浙江千島湖庫區(qū)消落帶景觀生態(tài)修復(fù)

鄭建南 徐高福 蔣健 王欣 李燁

收稿日期：2020-09-07

第一作者：鄭建南（1986- ），男，碩士，高級工程師、注冊城鄉(xiāng)規(guī)劃師，研究方向為風景園林規(guī)劃與設(shè)計。E-mail：

181146567@qq.com

通信作者：徐高福（1963- ），男，教授級高級工程師，研究方向為風景園林與森林經(jīng)營研究。E-mail：caxajkfz@163.com

摘要：文章基于風景園林視角，通過現(xiàn)場調(diào)研、部門會談、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、野外觀測，并結(jié)合相關(guān)研究文獻，從千島湖功能轉(zhuǎn)換和水源保護需求出發(fā)，剖析千島湖所面臨的庫區(qū)人地矛盾、農(nóng)業(yè)面源污染、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、水岸環(huán)境破壞等問題;從政策管理、生態(tài)恢復(fù)、景觀提升3個層面探索消落帶景觀生態(tài)修復(fù)方法，助力淳安特別生態(tài)功能區(qū)建設(shè)，具體對策為：通過確權(quán)劃界、退耕還濕等措施推動消落帶景觀生態(tài)修復(fù);通過水位劃分、植被篩選、技術(shù)輔助等經(jīng)驗推廣生態(tài)修復(fù);通過湖岸美化、綠植修復(fù)等方法美化濱水岸線。

關(guān)鍵詞：消落帶，景觀生態(tài)修復(fù)，特別生態(tài)功能區(qū)，千島湖

DOI： 10.12169/zgcsly.2020.09.07.0002

Landscape Ecological Restoration of Hydro-fluetuation Belt in Thousand-island

Lake Reservoir Area of Zhejiang Province

Zheng Jiannan1 Xu Gaofu2 Jiang Jian3 Wang Xin4 Li Ye4

（1.Design Institute of Landscape & Architecture ，China Academy of Art Co.，Ltd. ， Hangzhou 310012 China;

2.Xinanjiang Development Corporation， Chunan 311700， Zhejiang ，China;

3.School of Art， Guilin University of Technology， Guilin 541004， Guangxi，China;

4.School of Landscape Architecture， Zhejiang Agriculture and Forestry University， Hangzhou 310300， China）

Abstract：From the landscape architecture perspective， this paper analyzes the problems faced by Thousand-island Lake based on functional transformation and water protection demand in the Thousand-island Lake， including the human and land contradiction in the reservoir area， agricultural non-point source pollution， vulnerable ecological system and waterfront environmental damagethrough on-site investigation， meetings and interviews， data statistics and field observation for experiences summarization， in combination with the relevant literature. From the three levels of policy， forestry and landscape， the paper explores the landscape ecological restoration method of the hydro-fluetuation belt， in order to help the construction of special ecological function area in Chunan County. It is suggested that the measures such as tenure confirmation and delimitation and returning farmland to wetland should be adopted to promote the ecological restoration of the hydro-fluetuation belt， the experiences such as water level division， vegetation screening and technical assistance should be promoted for landscape ecological restoration and the methods such as shoreline beautification， vegetation restoration and waterfront utilization should be taken for riparian beautification.

Keywords： hydro-fluetuation belt， landscape ecological restoration， special ecological functional area， Thousand-island Lake

庫區(qū)消落帶是指因季節(jié)性水位漲落而使水庫高低水位之間周期性出露的特殊區(qū)域[1]。保持庫區(qū)消落帶生態(tài)系統(tǒng)的平衡、健康和安全，對于提高消落帶生物多樣性、庫岸水土防治與穩(wěn)定、雨洪調(diào)蓄、截污過濾、水源涵養(yǎng)、環(huán)境美化等均有著重要意義和潛在價值。

千島湖位于浙江省淳安縣，是長三角地區(qū)最大的人工淡水湖和戰(zhàn)略水源地，為山地型人工水庫，庫岸地質(zhì)地貌及周邊用地環(huán)境復(fù)雜多樣。水庫自1959年蓄水以來湖水淹沒線達1 406 km[2]，并因9 m的季節(jié)性水位漲落，導(dǎo)致在100.0～108.0 m高程區(qū)形成了面積達3 934.69 hm2的以黃色風化基巖為主的消落帶[3]，成為人為干預(yù)后的生態(tài)退化區(qū)域。自20世紀80年代以來，為治理千島湖消落帶，恢復(fù)其生態(tài)功能，新安江開發(fā)總公司聯(lián)合浙江大學(xué)、浙江省林業(yè)科學(xué)研究院等科研機構(gòu)開展了消落帶自然植被調(diào)查[4-5]、生境分類劃分[6]、適生樹種篩選[7-8]、植被修復(fù)探索[9-10]、生態(tài)效益評價等工作[11]，取得了一定的成效，但相關(guān)研究還停留在小規(guī)模試驗階段，缺乏全面系統(tǒng)治理的研究。

