太湖灘涂水位對(duì)造林樹(shù)種影響研究

是 豐，劉云鵬，潘 林，施燕平，卞亞文，姜維華，劉 軍

(1.武進(jìn)區(qū)林業(yè)工作站，江蘇 常州 213026;2.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153;3.蘇州市吳江區(qū)林業(yè)站，江蘇 蘇州 215200)

太湖是我國(guó)第3大淡水湖，地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的滬、寧、杭三角帶中心。近年來(lái)，隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，太湖水污染日趨嚴(yán)重，已對(duì)沿湖各市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明和人民生活及身體健康造成了嚴(yán)重影響。2006年流域河流水質(zhì)評(píng)價(jià)，太湖Ⅲ類水面積僅占67.5%，且92.3%的水體富營(yíng)養(yǎng)化;流域內(nèi)水體全面受到嚴(yán)重污染，水質(zhì)普遍比20世紀(jì)80年代降低1～2個(gè)類別，大部分水域喪失了原來(lái)的供水和環(huán)境功能。太湖治理問(wèn)題自2007年藍(lán)藻爆發(fā)后，引起了政府以及相關(guān)部門的高度重視，目前太湖水的治理集中在太湖水體的治理、湖濱帶的截污方面。而筆者認(rèn)為，太湖作為旅游勝地還要實(shí)現(xiàn)太湖的綠化與美化，最佳方法是多樹(shù)種、多模式造林，選出最適合在太湖灘地生長(zhǎng)的優(yōu)良綠化樹(shù)種，并在環(huán)太湖灘地營(yíng)造林帶，通過(guò)林木的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用，可以凈化土壤或水體中的污染物，達(dá)到凈化水質(zhì)、美化環(huán)境的目的［1-4］。據(jù)調(diào)查和分析估算，太湖流域8個(gè)大中型湖泊灘地總面積488 km2;其中，太湖灘地總面積454 km2，占灘地總面積的93%。灘地在各湖的分布一般呈環(huán)帶狀，在入湖的河口及湖灣地區(qū)［5-7］。

本研究以環(huán)太湖灘涂濕地造林試驗(yàn)為基礎(chǔ)［5］，對(duì)應(yīng)用較為廣泛的4個(gè)耐水濕樹(shù)種進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，初步分析了地下水位對(duì)造林樹(shù)種生長(zhǎng)的影響，為開(kāi)展太湖灘涂濕地造林和生態(tài)防護(hù)林建設(shè)提供支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)造林樹(shù)種

造林樹(shù)種共4個(gè)。即水杉(Metasequoia glyptostroboides)，高 5.0 ～7.0 m，6 年生;水松［8］(Glyptostrobus pensilis)，高 2.5 ～2.8 m，5 年生;垂柳［9-10］(Salix babylonica L.)，高 2.0～3.0 m，5年生;池杉(Taxodium ascendens Brongn.)，高 8.0 ～12.0 m，8年生。

1.2 調(diào)查方法

樣地設(shè)置:選擇環(huán)太湖灘涂濕地造林區(qū)域，坡度較為明顯(最好有近水面的植株)的成片林。首先在樣地邊緣水中插入標(biāo)桿，再自標(biāo)桿出水高度1.5 m處用尼龍線引出一條水平線，將此線“Z”字形向坡度最高處的植株方向，選擇6～10株植株進(jìn)行高度基線標(biāo)定(水平儀測(cè)量)。這樣，所選植物就具有一個(gè)統(tǒng)一的高度水平測(cè)量線，以便于水位測(cè)定。

測(cè)量方法:首先，在標(biāo)桿上測(cè)量水面到線的距離H2。然后，測(cè)定所選植株水平線到地面的距離H1(基部到地下水位的距離H=H2-H1)，地徑D，植株到水岸距離L(見(jiàn)圖1)。

2 結(jié)果與分析

2.1距水岸的距離對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)的影響

圖1 測(cè)量示意圖

湖泊灘地地勢(shì)平坦、土質(zhì)肥沃，且兼具水陸雙重性質(zhì)，一般植被發(fā)育都較好。本研究所調(diào)查的4種耐水濕較好的樹(shù)種在太湖灘地生長(zhǎng)均較好。但由于灘地一般呈環(huán)帶狀，在入湖的河口及湖灣地區(qū)，造林區(qū)域距離水岸的距離不同，造成了造林區(qū)浸水時(shí)間有所不同。調(diào)查發(fā)現(xiàn):樹(shù)木種植點(diǎn)距離水岸的遠(yuǎn)近對(duì)其生長(zhǎng)量有一定的影響，基本呈距離水岸距離越近樹(shù)木生長(zhǎng)量越大的趨勢(shì)。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)水松植株地徑最小的僅5.8 cm，最大可達(dá)11.7 cm;池杉植株最小地徑為11.3 cm，最大為21.1 cm;垂柳植株地徑最小為5.4 cm，最大為12.4 cm;水杉植株地徑最小為4.4 cm，最大為9 cm(見(jiàn)圖2)。

不同的樹(shù)種受距水岸距離的影響也不同(見(jiàn)圖3)，水松和垂柳以中距離的植株生長(zhǎng)勢(shì)為最好，遠(yuǎn)水岸次之，而近水岸的植株生長(zhǎng)量最低。以水松為例，中距離植株平均地徑為9.8 cm＞遠(yuǎn)距離植株平均地徑8.6 cm＞近距離植株平均地徑7.5 cm。池杉和水杉則以遠(yuǎn)水岸距離植株的生長(zhǎng)量為高，近水岸次之，中距離最低。這可能與池杉和水杉的耐水性有關(guān)，但也與其造林位置有關(guān)，水杉的造林區(qū)處于長(zhǎng)期浸水，只在堤岸下坡處淹水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)造成生長(zhǎng)受抑制。

