基于植被護(hù)坡技術(shù)的婺江兩岸生態(tài)環(huán)境優(yōu)化

章旭健， 姜科聲

(1.浙江師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004；2.浙江師范大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004)

河岸及其人工制作的駁坎作為河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是河流與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡區(qū)，不僅在保持水土、防洪方面具有很強(qiáng)的功能，而且對城市氣候環(huán)境、景觀環(huán)境和兩岸人居環(huán)境等都產(chǎn)生著重要的影響.河岸植被具有一定的水文效應(yīng)與機(jī)械效應(yīng)；不同植物的生長可以增加土壤負(fù)荷，加強(qiáng)土壤聚合力、增加滲透、減少地表徑流并能維系河岸水文和景觀異質(zhì)性[1].

婺江又名金華江，系錢塘江大支流之一，位于浙江省中西部金華市境內(nèi)(119°13′～ 120°47′ E, 28° 31′～ 29° 41′ N).其上源由東陽江、武義江流至金華市匯合而成[2].婺江在歷史上曾經(jīng)擁有豐富的生物資源，婺江兩岸的植被及水中生物的種群和數(shù)量甚為可觀.但是改革開放以后，人們生活水平日益提高，大量工業(yè)污水、生活污水、農(nóng)業(yè)用水沒有經(jīng)過特殊處理直接排入江中，導(dǎo)致水體負(fù)荷不斷增大，水體自凈能力不斷下降，直接影響了植物生長，生物多樣性急劇減少；金華市有關(guān)部門為了使婺江能達(dá)到行洪、抗洪和抗沖刷等要求，采用生硬的混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)對河岸兩邊進(jìn)行了大幅度的護(hù)坡改造和整治，破壞了原有生態(tài)系統(tǒng)，不利于植被生長，生物多樣性不斷下降，最終出現(xiàn)了婺江河道功能退化、水質(zhì)惡化等問題.針對這一情況,本課題組從婺江江面及兩岸植被著手，在2010年2月-6月集中對婺江護(hù)坡進(jìn)行了實(shí)地考察，分析原有結(jié)構(gòu)的利弊情況，統(tǒng)計(jì)婺江兩岸的植被分布狀況，采用植被護(hù)坡的技術(shù)措施來改善兩岸的護(hù)坡結(jié)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)地表溫度和濕度，降低熱島效應(yīng)，使婺江不僅在瀉洪、排澇、蓄水、引清、航運(yùn)等基本功能上發(fā)揮重要作用，而且在提供綠地、休閑娛樂、文化教育、保護(hù)環(huán)境與資源等各項(xiàng)功能上發(fā)揮其特殊功能[3-4].通過研究婺江河岸的結(jié)構(gòu)及其表面植被，提出了合理的植被生態(tài)護(hù)坡改進(jìn)方案，不僅可以改善河岸生境，還可以成為城市中一道絢麗的風(fēng)景.

1 婺江兩岸生態(tài)現(xiàn)狀

1.1 婺江兩岸護(hù)坡結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

由于婺江流域面積較大，本課題組采用取樣的手段在婺江河岸邊的橡膠壩、河盤橋、雙龍大橋、婺州公園等典型樣地附近進(jìn)行了實(shí)地勘察.根據(jù)觀察和統(tǒng)計(jì)，婺江河岸采取了傳統(tǒng)的工程措施，在婺江中下游地區(qū)(即河盤橋、橡膠壩附近)的護(hù)坡采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆或預(yù)制混凝土等剛性材料，澆制成的現(xiàn)有駁坎形狀如蜂窩狀：即由許多六角形基本單位構(gòu)成其基本外形.這種模式雖具有穩(wěn)定性好、節(jié)省土地、施工機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但由于這種傳統(tǒng)的封閉式的護(hù)坡結(jié)構(gòu)完全隔斷了地下水與土壤的聯(lián)系，隔斷了水中生物、微生物和植物的聯(lián)系，使河道中的生物和微生物失去了賴以生存的環(huán)境，破壞了河道的自凈能力，引起生態(tài)退化[5-6].

1.2 婺江兩岸植被分布現(xiàn)狀

本課題組對婺江邊進(jìn)行了實(shí)地勘察，總體情況表明，市區(qū)附近兩岸護(hù)坡基本已達(dá)到植被護(hù)坡的要求，但在中下游的大部分護(hù)坡(駁坎、坡底)幾乎完全處于荒涼的狀態(tài)，只有一些野生植物零星生長于個(gè)別凹槽處，偶而見有污水排出.

