CN107409720A - 一种消落带生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种消落带生态修复方法,包括如下步骤:通过对消落带植被恢复试验来观察供试植物在自然水文条件下的生长表现;测定淹水前后供试植物相关生理指标变化,比较其耐淹性;针对不同生活型的植物,采取适宜的简易工程措施将植株固定下来,要通过工程措施来减缓水流冲击,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;选择在不同高程、在不同生境条件下、不同类型植物群落的构建方式;观察分析人工植物群落结构的组成变化和自然演替状况。其有益技术效果是极大的提高了群落的物种丰富度,增加了植被的盖度,增加了物种多样性,群落空间结构复杂化,稳定性提高。
Description
技术领域
本发明涉及生态环境保护与治理技术领域,具体涉及一种消落带生态修复方法。
背景技术
三峡水库正式建成后,随水库年度运行将在两岸形成垂直落差30m(145~175m)的永久消落带。所述消落带(Riparian zone)也称消落地、涨落带、消涨带、水位涨落带等,是指河流、湖泊、水库中由于季节性水位涨落,而使被水淹没的土地周期性出露水面,成为陆地的一段特殊区域。由于长江水文情势的改变,将给消落带现存植物群落造成巨大的冲击,消落带植物群落未来发展演替将会影响库区生态环境。现有消落带生态修复方法仅从植物或结构上对消落带进行修复,不能实现持久的消落带生态修复。
发明内容
为解决现有技术一种消落带生态修复方法存在的不能实现持久的消落带生态修复等问题,本发明提出一种消落带生态修复方法。
本发明一种消落带生态修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、通过对消落带植被恢复试验来观察供试植物在自然水文条件下的生长表现,统计其成活率,并记录其淹水后的恢复生长情况;
S2、测定淹水前后供试植物相关生理指标变化,比较其耐淹性;
S3、针对不同生活型的植物,采取适宜的简易工程措施将植株固定下来,以提高其成活率和留存率;要通过工程措施来减缓水流冲击,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;
S4、选择在不同高程、在不同生境条件下、不同类型植物群落的构建方式;
S5、观察分析人工植物群落结构的组成变化和自然演替状况。
进一步的,所述的观察供试植物在自然水文条件下的生长表现的具体方法包括:
S11、供试植物按自然海拔梯度来设置处理区域,每1m海拔高程设置1个处理区域,各种乔、灌木和高草均从163m高程开始栽植,共计16个处理区域;每个处理区域,设3个重复段,低矮草本栽植间植其间;
S12、根据供试植物种源情况,各个植物种类在每平方米(是否准确,请与发明人核实)栽植数量有所不同,具体为:中华蚊母、长叶水麻、秋花柳、小梾木、黄杨叶忍冬、卡开芦24株,枸杞、水杉、枫杨、杭子梢15株,南川柳、池杉12株,疏花水柏枝8株,甜根子草、香根草24株;采用鱼鳞坑栽植,鱼鳞坑深约30~50cm,株距约50cm;而草本如块茎苔草、狗牙根、扁穗牛鞭草按2-4m2面积栽植;
S13、每天早、中、晚观察三次水位,记录水位淹没梯度,分别统计出夏季汛期、冬季蓄水期各处理供试植物的淹水时间,以分析植物的耐淹程度;
S14、乔、灌木定植成活后,每三天一次,记录死亡情况(即自然死亡数),观察水淹情况,记录被水流冲走的植株数、淹死植株数和成活植株数,统计出不同处理供试植物的成活率,作为植物筛选的依据之一,并在淹水期间观测植物的黄叶、落叶及枯枝情况,记录水退后植株萌蘖、返青等生长恢复情况;其中,成活率=成活株数/栽植数×100%;
S15、草本定植成活后,记录生长情况(以覆盖度为标准)和水淹情况。
进一步的,所述的测定淹水前后供试植物相关生理指标变化的方法为:以不同淹没时间、不同淹没深度条件下植物的成活率高低来作为植物耐淹性筛选的主要条件,以淹水期间植物的黄叶、落叶及枯枝情况及水退后植株萌蘖、返青等生长恢复情况作参照,相同淹没深度和相同淹没时间下,成活率高的植物耐淹性好。
进一步的,所述采取适宜的简易工程措施将植株固定下来,具体固定方法包括以下几种:
S31、小区域“回水”固定方法
S311、三角架固定法
用于枫杨、池杉、水杉等大乔木类,用长2m的三根大杉杆做成三角架并用棕绳固定植株,在杉杆底部打入80cm的杉木桩,并用铁丝捆好杉杆和杉木桩;
S312、石笼固定法
用于中华蚊母、秋花柳、小梾木等灌木类,用铁丝网做成“W”字形种植槽,即格宾网箱(先将铁丝网埋入土中30~40cm,后将铁丝网卷成柱状,用杉木桩固定其边缘,再将条石或卵石装入铁丝网内),植株栽在槽内;
S313、围堰固定法
河流流向用块石堆砌,高50—70cm,宽30cm,减缓洪水或船只行走时浪的冲刷力度,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;
S314、沙袋固定法
用于中华蚊母树、秋花柳、黄杨叶忍冬等灌木类,先用编织袋装入栽植土壤,再将袋子埋入土中40~50cm,将植物栽植于袋中,再用条石压住袋口固定;
S315、铁丝网固定法
用于扁穗牛鞭草、狗牙根等地被类,先将薄膜铺于地表,再将铺于薄膜上,并用杉木桩固定铁丝网四角,在网孔中栽植地被,最后压上条石;
S316、花砖固定法
将薄膜铺在地表,并将薄膜头端埋入土中20—30cm,再将花砖铺于薄膜上,在花砖的孔隙中栽植地被,再在上面压上条石,主要用于地被类;
S317、卵石或块石固定法
挖深坑栽植灌木或高草后,四周用8-10cm的石块(去棱角)或卵石固定土球,并随填种植土,捣实;或直接在栽植的小苗灌木和草本根基地表压卵石或石块固土;
S32、植物固定方法
S321、乔木固定法
挖深坑(深80-100cm),放入乔木后,四周用10-20cm的石块(去棱角)或卵石固定土球石固定土球,并随填种植土,捣实;再用80cm长的杉木桩,打入地下40-50cm,地上部分用绳子与植物基干相连固定,而后用卵石压植物根基地表,防止土壤流失;
S322、灌木和甜根子草固定法
挖深坑(50-100×30-80cm),放入灌木或甜根子草后,四周用8-10cm的石块(去棱角)或卵石固定土球,并随填种植土,捣实,而后用草本植物栽植于其表面,卵石压植物根基地表,防止土壤流失;
