哈爾濱市狗島生態(tài)修復(fù)效果調(diào)查評(píng)價(jià)

宋思銘，高青峰

(哈爾濱市水務(wù)科學(xué)研究院，哈爾濱 150001)

1 概 述

狗島是松花江哈爾濱段上的一座江心島，近年來狗島才被開發(fā)利用，所以對(duì)其自然屬性和生態(tài)特征的研究相對(duì)落后，更沒有研究人員對(duì)其生態(tài)功能和生態(tài)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。2009年10月起，哈爾濱市水務(wù)部門對(duì)狗島實(shí)施了防洪清障，并進(jìn)行退耕還濕[1]。隨著“哈爾濱市水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)”工作的開展，狗島的生態(tài)現(xiàn)狀有了一定程度的改善。狗島是哈爾濱市萬頃松江濕地的重要灘島，對(duì)狗島生態(tài)現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)結(jié)果能夠在一定程度上指導(dǎo)狗島未來的開發(fā)和利用，為相關(guān)管理部門的決策提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

狗島又名阿勒錦洲，位于哈爾濱市道外區(qū)濱州橋與濱北橋之間，東西長約7 km，南北最寬處約1.3 km，是松花江泛洪區(qū)自然形成的江心島，形似梭形，是典型的河漫灘濕地。汊河把狗島縱向分成了東小、西大兩部分，因科研條件限制，無船只在兩部分之間通行，故本文僅研究狗島的西部大島部分。

3 研究方法

3.1 樣地調(diào)查

在研究范圍內(nèi)每隔約300 m距離設(shè)定樣地一塊，共設(shè)置樣地40塊，包括新疆楊純林、新疆楊混交林、旱柳純林、旱柳混交林、家榆混交林、青杄混交林、樟子松混交林，各樣地詳細(xì)信息見表1。每個(gè)調(diào)查樣地大小均為20 m×20 m，同時(shí)在每個(gè)樣地四角和中間各設(shè)置1個(gè)1 m×1 m的草本樣方，每個(gè)樣地內(nèi)共5個(gè)草本樣方。因狗島內(nèi)幾乎沒有灌木樹種，所以本研究不設(shè)置灌木樣方，僅對(duì)狗島內(nèi)喬木和草本進(jìn)行研究。

3.2 物種多樣性計(jì)算

本文采用香農(nóng)-威弗多樣性指數(shù)評(píng)價(jià)物種多樣性，計(jì)算公式見式(1)。香農(nóng)-威弗指數(shù)是用來描述物種個(gè)體出現(xiàn)的紊亂性和不確定性的多樣性指數(shù)，其不確定性越大，多樣性就越高。

式中：H為群落的物種多樣性指數(shù)；Pi為樣地中屬于種i的個(gè)體占全部個(gè)體的比例；S為物種數(shù)量。

表1 狗島樣地信息表

注：表1中樣地位置均為樣地左下角原點(diǎn)處經(jīng)緯度。

4 結(jié)果與分析

4.1 植被恢復(fù)效果

4.1.1 植被種類

通過查閱歷史文獻(xiàn)資料和對(duì)狗島植被現(xiàn)狀的調(diào)查，狗島原有植物187種，現(xiàn)存植物235種。在實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，狗島新增植物48種，新增植物數(shù)量占狗島現(xiàn)存植物數(shù)量的20%。

在實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作前，狗島共有喬木樹種9種。實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，狗島人為栽植了大量的喬木，狗島現(xiàn)存喬木15種，新增新疆楊、旱柳、青杄、樟子松、梨、山楂共6種喬木，占新增植物總數(shù)的12%，占狗島現(xiàn)存喬木總種數(shù)的40%，形成了以新疆楊純林、新疆楊混交林、旱柳純林、旱柳混交林、家榆混交林、青杄混交林、樟子松混交林為主的喬木群落。

在實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作前，狗島共有草本植物178種。實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，狗島草本得到了一定程度的恢復(fù)，草本種類也有所增加，狗島現(xiàn)存草本植物220種，其中新增草本植物42種，占新增植物總數(shù)的88%，占狗島現(xiàn)存草本植物總種數(shù)的19%，構(gòu)成了以草地早熟禾、狗尾草、龍須菜、稗草、問荊為主的五大草本群落。

4.1.2 植被覆蓋率

植被覆蓋率是衡量狗島植被資源狀況和綠化程度的重要指標(biāo)，在實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，狗島植被覆蓋率有了一定程度的增加。在所調(diào)查的40塊樣地中，植被覆蓋率達(dá)到80%以上的樣地有20塊，占樣地總數(shù)的50%；植被覆蓋率為70%～80%的樣地有18塊，占樣地總數(shù)的45%；植被覆蓋率為60%～70%的樣地有2塊，占樣地總數(shù)的5%。見圖1。

圖1 狗島植被覆蓋情況

4.1.3 物種多樣性

計(jì)算狗島40塊樣地喬木層和草本層的香農(nóng)-威弗多樣性指數(shù)(H)見表2。

表2 各樣地香農(nóng)-威弗多樣性指數(shù)(H)