針對這一現(xiàn)狀，本課題組對婺江兩岸植被做了詳細(xì)的調(diào)查記錄，查找有關(guān)資料對其進(jìn)行一定的分析統(tǒng)計(jì)，篩選出分別適宜在兩岸坡頂、駁坎和坡底種植的本地物種如下：

1)坡頂：構(gòu)樹Broussonetiapapyrifera；

2)駁坎:虎耳草Saxifragastolonifera；

3)坡底：空心蓮子草Altemantheraphiloxeroides，蓖麻Ricinuscommunis，龍葵Solanumnigrum，商陸Phytolaccaacinoa.

1.3 婺江現(xiàn)有護(hù)坡結(jié)構(gòu)及植被分布的生態(tài)缺陷

本課題組基于實(shí)地勘察資料與文獻(xiàn)資料的查考分析研究，得出了婺江現(xiàn)有護(hù)坡結(jié)構(gòu)及植被分布的生態(tài)等缺陷如下：

1)植被單一稀少，沒有形成良好的生態(tài)環(huán)境；

2)裸露的駁坎結(jié)構(gòu)明顯導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)；

3)河岸管理欠科學(xué)化，有投入沒有產(chǎn)出.

2 婺江兩岸的生態(tài)改造

治河方法，以往多以人類自身需求作為出發(fā)點(diǎn)而考慮開發(fā)河流資源，力圖使原來自然的、動態(tài)的、充滿生機(jī)活力的人工河流轉(zhuǎn)變?yōu)殪o態(tài)的、可控的人工河流，以便管理[7],但是忽略了其存在的潛在危害.通過對栽種植被的合理篩選,以及對護(hù)坡植被進(jìn)行合理布局,可以削弱外界不利因素對坡面的影響，使人工植物群落經(jīng)過科學(xué)的養(yǎng)護(hù)管理，在最短的時(shí)間達(dá)到一個(gè)新的群落穩(wěn)定態(tài)，形成以本地野生植物為優(yōu)勢種的穩(wěn)定群落[8-9]，謀求最大的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)等綜合效益.

本課題組認(rèn)為婺江兩岸植物種類的選擇要憑據(jù)金華的氣候條件來配植樹種，要憑據(jù)土壤情況條件配植樹種，要憑據(jù)樹種對太陽光照的需求強(qiáng)度、環(huán)保的要求進(jìn)行樹種的配種.植物景觀配合應(yīng)體現(xiàn)調(diào)和的原則，使人具有柔和、清靜、安寧和愉悅的美感.

2.1 理想婺江兩岸植被分布情況

理想的婺江兩岸植被分布情況如表1所示.

表1 理想兩岸的植被分布情況及社會綜合價(jià)值

本課題組采用具有近自然型、成本低、養(yǎng)護(hù)要求較低、施工簡單等優(yōu)勢的植被護(hù)坡技術(shù)，希望通過特定植物的種植，將護(hù)坡的植被與被保護(hù)的坡面以及周邊相關(guān)要素形成一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)，使其本身保持著良好的動態(tài)平衡，并與周圍的系統(tǒng)保持著順暢的物質(zhì)交換，使其形成以植被為重要組成的保護(hù)河坡的生態(tài)系統(tǒng)，建立生態(tài)河堤[8].利用植被生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力來進(jìn)行長期對污染物處理，減輕排放污水、廢棄物等對婺江的影響, 從而來改善河道生態(tài)環(huán)境，提高兩岸居民的人居環(huán)境水平.

在篩選植物方面，考慮到氣象條件、現(xiàn)實(shí)護(hù)坡的存在結(jié)構(gòu)、綠化成本、美化環(huán)境的效果及接下來的維護(hù)問題，本課題組提出大量使用本地經(jīng)濟(jì)植物、藥用植物對坡頂、駁坎、坡底、江面及江底進(jìn)行綠化(見表1).

2.2 婺江兩岸運(yùn)用植被護(hù)坡技術(shù)的具體方案

目前,對植物護(hù)坡技術(shù)的理論已經(jīng)達(dá)到一個(gè)較高水平，對其定義、功能等定性描述有著很深的涉及[10-12]，但在實(shí)施過程中存在一定的不足之處，每一個(gè)地方的具體氣候、地形特征、土壤等不同導(dǎo)致具體實(shí)施方面的差異，使得植被護(hù)坡技術(shù)還不能精確地定量描述，需要進(jìn)行具體城市具體實(shí)驗(yàn)，這一工作任重而道遠(yuǎn).因此,設(shè)計(jì)時(shí)要遵循科學(xué)原理，重視提高生物措施的技術(shù)水平，以減少對工程措施的依賴，使植被與河坡等要素之間盡快融成一個(gè)生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)，并能與周圍的生態(tài)系統(tǒng)和諧共存，才能充分發(fā)揮植被保護(hù)坡體運(yùn)動的工程潛能[13].