圖2 樹(shù)種距水岸遠(yuǎn)近對(duì)其地徑的影響

圖3 地下水位對(duì)不同造林樹(shù)種地徑的影響

2.2 水位對(duì)造林樹(shù)種生長(zhǎng)的影響

造林區(qū)位于太湖灘涂區(qū)，可認(rèn)為造林區(qū)地下水位與湖面高度一致。植物的生長(zhǎng)發(fā)育直接受土壤水位的影響。造林區(qū)由于坡度的因素，不同植株所處的位置距離地下水位的距離也不同，必然造成了植株生長(zhǎng)量的不同。調(diào)查對(duì)4個(gè)樹(shù)種的多個(gè)植株進(jìn)行了細(xì)致測(cè)量，結(jié)果顯示(見(jiàn)圖4)，近水岸區(qū)域的植株地徑隨地下水位增大而增大，但遠(yuǎn)水岸植株地徑隨地下水位增大而減小。將調(diào)查的所有56株植株進(jìn)行水位與地徑關(guān)系分析表明，植株在地下水位50～100cm范圍內(nèi)的地徑較粗，生長(zhǎng)較為適宜。

圖4 地下水位與植株地徑之間的關(guān)系

針對(duì)不同樹(shù)種由于造林地點(diǎn)和中間差異造成的影響，調(diào)查分別對(duì)4個(gè)樹(shù)種地下水位與地徑之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，垂柳、水杉、池杉3個(gè)樹(shù)種的平均地徑隨平均水位下降而增大;水松平均地徑則隨地下水位下降而減少。

2.3 造林位置對(duì)造林樹(shù)種生長(zhǎng)的影響

由于不同樹(shù)種造林區(qū)域和坡度等因素的存在，距水岸距離和距地下水位的距離對(duì)植株地徑的影響也不同。以距水岸距離為X軸，以地下水位為Y軸，以地徑為數(shù)據(jù)點(diǎn)直徑作圖(見(jiàn)圖5)，可體現(xiàn)植株在造林區(qū)所處的位置和坡度。從圖5可見(jiàn)，4個(gè)樹(shù)種地徑較大的植株基本處于距離水岸稍遠(yuǎn)，距地下水位稍高的區(qū)域(虛線內(nèi))，這符合耐水濕喬木樹(shù)種的生長(zhǎng)規(guī)律，即喜濕土壤環(huán)境，但長(zhǎng)期淹水也存在一定的副作用，生長(zhǎng)受到一定抑制。

調(diào)查中筆者也發(fā)現(xiàn)，坡度較為平緩的造林區(qū)域，植株生長(zhǎng)較為均勻，如水松和垂柳。而坡度變化較大的造林區(qū)域，植株地徑變化也較大，如池杉和水杉。其中水杉長(zhǎng)期浸水區(qū)平均地徑僅為7.8cm，而在較高堤岸上的水杉平均直徑為11.1cm，比浸水區(qū)增粗了40%以上。

綜合上述分析，筆者認(rèn)為太湖灘涂濕地造林以選擇地勢(shì)平坦、栽植點(diǎn)地下水位在50～100cm的灘涂為宜，避免造林區(qū)有長(zhǎng)期淹水現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

太湖水質(zhì)主要污染物為氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽和耗氧有機(jī)物。通過(guò)保護(hù)流域的自然植被(森林、濕地)，較大程度地將N、P保留在陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)之中，可以減緩水體的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程。開(kāi)展太湖湖濱帶的造林是重要的生態(tài)恢復(fù)途徑之一。為了探索灘涂造林中水位等因素對(duì)造林樹(shù)種生長(zhǎng)的影響，作者針對(duì)4個(gè)耐水濕的樹(shù)種造林生長(zhǎng)情況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示:造林區(qū)域內(nèi)地下水位、距水岸距離等對(duì)造林樹(shù)種均有一定的影響，綜合分析比較認(rèn)為，對(duì)于常用耐水濕造林樹(shù)種應(yīng)選擇地下水位50～100 cm的立地為宜，地下水位太高將造成植株浸水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，植株生長(zhǎng)不良。

圖5 造林位置對(duì)不同樹(shù)種地徑的影響

不同樹(shù)種間受水位、坡度的影響也不同，其中垂柳、水杉、池杉3個(gè)樹(shù)種的平均地徑隨平均水位下降而增大;水松平均地徑則隨地下水位下降而減少。究其原因，一方面是樹(shù)種之間的差異，水松更喜水濕環(huán)境，而其他3個(gè)樹(shù)種相對(duì)耐水性稍差。另一方面也與造林位置有關(guān)。水松造林范圍在地下水位70～150 cm范圍，而其他3個(gè)樹(shù)種則處在0～100 cm范圍，(前文分析灘涂造林地下水位50～100 cm較為適宜)這也可能是4個(gè)樹(shù)種地徑隨地下水位變化呈現(xiàn)不同趨勢(shì)的原因之一。

由于太湖灘地呈不規(guī)則形狀，造林只能因地就勢(shì)，無(wú)法嚴(yán)格按大田株行距形式規(guī)劃，致使調(diào)查的數(shù)據(jù)受到一定的影響，但各樹(shù)種植株受水位等因素的影響仍是顯而易見(jiàn)的。此外，太湖水位季節(jié)變化十分明顯，調(diào)查僅選擇了固定的時(shí)間點(diǎn)，有一定的局限性。筆者此次調(diào)查的造林植株均為5年生植株，經(jīng)歷了幾年的水位變化影響，能從一定程度上反映其生長(zhǎng)趨勢(shì)。

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