目前水庫消落帶景觀生態(tài)修復(fù)研究在全球范圍內(nèi)還處于探索階段。國外關(guān)于消落帶的研究主要集中在河岸帶生態(tài)恢復(fù)[12]與重建[13-14]、植物微量元素吸附[15]、生態(tài)帶尺度與作用[16]、植物萌芽與演替等方面[17]，對于庫區(qū)消落帶研究相對較少。國內(nèi)部分學(xué)者在三峽沿岸、廣東新豐、深圳和丹江口4地進行水庫消落帶相關(guān)試驗，探索出一些成功經(jīng)驗，如政策制度上通過環(huán)境保護與體系建立等措施避免人地矛盾[18-19]，生態(tài)修復(fù)上通過適生樹種篩選[20-21]、修復(fù)模式搭配[22]、工程措施支持[23-24]、生態(tài)護岸構(gòu)建[25-26]等方法加強生態(tài)治理，景觀美化上通過梯度景觀[27-28]、分層蓄水[29]、植物造景[30-31]、植物景觀恢復(fù)[32-33]等美化消落帶景觀風貌。但針對庫區(qū)消落帶景觀生態(tài)修復(fù)尚未有成熟的治理體系及經(jīng)驗，所做出的探索有待于進一步驗證。隨著“共抓大保護、不搞大開發(fā)”[34]要求的不斷踐行，如何運用多學(xué)科多專業(yè)減緩消落帶自然生境退化，并有效恢復(fù)和重建受損庫區(qū)消落帶濕地生境，恢復(fù)消落帶應(yīng)有功能，仍是一項有待持續(xù)深入研究的領(lǐng)域。本文以千島湖庫區(qū)消落帶景觀生態(tài)修復(fù)為研究對象，在剖析其功能、矛盾和問題等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，從政策管理、生態(tài)恢復(fù)、景觀提升3個層面探索庫區(qū)消落帶景觀生態(tài)修復(fù)體系（圖1），助力淳安特別生態(tài)功能區(qū)建設(shè)，為國內(nèi)外庫區(qū)消落帶治理提供借鑒。

1 千島湖消落帶生態(tài)修復(fù)的迫切性

1.1 主題功能轉(zhuǎn)換與區(qū)域保護需求

千島湖建立之初，蓄水、發(fā)電、防洪是其首要功能;進入新時代，千島湖已成為長江經(jīng)濟帶的重要組成部分和長三角地區(qū)的重要戰(zhàn)略水源保護地。自2019年9月29日千島湖配水供水工程運營開始，其水質(zhì)的好壞直接影響杭州和嘉興兩市1 400余萬人口的飲水安全。根據(jù)水功能區(qū)劃分，淳安97.95%的陸域面積都將劃為飲用水源保護區(qū)范圍，環(huán)境標準均需達到國家飲用水源地保護區(qū)標準。

1.2 庫區(qū)人地矛盾與農(nóng)業(yè)面源污染

淳安縣因水庫的興建，導(dǎo)致大部分可耕地淹沒于水庫之中。而當年為了安置12.64萬新安江流域移民，農(nóng)民迫于生計在庫內(nèi)消落帶利用水位變化種糧，直接形成湖內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染[35]。通過歷年數(shù)據(jù)統(tǒng)計和實地考察，千島湖上游來水帶來大部分污染源，而庫區(qū)沿湖地表徑流和農(nóng)業(yè)種植也造成大面積面源污染。據(jù)趙明敏等[36]統(tǒng)計，淳安每年有5 364 t氮和250 t總磷排入千島湖水體，分別占流域面源污染貢獻率80%和74%，而其中來自耕地和農(nóng)園的分別占52%和30%。

1.3 生態(tài)系統(tǒng)脆弱與水岸環(huán)境破壞

千島湖消落帶經(jīng)常年水蝕、浪涌，形成了土壤含量少、石礫含量高、養(yǎng)分匱乏的風化基巖帶，外加規(guī)律性水淹，導(dǎo)致自然生長的植被被逐步剝蝕，成為一條水陸兩棲的隔離帶，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱。水岸抗剪強度明顯下降，直接影響沿岸邊坡穩(wěn)定性。受上游污染物攜帶和沿岸污染物排放，以及沿岸水流沖刷的影響，千島湖消落帶成為污染物堆積帶，據(jù)統(tǒng)計，2016年水上打撈隊共打撈垃圾3 832 t，其中多數(shù)來源于消落帶。

