供栖息地和恢复完整生态系统功能。配套的立体植被修复模式能充分考虑物种的适应性及生境的改善性，支撑了完整的湖滨带生态多样性。在体现生态景观与美学效益的同时，大大提高湖滨带系统对湖泊环境的净化效果。

附图说明

图1为本发明多生境立体植被构建模式示意图。其中图1(a)为岛礁型立体植被构建模式，图1(b)为岛-岛型立体植被构建模式，图1(c)为独岛型立体植被构建模式，图1(d)为岛-滨型立体植被构建模式，图1(e)堤滨型立体植被构建模式，图1(f)滨岸型立体植被构建模式。

其中，0-常水位；1-陆生防护带，2-湿生乔灌草带，3-湿生草被带，4-挺水植被带，5-沉水植被带及浮叶植物带。

图2为大堤型湖滨带多类型生境现场图。其中图2(a)为岛礁型水陆交错带；图2(b)为岛-岛型水陆交错带；图2(c)为独岛型水陆交错带；图2(d)为岛-滨型水陆交错带；图2(e)滨堤型水陆交错带；图2(f)滨岸型水陆交错带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的阐述，以更好地理解本发明的内容。但本发明的保护范围不限于下述实施例

本实施例以国家十二五水专项课题为依托，江苏省无锡市太湖片区为修复对象，该区域是由环太湖高速向太湖水域沿伸的湖滨带，属于典型大堤型湖滨带。基底状况较差，地形变化复杂，植被覆盖低，水土流失严重。利用本发明的多生境立体植被湖滨带构建方法后，植物Simpson多样性指数和Shannon-Weiner指数分别在0.66与2.0左右浮动，生物量为2103g/m²，多样性提高了60％。覆盖量有不足10％提高至58％。水生群落恢复状况较好，群落结构比较复杂、群落信息含量良好，群落结构向健康的状态过渡，水体消除劣V类，基本维持在Ⅲ类～Ⅳ类水之间。

工程初期，组织相关团队对现场进行调研、制图，分析区域范围内湖滨带地形、土壤以及植物状况，确定当地植物种类、生长环境以及湖滨带生境类型面积和分布图。

对需要进行生境修复的湖滨带针对性施工修复：符合岛礁型生境的湖滨带利用吹填技术，将水下底泥吹填至水面部分，保证谷底和岛顶之间高差在1m之间；符合岛-岛型生境的湖滨带确保露出水面部分在1m以上；符合独岛型生境的湖滨带确保岛面积大于100m²且露出水面部分在1.5m以上；符合岛-滨型生境的湖滨带具有最丰富的植物群落带系，需要重点保护，岛部分按照岛-岛型修复，同时在湖滨带底部加设木桩；符合滨堤型的湖滨带一般最多，坡度比在1:0.5左右；符合滨岸型的湖滨带为保证植物群落多样性，需保持岸上部分较小的坡度比，保持在1:1.00～1:2.00之间。

生境修复完成后，根据当地种优先及经济性的原则，对工程区修复后的湖滨带进行如下植物配置：

工程完成后，需进行相关管护工作，派专人每周对水陆交错带内杂草、病虫害以及植物残体进行处理，不宜使用除草剂、杀虫剂等。根据植物生长情况对水陆交错带植物进行收割和缺苗补种，水陆交错带栽种植物后即需充水，为促进植物根系发育，初期应合理拦坝进行水陆交错带内水位调节。及时收割水生植物，定期清理水面漂浮物和落叶。

Claims (8)

1.一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：包括多生境设计和植物修复模式设计两个部分；

步骤1：多生境设计

所述多生境设计是结合生态学和结构学，根据现场实际状况，将传统大堤型湖滨带划分为：岛礁型水陆交错带、岛-岛型水陆交错带、独岛型水陆交错带、岛-滨型水陆交错带、滨堤型水陆交错带、滨岸型水陆交错带六种不同生境；

所述岛礁型水陆交错带是由大面积的小型水淹岛礁构成，单个小型水淹岛礁的面积为1-6m²，岛顶高程超过常水位20-40cm；所述大面积的小型水淹岛礁是指所有小型水淹岛礁的覆盖面积≥100m²；