運(yùn)用香農(nóng)-威弗多樣性指數(shù)(H)對(duì)狗島的物種多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)，依據(jù)陳清潮[2]提出的多樣性閾值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表3)，劃分非常豐富、豐富、較好、一般、差5個(gè)級(jí)別，來衡量實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后狗島的生物多樣性狀況。

表3 物種多樣性評(píng)價(jià)表

從喬木層來看，盡管在實(shí)施水生態(tài)修復(fù)與保護(hù)工作后，狗島人為栽種了大量的喬木，但狗島喬木層物種多樣性狀況相對(duì)較差。40塊樣地除17塊純林外，其余23塊樣地中，有14塊樣地物種多樣性一般，占樣地總數(shù)的35%。另外，9塊樣地物種多樣性差，占樣地總數(shù)的23%，見圖2。

圖2 狗島喬木層物種多樣性狀況

相比喬木層，狗島草本層物種多樣性情況明顯好于喬木層。在所調(diào)查的40塊樣地中，有1塊樣地物種多樣性豐富，占調(diào)查樣地總數(shù)的2%；有18塊樣地物種多樣性較好，占調(diào)查樣地總數(shù)的45%；有19塊樣地物種多樣性一般，占調(diào)查樣地總數(shù)的48%；有2塊樣地物種多樣性差，占調(diào)查樣地總數(shù)的5%，見圖3。

圖3 狗島草本層物種多樣性狀況

從整體上看，實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，對(duì)狗島植物的物種多樣性產(chǎn)生了一定程度的影響。盡管喬木層物種多樣性仍不夠理想，但這可能是因?yàn)椴糠謽浞N栽種年限較短，且栽種時(shí)間相對(duì)比較接近，造成喬木層植株層次不夠明顯，以至于影響了喬木層的物種多樣性。草本層物種多樣性情況較為理想，因?yàn)橹脖贿€在處于不斷地恢復(fù)狀態(tài)，所以以后狗島草本層的物種多樣性還會(huì)有一定程度的提高。

4.2 動(dòng)物恢復(fù)效果

在水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作實(shí)施前，狗島濕地面積較小，開發(fā)時(shí)間較長，開發(fā)強(qiáng)度較大，島上曾經(jīng)有一處造船廠，人類活動(dòng)頻繁。同時(shí)，該區(qū)南北兩側(cè)皆為松花江主航道，經(jīng)常有船只經(jīng)過，噪聲較大，但在水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作實(shí)施后，這種情況有了明顯的改善。狗島濕地水域和植被的分布有了一定的獨(dú)特性，給動(dòng)物的生存提供了理想的生境，使其成為鳥類較理想的棲息地，大量鳥類在此遷徙。隨著水環(huán)境的不斷改善，魚類的種類和數(shù)量也有明顯的增多。

4.2.1 動(dòng)物種類

狗島主要?jiǎng)游锓N類包括鳥類、哺乳類、爬行類、兩棲類、魚類、昆蟲六大類。其中，昆蟲191種，占狗島動(dòng)物總種數(shù)的59.32%；魚類60種，占狗島動(dòng)物總種數(shù)的18.63%；鳥類48種，占狗島動(dòng)物總種數(shù)的14.91%；哺乳類16種，占狗島動(dòng)物總種數(shù)的4.97%；兩棲類5種，占狗島動(dòng)物總種數(shù)的1.55%；爬行類2種，占狗島動(dòng)物總種數(shù)的0.62%，見圖4。

圖4 狗島動(dòng)物種類分布

4.2.2 珍惜瀕危物種

在狗島的六大類動(dòng)物中，兩棲類、爬行類、鳥類、獸類、昆蟲中存在珍惜瀕危物種。其中，鳥類珍惜瀕危物種最多，有47種，占珍惜瀕危物種總數(shù)的79.66%；兩棲類中全部為珍惜瀕危物種，共5種，占珍惜瀕危物種總數(shù)的8.47%；昆蟲中有珍惜瀕危物種3種，占珍惜瀕危物種總數(shù)的5.08%；爬行類和哺乳類各有珍惜瀕危動(dòng)物2種，分別占珍惜瀕危物種總數(shù)的3.39%，見圖5。

圖5 珍惜瀕危物種分布

4.2.3 觀賞物種

在狗島的六大類動(dòng)物中，鳥類、哺乳類、魚類、昆蟲種存在觀賞物種。其中，鳥類觀賞物種最多，有10種，占觀賞物種總數(shù)的45.45%；哺乳類中有觀賞物種6種，占觀賞物種總數(shù)的27.27%；魚類中有觀賞物種5種，占觀賞物種總數(shù)的22.73%；昆蟲中有觀賞物種1種，占觀賞物種總數(shù)的4.55%，見圖6。

圖6 觀賞物種分布

4.3 水環(huán)境修復(fù)效果

狗島處于水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)交接處，它以多種形式為動(dòng)植物提供了棲息地，并呈現(xiàn)出豐富的景觀多樣性。同時(shí)，其生態(tài)環(huán)境的改善增加了自然環(huán)境的容量，為人類提供了休閑活動(dòng)的場(chǎng)所。