2 千島湖消落帶景觀生態(tài)修復(fù)對策

2.1 開展確權(quán)劃界，推進退耕還濕

針對以往各類規(guī)劃中水源保護線的交叉與變動，以及歷史遺留問題，借助省、市、縣3級國土空間規(guī)劃編制，結(jié)合2020年7月8日歷史最高水位108.45 m，明確庫區(qū)的管理范圍和保護界線，有序推進108.0 m高程以下土地退耕還濕。針對庫區(qū)面源污染問題，確立“源頭控制、過程阻截、末端凈化”總原則;通過對淳安全縣林業(yè)、農(nóng)業(yè)開展專項防治工作，提升各類經(jīng)濟作物肥藥雙控水平，實現(xiàn)保護區(qū)農(nóng)藥化肥減量;通過林下改造、水陸森林建設(shè)、濕地營建，結(jié)合小流域綜合治理來阻截各類營養(yǎng)物質(zhì)直排水源;通過退耕還湖，建立臨湖生態(tài)緩沖帶，修復(fù)消落帶生態(tài)系統(tǒng)功能，以此凈化湖岸地表徑流，改善提升入湖水質(zhì)。

2.2 水位統(tǒng)計歸類，科學(xué)劃分層次

通過統(tǒng)計淳安縣水雨情服務(wù)系統(tǒng)中千島湖庫區(qū)連續(xù)10年（2010—2019）的歷史數(shù)據(jù)，結(jié)果表明（表1），近10年消落帶水位多集中在98.0～106.0 m，其中水位高程在98.0 m以上年均341.4 d，約11.4個月;水位高程在100.0 m以上年均249.3 d，約8.3個月;水位高程在102.0 m以上年均134 d，約4.5個月;水位高程在104.0 m以上年均39.5 d，約1.3個月;水位高程在106.0 m以上年均0.7 d，主要集中在2011年的6月和2019年7月，最高水位分別為107.2 m和106.2 m。根據(jù)以上數(shù)據(jù)將千島湖消落帶在自然生境下劃分為98.0～101.9 m常淹區(qū)、102.0～103.9 m變化區(qū)、104.0～105.9 m少淹區(qū)、106.0～108.0 m常露區(qū)等4級水位梯度區(qū)。值得注意的是，2020年7月8日9點10分千島湖水庫刷新歷史最高水位至108.45 m，與1979年1月6日最低水位80.0 m相差28.45 m，水庫極限消落高差進一步增大。而自2019年9月—2020年7月引配水工程運行以來，水位最低日99.01 m與最高日108.45 m兩者相差9.44 m，水位消落相對趨穩(wěn);由于周期內(nèi)降雨日較多，以及引配水工程對水位要求，其年度最低水位較以往年份提高了2 m（表2）。通過以上水位變化的統(tǒng)計歸類和科學(xué)劃分，可為千島湖消落帶適生樹種篩選培育及植被搭配研究提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 調(diào)查自然植被，篩選最佳綠植

通過對消落帶自然狀態(tài)下植被生長狀況的調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1）106.0～108.0 m常露區(qū)域因受水淹影響小，自然植被長勢較好，形成了喬木、灌木、草坪多級植被生境，常見喬木有楓香（ Liquidambar formosana ）、麻櫟（ Quercus acutissima ）等，常見灌木有格藥柃（ Eurya muricata ）、檵木（ Loropetalum chinense ） 等，常見草本有五節(jié)芒（ Miscanthus floridulus ）、狗脊（ Woodwardia japonica ）等。該區(qū)域植被生長環(huán)境較好，可通過土壤適當改良，培育、補種相關(guān)喬灌木，有力恢復(fù)及豐富區(qū)段植物生境。2）104.0～105.9 m少淹區(qū)域多見灌草植被，常見灌木如剛竹（ Phyllostachys sulphurea ）、苦竹（ Pleioblastus amarus ）、蓬蘽（ Rubus hirsutus ）、山莓（ R. corchorifolius ）等，草本如大狼把草（ Bidens frondosa ）、鼠麹草（ Pseudognaphalium affine） 等。3）102.0～103.9 m變化區(qū)域以草本植物為主，常見草本植物有毛茛（ Ranunculus japonicus ）、狗牙根（ Cynodon dactylon ）、粉被薹草（ Carex pruinosa ）等，但缺少喬灌植物。4）98.0～101.9 m常淹區(qū)由于經(jīng)常性水淹、出露時間短、水流侵蝕嚴重、土壤環(huán)境貧瘠等原因，自然狀態(tài)下植物生長困難，成為無植被帶。