S323、小苗灌木和草本固定法为直接栽植后压卵石或石块固土。
进一步的,所述在不同高程、不同生境条件下、不同类型植物群落的构建方式包括:
S41、不同高程群落构建方式:
在消落区下部(海拔160m以下高程带),全年淹水时间长(约5-6个月),淹水深度深(>15m),可构建低矮的多年生禾草群落;以耐水淹时间长的狗牙根、扁穗牛鞭草等植物为主进行配置,形成低矮的多年生禾草群落;
在消落区中部(海拔165-170m),该区域全年淹水时间较长(约4-5个月),淹水深度较深(5-10m),可构建高草草丛或灌丛群落;以卡开芦、甜根子草等高大草从为主,配以秋花柳、枸杞、疏花水柏枝等小灌木,构造高草草丛或灌丛植被群落;
在消落区上部(170m以上高程带),该区域全年淹水时间短(约3-4个月),淹水浅(0-5m),可营建灌-草复合群落;以小梾木、中华蚊母树、等灌木为主,配以狗牙根、扁穗牛鞭草等草本,营建灌-草复合群落;根据景观需要亦可选择耐水淹能力较强的乔木南川柳进行植物配置,构建乔-灌-草群落;
在护岸林带(海拔175m以上),以乔、灌木为主,建设护岸林带;以枫杨、池杉、中华蚊母、小梾木等乔灌木为主,结合城市园林规划要求进行护岸林带景观配置;
S42、不同生境下群落构建方式
在砾石生境下,消落区下部以苔草为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳为建群种,构建灌丛群落;上部以乔木南川柳为建群种,构建河岸林带;
在块石生境下,下部有淤积泥沙,以狗牙根为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳为建群种,配以高草卡开芦,构建灌丛群落;上部以乔木南川柳或枫杨为建群种,配以杭子梢、地瓜藤等,构建河岸林带;
在淤积泥沙生境下,多为回水湾地带,下部、中部以固土能力强、耐冲刷的植物为主;在消落区下部以扁穗牛鞭草、狗牙根为建群种,构建低矮禾草群落;中部以高草甜根子草、香根草为建群种,构建高草草丛;上部以乔木南川柳为建群种,构建河岸林带;
在壤土生境下,消落区下部以扁穗牛鞭草为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木小梾木为建群种,配以卡开芦,构建灌-草群落;上部以乔木南川柳或枫杨为建群种,配以中华蚊母、地瓜藤等,构建河岸林带;
S43、不同类型群落构建方式
河漫滩型(坡度<5°),消落区下部多为砾石生境,保持原状,或尽可能栽植块茎薹草、狗牙根等低矮草本;中部有壤土或块石生境,以灌木秋华柳、卡开芦、甜根子草为建群种,构建灌-草群落;
浅丘陵型(坡度5-30°),多为壤土和沉积泥沙生境,在消落区下部栽植狗牙根、扁穗牛鞭草等低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳、小梾木为建群种,配以高草卡开芦、甜根子草,构建灌-草群落;
陡坡型(坡度>30°),多为块石生境,消落区下部淤积泥沙较少,保持原状,或尽可能栽植狗牙根、扁穗牛鞭草等低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳、中华蚊母为建群种,配以高草卡开芦、甜根子草,构建灌-草群落。
进一步的,所述分析人工植物群落结构的组成变化和自然演替状况包括:
S51、通过植物群落学方法对植被进行监测,调查采用样方法
根据试验区海拔划分高程带,对消落带植被进行调查,166m高程以下,每2m设置一个样带,166m高程以上,每5m设置一个样带;共8个高程带;每个高程带沿河流流向每隔10m作一个样方,作10个,共计80个样方;
对草本或低矮草丛,作面积为1m×1m的样方;对高大草丛、灌木,作面积为2m×2m的样方,再在该样方内随机作一个面积为1m×1m的小样方;对乔木,作面积为5m×5m的样方,再在该样方内随机作一个面积为1m×1m的小样方;
调查群落的盖度或郁闭度、组成种的多度、盖度、高度及基质生境特点等,分析消落带植物群落组成特点、物种多样性及淹水后植物群落演替的可能性;
S52、用EXCEL软件对各样地中各样带的样方,分高程以乔木、灌丛、草本建立相应的数据文件;
S521、优势度的计算
在对原始数据进行初步的分类基础上,计算低矮小乔木、灌丛及草本层各物种的优势度值,其计算公式为:
其中,
S522、物种多样性指数计算
优势度指数(Dominance index)是以群落内各个种的重要值为基础,反映群落内优势种的集中程度,其计算公式为:
式中,ni为每个种的重要值,N为全部种的重要值;
物种多样性指数(Species diversity):物种多样性能反映群落中的物种数目、结构以及各物种的个体数量及其均匀程度的综合数量指标,最常用的是Simpson指数和Shannon-Wiener指数;
Simpson指数,亦称为优势度指数:
Shannon-Wiener指数:
本发明一种消落带生态修复方法的有益效果通过栽植目标种对消落带绿化,在夏季汛期沉积大量泥土,改善了原有基质条件,为目标种生长提供了丰富的营养物质;同时,随着试验区植被的恢复,水土流失减少,大量上游泥沙被固定,大量伴生物种的生长,使土壤种子库功效得到最大限度的体现,极大的提高了群落的物种丰富度,增加了植被的盖度,增加了物种多样性,群落空间结构复杂化,稳定性提高。植物群落与植被的物种多样性有明显提高,群落环境条件得以改善,群落优势种地上分层或垂直结构趋于复杂化。
附图说明
附图1为本发明一种消落带生态修复方法的不同淹没深度乔木的成活率的变化示意图。
附图2为本发明一种消落带生态修复方法的不同淹没深度灌木树种的成活率的变化示意图。
附图3为本发明一种消落带生态修复方法的不同淹没深度草本植物树种的成活率的变化示意图。
附图4为本发明一种消落带生态修复方法的卡开芦-野青茅群落空间结构的示意图。
附图5为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草-野青茅群落空间结构的示意图。
附图6为本发明一种消落带生态修复方法的野青茅-火炭母-狗牙根群落群落空间结构的示意图。
附图7为本发明一种消落带生态修复方法的野青茅群落空间结构的示意图。
附图8为本发明一种消落带生态修复方法的野青茅-扁穗牛鞭草群落空间结构的示意图。
