廣東省河道植物調(diào)查及河道治理植物選擇初探

王 慶，黃錦林 ，陳仲策，洪 濱

(1.廣東省水利水電技術(shù)中心， 廣東 廣州 510635；2.廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東 廣州 510635；3.生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學(xué)研究所，廣東 廣州 510655)

1 研究背景

1.1 地域概況

廣東地處亞熱帶、濱臨南海，海岸線漫長，山川縱橫交錯，河流眾多，水系發(fā)達，境內(nèi)有東江、西江、北江、韓江、珠江三角洲、粵東沿海和粵西沿海諸河等，河流2.4萬條約10萬km，其中集雨面積大于50 km2的河流有1 211條，河流總長3.67萬km。豐富的河流在經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，河流集行洪、灌溉、通航、供水、景觀休閑等多功能，是發(fā)展國民經(jīng)濟和保障人民安局樂業(yè)的重要保障。

近些年來，廣東省大規(guī)模開展中小河流治理工作，省委、省政府于2014年部署了《山區(qū)五市中小河流治理實施方案》，對防洪問題最突出的韶關(guān)、清遠、梅州、河源、云浮五市先行先試，規(guī)劃在2015—2020年期間投入159億元，治理中小河流為8 264 km；2018年部署了《全省中小河流治理二期實施方案》，規(guī)劃在2018—2022年對山區(qū)5市以外的16個地市投入171億元，治理中小河流為7 848 km。即計劃在2015—2022年分2期總投入330億元治理中小河流為 1.6萬km。各地在中小河流治理中落實生態(tài)理念，植物措施得到了廣泛應(yīng)用，河道生態(tài)系統(tǒng)得到一定保護，治理取得較好成效。但仍存在河道治理中植物選擇和配置不合理，河岸綠化與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境不協(xié)調(diào)，過度擾動河流自然生境等問題[1]，影響到河流生態(tài)功能的發(fā)揮，因此，開展廣東省河道植物資源調(diào)查，完善植物配置，探索植物措施在河道生態(tài)治理中的應(yīng)用，是十分迫切和必要的[2]。

1.2 調(diào)查樣地選擇

調(diào)查樣地選擇綜合考慮廣東省河流類型、空間分布和植物類型等特點，使其具有代表性。調(diào)查將河道(或河段)根據(jù)立地條件和植被類型劃分成類，每類選擇1～3個典型樣地進行詳細調(diào)查，原則上要求每個調(diào)查縣市的典型樣地總數(shù)在10個以上。本次調(diào)查樣地的選擇根據(jù)山區(qū)、平原、沿海等地域市縣以及其開展河道治理的成效情況，選擇廣州、深圳、佛山、梅州、云浮、陸河等6個市縣為重點調(diào)查區(qū)，并確定6條河流作為重點調(diào)查線路，分別為廣州流溪河、深圳大沙河、佛山東平水道、梅州白宮水、云浮新興縣集成河、陸河縣新豐水。

1.3 調(diào)查內(nèi)容及方法

植物調(diào)查主要包括植物種類、生境、地理分布(橫斷面位置和上下游等)、健康狀況，根系生長情況等。調(diào)查路線盡量考慮山區(qū)河道、平原區(qū)河道、沿海區(qū)河道等各種河道類型，考慮河岸帶自然植被和人工植被的特點，在時間上盡量安排在不同的季節(jié)進行[3-4]。

本次野外調(diào)查以不同斷面為基本路線，在調(diào)查河流河岸帶進行踏查和觀察時，采集植物標本，記載地理位置、海拔、植物種類、植物長勢、植被蓋度、植物在群落中所占比例，描述整個景觀的現(xiàn)狀，對周圍明顯地物加以重點描述。對不同植被類型的代表群落進行樣方調(diào)查，喬木群落的樣方大小為100 m2，灌木群落的樣方大小為4 m2，草本群落的樣方大小通常為1 m2。根據(jù)典型抽樣法、核實法和系統(tǒng)抽樣法的基本要求，結(jié)合調(diào)查地實際情況，具體采用整體調(diào)查法、喬灌木調(diào)查法、草本調(diào)查法和植物配置調(diào)查法，并對調(diào)查地區(qū)的區(qū)域特色植物進行了照片采集(見圖1)。

