干熱河谷地區(qū)工程創(chuàng)面植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建研究
——以葉巴灘水電站施工區(qū)植被恢復(fù)為例

孫 源，金吉媛，李 橋，吳文佑，王若然

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

國家對水電開發(fā)環(huán)境保護的理念與要求與時俱進，不斷提高[1-2]。中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會將生態(tài)文明建設(shè)納入建設(shè)中國特色社會主義“五位一體”的總體布局。2015年10月，黨中央、國務(wù)院提出了“創(chuàng)新、和諧、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念。2016年1月，中共中央總書記習(xí)近平在推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會上提出并強調(diào)“推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展，理念要先進，堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，把生態(tài)環(huán)境保護擺上優(yōu)先地位”的要求。2016年3月，國家通過了《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》，提出“統(tǒng)籌水電開發(fā)與生態(tài)保護，堅持生態(tài)優(yōu)先，以重要流域龍頭水電站建設(shè)為重點，科學(xué)開發(fā)西南水電資源”的水電開發(fā)指導(dǎo)思想。

為貫徹落實國家生態(tài)文明建設(shè)的精神，葉巴灘水電站工程自開工建設(shè)以來，已對多個區(qū)域?qū)嵤┲脖换謴?fù)，基本做到植被恢復(fù)及景觀建設(shè)工作與電站主體工程同步設(shè)計、同步施工、同步投入使用?；谇捌诮?jīng)驗積累，研究制定了一套低成本、操作性強、可推廣、效果好，且適合于葉巴灘水電站工程受損創(chuàng)面的植被恢復(fù)技術(shù)體系，用于指導(dǎo)后期葉巴灘水電站工程及同類型項目植被恢復(fù)。

1 現(xiàn)狀條件

葉巴灘水電站位于西藏自治區(qū)和四川省交界的金沙江干流上，是金沙江上游規(guī)劃自上而下的第7個梯級，工程壩址區(qū)位于四川省甘孜州白玉縣降曲河口至下游秋哇溝溝口約4.5 km的河段上。葉巴灘水電站建設(shè)工程包括樞紐工程、料場、棄渣場及表土堆存場、交通設(shè)施、施工生產(chǎn)生活設(shè)施、移民安置及專項設(shè)施復(fù)建、庫岸區(qū)，葉巴灘水電站工程總平面布置效果見圖1。

圖1 葉巴灘水電站工程總平面布置效果

根據(jù)多次現(xiàn)場踏勘及資料收集，對葉巴灘水電站現(xiàn)狀進行了詳細的分析，主要結(jié)論如下：

(1)工程區(qū)內(nèi)，場地植被類型組成以灌叢、草叢為主，結(jié)構(gòu)較為簡單。區(qū)域內(nèi)氣候類型屬于亞熱帶氣候區(qū)，為典型的干熱河谷區(qū)。區(qū)內(nèi)山高谷深，海拔高、氣候寒冷、干旱、降雨分配極為不均，且蒸發(fā)量大，水分成為了制約本工程植被恢復(fù)效果的關(guān)鍵因素之一。

(2)區(qū)域內(nèi)土壤粗骨性強，細土物質(zhì)較少，含碎屑、礫石多，土壤中有效養(yǎng)分含量低，土層淺薄，剖面不發(fā)育或呈破壞狀況，區(qū)域土壤資源十分寶貴，需要對表土進行改良后才能作為種植土利用。

(3)葉巴灘水電站施工場地數(shù)量多且分散，整體地形地貌復(fù)雜，尤其還存在大量裸露的高陡邊坡，極大地影響了區(qū)域視覺景觀及生態(tài)效應(yīng)；且部分沖溝區(qū)域為高陡邊坡，施工條件差、施工難度大，植物立地條件也非常差，灌溉養(yǎng)護難度等非常之大。

因此，在干熱河谷地區(qū)水電工程建設(shè)中，后期植被恢復(fù)是工作重點和難點之一。

2 植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建

植被恢復(fù)主要技術(shù)措施由集排水技術(shù)、固土技術(shù)、建植技術(shù)和養(yǎng)護技術(shù)組成[3]。針對葉巴灘水電站工程特點及以往類似工程植被恢復(fù)經(jīng)驗，有針對性地構(gòu)建了本工程植被恢復(fù)體系。

2.1 調(diào)查與評價

在植被恢復(fù)體系構(gòu)建中，首先應(yīng)對工程區(qū)范圍內(nèi)進行整體調(diào)查與評價。葉巴灘水電站工程植被恢復(fù)調(diào)查與評價內(nèi)容對象主要包括了恢復(fù)區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)、地形地貌、氣象、土壤、植被和植物、水土流失情況、陸生植被生態(tài)系統(tǒng)、施工擾動后立地條件、工程護坡形式等，其中重點調(diào)查和評價了區(qū)域鄉(xiāng)土植物、外來植物、土壤情況、施工擾動后立地條件和工程護坡形式。