附图9为本发明一种消落带生态修复方法的南川柳-野青茅-卡开芦群落空间结构的示意图。
附图10为本发明一种消落带生态修复方法的南川柳‐甜根子草‐火炭母群落空间结构的示意图。
附图11为本发明一种消落带生态修复方法的枫杨-小梾木-火炭母群落空间结构的示意图。
附图12为本发明一种消落带生态修复方法的枫杨-野青茅-火炭母群落空间结构的示意图。
附图13为本发明一种消落带生态修复方法的枫杨-野青茅-甜根子群落空间结构的示意图。
附图14为本发明一种消落带生态修复方法的秋花柳-野青茅-卡开芦群落空间结构的示意图。
附图15为本发明一种消落带生态修复方法的水杉-秋花柳-甜根子草群落空间结构的示意图。
附图16为本发明一种消落带生态修复方法的水杉-野青茅+革命草群落空间结构的示意图。
附图17为本发明一种消落带生态修复方法的中华蚊母-甜根子草群落空间结构的示意图。
附图18为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草-火炭母群落空间结构的示意图。
附图19为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草群落空间结构的示意图。
附图20为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草-扁穗牛鞭草群落空间结构的示意图。
附图21为本发明一种消落带生态修复方法的不同海拔高度植被盖度的变化示意图。
附图22为本发明一种消落带生态修复方法的不同海拔高程物种丰富度的变化示意图。
附图23为本发明一种消落带生态修复方法不同高程近年来沉积泥土厚度平均值变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明一种消落带生态修复方法作进一步的说明。
供试植物按自然海拔梯度来设置处理区域,每1m海拔高程设置1个处理区域,各种乔、灌木和高草均从163m高程开始栽植,共计16个处理区域;每个处理区域,设3个重复段,低矮草本栽植间植其间。
根据供试植物种源情况,各个植物种类在每平方米栽植数量有所不同,具体为:中华蚊母、长叶水麻、秋花柳、小梾木、黄杨叶忍冬、卡开芦24株,枸杞、水杉、枫杨、杭子梢15株,南川柳、池杉12株,疏花水柏枝8株,甜根子草、香根草24株;采用鱼鳞坑栽植,鱼鳞坑深约30~50cm,株距约50cm;而草本如块茎苔草、狗牙根、扁穗牛鞭草按2-4m2面积栽植。
每天早、中、晚观察三次水位,记录水位淹没梯度,分别统计出夏季汛期、冬季蓄水期各处理供试植物的淹水时间,以分析植物的耐淹程度。
乔、灌木定植成活后,每三天一次,记录死亡情况(即自然死亡数),观察水淹情况,记录被水流冲走的植株数、淹死植株数和成活植株数,统计出不同处理供试植物的成活率,作为植物筛选的依据之一,并在淹水期间观测植物的黄叶、落叶及枯枝情况,记录水退后植株萌蘖、返青等生长恢复情况;其中,成活率=成活株数/栽植数×100%。
草本定植成活后,记录生长情况(以覆盖度为标准)和水淹情况。
首先选出以植物根系发达,植株抗冲刷力强,具有一定造景用途的18种乔、灌、草湿地植物作为供试植株:南川柳、水杉、池杉、枫杨、秋花柳、黄杨叶忍冬、杭子梢、小梾木、枸杞、长叶水麻、中华蚊母树、疏花水柏枝、卡开芦、甜根子草、香根草、狗牙根、扁穗牛鞭草、块茎苔草。其生长型、引种来源及苗木规格详见表1。
表1 试验苗木规格
以不同淹没时间、不同淹没深度条件下植物的成活率高低来作为植物耐淹性筛选的主要条件,以淹水期间植物的黄叶、落叶及枯枝情况及水退后植株萌蘖、返青等生长恢复情况作参照,相同淹没深度和相同淹没时间下,成活率高的植物耐淹性好。
附图1为本发明一种消落带生态修复方法的不同淹没深度乔木的成活率的变化示意图;随着淹没深度降低,各种乔木的成活率基本呈增高趋势,其中南川柳成活率最高,枫杨次之,水杉最差。在淹没深度为18m且淹没236天梯度,南川柳的成活率为67.5%,枫杨的成活率为54.3%,而水杉仅有15.7%。
附图2为本发明一种消落带生态修复方法的不同淹没深度灌木树种的成活率的变化示意图;在低海拔,以秋花柳、疏花水柏枝和中华蚊母的成活率较高。其中,秋花柳、疏花水柏枝在各个淹没深度的成活率均较高,几乎都在50%以上;长叶水麻、杭子梢、小梾木、黄杨叶忍冬在不同淹没深度的成活率差异较大,且随淹没深度增加成活率下降较大,尤其是淹没深度达19m时基本不能成活。
附图3为本发明一种消落带生态修复方法的不同淹没深度草本植物树种的成活率的变化示意图;在不同淹没深度草本植物的成活率均较高,尤其是块茎苔草、野青茅和狗牙根,在淹没深度23淹水近300天情况下,成活率在80%以上。而香根草则随淹没深度的增加成活率降低较快。
从植物在消落带多年实地栽植的表现性状看,最适宜的消落带植物有乔木:枫杨、南川柳;灌木:中华蚊母、秋华柳、小梾木、疏花水柏枝;高草:卡开芦、甜根子草;草本:狗牙根、扁穗牛鞭草、块茎苔草、野青茅。在淹水期性状表现如下:
南川柳淹水108天,叶子变黄且部分落叶;淹水160余天,全部落叶;淹水238天,嫩枝部分枯死;退水30天左右开始萌芽。
枫杨植株全淹水36天,叶子开始落叶;淹水90天,全部落叶;淹水133天,部分枝干枯死,退水30余天后开始萌芽。若淹没不过顶,植株可生长。
中华蚊母持续淹水133天,部分叶子脱落,颜色淡黄,退水后即返绿;淹没214天后,叶片脱落,部分小枝枯死;退水20天后恢复生长。
秋华柳夏季淹水80余天,叶子变黄且开始落叶;淹水90余天,全部落叶,且部分顶梢枯死;冬季淹水近178天,退水20天左右开始萌芽。
卡开芦夏季水淹90天退水20天后发出新芽,冬季淹水130天,部分枝叶枯死;淹水近180天,主茎及少部分枝条存活,边退水边开始萌发。
甜根子草夏季水淹60天、持续水淹30天,叶片枯萎;水淹80天、持续水淹45天,叶片全部脱落;水淹92天,植株茎仍存活,地上部分枯死;冬季水淹148天,植株茎秆80%死亡;淹水170余天,仅5%左右茎秆存活。退水20天后开始萌发,1个月左右盖度达85%以上。
狗牙根夏季水淹40天、持续水淹30天,地上部分开始死亡;水淹108天,持续水淹77天地下根仍存活,退水后10天开始发出新叶。冬季淹水近180天,且被大量泥沙掩埋,退水后25天左右萌发新芽。
