不同治理措施對河堤兩岸植物多樣性的影響

摘? 要：為了保護好河堤兩岸植物多樣性，依據(jù)相關(guān)評價技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合植物資源調(diào)查方法，對不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠治理前后兩岸植物多樣性進行了調(diào)查。選取景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種等6 項指標，定性和定量地分析和評價了不同治理措施對植物多樣性的影響。結(jié)果表明：水泥砂漿石墻治理和混泥土護坡治理對兩岸植物多樣性的影響屬中度影響，石籠治理屬低度影響，建議在河道堤岸治理過程中優(yōu)先選用石籠治理。

關(guān)鍵詞：河堤;治理措施;植物多樣性;分析;評價

Effect of Different Riverbank Treatment Measures on Plant Diversity of Both Sides

REN Li-Ming

（Gucheng Station of Gansu Qilianshan National Nature Reserve Management and Protection Center， Tianzhu Gansu 733211）

Abstract： In order to protect plant diversity on river both sides better， according to assessment technical regulation and investigation method of plant resources before construction and after completion， the plant diversity was investigated with different treatment measures grouting mortal stone wall， concrete slope and gabion. Landscape/ecosystem， plant population， population/ species and so on were selected to analyze and assess the effects of different treatment measures on plant diversity， The result showed that the effect of grouting mortal stone wall， concrete slope on plant diversity was moderate， the effect of gabion on plant diversity was minute， gabion treatment measure should be used first in the course of riverbank treatment.

Key words： riverbank; treatment measure; plant diversity; analyze; assess

生物多樣性是動物、植物、微生物與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和，包括生態(tài)系統(tǒng)、物種和基因3個層次，生物多樣性是衡量生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的重要指標之一。目前，全世界和全社會都高度關(guān)注生物多樣性保護[1]，植物多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ)和重要組成部分。河流在流動過程中沖刷堤岸，常造成水土流失，為了降低水流沖刷和保持水土，人們常修筑各種設(shè)施來保護堤岸。但許多護岸工程只注重防洪、灌溉等實用價值，往往是剛性護岸，不重視與本土環(huán)境的融合，造成河岸生境退化，植物多樣性減少等問題[2]。開展對護岸工程實施后的植物多樣性評估，可為今后護岸工程建設(shè)中最大限度保護好植物多樣性提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)設(shè)置在天祝藏族自治縣。天?？h位于甘肅省中部，祁連山東段北麓。地處青藏、黃土、內(nèi)蒙三大高原交匯地段，境內(nèi)冷龍嶺東延山脈構(gòu)成了地形的基本骨架，總面積7 149km2，是黃河和內(nèi)陸河石羊河重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和補給區(qū)。試驗區(qū)海拔2 500～3 500m，屬大陸性高原季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫1.8℃，降雨量350～600mm，60%集中在7～9月，無霜期120～150d，土壤類型呈垂直梯度變化，自上而下為高山草甸土、山地灰褐土和山地栗鈣土。

1.2 研究方法

1.2.1治理措施

2015年結(jié)合祁連山綜合治理項目建設(shè)，試驗共設(shè)3個河堤治理處理：水泥砂漿石墻治理，即沿河道堤岸砌寬70cm的垂直水泥砂漿石墻;混凝土護坡治理，即將河道堤岸修整成傾角60°坡面，沿坡面澆筑厚25cm混凝土護坡;石籠治理，即將河道堤岸修整成傾角60°坡面，用直徑0.8cm的鍍鋅鐵絲編制成孔徑15cm的長方體籠，籠長、寬、高分別為120cm、80cm和60cm，內(nèi)裝直徑20～30cm卵石平鋪在坡面上，不同鐵籠之間用鐵絲連接。不同治理措施的實施概況如表1。

1.2.2調(diào)查方法

不同治理措施施工前（2015年）和竣工后第三年（2020年），依據(jù)原國家林業(yè)局發(fā)布的《自然保護區(qū)建設(shè)項目生物多樣性影響評價技術(shù)規(guī)范》（LY/2242-2014）（以下簡稱《評價技術(shù)規(guī)范》），確定植物多樣性評價區(qū)為垂直堤岸設(shè)施200m以內(nèi)區(qū)域。評價區(qū)范圍確定后，首先調(diào)查評價區(qū)地下水位變化情況，調(diào)查時垂直堤岸設(shè)施向外每間隔20m挖直徑1m探井探測地下水位深度。植物多樣性調(diào)查時，參照《野生動植物資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》[3]，采集的標本與《祁連山維管植物彩色圖譜》[4]比對鑒定，按喬木、灌木、草本造冊登記，并計算蓋度。