2.2 植物物種選擇

2.2.1 區(qū)域內(nèi)植物資源

葉巴灘水電站工程征地范圍主要位于金沙江及其支流降曲河河谷地帶，地形陡峭、河面狹窄、立地條件差。由于海拔降低且受到金沙江河谷氣候的影響，植被組成以類型豐富、群落結(jié)構(gòu)簡單的河谷灌叢為優(yōu)勢，由不同地段不同優(yōu)勢灌木種類的組合形成不同的植被群叢。工程區(qū)分布的自然植被類型以落葉闊葉灌叢、草叢為主，其次為常綠闊葉林。山坡上分布有川滇高山櫟林，河谷區(qū)有鞍葉羊蹄甲、白刺花、栒子、小檗、沙棘、薔薇等灌叢分布；河谷區(qū)的少量階地或緩坡地帶，有青稞、蕎麥、玉米、馬鈴薯和豆類等人工植被分布。葉巴灘水電站水庫淹沒及工程占地區(qū)主要植被類型統(tǒng)計見表1。

表1 葉巴灘水電站水庫淹沒及工程占地區(qū)主要植被類型統(tǒng)計

2.2.2 適生植物種篩選

2017年，針對葉巴灘水電站樞紐區(qū)及其周圍未被破壞的原始植被區(qū)開展植物調(diào)查，以海拔梯度為主線，調(diào)查不同坡度、不同坡向、不同土壤基質(zhì)類型的植物種，對優(yōu)勢鄉(xiāng)土植物進行初步篩選，采集土樣，同時走訪和調(diào)查當?shù)亓謽I(yè)局、森工局、農(nóng)牧局及苗木市場，收集當?shù)剡m生植物種培育和購買信息。隨后開展土壤種子庫選取及萌芽研究，進一步對初選植物種進行鑒定及篩選，形成了“葉巴灘-波羅段植物種推薦名錄”。依托植物種推薦名錄，隨后應(yīng)用于葉巴灘水電站植被恢復(fù)工程。截至目前，篩選出工程區(qū)域內(nèi)長勢良好、抗逆性強、養(yǎng)護管理簡單的適生植物種如下：

喬木：旱柳、國槐、圓柏、山杏、貼梗海棠、垂絲海棠、紫葉李、蘋果樹、垂柳；

灌木：大葉黃楊、紅葉石楠、金葉女貞、四川丁香、胡枝子、多花木藍、紫薇、川滇薔薇、野薔薇、藤蔓月季、白刺花、鮮黃小檗(需采種)、小馬鞍葉羊蹄甲(需采種)；

藤本：三葉地錦、甘青鐵線蓮；

草本：披堿草、紫花苜蓿、白茅、葦狀羊茅、多年生黑麥草、高羊茅、波斯菊、金雞菊、黑心菊、中華山蓼(需采種)、角嵩(需采種)。

2.3 植物配置

2.3.1 植物配置原則

葉巴灘水電站工程植物配置主要遵循4個原則：科學(xué)性、功能性、安全性、協(xié)調(diào)性原則；適地適樹、生態(tài)優(yōu)先原則；生物多樣性、景觀層次性原則；近遠期結(jié)合、長效性原則。

2.3.2 植物配置模式

研究表明，草本+灌(喬)植物混合群落明顯優(yōu)于單純草本植物群落和單純木本植物群落[4]。草灌(喬、藤本)混合群落地上莖葉可對雨滴起到分層攔截和緩沖作用，地下根系可以起到土壤的加筋作用和錨固作用，因此更有利于減少坡面水土流失，增強坡體的穩(wěn)定性[5]。結(jié)合對葉巴灘水電站各施工擾動面的擾動特點、立地條件等因素綜合分析，因地制宜地對各施工場地進行植物配置。

(1)邊坡植物配置

①巖質(zhì)及噴混邊坡。此類邊坡通常高且陡，立地條件較差，基本喪失了植被生長的土壤和水分條件，植物配置主要以草本、藤本為主，輔以少量灌木種?；谇捌谥参镎{(diào)研結(jié)果，本區(qū)植物物種主要選擇三葉地錦、甘青鐵線蓮、披堿草、葦狀羊茅、紫花苜蓿、四川丁香、野薔薇。