扁穗牛鞭草夏季水淹40天、持续水淹35天,地上部分全部死亡;水淹108天,持续水淹77天,退水后14天开始发出新叶。冬季淹水近180天,且被大量泥沙掩埋,退水后40天左右萌发新芽。
野青茅夏季汛期淹水时已基本完成生活史,地上叶片部分叶片枯死,茎秆仍存活,随水位消退,发出新芽。老株冬季淹水180天左右,露出水面7天左右即开始萌发新芽,沉积泥沙中有大量种子萌发,20天左右盖度可达85%,高约108cm。
块茎苔草夏季水淹25天,持续水淹20天,地上部分开始枯死;水淹128天,持续水淹86天,退水后7天开始发出新叶。冬季淹水近180余天,退水后15天开始萌发,1个月左右盖度达98%,高约45cm。
植物经过冬季反季节淹水后,不同生活型植物表现出不同的生活策略,其淹水后恢复生长情况详见表2。
表2 植物淹水后生长恢复情况比较
由表2可知,低矮草本植物扁穗牛鞭草、狗牙根主要茎秆节间萌发新株或新芽;块茎苔草则从块茎基部萌发新株;野青茅除了从多年生植株基部、茎秆上萌发新芽外,其大量种子从沉积泥土中萌发,能迅速返青,覆盖度较大。高草甜根子草主要从宿存根茎基部萌发新株,残留的茎秆下部萌发较多;而卡开芦宿存根茎大量萌发新株外,近地面的茎秆都能萌发新株,上部茎秆节间萌发新芽多达6个;而乔木南川柳、枫杨主要是从老干上萌发新枝,增加其盖度。
综合分析淹水后植物的成活情况以及植物群体的恢复情况,可以认为野青茅、块茎苔草、扁穗牛鞭草、狗牙根为适合消落带植被恢复的低矮草本植物。尤其适合低海拔即淹没深度较大的地段进行植物恢复。卡开芦、甜根子草耐淹水能力较强,淹水后成活情况较好,是一种良好的适宜消落带植被恢复的高大草本植物。灌木植物中,秋花柳是一种优良的消落带植被恢复树种。中华蚊母、疏花水柏枝也比较适宜,而小梾木、枸杞、杭子梢、长叶水麻则适合于较高高程带的植被恢复。乔木树种中,南川柳、枫杨的耐淹水能力较强,池杉、水杉次之。乔木在较高高程带较适宜。
针对不同生活型的植物,采取适宜的简易工程措施,将植株固定下来,以提高其成活率和留存率;要通过工程措施来减缓水流冲击,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;包括以下几种方法:
①三角架固定法
枫杨、池杉、水杉等大乔木类,用长2m的三根大杉杆做成三角架并用棕绳固定植株,在杉杆底部打入80cm的杉木桩,并用铁丝捆好杉杆和杉木桩;
②石笼固定法
中华蚊母、秋花柳、小梾木等灌木类,用铁丝网做成“W”字形种植槽,即格宾网箱(先将铁丝网埋入土中30~40cm,后将铁丝网卷成柱状,用杉木桩固定其边缘,再将条石或卵石装入铁丝网内),植株栽在槽内;
③围堰固定法
河流流向用块石堆砌,高50—70cm,宽30cm,减缓洪水或船只行走时浪的冲刷力度,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;
④沙袋固定法
中华蚊母树、秋花柳、黄杨叶忍冬等灌木类,先用编织袋装入栽植土壤,再将袋子埋入土中40~50cm,将植物栽植于袋中,再用条石压住袋口固定;
⑤铁丝网固定法
扁穗牛鞭草、狗牙根等地被类,先将薄膜铺于地表,再将铺于薄膜上,并用杉木桩固定铁丝网四角,在网孔中栽植地被,最后压上条石;
⑥花砖固定法
将薄膜铺在地表,并将薄膜头端埋入土中20—30cm,再将花砖铺于薄膜上,在花砖的孔隙中栽植地被,再在上面压上条石,主要用于地被类;
⑦卵石或块石固定法
挖深坑栽植灌木或高草后,四周用8-10cm的石块(去棱角)或卵石固定土球,并随填种植土,捣实;或直接在栽植的小苗灌木和草本根基地表压卵石或石块固土;
另外,植物固定方法包括以下几种方法:
①乔木固定法
挖深坑(深80-100cm),放入乔木后,四周用10-20cm的石块(去棱角)或卵石固定土球石固定土球,并随填种植土,捣实;再用80cm长的杉木桩,打入地下40-50cm,地上部分用绳子与植物基干相连固定,而后用卵石压植物根基地表,防止土壤流失;
②灌木和甜根子草固定法
挖深坑(50-100×30-80cm),放入灌木或甜根子草后,四周用8-10cm的石块(去棱角)或卵石固定土球,并随填种植土,捣实,而后用草本植物栽植于其表面,卵石压植物根基地表,防止土壤流失;
③小苗灌木和草本固定法
直接栽植后压卵石或石块固土。
在采取一定的工程措施后,植株的固定率(指被水冲刷以后,留下的植株)、成活率显著提高,详见表3。
表3 不同简易工程措施对植物固定率
如采用衫木架和杉木桩的枫杨、池杉、水杉等大乔木在洪水后,能直立不倒,甚至没有被冲歪,有效的保证了根系与土壤的紧密接触,植株固定率在95%以上,从而提高其成活率;采用石笼铁丝网箱的中华蚊母、小梾木、秋花柳,被洪水冲走的几率大大减小,且石块间隙淤积的泥土为其提供了营养和水分;且植株周围的淤积泥土显著加厚,尤其是石笼靠坡岸的一侧,生长普遍较好。采用沙袋栽植的灌木,由于沙袋破损,泥沙流失,导致植株幼苗随之被冲走,因此其固定率较低,但它们都有效的降低了洪水对河岸的冲刷力度,保证了植株一定的存活率;扁穗牛鞭草、狗牙根在采用工程措施后,其存活率显著提高,铁丝网固定的植株其蔓延能力较采用花砖措施的强,但其耐水冲刷的能力要弱一些。新栽植的灌木小苗和草本植株,采用卵石或块石压置根部后,显著提高其保持率。
两江消落区类型多,生境复杂。尤其是在夏季汛期,水流速度快,冲刷力度大。因此,在进行消落区生态修复植物群落构建时,所以要充分考虑不同地段消落区类型、水文特征及基质生境等,合理构建植物群落。在不同高程、不同生境条件下、不同类型植物群落的构建方式包括:
S41、不同高程群落构建方式:
在消落区下部(海拔160m以下高程带),全年淹水时间长(约5-6个月),淹水深度深(>15m),可构建低矮的多年生禾草群落;以耐水淹时间长的狗牙根、扁穗牛鞭草等植物为主进行配置,形成低矮的多年生禾草群落;
在消落区中部(海拔165-170m),该区域全年淹水时间较长(约4-5个月),淹水深度较深(5-10m),可构建高草草丛或灌丛群落;以卡开芦、甜根子草等高大草从为主,配以秋花柳、枸杞、疏花水柏枝等小灌木,构造高草草丛或灌丛植被群落;
在消落区上部(170m以上高程带),该区域全年淹水时间短(约3-4个月),淹水浅(0-5m),可营建灌-草复合群落;以小梾木、中华蚊母树、等灌木为主,配以狗牙根、扁穗牛鞭草等草本,营建灌-草复合群落;根据景观需要亦可选择耐水淹能力较强的乔木南川柳进行植物配置,构建乔-灌-草群落;