在坡頂較遠(yuǎn)處進(jìn)行間隔種植水楊柳、構(gòu)樹及桑樹等有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的木本植物,并在坡頂駁坎邊緣間隔種植具有垂掛與攀爬特點(diǎn)的植物(迎春花見圖1(c) 、爬山虎見圖1(b) 等),而駁坎面中間地段則適宜逐步種植低等植物地衣(見圖1(a))等，可以通過其植被覆蓋系統(tǒng)及其機(jī)械效應(yīng)對土壤力學(xué)和水文狀況以及空氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而在一定程度上控制侵蝕作用并具有降雨截留、徑流延滯、防凍遮陰與吸收陽光輻射等作用[10]，考慮到婺江接壤馬路，可以在行道樹旁采用輔種的方法，降低成本并減少了行道樹的間隔，利于進(jìn)一步達(dá)到消減噪音和阻攔灰塵的效果.桑樹、構(gòu)樹、水楊柳都具有很高的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值，通過大量的種植和合理的利用可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙豐收的效果.駁坎護(hù)坡中部、底部、頂部綠化后的理想生態(tài)狀態(tài)見圖1(a地衣等、b爬山虎、c迎春花).由于駁坡結(jié)構(gòu)的限制，大量種植草本植物增加孔隙水壓力，降低土壤強(qiáng)度，易發(fā)生滑坡侵蝕[8].建議在駁坡底部平整處采用盆栽方法對爬山虎、牽?；ǖ冗M(jìn)行交叉種植.這樣既可以改善河道護(hù)坡的視覺效果，同時(shí)增加生物多樣性，還可以增加坡頂、駁坎護(hù)坡與坡底三者間的銜接性，使其能更好地作為坡底與坡頂?shù)纳鷳B(tài)綠化有機(jī)結(jié)合，適于昆蟲和兩棲類的生存.同時(shí)爬山虎和牽?；ǖ染哂幸欢ǖ挠^賞價(jià)值和藥用價(jià)值，這也為兩岸居民乃至城市居民到河岸觀光休憩提供了一處良好的生態(tài)場所，促進(jìn)更多的人去致力于種植和保護(hù)兩岸植被.此外硬質(zhì)護(hù)岸生態(tài)軟化方案還可參閱文獻(xiàn)[14].

(a)地衣等

(b)爬山虎

(c)迎春花

在坡底除種自然生長的植被以外，還可種植爬山虎(圖1(b))；通過居民承包制的方式鼓勵居民大量種植一些經(jīng)濟(jì)植物如大豆、赤小豆、五行菜和馬蘭頭等增加居民對婺江兩岸的保護(hù)興趣，通過一些經(jīng)濟(jì)效益來帶動生態(tài)效益和社會效益，也可有效利用大豆根部固氮作用.

考慮到江與岸的和諧，形成有機(jī)整體美[15]，有更好自我修復(fù)功能，最終達(dá)到保護(hù)婺江、創(chuàng)建兩岸和諧環(huán)境的目的，故認(rèn)為江面、江底和江心島的“護(hù)坡”也是不可或缺的一部分.

在江面上有規(guī)劃地種植荷花、浮萍等浮水植物，不僅可以通過收獲蓮子、蓮藕和菱角等增加養(yǎng)殖者的經(jīng)濟(jì)收入，而且也美化了婺江水體，在春天出現(xiàn)“接天連葉無窮碧”，在夏天出現(xiàn)“映日荷花別樣紅”的別樣場面，并適當(dāng)?shù)卦黾勇糜?、招商等手段來增加對河道的保護(hù)，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益相統(tǒng)一的局面.

在江底濕地(橡膠壩以下地區(qū)的2個(gè)護(hù)坡底之間部分生態(tài)綠化前見圖2(a))可有規(guī)劃地種植沿階草與五行菜、水芹菜等,不僅可以通過收五行菜、水芹菜等來增加養(yǎng)護(hù)者的經(jīng)濟(jì)收入，而且也美化了婺江江底濕地(圖2(b) 、圖2(c) ).綠化前后的江底濕地見圖2((a)綠化前,(b)綠化中,(c)綠化后).

進(jìn)行外栽蘆葦內(nèi)栽合歡的種植方式是解決江心島綠化的一個(gè)常用措施，通過這個(gè)措施可以很好地增加江心的觀賞性，提高綠化水平，凈化水體質(zhì)量，還可以為以后的旅游業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ).在江心島邊上建議使用竹編等制作盆栽籃，在里面種植水芹菜、金魚草等，通過此種措施，可以改善底棲動物的棲息地，為其提供更多的食物和生存環(huán)境，大大地有利于底棲動物的生存[16].