水生植物梭魚草

紅樹植物海桑

藤本植物凌霄

2 植物調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 廣東省河道植物種類

經(jīng)對廣州流溪河、深圳大沙河、佛山東平水道、梅州白宮水、云浮市新興縣集成河、陸河縣新豐水6條河道60個調(diào)查樣段180個植物樣方的植物調(diào)查，發(fā)現(xiàn)廣東省河道范圍內(nèi)植物種類隸屬于107科328屬435種，其中蕨類植物為14科14屬15種，占現(xiàn)有河道管理范圍內(nèi)植物種類的3.45%；裸子植物為3科6屬6種，占現(xiàn)有河道管理范圍內(nèi)植物種類的1.38%；被子植物為90科308屬414種，占現(xiàn)有河道管理范圍內(nèi)植物種類的95.17%，廣東省河道植物物種構(gòu)成見表1；按河道植物生活型構(gòu)成分類，喬木植物為114種，灌木植物為83種，草本植物為186種，蕨類植物為15種，藤本植物為27種，竹類植物為10種，喬木植物占總種數(shù)的26.21%，灌木植物占總種數(shù)的19.08%，草本植物占總種數(shù)的42.76%，蕨類植物占總種數(shù)的3.45%，藤本植物占總種數(shù)的6.20%，竹類植物占總種數(shù)的2.30%，廣東省河道植物生活型構(gòu)成見表2。河道范圍內(nèi)植物種數(shù)排在前5的科為：禾本科、豆科、菊科、大戟科、?？疲参锓N數(shù)排在前5的屬為：榕屬、大戟屬、簕竹屬、木槿屬、樟屬。

表1 廣東省河道植物物種構(gòu)成

表2 廣東省河道植物生活型構(gòu)成

2.2 廣東省河道植物特點

1) 河道植物種類豐富。廣東省河流水岸生態(tài)系統(tǒng)的植物種類主要包括喬木類、灌木類、草本植物、藤本類、竹類苗木、水生植物，其中草本植物居多，占總種數(shù)42.76%；其次是喬木植物，以常綠樹種為主。河道植物中被子植物占絕對優(yōu)勢，占總屬數(shù)近94%，蕨類植物和裸子植物僅占總屬數(shù)6%。

2) 區(qū)域性特點明顯。植被的水平地帶分布非常明顯，從南到北差異顯著。雷州半島的熱帶性植被已破壞較大，僅留下稀疏草坡及人工群落。茂名，陽江以北至懷集—清遠—佛岡—龍門—龍川—梅縣—大埔一線以南為南亞熱帶，以北為中亞熱帶、南亞熱帶植被是具有熱帶-亞熱帶過渡特征的季風(fēng)常綠闊葉林，中亞熱帶為常綠闊葉林。

3) 外來入侵植物種類多，危害較大。廣東省氣候濕潤，河道及河岸等生態(tài)環(huán)境特點較為復(fù)雜，適宜外來入侵植物的生長和迅速繁殖。如外來植物薇甘菊、喜旱蓮子草、五爪金龍、菟絲子等已對河岸生態(tài)產(chǎn)生了嚴重影響，傳播蔓延迅速導(dǎo)致其他植物難以生長，嚴重破壞自然植物群落系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生態(tài)性。

3 河道治理植物選擇

植物是河道治理中應(yīng)用到的重要材料，在河道發(fā)揮防護功能、生態(tài)功能、景觀功能等方面具有獨特的、不可替代的作用[5]。不同的植物種類在固岸護坡、生態(tài)景觀、水質(zhì)凈化等方面存在著顯著差異，應(yīng)根據(jù)河道的主導(dǎo)功能和植物的生物生態(tài)學(xué)特性，因地制宜地選用優(yōu)良的植物種類。針對不同類型、不同功能的河道和河道的不同河段、不同坡位，分類和篩選植物，推薦適宜的河道植物種類應(yīng)用于河道植物建設(shè)。因此，科學(xué)合理、安全經(jīng)濟、因地制宜地選擇植物種類，應(yīng)用植物措施進行河道生態(tài)治理是十分重要的[6]。

3.1 河道植物種類選擇的原則

1) 師法自然原則。堅持人與自然和諧共生的理念，保護和修復(fù)河道自然水生態(tài)系統(tǒng)生境，以自然修復(fù)為主，人工修復(fù)為輔，因地制宜，盡量保留、利用河道兩側(cè)生長較好的現(xiàn)有植被，合理配置不同生態(tài)功能的特色植物，優(yōu)先選擇本土植物，本地植物是經(jīng)過長期的自然選擇，易成活能較快地建立起與當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件相適應(yīng)的植物群落[7]，同時在一定程度上能有效防止外來物種入侵，構(gòu)建具有較強自我維持能力的“擬自然河道”生態(tài)系統(tǒng)。