在护岸林带(海拔175m以上),以乔、灌木为主,建设护岸林带;以枫杨、池杉、中华蚊母、小梾木等乔灌木为主,结合城市园林规划要求进行护岸林带景观配置;
S42、不同生境下群落构建方式
在砾石生境下,消落区下部以苔草为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳为建群种,构建灌丛群落;上部以乔木南川柳为建群种,构建河岸林带;
在块石生境下,下部有淤积泥沙,以狗牙根为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳为建群种,配以高草卡开芦,构建灌丛群落;上部以乔木南川柳或枫杨为建群种,配以杭子梢、地瓜藤等,构建河岸林带;
在淤积泥沙生境下,多为回水湾地带,下部、中部以固土能力强、耐冲刷的植物为主。在消落区下部以扁穗牛鞭草、狗牙根为建群种,构建低矮禾草群落;中部以高草甜根子草、香根草为建群种,构建高草草丛;上部以乔木南川柳为建群种,构建河岸林带;
在壤土生境下,消落区下部以扁穗牛鞭草为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木小梾木为建群种,配以卡开芦,构建灌-草群落;上部以乔木南川柳或枫杨为建群种,配以中华蚊母、地瓜藤等,构建河岸林带。
S43、不同类型群落构建方式
河漫滩型(坡度<5°),消落区下部多为砾石生境,保持原状,或尽可能栽植块茎薹草、狗牙根等低矮草本;中部有壤土或块石生境,以灌木秋华柳、卡开芦、甜根子草为建群种,构建灌-草群落;
浅丘陵型(坡度5-30°),多为壤土和沉积泥沙生境,在消落区下部栽植狗牙根、扁穗牛鞭草等低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳、小梾木为建群种,配以高草卡开芦、甜根子草,构建灌-草群落;
陡坡型(坡度>30°),多为块石生境,消落区下部淤积泥沙较少,保持原状,或尽可能栽植狗牙根、扁穗牛鞭草等低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳、中华蚊母为建群种,配以高草卡开芦、甜根子草,构建灌-草群落。
人工植物群落结构的组成变化和自然演替状况包括:
(1)通过植物群落学方法对植被进行监测,调查采用样方法
根据试验区海拔划分高程带,对石门段消落带植被进行调查,166m高程以下,每2m设置一个样带,166m高程以上,每5m设置一个样带;共8个高程带;每个高程带沿河流流向每隔10m作一个样方,作10个,共计80个样方;
对草本或低矮草丛,作面积为1m×1m的样方;对高大草丛、灌木,作面积为2m×2m的样方,再在该样方内随机作一个面积为1m×1m的小样方;对乔木,作面积为5m×5m的样方,再在该样方内随机作一个面积为1m×1m的小样方;
调查群落的盖度或郁闭度、组成种的多度、盖度、高度及基质生境特点等,分析消落带植物群落组成特点、物种多样性及淹水后植物群落演替的可能性;
(2)用EXCEL软件对各样地中各样带的样方,分高程以乔木、灌丛、草本建立相应的数据文件
①优势度的计算
在对原始数据进行初步的分类基础上,计算低矮小乔木、灌丛及草本层各物种的优势度值,其计算公式为:
优势度综合三项指标,即
其中,
②物种多样性指数计算
优势度指数(Dominance index)是以群落内各个种的重要值为基础,反映群落内优势种的集中程度,其计算公式为:
式中,ni为每个种的重要值,N为全部种的重要值;
物种多样性指数(Species diversity):物种多样性能反映群落中的物种数目、结构以及各物种的个体数量及其均匀程度的综合数量指标,最常用的是Simpson指数和Shannon-Wiener指数;
Simpson指数,亦称为优势度指数:
Shannon-Wiener指数:
附图4为本发明一种消落带生态修复方法的卡开芦-野青茅群落空间结构的示意图;在消落带试验区卡开芦-野青茅群落分布在163m、164m及168m高程,盖度为88%,物种多样性为1.69,优势种为卡开芦、野青茅,高度分别是90cm、64cm。伴生目标种有狗牙根,植物高度是17cm。伴生种一年生植物有棒头草、葎草、石龙芮、灰藜、繁缕、蔊菜、紅蓼、水苦荬,植物平均高度分别是13.6cm。伴生种多年生植物有马兰、酸模、紫菀,植物平均高度分别是10cm。与实验初期植物是卡开芦30-40cm、狗牙根10cm。
附图5为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草-野青茅群落空间结构的示意图;在消落带试验区甜根子草-野青茅群落分布在164m、165m、166m、168m、170m及173m高程,盖度为85%,物种多样性为2.93,优势种为野青茅、甜根子草,高度分别是115、80cm。伴生的目标种有火炭母,植物高度是21cm。伴生种一年生草本植物有:红蓼、附地菜、灰藜、水苦荬、石龙芮、青蒿、水蓼,平均高度是13cm。伴生种多年生植物有问荆、酸模、清明菜、紫菀、野豌豆,植物平均高度是25cm。与实验初期植物是甜根子草,植株高度为30-40cm。
附图6为本发明一种消落带生态修复方法的野青茅-火炭母-狗牙根群落群落空间结构的示意图;在消落带试验区野青茅-火炭母-狗牙根群落分布在163m、164m及165m高程,盖度为80%,物种多样性为1.91,优势种为野青茅、火炭母、狗牙根,高度分别是50cm、20cm、18cm。伴生种一年生植物有红蓼、灰藜、繁缕、青蒿、蔊菜,平均高度14cm。伴生种多年生植物有酸模、清明菜、野豌豆、块茎苔草,植物平均高度是25cm。与实验初期植物是狗牙根10cm,疏花水柏枝40-50cm、杭子梢25-30cm。
附图7为本发明一种消落带生态修复方法的野青茅群落空间结构的示意图;在消落带试验区野青茅群落分布在163m、164m、165m及166m高程,盖度为72.4%,物种多样性为1.46,优势种为野青茅,高度是82cm。伴生目标种有火炭母,植物高度是19cm。伴生种一年生植物有、繁缕、灰藜、地明菜,平均高度是12.4cm。伴生种多年生植物有水蓼、酸模,植物平均高度是18cm。与实验初期植物是黄杨叶忍冬,植物高度是20cm。