1.2.3評價方法

不同治理措施竣工后第三年（2020年），參照《評價技術(shù)規(guī)范》，結(jié)合穿越保護區(qū)的性質(zhì)和不同治理措施工程建設(shè)特點。選取景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種、主要保護對象、植物安全、社會因素6個指標為評價內(nèi)容。采用定性和定量相結(jié)合的方法進行評價：定性評價為不同治理措施對植物多樣性影響的直觀評述;定量評價為專業(yè)技術(shù)人員對各項評價指標打分后計算出的植物多樣性影響指數(shù)（BI），最終以植物多樣性影響指數(shù)（BI）合計值來衡量總體影響程度，植物多樣性影響指數(shù)（BI）計算公式如下。

BI=∑（W1×S1+ W2×S2+…+ W6×S6）

式中：W1、W2…W6分別表示不同治理措對評價區(qū)景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種、主要保護對象、植物安全和社會因素影響的專業(yè)技術(shù)人員打分;S1、S2…S6分別表示景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種、主要保護對象、植物安全和社會因素在評價中的權(quán)重。

植物多樣性影響程度分級如下：BI<60（低度影響）、60≤BI≤80（中度影響）、BI>80（高度影響）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同治理措施的地下水位變化

由表1所示，不同治理措施均提高了堤岸兩岸評價區(qū)地下水位，在相同探測點，不同治理措施的地下水位增幅不同。在相同探測點20、40、60、80、100和120m，水泥砂漿石墻治理的地下水位增幅分別為0.7、0.5、0.4、0.3、0.2和0.1m，混凝土護坡治理的增幅分別為0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3和0.2m，石籠治理的增幅分別為0.5、0.4、0.4、0.3、0.2、0.1和0m。評價區(qū)20～120m區(qū)間內(nèi)，相同探測點混凝土護坡治理的增幅均最高，石籠治理的增幅均最低。140～200m區(qū)間內(nèi)，不同治理措施地下水位的增幅差異較小。

2.2 不同治理措施的植物多樣性

由表2所示，不同治理措施均降低了評價區(qū)草本植物種數(shù)，對喬木和灌木植物種數(shù)無影響?；炷磷o坡治理的草本植物種樹降幅最高，石籠治理的降幅最低。不同治理措施對喬木、灌木和草本植物蓋度的影響也不同，以混凝土護坡治理的草本和灌木植物蓋度的降幅均最高，分別為0.3和0.2。

2.3 綜合評價

由表3所示，不同治理措施對評價區(qū)景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種、主要保護對象、植物安全和社會因素影響的定性評價和定量評價如下：

2.3.1對景觀/生態(tài)系統(tǒng)的影響評價

不同治理措施在設(shè)計和施工過程中為了減少彎道和修筑設(shè)施永久占用林地和草原是影響評價區(qū)景觀/生態(tài)系統(tǒng)的主要因素。在施工過程中需要開挖河堤打基礎(chǔ)，修整河堤坡面和沿河堤頂部修筑6m的材料運輸?shù)缆?，水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠的坡面投影寬度和運輸?shù)缆穼挾群嫌嬛捣謩e為6、9和8m，占評價區(qū)總寬度200m的3.0%、4.5%和4.0%。水泥砂漿石墻和混凝土護坡治理后，生長無法植物，表面裸露，造成景觀破碎化程度上升，并對景觀/生態(tài)系統(tǒng)的整體性形成割裂;石籠治理后石縫間沉積泥沙并生長植物，與周邊景觀/生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)完整。對景觀/生態(tài)系統(tǒng)的影響定量評價時，不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠的植物多樣性影響指數(shù)BI分別為12.81、13.65和11.43。

2.3.2 對生物群落的影響評價

評價區(qū)植物群落類型簡單，為當(dāng)?shù)仄毡榉植碱愋停煌卫泶胧┮蜷_挖基礎(chǔ)、修整堤岸坡面和減少彎道等原因造成少量植被被挖掘或掩埋，植物群落面積減少。除此之外，治理后地下水位下降，土壤濕度降低，喬木青楊（Populus cathayana）因根系供水不足出現(xiàn)頂枯現(xiàn)象，灌木和草本植物生長勢減弱，蓋度降低。對植物群落的影響定量評價時，不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠的生物多樣性影響指數(shù)BI分別為13.46、13.83和9.72。

2.3.3對種群/物種的影響評價

評價區(qū)內(nèi)主要為天然青楊喬木林、河柏（Myricaria bracteata）灌木林和披堿草（Elymus dahuricus）草地，群落結(jié)構(gòu)相對豐富，植物群落和種類均為當(dāng)?shù)爻Ｒ姺N，無外來種。由于治理后地下水位下降，部分水潭、水塘等濕地干涸，水生和濕生植物減少。對種群/物種的影響定量評價時，不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠的植物多樣性影響指數(shù)BI分別為13.66、14.22和8.53。