4.3.1 動(dòng)植物生境改善

狗島濕地是松花江水陸生態(tài)系統(tǒng)之間相互聯(lián)系的重要屏障和廊道，通過實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)，其土壤、水文和植被等眾多因素都得到一定的改善，狗島濕地水面面積約為1.68 km2，約占整個(gè)狗島面積的40%。豐富的濕地資源既為陸生生物創(chuàng)造了優(yōu)質(zhì)的生境，又是水生生物食物和能量的重要來源，為一些大型哺乳動(dòng)物提供了重要的活動(dòng)場(chǎng)所，并為各種野生動(dòng)物提供了遷徙通道和良好的棲息網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)入河道中的植被殘?bào)w是魚類等水生動(dòng)物的良好生境，其中產(chǎn)生的大量有機(jī)質(zhì)也為水生動(dòng)植物提供了能量和食物。

4.3.2 景觀多樣性恢復(fù)

水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作的實(shí)施，有效地提高了狗島生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和景觀異質(zhì)性，增加了狗島的物種豐富度(表4)，且增強(qiáng)了狗島生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)于維持水陸景觀的完整性具有重要意義。

表4 狗島物種類型及數(shù)量

4.3.3 為人類提供休閑活動(dòng)場(chǎng)所

在對(duì)狗島的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，狗島周邊地區(qū)地勢(shì)平坦、水源充足，存在設(shè)置各種休閑娛樂設(shè)施的條件。附近居民和往來游客可以進(jìn)行野營、攝影等戶外活動(dòng)，人們?cè)诤椭C的自然環(huán)境中得到了安逸、舒適的享受，在一定程度上提高了居民的生活質(zhì)量，且有益于保持身心健康。

4.4 水土流失治理效果

生態(tài)環(huán)境的惡化導(dǎo)致狗島出現(xiàn)一定程度的水土流失現(xiàn)象，但隨著狗島生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，狗島水土流失逐漸減弱，產(chǎn)生的危害也大大降低。哈爾濱市屬于典型的東北黑土區(qū)，在全國水土保持重點(diǎn)防治區(qū)劃中被列為重點(diǎn)治理區(qū)。由于狗島是一座江心島，在實(shí)施水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)工作以前，一直存在著管理失控的現(xiàn)象，開荒種田、非法取土、亂砍濫伐等人類不合理的開發(fā)活動(dòng)廣泛存在，導(dǎo)致在狗島內(nèi)部形成多處的散居群落，生態(tài)環(huán)境的破壞是狗島土地沙化的根本原因。見圖7。

圖7 狗島地表裸露情況

因?yàn)楣穽u存在著嚴(yán)重的水土流失風(fēng)險(xiǎn)，狗島的水土保持工作引起哈爾濱市相關(guān)部門的高度重視。在實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，有效地限制和減少人類對(duì)狗島內(nèi)部生態(tài)現(xiàn)狀的過多干擾和破壞，給狗島生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造一個(gè)休養(yǎng)生息的環(huán)境，依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織和自調(diào)控能力，同時(shí)輔以人為調(diào)控，使狗島部分受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到相對(duì)健康的狀態(tài)，從而使狗島的水土流失現(xiàn)狀得到有效控制，生態(tài)環(huán)境有了明顯的改善。在本次調(diào)查中，狗島40塊樣地的地表裸露面積之和為180 m2，占樣地總面積的1.125%，土壤侵蝕程度均為輕度，生態(tài)修復(fù)效果較為理想，從根本上減輕了水土流失。

5 結(jié) 論

在實(shí)施水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作后，狗島建立了合理的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了生態(tài)系統(tǒng)的功能，植物群體與環(huán)境資源組合之間相互適應(yīng)，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，保護(hù)植物資源的可持續(xù)利用。從時(shí)空結(jié)構(gòu)角度，充分發(fā)揮光、熱、水、土資源；從物種結(jié)構(gòu)角度，提高了物種多樣性，有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展。在植被恢復(fù)的同時(shí)，增強(qiáng)了狗島的自然景觀特征，使人與自然和諧共處。

總的來說，狗島生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的改善，緩解了自然環(huán)境變化對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的逆向演替，狗島內(nèi)部合理的規(guī)劃和植被的優(yōu)化配置減輕了人類不合理活動(dòng)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，對(duì)于動(dòng)物生境的恢復(fù)和濕地景觀的恢復(fù)均有著重要的意義。

6 討 論

水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作的實(shí)施，使狗島的動(dòng)植物有了一定程度的恢復(fù)，水環(huán)境現(xiàn)狀得到了根本的改善，且減輕了狗島的水土流失狀況，達(dá)到了十分理想的效果。但也存在著物種多樣性有待提高，人地矛盾仍需解決，濕地保護(hù)工作亟待加強(qiáng)的問題，要進(jìn)一步落實(shí)水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作，使這些問題盡快得到解決。