附图8为本发明一种消落带生态修复方法的野青茅-扁穗牛鞭草群落空间结构的示意图;在消落带试验区野青茅-扁穗牛鞭草群落分布在164m、165m、166m高程,盖度为85.7%,物种多样性为1.76,优势种为野青茅,高度分别是110cm。伴生种一年生有水蓼、火炭母、青蒿,平均高度是22cm。伴生种多年生问荆、酸模、块茎苔草,植物平均高度是32cm。实验初期植物是扁穗牛鞭草,高度为15-20cm。
附图9为本发明一种消落带生态修复方法的南川柳-野青茅-卡开芦群落空间结构的示意图;在消落带试验区南川柳-野青茅-卡开芦群落分布在166m高程,盖度为65%,物种多样性为2.13,优势种为南川柳、野青茅、卡开芦,高度分别是220、80、52cm。伴生目标种有火炭母,高度为21cm;伴生种一年生植物有灰藜、蔊菜、青蒿,植物平均高度是20cm。伴生种多年生酸模、问荆,植物平均高度是34cm。实验初期植物是南川柳30‐50cm、卡开芦30‐40cm。
附图10为本发明一种消落带生态修复方法的南川柳‐甜根子草‐火炭母群落空间结构的示意图;在消落带试验区南川柳‐甜根子草‐火炭母群落分布在168m、170m、175m高程,盖度为93%,物种多样性为2.12,优势种为南川柳、甜根子草、火炭母,高度分别是210、130、19cm。伴生种目标种有扁穗牛鞭草、狗牙根。伴生一年生植物有地瓜藤、葎草,平均高度是11cm。伴生种多年生块茎苔草、问荆,植物平均高度是26cm。实验初期植物是南川柳30-50cm、甜根子草30-40cm。
附图11为本发明一种消落带生态修复方法的枫杨-小梾木-火炭母群落空间结构的示意图;在消落带试验区枫杨-小梾木-火炭母群落分布在172m、175m,盖度为68%,物种多样性为1.38,优势种为枫杨、小梾木、火炭母,高度分别是800、200、23cm。伴生种一年生有黄鹌菜、伏地菜、青蒿35cm。伴生种多年生马兰、块茎苔草,植物平均高度分别是15cm,实验初期植物是枫杨120、小梾木30-45cm。
附图12为本发明一种消落带生态修复方法的枫杨-野青茅-火炭母群落空间结构的示意图;在消落带试验区枫杨-野青茅-火炭母群落分布在175m,盖度为86%,物种多样性为2.52,优势种为枫杨、野青茅、火炭母,高度分别是600、63、14cm。伴生种灌木有构树500cm。伴生一年生草本有鬼针草、蜈蚣草、葎草、青蒿、灰藜、黄鹌菜,植物平均高度是30cm。伴生种多年生问荆、块茎苔草,植物高度分别是17cm。实验初期植物是枫杨90-120cm、枸杞18-25cm。
附图13为本发明一种消落带生态修复方法的枫杨-野青茅-甜根子群落空间结构的示意图;在消落带试验区枫杨-野青茅-甜根子群落分布在173m、174m、175m,盖度为75%,物种多样性为2.17,优势种为枫杨、甜根子草、野青茅,高度分别是620、80、58cm。伴生目标种有火炭母、扁穗牛鞭草。伴生种一年生有青蒿、棒头草、益母草、紅蓼、葎草、水蓼、黄鹌菜、平均高速是31cm。伴生种多年生植物有接骨草,植物高度是110cm。伴生种灌木有枸杞,植物高度是66cm。实验初期植物是枫杨90-120cm、甜根子草30-40cm、枸杞18-25cm。
附图14为本发明一种消落带生态修复方法的秋花柳-野青茅-卡开芦群落空间结构的示意图;在消落带试验区秋花柳-野青茅-卡开芦群落分布在169m,盖度为45%,物种多样性为1.94,优势种为秋花柳、野青茅、卡开芦,高度分别是320、80、65cm。伴生目标种有火炭母。伴生种一年生有红蓼、石龙芮、青蒿、蔊菜,平均高度是18cm。伴生种多年生酸模、清明菜,植物平均高度是36cm,实验初期植物是秋花柳55-70cm、卡开芦30-40cm。
附图15为本发明一种消落带生态修复方法的水杉-秋花柳-甜根子草群落空间结构的示意图;在消落带试验区水杉-秋花柳-甜根子草群落分布在174m,盖度为86%,物种多样性为2.92,优势种为水杉、秋花柳、甜根子草,高度分别是600、200、71cm。伴生种一年生有飞蓬、蔊菜、臭草、黄鹌菜,平均高度是33cm。伴生种多年生植物有问荆、酸模,植物高度分别是21cm。实验初期植物是水杉、秋花柳,高度分别是110-130cm、55-70cm。
附图16为本发明一种消落带生态修复方法的水杉-野青茅+革命草群落空间结构的示意图;在消落带试验区水杉-野青茅+革命草群落分布在174、175m,盖度为95%,物种多样性为2.07,优势种为水杉、野青茅,高度分别是450、68、28cm。伴生种一年生植物有水蓼、青蒿、革命草、飞蓬,平均高度是36cm。伴生种多年生植物有块茎苔草、野豌豆,植物高度分别是17cm。实验初期植物是水杉,高度是110-130cm。
附图17为本发明一种消落带生态修复方法的中华蚊母-甜根子草群落空间结构的示意图;在消落带试验区中华蚊母-甜根子草群落分布在173m,盖度为98%,物种多样性为2.15,优势种为中华蚊母,高度分别是135、80cm。伴生种一年生有青蒿、棒头草、益母草、飞蓬22cm。实验初期植物是中华蚊母、甜根子草,高度分别是60、30‐40cm。
附图18为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草-火炭母群落空间结构的示意图;在消落带试验区甜根子草-火炭母群落分布在170m,盖度为99%,物种多样性为1.52,优势种为甜根子草、火炭母,高度分别是120、58cm。伴生种一年生草本植物有黄鹌菜、水蓼、繁缕,平均高度11cm。伴生种多年生草本植物有问荆,植物高度是28。实验初期植物是长叶水麻50cm。
附图19为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草群落空间结构的示意图;在消落带试验区甜根子草群落分布在168m—173m,盖度为99%,物种多样性为1.03,优势种为甜根子草,高度是132cm。伴生种一年生植物有青蒿,植株高度是25cm。伴生种多年生植物有接骨草,植物高度分别是72cm。实验初期植物是甜根子草,高度是30-40cm。
附图20为本发明一种消落带生态修复方法的甜根子草-扁穗牛鞭草群落空间结构的示意图;在消落带试验区甜根子草-扁穗牛鞭草群落分布在170m,盖度为90%,物种多样性为1.89,优势种为甜根子草、扁穗牛鞭草,高度分别是44、21cm。伴生目标种有火炭母。伴生种一年生植物有水蓼、青蒿、酸摸,植株平均高度是10cm。实验初期植物是甜根子草、扁穗牛鞭草,高度分别是30‐40cm、15‐20cm。