所述岛-岛型水陆交错带是由面积较大、高程较高的多个岛屿构成，所述面积较大是指单个岛屿的面积≥25m²，所述高程较高是指岛顶高程超过常水位1m以上；

所述独岛型水陆交错带是由孤立的高程较高的大型岛屿构成，所述高程较高是指岛顶高程超过常水位1.5m以上；所述大型岛屿是指岛屿面积≥100m²；

所述岛-滨型水陆交错带是水域滨岸与岛屿交互衔接构成，所述水域滨岸的坡度≤45°，宽度≥20m；岛屿的岛顶高程超过常水位至少20cm，岛屿面积不超过10m²；

所述滨堤型水陆交错带是一种人类为了其特定目的对湖滨改造的滨岸带类型，是由城镇、农田、湖泊堤坝直立岸构成，该类型水陆交错带坡度大于60°；

所述滨岸型水陆交错带是由城镇、农村或山体的沿湖滨岸构成，为低坡度较宽的滨岸型水陆交错带；所述低坡度较宽是指坡度≤45°，宽度≥20m；

步骤2：植物修复模式设计

所述植物修复模式设计针对以上六种不同的生境特点采用不同的植物修复模式：

所述岛礁型水陆交错带采用挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；

所述岛-岛型水陆交错带采用湿生乔灌草带-湿生草被-挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；

所述独岛型水陆交错带采用湿生乔灌草-湿生草被-挺水植被带-沉水植被带组合的生态修复模式；

所述岛-滨型水陆交错带采用陆生防护带-湿生乔灌草-湿身草被-挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；

所述滨堤型水陆交错带采用陆生防护带-湿生草被-沉水植被带组合的生态修复模式；

所述滨岸型水陆交错带采用陆生防护带-湿生乔灌草-湿生草被-挺水植被带-浮叶植物带组合的生态修复模式。

2.根据权利要求1所述的一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

所述岛礁型水陆交错带采用挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中挺水植被带种植黄菖蒲和/或香蒲，浮叶植物带种植荇菜和/或睡莲，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

所述岛-岛型水陆交错带采用湿生乔灌草带-湿生草被-挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、棣棠、连翘、紫珠中的一种或几种，湿生草被种植太湖苔草、水麦冬、千屈菜中的一种或几种，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲中的一种或几种，浮叶植物带种植荇菜和/或睡莲，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

所述独岛型水陆交错带采用湿生乔灌草-湿生草被-挺水植被带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、棣棠中的一种或几种，湿生草被种植太湖苔草和/或水麦冬，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲、芦竹、芦苇中的一种或几种，沉水植被带种植黑藻和/或微齿眼子菜。

5.根据权利要求1所述的一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

所述岛-滨型水陆交错带采用陆生防护带-湿生乔灌草-湿身草被-挺水植被带-浮叶植物带-沉水植被带组合的生态修复模式；其中陆生防护带种植河柳、乌桕、枫杨、女贞、蔷薇、丁香、黄刺玫中的一种或几种，湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、棣棠、连翘、紫珠、矮生百慕大、三叶草中的一种或几种，湿身草被种植莎草、灯芯草、太湖苔草、水麦冬、千屈菜中的一种或几种，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲、芦竹、芦苇中的一种或几种，浮叶植物带种植荇菜、睡莲、菱角中的一种或几种，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草、金鱼藻、狐尾藻中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

所述滨堤型水陆交错带采用陆生防护带-湿生草被-沉水植被带组合的生态修复模式；其中陆生防护带种植乌桕、枫杨、蔷薇、棣棠、丁香、连翘、紫珠、黄刺玫中的一种或几种，湿生草被种植莎草、灯芯草、太湖苔草、水麦冬、千屈菜、芦苇中的一种或几种，沉水植被带种植苦草、黑藻、微齿眼子菜、菹草、狐尾藻中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

所述滨岸型水陆交错带采用陆生防护带-湿生乔灌草-湿生草被-挺水植被带-浮叶植物带组合的生态修复模式；其中陆生防护带种植河柳、乌桕、枫杨、女贞、蔷薇、丁香、黄刺玫中的一种或几种，湿生乔灌草种植水柳、池杉、铁线草、中华结缕草、蔷薇、矮生百慕大、三叶草中的一种或几种，湿生草被种植莎草、灯芯草、太湖苔草、水麦冬、千屈菜中的一种或几种，挺水植被带种植黄菖蒲、常绿菖蒲、香蒲、芦竹、芦苇中的一种或几种，浮叶植物带种植荇菜和/或睡莲。

8.根据权利要求2-7所述的任一种大堤型湖滨带多生境立体植被构建方法，其特征在于：

陆生防护带种植的株行距为10m×10m，草本林下分片种植，种植方式为移植；

湿生乔灌草种植的株行距为15m×15m，分片种植，种植覆盖度为40-50％，种植方式为移植；

湿生草被种植时采用分片种植，种植覆盖度为40-50％，种植方式为整从移植；

挺水植被带种植株间距为0.5m×0.5m，种植方式为整从移植；

浮叶植物带种植覆盖度为30-40％，种植方式为引种；

沉水植被带种植覆盖度为20-40％，种植方式为引种。