②土質(zhì)及土石質(zhì)邊坡。此類邊坡坡比通常緩于1:1.5，部分土石質(zhì)邊坡坡比陡于1:1.5時需采取工程防護措施，邊坡立地條件相對較好。對于坡比緩于1:1.5的邊坡區(qū)域，植物配置以藤灌草為主，同樣基于前期植物調(diào)研結(jié)果，植物物種主要選擇三葉地錦、甘青鐵線蓮、披堿草、葦狀羊茅、紫花苜蓿、四川丁香、野薔薇。對于坡比陡于1:1.5的邊坡區(qū)域，結(jié)合工程護坡措施進行植物配置，通常以灌草為主，植物物種主要選擇四川丁香、胡枝子、多花木藍、紫薇、川滇薔薇、野薔薇、藤蔓月季、白刺花、披堿草、紫花苜蓿、白茅、葦狀羊茅、多年生黑麥草、高羊茅、波斯菊。

(2)平緩區(qū)域植物配置

道路兩側(cè)、棄渣場渣頂、表土堆存場坡頂、料場終采平臺和施工生產(chǎn)生活區(qū)等平緩區(qū)域，除部分施工硬化地表，需破碎硬化區(qū)域后方具備建植條件外，其余場地立地條件相對較好。植物配置以喬灌藤草相結(jié)合的形式進行多樣化配置，復(fù)層的種植形式可促進形成自給自足的節(jié)水型植物群落。部分重要節(jié)點部位進行景觀打造，選擇具有景觀觀賞價值的植物種，植物配置以具有多層次、多色彩、多季相的景觀結(jié)構(gòu)，并與周圍自然生態(tài)環(huán)境相融合為原則。

2.4 土壤改良技術(shù)

基于工程區(qū)土壤中有效養(yǎng)分含量低、土壤砂石含量高、整體偏堿性，且氮磷鉀元素含量低等問題，主要從以下幾個方面進行土壤改良。

(1)去除土壤中粒徑不小于3 cm的砂石及可視垃圾；

(2)土壤結(jié)構(gòu)改良：可增加黏結(jié)材料、保水材料、輕質(zhì)顆粒、有機纖維、腐殖質(zhì)；

(3)肥力改良：根據(jù)土壤肥力情況，施用適當?shù)挠袡C肥、無機肥、復(fù)合肥料等；

(4)活力改良：可在土壤中增加微生物菌劑；

(5)種植綠肥植物。

2.5 邊坡固土及建植技術(shù)

基于各邊坡地質(zhì)條件、施工擾動后立地條件、電站主體專業(yè)采取的工程護坡形式等因素，制定邊坡固土及建植技術(shù)。葉巴灘水電站擾動區(qū)不同邊坡類型植被恢復(fù)技術(shù)詳見表2。

表2 葉巴灘水電站擾動區(qū)不同邊坡類型植被恢復(fù)技術(shù)

2.6 平緩區(qū)域建植技術(shù)

平緩區(qū)域主要指立地條件良好，走勢較緩的場地。此類地塊進行場地整治后即可予以恢復(fù)，對于個別無需客土植生的區(qū)域，就地進行土壤改良后建植。

2.7 養(yǎng)護技術(shù)

基于區(qū)域自然氣候條件惡劣的情況，葉巴灘水電站工程在植物養(yǎng)護方面進行了加強，主要養(yǎng)護技術(shù)包括光熱調(diào)控、水肥調(diào)控、種群調(diào)控、植物保護[3]。

2.7.1 光熱調(diào)控

夏季高溫時，根據(jù)苗木本身特性進行防曬遮蓋，主要使用遮陽網(wǎng)。

冬季低溫時，采取一系列有針對性的越冬養(yǎng)護措施：喬木主要采取樹干纏草繩、灌凍水、根莖部培土、覆地膜+培土和搭防寒障，灌木和地被主要采取修剪、灌凍水、根部培土和搭防寒障等措施。

2.7.2 水肥調(diào)控

(1)灌溉。研究區(qū)域內(nèi)應(yīng)綜合考慮各方面因素，因地制宜地選擇合適的灌溉措施。主要考慮區(qū)域內(nèi)的自然條件、作物種類、水源條件、管理水平和經(jīng)濟可行性等因素，通過對噴灌、滴灌、管道輸水灌、渠道防滲等幾種形式的比較，確定最適合項目的灌溉形式。

對于布設(shè)有馬道種植槽的區(qū)域，采用滴灌的形式；對于交通便利且恢復(fù)地塊面積較小的區(qū)域，采用灑水車進行灌溉；對于分布零星且面積廣的區(qū)域，采用軟管+噴頭進行人工噴灑灌溉，其他邊坡、坡頂和平臺主要采用噴灌方式。