自20世紀80年代以來，江劉其、徐高福等[2，5，7]，先后在界首、汾口、安陽、小金山、梓桐口、姥山等地通過梯級造林、大苗種植等試驗，逐步篩選出千島湖消落帶適生樹種19 種，其中，喬木11種，即銀葉柳（ Salix chieni ）、中山杉（ Taxodium ?‘Zhongshansha）、池杉（ T. distichum ）、水紫樹（ Nyssa aqu-atica ）、楓香、水松（ Glyptostrobus pensilis ）、水杉（ Metasequoia glypto-stroboides ）、楓楊（ Pterocarya stenoptera ）、加楊（ Populus × Canadensis Moench ）、烏桕（ Sapium sebiferum ?）、麻櫟;灌木4種，即水團花（ Adina pilulifera ）、細葉水團花（ A. rubella ）、小葉蚊母樹（ Distylium buxifolium ）、大花梔子（ Gardenia jasminoides ）;草本4種，即水竹（ P. heteroclada ）、狗牙根、類蘆（ Neyraudia reynaudiana ）和田菁（ Sesbania cannabina ）。另外，徐高福等[8，10，37]通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計還得出以上19種植物梯級適生分布情況（表3）。

通過喬灌草不同配置模式的實地試驗，結(jié)合千島湖水位漲落動態(tài)和立地類型，提出消落帶不同海拔植被重建配置模式3種，包括在海拔98.0～101.9 m的喬木模式、海拔102.0～102.9 m的喬木-草本模式、海拔103.0 m及以上的喬木-灌木-草本模式。在98.0～101.9 m選用銀葉柳喬木樹種，采用高4.5 m以上的大苗造林，株行距1.0 m×1.5 m，挖定植穴種植。在海拔102.0 m梯度級，喬木選用銀葉柳、池杉或楓香，草本選用類蘆，形成喬草復(fù)合群落。銀葉柳、池杉、楓香采用高3.5 m以上的大苗造林，株行距1.0 m×1.5 m;類蘆采用2年生苗挖定植穴叢植，1穴5～8株叢植，在喬木的株行距間插植。在海拔103.0 m及以上梯度級采用喬灌草復(fù)合群落模式。喬木在103.0 m及以上選用銀葉柳、池杉、楓香、楓楊、水杉、烏桕、加楊;104.0 m及以上可增加水紫樹;106.0 m梯度級可增加種植麻櫟。灌木或小喬木在海拔103.0 m及以上選用水團花或細葉水團花;在104.0 m及以上可增加選用小葉蚊母樹和大花梔子。草本植物在海拔103.0 m及以上選用類蘆和狗牙根多年生禾草;在海拔105.0 m和106.0 m梯度級上可增加選擇田菁。銀葉柳在99.0 m梯度可耐水淹沒頂116 d，存活率可達70%;中山杉、池杉、水紫樹和楓香在102.0 m梯度可耐水淹192 d，成活率可達60%，但均不耐沒頂;加楊、水松、楓楊、烏桕和水杉較耐水濕，但不耐高水位淹，在103.0 m梯度可耐水淹86 d，存活率分別為80%，70%，60%，40%和20%;水竹在104.0 m梯度上可耐潛水淹42 d，存活率40%。通過近2年的試驗，以上存活植物長勢均較好。

2.4 輔以工程技術(shù)，探索土壤改良

消落帶植被需經(jīng)受干旱和沒頂水淹2種極端環(huán)境，加上浪蝕和浪淘，根部往往遭受浪蝕淘空，樹干易受波浪晃動而搖曳，嚴重影響造林成活率。針對陡峭裸露基巖和失穩(wěn)庫岸，目前通過“見縫插針”挖穴種植喬灌木和高水位以上1.0 m處開鑿種植溝種植木質(zhì)藤蔓植物進行復(fù)綠;通過試驗還研發(fā)出植生攔擋環(huán)、鏈接式竹筏、防沖刷保護網(wǎng)、環(huán)保型竹屑底肥篾編容器、消落帶挺水樹種莖稈不定根的護理方法等新型實用技術(shù)助力消落帶治理。采用陸生水長大苗植樹方法、梯級造林與喬灌草群落梯度配置技術(shù)，以及植生攔擋環(huán)和環(huán)保型竹屑底肥篾編容器等配套輔助技術(shù)，在千島湖梓桐口、小金山林場兩地99.0～106.0 m殘坡積土消落帶成功修復(fù)了濕地植被生境，攻克了殘坡積土99.0～102.0 m自然狀態(tài)下無植物種類生長難題（圖2）。