2.3.4對主要保護對象的影響評價

評價區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)保護植物，保護植物主要分布在祁連山保護區(qū)核心區(qū)，評價區(qū)位于保護區(qū)實驗區(qū)，是核心區(qū)的最外圍地帶。對主要保護對象的影響定量評價時，不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠的植物多樣性影響指數(shù)BI分別為11.68、12.08和10.04。

2.3.5對植物安全的影響評價

不同治理措施施工過程中一些外來物種或有害昆蟲可能隨著木制品和運輸工具進入評價區(qū)。治理過程中需調(diào)運林木種苗和草種，一些林木病蟲害可能隨著調(diào)運種苗和草種進入評價區(qū)，對當(dāng)?shù)氐闹参飿?gòu)成威脅。在調(diào)查過程中雖未發(fā)現(xiàn)外來物種，但還是存在施工過程帶入外來物種入侵的風(fēng)險。對植物安全的影響評價時，不同治理措施水泥砂漿石墻、混泥土護坡和石籠的植物多樣性影響指數(shù)BI分別為5.24、5.49和4.12。

2.3.6對社會因素的影響評價

不同治理措施實施后，均提高了堤岸防沖刷能力和抗洪能力，有效保護了附近道路和人工設(shè)施的安全，提高了水土保持能力。但也給人們的出行帶來諸多不便，如護林員的巡護，防火物資的運輸和河堤兩岸牧民的交流等。對社會因素的影響定量評價時，不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠的植物多樣性影響指數(shù)BI分別為6.13、6.45和5.55。

2.3.7綜合定量評價

不同治理措施對景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種、主要保護對象、植物安全和對社會因素影響的權(quán)重值（Si）分別為0.20、0.20、0.20、0.20、0.10和0.10。同一治理措施對景觀/生態(tài)系統(tǒng)、植物群落、種群/物種、主要保護對象、植物安全和社會因素影響的專業(yè)技術(shù)人員打分（Wi）由高到低的排序均為對種群/物種的影響>對生物群落的影響>對景觀/生態(tài)系統(tǒng)的影響>對主要保護對象的影響>對社會因素的影響>對生物安全的影響。

不同治理措施水泥砂漿石墻、混凝土護坡和石籠對評價區(qū)植物多樣性影響指數(shù)（BI）的合計值分別為62.98、65.72和49.39，生物多樣性影響指數(shù)（BI）的合計值由高到低的排序均為混凝土護坡>水泥砂漿石墻>石籠。對照評價方法中植物多樣性影響程度分級，當(dāng)BI<60時為低度影響、當(dāng)60≤BI≤80時為中度影響，說明水泥砂漿石墻治理和混泥土護坡治理對植物多樣性的影響屬中度影響，石籠治理對植物多樣性的影響屬低度影響。

4 結(jié)論與建議

本試驗結(jié)果表明，河道堤岸治理過程中，石籠治理對兩岸植物多樣性的影響程度較低（低度），水泥砂漿石墻和混凝土護坡對兩岸植物多樣性的影響程度較高（中度）。除此之外，石籠治理相對水泥砂漿石墻和混凝土護坡治理造價低，可因地制宜，就地取材，施工受季節(jié)影響也較小，建議在河道堤岸治理過程中優(yōu)先選用。植物的生長、繁殖和傳播受土壤、水分和溫度等自然環(huán)境的影響。水泥砂漿治理和混凝土護坡治理可能阻斷了水流由河道向兩岸的滲透途徑，兩岸地下水位下降，導(dǎo)致土壤濕度降低，部分植物因供水不足，生長量和蓋度降低，部分水生植物因水潭、水塘干涸，直接消失。地下水位降低后，土壤地表濕度降低，對種子萌芽、生長形成干旱逆境，從而降低了種群數(shù)量和生長量。在治理過程中為了提高防沖刷能力，確需修筑水泥砂漿石墻和混凝土護坡時，為了降低對兩岸地下水位和植物多樣性的影響程度，也可在基部預(yù)留一定數(shù)量的滲水孔來增加水流的滲透量。

參考文獻：

[1]王軍有，郭斌，康艾，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)生物多樣性研究（1）——生態(tài)系統(tǒng)多樣性[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2021，35（7）：156-162.

[2]呂曉彤，張偉忠，吳波，等.植物抗逆研究在生態(tài)護岸工程中的應(yīng)用[J].港工技術(shù)，2020，57（3）：30-34.

[3]王春玲，唐小平，蔣亞芳，等. LY/T1820-2009，野生動植物資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2009.

[4]張勇，馮起，高海寧，等.祁連山維管植物彩色圖譜[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

作者簡介：任立民（1970-），男，甘肅天祝人，大專，工程師，主要從事林業(yè)資源管護和技術(shù)推廣工作

作者地址（雜志郵寄地址）：甘肅省天祝藏族自治縣炭山嶺鎮(zhèn)古城自然保護站

任立民（收）

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