附图21为本发明一种消落带生态修复方法的不同海拔高度植被盖度的变化示意图;同试验初期相比,试验区各海拔高程植被盖度均有所增加,且168m高程和173m高程增加较多,分别为80.29%和77.33%;163m高程盖度增加最少,仅为50.71%。根据试验区现场观察,168m高程香根草、卡开芦、小梾木和南川柳植株长期处于半演状态,沉积泥土较厚,提供丰富的营养物质,生长状况良好;173m高程为陡坡上部,植株枝条常在洪水中被冲折,更新较快;而174m和175m高程乔木生长较高,林下灌木和草本生长受到一定影响。163m高程长期处于水淹,仅野青茅、块茎苔草和水蓼生长较好。
附图22为本发明一种消落带生态修复方法的不同海拔高程物种丰富度的变化示意图;由图22可知,与试验初期相比,经过近5年的植被恢复后,试验区各海拔高程植被物种丰富度有显著变化,且物种数目均有所增加。其中,以166m高程和174高程物种数增加最多,物种分别增加7种和6种;170m高程物种数目增加最少,仅增加1种。
附图23为本发明一种消落带生态修复方法不同高程近年来沉积泥土厚度平均值变化示意图;由图23知,随着高程的增加,沉积泥土厚度逐渐增加,仅165m高程较低,一方面是修建人行步道的影响,另一方面是165m高程受水浪反复冲刷影响较大,且狗牙根、牛鞭草较矮,对泥沙拦截能力有限,因此沉积泥土流失情况较严重。而171m高程平均沉积泥土厚达19.67cm,与近年来夏季汛期小洪峰水位常在171m高程附近有关,且171m高程剖面处于卡开芦高草丛内,植株本身固土能力、萌蘖能力均较强。同时,随着泥沙的沉积,野青茅逐渐成为优势种,其耐水淹能力强、返青快、种子数量多,且根系发达,沉积泥土量加大,如167—169m高程近年平均沉积泥土都在15cm左右。
显然,本发明一种消落带生态修复方法的有益效果通过栽植目标种对消落带绿化,在夏季汛期沉积大量泥土,改善了原有基质条件,为目标种生长提供了丰富的营养物质;同时,随着试验区植被的恢复,水土流失减少,大量上游泥沙被固定,大量伴生物种的生长,使土壤种子库功效得到最大限度的体现,极大的提高了群落的物种丰富度,增加了植被的盖度,增加了物种多样性,群落空间结构复杂化,稳定性提高。植物群落与植被的物种多样性有明显提高,群落环境条件得以改善,群落优势种地上分层或垂直结构趋于复杂化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种消落带生态修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、通过对消落带植被恢复试验来观察供试植物在自然水文条件下的生长表现,统计其成活率,并记录其淹水后的恢复生长情况;
S2、测定淹水前后供试植物相关生理指标变化,比较其耐淹性;
S3、针对不同生活型的植物,采取适宜的简易工程措施将植株固定下来,以提高其成活率和留存率;要通过工程措施来减缓水流冲击,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;
S4、选择在不同高程、在不同生境条件下、不同类型植物群落的构建方式;
S5、观察分析人工植物群落结构的组成变化和自然演替状况。
2.根据权利要求1所述的消落带生态修复方法,其特征在于:所述的观察供试植物在自然水文条件下的生长表现的具体方法包括:
S11、供试植物按自然海拔梯度来设置处理区域,每1m海拔高程设置1个处理区域,各种乔、灌木和高草均从163m高程开始栽植,共计16个处理区域;每个处理区域,设3个重复段,低矮草本栽植间植其间;
S12、根据供试植物种源情况,各个植物种类在每平方米(是否准确,请与发明人核实)栽植数量有所不同,具体为:中华蚊母、长叶水麻、秋花柳、小梾木、黄杨叶忍冬、卡开芦24株,枸杞、水杉、枫杨、杭子梢15株,南川柳、池杉12株,疏花水柏枝8株,甜根子草、香根草24株;采用鱼鳞坑栽植,鱼鳞坑深约30~50cm,株距约50cm;而草本如块茎苔草、狗牙根、扁穗牛鞭草按2-4m2面积栽植;
S13、每天早、中、晚观察三次水位,记录水位淹没梯度,分别统计出夏季汛期、冬季蓄水期各处理供试植物的淹水时间,以分析植物的耐淹程度;
S14、乔、灌木定植成活后,每三天一次,记录死亡情况(即自然死亡数),观察水淹情况,记录被水流冲走的植株数、淹死植株数和成活植株数,统计出不同处理供试植物的成活率,作为植物筛选的依据之一,并在淹水期间观测植物的黄叶、落叶及枯枝情况,记录水退后植株萌蘖、返青等生长恢复情况;其中,成活率=成活株数/栽植数×100%;
S15、草本定植成活后,记录生长情况(以覆盖度为标准)和水淹情况。
3.根据权利要求1所述的消落带生态修复方法,其特征在于:所述的测定淹水前后供试植物相关生理指标变化的方法为:以不同淹没时间、不同淹没深度条件下植物的成活率高低来作为植物耐淹性筛选的主要条件,以淹水期间植物的黄叶、落叶及枯枝情况及水退后植株萌蘖、返青等生长恢复情况作参照,相同淹没深度和相同淹没时间下,成活率高的植物耐淹性好。
4.根据权利要求1所述的消落带生态修复方法,其特征在于:所述采取适宜的简易工程措施将植株固定下来,具体固定方法包括以下几种:
S31、小区域“回水”固定方法
S311、三角架固定法
用于枫杨、池杉、水杉等大乔木类,用长2m的三根大杉杆做成三角架并用棕绳固定植株,在杉杆底部打入80cm的杉木桩,并用铁丝捆好杉杆和杉木桩;
S312、石笼固定法
用于中华蚊母、秋花柳、小梾木等灌木类,用铁丝网做成“W”字形种植槽,即格宾网箱(先将铁丝网埋入土中30~40cm,后将铁丝网卷成柱状,用杉木桩固定其边缘,再将条石或卵石装入铁丝网内),植株栽在槽内;
S313、围堰固定法
河流流向用块石堆砌,高50—70cm,宽30cm,减缓洪水或船只行走时浪的冲刷力度,形成小区域的“回水”,沉积淤泥,逐步改善土壤肥力条件;
S314、沙袋固定法
用于中华蚊母树、秋花柳、黄杨叶忍冬等灌木类,先用编织袋装入栽植土壤,再将袋子埋入土中40~50cm,将植物栽植于袋中,再用条石压住袋口固定;
S315、铁丝网固定法
用于扁穗牛鞭草、狗牙根等地被类,先将薄膜铺于地表,再将铺于薄膜上,并用杉木桩固定铁丝网四角,在网孔中栽植地被,最后压上条石;
S316、花砖固定法