受常年水位漲落及水蝕影響，千島湖消落帶土壤結(jié)構(gòu)呈梯度變化，土壤含量及土壤環(huán)境直接受水位高差影響，因此針對消落帶各梯度土壤母質(zhì)元素、水分黏度等研究，改良相關(guān)土壤環(huán)境屬性對于豐富適生植物種類具有重要意義。針對千島湖消落帶多為風化砂巖和巖漿巖，土層含量少且多為黃紅壤亞類的現(xiàn)狀，目前主要以生物手段改良為主，通過增加土壤微量元素、綜合利用營養(yǎng)土、生物質(zhì)液化樹脂、發(fā)泡劑調(diào)節(jié)土壤水分等，結(jié)合部分土壤置換，增強消落帶土壤可種植性。

2.5 劃分形態(tài)基質(zhì)，修復(fù)生態(tài)綠植

根據(jù)湖岸形態(tài)和土壤基質(zhì)可將庫區(qū)消落帶劃分為湖灣濕地型、島嶼型、殘積土坡地型、基巖裸露型4類，分別采用不同的生態(tài)修復(fù)方法。

湖灣濕地型在枯水期多為旱地，地形平坦，部分地塊已進行消落帶恢復(fù)重建。建議引入濱水風景林做法，種植池杉、水杉、垂柳（ S. babylonica ）等樹種，打造水上森林。

島嶼型的陸地出露變化較大，結(jié)合1984年和2008年的經(jīng)驗，建議以池杉、落羽杉（ T. distichum ）、水紫樹、孝順竹（ Bambusa multiplex ）為中上喬灌木，下植鄉(xiāng)土草本狗牙根，修復(fù)效果較好。

基巖裸露型由于受風化與水蝕的影響，多為固結(jié)巖石，土層含量極低，復(fù)綠難度極大，針對大面積結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好的地段，可進行原生態(tài)保護。在城鎮(zhèn)段緩坡區(qū)可通過鉆穴覆土，綜合利用營養(yǎng)素、液化樹脂、發(fā)泡劑定植優(yōu)勢喬灌木，實現(xiàn)基地復(fù)綠;在陡坡或全巖區(qū)，在常露區(qū)（106.0～108.0 m）1 m以上區(qū)域開鑿種植溝或種植穴，植入優(yōu)勢易生藤蔓植物如黃素馨（ Jasminum mesnyi ?Hance）、常春藤（ Hedera nepalensis ?var. sinensis （Tobl）Rehd）等，同時在陡坡面上鋪設(shè)不銹鋼繩聯(lián)結(jié)鏈式浮板至變化區(qū)（102.0～103.9 m）低位處，通過牽引方式將植物蔓條生長方向牽引至浮板上，以此不斷生長，不斷延伸。

殘積土坡地型為千島湖消落帶最常見類型，選擇銀葉柳、池杉、楓香、楓楊等樹種進行不同水位造林試驗，結(jié)果顯示銀葉柳適應(yīng)性較好，香根草在103.0 m高程以上種植效果較好。

3 結(jié)語

本文通過剖析千島湖消落帶生態(tài)修復(fù)的迫切性和所存在的問題，提出確權(quán)劃界推進退耕還濕、水位統(tǒng)計層次劃分、植被調(diào)查適種篩選、工程輔助土壤改良、湖岸分類防護美化、基質(zhì)劃分綠植修復(fù)6種對策探索千島湖消落帶的生態(tài)修復(fù)，并以此建立景觀生態(tài)修復(fù)體系。根據(jù)課題撰寫的研究報告所反映的庫區(qū)人地矛盾、農(nóng)業(yè)面源污染、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、水岸環(huán)境破壞等問題，以及提出的確權(quán)劃界、退耕還濕等政策建議得到了省市縣三級黨委政府的高度重視和重要批示，推動了相關(guān)法律法規(guī)的制定和相關(guān)政府工作的具體落實，其中針對108.0 m以下土地休耕還濕、臨湖生態(tài)緩沖帶等具體建議納入了淳安縣委工作報告[38]。研究劃分出4種庫區(qū)生境，4級種植區(qū)段，篩選出19種適生植物，提出了3種修復(fù)模式，為恢復(fù)當?shù)刂脖簧程峁┝藢嵺`經(jīng)驗。試驗段經(jīng)測算年均生態(tài)效益31.8萬元/hm2[12]，為全面系統(tǒng)開展千島湖消落帶景觀生態(tài)修復(fù)增強了信心，為消落帶人工植被修復(fù)提供了理論支撐和實踐指導(dǎo)。

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