2) 生物多樣性原則。根據(jù)環(huán)境條件和植物種類特征，在空間分布和季節(jié)變化方面進行植物選擇，增強河道系統(tǒng)生物多樣性和生態(tài)效果，充分考慮物種間的競爭與共生關(guān)系，配置中避免植物種類單一整齊[8]，根據(jù)不同植物的物候特點，合理配置植物種類，確定適宜的種植密度和深度，增加植物共生作用和自我修復(fù)能力，建立喬灌草相結(jié)合的穩(wěn)定河道立體植物群落結(jié)構(gòu)。植物群落剖面示意見圖2。

圖2 為植物群落剖面示意

3) 經(jīng)濟實用性原則。因地制宜地選擇適應(yīng)性強、耐粗放管理的植被類型，統(tǒng)籌前期建設(shè)與后期管護，盡可能降低前期建設(shè)成本和后期的養(yǎng)護費，充分利用本土植物，擇優(yōu)選取自維持效果、生態(tài)功能較好及管理維護成本低的植被，節(jié)約工程建設(shè)投資和人工養(yǎng)護費用，力求植物配置方案經(jīng)濟適，實現(xiàn)河道生態(tài)治理效益最大化[9]。

4)功能及景觀性原則。 選擇的河道植物具有凈化水質(zhì)、固土護坡、改良土壤等生態(tài)功能，同時具有較好的觀賞性，季相變化，豐富植物色彩，提高河道植被的景觀質(zhì)量[10]。河道景觀錯落有致，在不同季節(jié)呈現(xiàn)出豐富的季相變化，讓人獲得美好的視覺感受，同時留出人類親近河道的活動和休閑空間，充分利用時間空間結(jié)構(gòu)合理進行植物組合，形成穩(wěn)定可持續(xù)利用的生態(tài)系統(tǒng)，并產(chǎn)生良好的觀賞價值。

3.2 河道生態(tài)建設(shè)植物選擇分類

河道生態(tài)建設(shè)應(yīng)根據(jù)河道的主要功能和植物的生物生態(tài)學(xué)特性，因地制宜地選用優(yōu)良的植物種類。針對不同類型、不同功能的河道和河道的不同河段、不同坡位，分類和篩選植物，推薦適宜的河道植物種類應(yīng)用于河道植物建設(shè)。本文對不同地形區(qū)河道及不同河岸坡段的植物選擇進行了以下探討。

1) 不同地形區(qū)河道的植物選擇

① 山區(qū)河流。山區(qū)河流主要特點是坡降大、流速快、洪水陡漲陡落，沖刷力強、岸坡礫石多，保水性差。整治時往往采取工程措施加固岸坡，如漿砌塊石、疊石、混凝土擋墻及格賓石籠等工程[11-12]。應(yīng)選擇抗沖刷、耐貧瘠的植物，多配置灌木和藤本植物，如三角梅、草海桐、翅莢決明、杜荊、絞股藍、車筒竹、酢漿草等；河岸帶是河道景觀營造的主要區(qū)段，注意植物根系對工程穩(wěn)定性的影響，選用主根不粗壯的小喬木，群落的構(gòu)建選擇以當(dāng)?shù)啬茏匀恍纬善只蚓€狀景觀的樹種為主，如黃花風(fēng)鈴木、鳳凰木、大葉紫薇、桃樹、羊蹄甲等。

② 平原區(qū)河流。平原區(qū)河流具有坡降小、汛期高水位持續(xù)時間較長、水流緩慢、水質(zhì)較差、岸坡較陡等特點，通航河道，船行波淘刷作用強，河岸易崩塌。應(yīng)選用耐水淹、凈化水質(zhì)能力強、根系發(fā)達利于固岸的植物，如池杉、美人蕉、蘆葦、菖蒲、桃金娘等；硬化的河岸可采取布置常春藤等藤本植物，長成后垂掛在擋墻外面；在不影響行洪的前提下，在堤岸后方適當(dāng)種植線狀景觀的小喬木樹種，營造河岸景觀帶。