将薄膜铺在地表,并将薄膜头端埋入土中20—30cm,再将花砖铺于薄膜上,在花砖的孔隙中栽植地被,再在上面压上条石,主要用于地被类;
S317、卵石或块石固定法
挖深坑栽植灌木或高草后,四周用8-10cm的石块(去棱角)或卵石固定土球,并随填种植土,捣实;或直接在栽植的小苗灌木和草本根基地表压卵石或石块固土;
S32、植物固定方法
S321、乔木固定法
挖深坑(深80-100cm),放入乔木后,四周用10-20cm的石块(去棱角)或卵石固定土球石固定土球,并随填种植土,捣实;再用80cm长的杉木桩,打入地下40-50cm,地上部分用绳子与植物基干相连固定,而后用卵石压植物根基地表,防止土壤流失;
S322、灌木和甜根子草固定法
挖深坑(50-100×30-80cm),放入灌木或甜根子草后,四周用8-10cm的石块(去棱角)或卵石固定土球,并随填种植土,捣实,而后用草本植物栽植于其表面,卵石压植物根基地表,防止土壤流失;
S323、小苗灌木和草本固定法为直接栽植后压卵石或石块固土。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的消落带生态修复方法,其特征在于,所述在不同高程、不同生境条件下、不同类型植物群落的构建方式包括:
S41、不同高程群落构建方式:
在消落区下部(海拔160m以下高程带),全年淹水时间长(约5-6个月),淹水深度深(>15m),可构建低矮的多年生禾草群落;以耐水淹时间长的狗牙根、扁穗牛鞭草等植物为主进行配置,形成低矮的多年生禾草群落;
在消落区中部(海拔165-170m),该区域全年淹水时间较长(约4-5个月),淹水深度较深(5-10m),可构建高草草丛或灌丛群落;以卡开芦、甜根子草等高大草从为主,配以秋花柳、枸杞、疏花水柏枝等小灌木,构造高草草丛或灌丛植被群落;
在消落区上部(170m以上高程带),该区域全年淹水时间短(约3-4个月),淹水浅(0-5m),可营建灌-草复合群落;以小梾木、中华蚊母树、等灌木为主,配以狗牙根、扁穗牛鞭草等草本,营建灌-草复合群落;根据景观需要亦可选择耐水淹能力较强的乔木南川柳进行植物配置,构建乔-灌-草群落;
在护岸林带(海拔175m以上),以乔、灌木为主,建设护岸林带;以枫杨、池杉、中华蚊母、小梾木等乔灌木为主,结合城市园林规划要求进行护岸林带景观配置;
S42、不同生境下群落构建方式
在砾石生境下,消落区下部以苔草为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳为建群种,构建灌丛群落;上部以乔木南川柳为建群种,构建河岸林带;
在块石生境下,下部有淤积泥沙,以狗牙根为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳为建群种,配以高草卡开芦,构建灌丛群落;上部以乔木南川柳或枫杨为建群种,配以杭子梢、地瓜藤等,构建河岸林带;
在淤积泥沙生境下,多为回水湾地带,下部、中部以固土能力强、耐冲刷的植物为主;在消落区下部以扁穗牛鞭草、狗牙根为建群种,构建低矮禾草群落;中部以高草甜根子草、香根草为建群种,构建高草草丛;上部以乔木南川柳为建群种,构建河岸林带;
在壤土生境下,消落区下部以扁穗牛鞭草为建群种,构建低矮禾草群落;中部以灌木小梾木为建群种,配以卡开芦,构建灌-草群落;上部以乔木南川柳或枫杨为建群种,配以中华蚊母、地瓜藤等,构建河岸林带;
S43、不同类型群落构建方式
河漫滩型(坡度<5°),消落区下部多为砾石生境,保持原状,或尽可能栽植块茎薹草、狗牙根等低矮草本;中部有壤土或块石生境,以灌木秋华柳、卡开芦、甜根子草为建群种,构建灌-草群落;
浅丘陵型(坡度5-30°),多为壤土和沉积泥沙生境,在消落区下部栽植狗牙根、扁穗牛鞭草等低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳、小梾木为建群种,配以高草卡开芦、甜根子草,构建灌-草群落;
陡坡型(坡度>30°),多为块石生境,消落区下部淤积泥沙较少,保持原状,或尽可能栽植狗牙根、扁穗牛鞭草等低矮禾草群落;中部以灌木秋华柳、中华蚊母为建群种,配以高草卡开芦、甜根子草,构建灌-草群落。
6.根据权利要求5所述的消落带生态修复方法,其特征在于:所述分析人工植物群落结构的组成变化和自然演替状况包括:
S51、通过植物群落学方法对植被进行监测,调查采用样方法
根据试验区海拔划分高程带,对消落带植被进行调查,166m高程以下,每2m设置一个样带,166m高程以上,每5m设置一个样带;共8个高程带;每个高程带沿河流流向每隔10m作一个样方,作10个,共计80个样方;
对草本或低矮草丛,作面积为1m×1m的样方;对高大草丛、灌木,作面积为2m×2m的样方,再在该样方内随机作一个面积为1m×1m的小样方;对乔木,作面积为5m×5m的样方,再在该样方内随机作一个面积为1m×1m的小样方;
调查群落的盖度或郁闭度、组成种的多度、盖度、高度及基质生境特点等,分析消落带植物群落组成特点、物种多样性及淹水后植物群落演替的可能性;
S52、用EXCEL软件对各样地中各样带的样方,分高程以乔木、灌丛、草本建立相应的数据文件;
S521、优势度的计算
在对原始数据进行初步的分类基础上,计算低矮小乔木、灌丛及草本层各物种的优势度值,其计算公式为:
优势度综合三项指标,
其中,
S522、物种多样性指数计算
优势度指数(Dominance index)是以群落内各个种的重要值为基础,反映群落内优势种的集中程度,其计算公式为:
<mrow>
<mi>C</mi>
<mo>=</mo>
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<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mrow>
式中,ni为每个种的重要值,N为全部种的重要值;
物种多样性指数(Species diversity):物种多样性能反映群落中的物种数目、结构以及各物种的个体数量及其均匀程度的综合数量指标,最常用的是Simpson指数和Shannon-Wiener指数;
Simpson指数,亦称为优势度指数:
Shannon-Wiener指数:
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