另外，本研究充分利用馬道排水溝進行雨水收集，形成雨水集蓄利用技術(shù)，即在每級馬道排水溝兩側(cè)設(shè)置擋坎，利用排水溝蓄積雨水；排水溝邊墻布設(shè)排水管，排水溝蓄積雨水后，與種植槽形成連通體。在馬道排水溝上加透水蓋板，蓋板上覆蓋礫石，可減少蒸發(fā)。蓄水型馬道種植槽結(jié)構(gòu)詳見圖2。

圖2 蓄水型馬道種植槽結(jié)構(gòu)(單位：cm)

(2)施肥。結(jié)合灌溉進行施肥，薄肥勤施，以有機肥為主，無機肥為輔，兩種肥料交替使用以補充營養(yǎng)元素。

2.7.3 種群調(diào)控

主要通過修剪和補播的方式對種植區(qū)進行植物群落優(yōu)化。

2.7.4 植物保護

通過物理防治、生物防治等多種手段有針對性地對不同植物進行有害生物防治。

3 效益分析

通過植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建研究，葉巴灘水電站工程效益主要體現(xiàn)在生態(tài)景觀效益、經(jīng)濟效益和社會效益三方面。

3.1 生態(tài)景觀效益

葉巴灘水電站通過植被恢復(fù)后，林草植被恢復(fù)率及林草覆蓋率預(yù)計可達到97.09%和40.15%，滿足《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標準》一級標準。

采用專家打分結(jié)合層次分析法對葉巴灘水電站的景觀進行評價，植被恢復(fù)效果將達到水電工程二級景觀標準。

經(jīng)生態(tài)恢復(fù)及景觀綠化后，區(qū)域內(nèi)水土流失程度能得到較好控制。因電站建設(shè)而受影響的場地能得到及時有效的跡地恢復(fù)，促使生態(tài)再生。因此，植被恢復(fù)技術(shù)體系的運用使水電站工程建設(shè)發(fā)揮了巨大的生態(tài)效益和景觀效益。

3.2 經(jīng)濟效益

首先，適宜的、全面有效的、經(jīng)濟的植被恢復(fù)技術(shù)可極大地提高植被恢復(fù)率和植物存活率，避免反復(fù)補植、多次植物措施調(diào)整、養(yǎng)護成本巨大。其次，工程創(chuàng)面植物群落的成功構(gòu)建，最終可使恢復(fù)區(qū)域形成自支撐、自組織與自我修復(fù)等功能，提升裸露地表抗沖刷、抗變形失穩(wěn)的能力，使區(qū)域內(nèi)邊坡得以加固，生態(tài)得以恢復(fù)，避免了電站運行期因水土流失產(chǎn)生的不必要經(jīng)濟損失。

因此，植被恢復(fù)技術(shù)體系的運用將給電站和地方帶來十分顯著的直接與間接經(jīng)濟效益。

3.3 社會效益

工程建設(shè)對區(qū)域植被的破壞將引起工程區(qū)域內(nèi)進一步的水土流失，甚至引起泥石流，降低當?shù)鼐用竦纳钌a(chǎn)條件，嚴重時可影響人身安全。建設(shè)方在采取植被恢復(fù)后若仍不能改善被破壞的自然環(huán)境，進而使得該區(qū)域長期得不到有效治理，將極有可能引起當?shù)鼐用駥ㄔO(shè)項目的不滿。

因此，構(gòu)建有針對性的植被恢復(fù)技術(shù)體系，將有利于項目開發(fā)建設(shè)、帶動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、共建和諧社會，其社會效益顯著。

4 結(jié) 語

通過技術(shù)總結(jié)、科研試驗，構(gòu)建一套適用于干熱河谷地區(qū)的植被恢復(fù)技術(shù)體系，其主要包括調(diào)查與評價、植物物種選擇、植物配置、土壤改良、固土、建植和養(yǎng)護等內(nèi)容。

以葉巴灘水電站施工區(qū)植被恢復(fù)為例，植被恢復(fù)技術(shù)體系的應(yīng)用將有利于提高工程區(qū)植被覆蓋率和植物存活率，顯著改善工程區(qū)生態(tài)環(huán)境；將減少建設(shè)項目干擾環(huán)境所造成的水土流失、泥石流、滑坡等危害；可避免因為選種、植物措施使用不適宜造成的重復(fù)施工；帶來顯著的生態(tài)效益、景觀效益、社會效益和經(jīng)濟效益。因此，構(gòu)建植被恢復(fù)技術(shù)體系十分必要，這將為葉巴灘水電站工程區(qū)帶來多方面正向效益。