③ 沿海區(qū)河流。沿海河流受潮汐上溯影響，河道土壤含鹽量、含砂量較高，岸坡土體松散，易受風(fēng)力引起水浪沖刷，植物生長受臺風(fēng)影響很大，臺風(fēng)可將樹木連根拔起，導(dǎo)致河岸坍塌。應(yīng)選用固土護坡、抗風(fēng)力強、耐鹽堿和耐瘠薄性植物，避免選用樹干高、樹冠大的喬木[13]，宜選用樹冠較小、樹干柔軟、根系較發(fā)達的喬灌木，如海桑、大葉相思、楓楊、銀葉樹等。

2) 不同河岸坡段的植物選擇

從岸頂?shù)匠Ｋ灰韵?，各個岸坡段土壤含水量有所不同，應(yīng)根據(jù)坡面土壤含水量變化和植物耐水淹和耐旱程度不同，選擇相應(yīng)的植物種類。因此，選用的植物生態(tài)類型應(yīng)依次為中生植物、濕生植物、水生植物，其中水生植物又分為沉水植物，浮水植物、漂浮植物、挺水植物，不同岸坡位置植物配置示意見圖3。

圖3 不同岸坡位置植物配置示意

① 常水位以下。種植在常水位以下的植物不僅起到固岸護坡的作用，而且還應(yīng)充分發(fā)揮植物的水質(zhì)凈化作用。常水位以下土壊水分長期處于飽和狀態(tài)。因此，應(yīng)選用具有良好凈化水體作用的水生植物和耐水濕的中生植物，如水杉、美人蕉、蘆葦?shù)?。另外，通航河段，為了減緩船行波對岸坡的淘刷，可以選用容易形成屏障的植物，如蘆竹等。而對于有景觀需求的河段，可以栽種觀葉、觀花植物，如梭魚草、巴西鳶尾、千屈菜、毛草龍等。

② 常水位至洪水位。常水位至洪水位區(qū)域是河岸水土保持、植物措施應(yīng)用的重點區(qū)域，在汛期，常水位至設(shè)計洪水位的岸坡會遭受洪水的浸泡和水流沖刷，枯水期，岸坡干旱，含水量低，山區(qū)河道尤其如此，此區(qū)域的植物應(yīng)有固岸護坡和美化堤岸的作用。因此，應(yīng)選擇根系發(fā)達，抗沖性強的植物種類，如水竹、橄欖、銀合歡等。對于有行洪要求的河道，設(shè)計洪水位以下應(yīng)避免種植阻礙行洪的高大喬木。有擋墻的河岸，在擋墻附近區(qū)域不宜種植側(cè)根粗壯的大喬木，

③ 設(shè)計洪水位至堤(岸)頂(外)。設(shè)計洪水位至堤(岸)頂區(qū)域是河道景觀建設(shè)的主要區(qū)域，起著居高臨下的控制作用。土壊含水量相對較低岸坡和岸頂迎風(fēng)面大，種植在該區(qū)域的植物可能會受到干旱的脅迫和大風(fēng)的威脅。因此，選用的植物應(yīng)具有良好景觀效果和一定的耐旱性和抗風(fēng)性，如楓楊、木麻黃、水團花、烏桕等。

4 結(jié)語

廣東河道植物種類豐富，對河道治理的植物措施應(yīng)用提供了有利條件。通過調(diào)查河道植物分布及種類，充分利用植物的特殊功能和特點，如抗沖性、耐貧瘠性、耐水性、抗風(fēng)性及凈化水質(zhì)功能等方面，篩選了部分適應(yīng)于山區(qū)河流、平原河流及沿海區(qū)河流，以及不同水位河岸帶的植物品種，選擇適宜植物構(gòu)建河道植被群落，修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)，對提高河道生態(tài)廊道系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性，營造水清岸綠的自然景觀和休閑空間，建設(shè)“江河安瀾、秀水長清、造福人民”的幸福河流有著重要意義。目前，廣東省全面開展中小河流治理、河湖水系連通整治、高質(zhì)量推進萬里碧道建設(shè)，植物措施應(yīng)用在河流水生態(tài)修復(fù)、水環(huán)境改善及水景觀營造等存在現(xiàn)實需求。由于本研究范圍和時間相對有限，植物措施應(yīng)用于河道生態(tài)治理有待豐富和完善，下階段要開展全域調(diào)查，綜合考慮河道地形地貌、橫縱斷面特點、河道水質(zhì)、功能特色、經(jīng)濟人文等方面，進一步探索廣東省河流生態(tài)治理的植物選擇和植物配置模式，為河道生態(tài)建設(shè)植物應(yīng)用選擇提供借鑒和參考。