(a)綠化前

(b)綠化中

(c)綠化后

3 建議與展望

3.1 構(gòu)建綠色生態(tài)立體護(hù)坡 有效抗擊城市熱島效應(yīng)

構(gòu)建綠色立體護(hù)坡在于更好地做好河道與路面的紐帶作用，通過培植地衣等人工編織草坪，以及種植一些草本植物等方案進(jìn)行漸進(jìn)式的養(yǎng)護(hù)綠化，通過兩岸頂部種植水楊柳、桑樹等方案進(jìn)行快速長期綠化，經(jīng)過合理的植被布局(見2.2)，爭取在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到一個(gè)良好的植被立體護(hù)坡，形成一個(gè)新的群落穩(wěn)定態(tài),具有良好的自凈能力與抗擊城市熱島效應(yīng)的能力.在維護(hù)方面，本課題組建議采取護(hù)坡分塊劃分，進(jìn)行個(gè)人或單位領(lǐng)養(yǎng)和責(zé)任到戶的方法進(jìn)行護(hù)理，在政府的宏觀調(diào)控下，在護(hù)坡兩岸實(shí)行一定的經(jīng)濟(jì)植物和藥用植物的栽種工作，進(jìn)行有規(guī)律性的科學(xué)采摘枝葉，實(shí)現(xiàn)其護(hù)坡綠化的連續(xù)性和持久性.

3.2 構(gòu)建最適綠色水系產(chǎn)業(yè) 確保駁坎護(hù)坡綠化可持續(xù)發(fā)展

通過植被護(hù)坡技術(shù)在護(hù)坡中的推廣可以適當(dāng)增加一些合理植被的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，并在政府的宏觀調(diào)控下合理地利用其經(jīng)濟(jì)效益來帶動居民護(hù)坡的積極性，在最短的時(shí)間里達(dá)成較好的生態(tài)效益.在不斷的摸索中得到最適宜的綠色水系產(chǎn)業(yè)，形成一個(gè)有特色的綠色產(chǎn)業(yè)，為居民帶來利益，為河道護(hù)坡立體綠化的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)，也為其他城市河道的改造提供了一定的參考價(jià)值.

3.3 創(chuàng)建最適兩岸人居環(huán)境 回饋于兩岸的生態(tài)養(yǎng)護(hù)

植被護(hù)坡的建立可以為兩岸居民帶來經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的雙豐收：首先是護(hù)坡的個(gè)人領(lǐng)養(yǎng)措施可以為部分居民解決其工作問題,增加其收入；再者，婺江水質(zhì)也將得以較為明顯地改善，居民可以使用江中之水作為生活用水以節(jié)約自來水；最后，植物的光合作用及去污能力及河堤駁坎與水面的綠色覆蓋使得婺江周邊的空氣指數(shù)與水質(zhì)得以提高、城市熱島效應(yīng)得以減低，有利于周邊居民身心健康，以創(chuàng)建最適的兩岸人居環(huán)境并回饋于河道的生態(tài)養(yǎng)護(hù)達(dá)成人河良性循環(huán)的境界.婺江作為金華的母親河，橫穿金華市.對婺江護(hù)坡進(jìn)行生態(tài)綠化改造可減低城市熱島效應(yīng)并能改善市區(qū)小氣候、空氣與水體質(zhì)量，且婺江橫跨市區(qū)最繁華地帶，是金華市民休閑娛樂、學(xué)習(xí)生活的主要場所，因此婺江兩岸生態(tài)綠化對今后提高居民生活質(zhì)量有著深遠(yuǎn)意義，值得強(qiáng)調(diào)的是駁坎護(hù)坡的生態(tài)立體綠化技術(shù)與管理的科學(xué)化，可有效降低有“小火爐”之稱的金華城市熱島效應(yīng)——尤其對于夏天市區(qū)氣溫具有了“活空調(diào)”之調(diào)節(jié)作用.

4 結(jié)束語

本課題組基于實(shí)地勘察資料與文獻(xiàn)資料的查考分析研究,得出婺江現(xiàn)有護(hù)坡結(jié)構(gòu)及植被分布的生態(tài)缺陷與管理缺陷的對策如下：

1)改變單一植被形成良好生態(tài)：首先通過科學(xué)篩選增加綠化植被的品種(見表1);其次做好管理.

2)科學(xué)綠化綜合治理裸露駁坎結(jié)構(gòu)：裸露駁坎結(jié)構(gòu)的科學(xué)綠化徹底改變了原有“凹面鏡”結(jié)構(gòu),將明顯改善城市熱島效應(yīng).

3)河岸管理要科學(xué)化：河岸管理的科學(xué)化做到有投入有產(chǎn)出，切實(shí)做好樹草等的綜合養(yǎng)護(hù)與回收.

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