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长江三峡库区消落带生态治理试验研究初报
一、什么是消落带 罗 韧
(重庆市林业科学研究院)
1.消落带概念 三峡工程建成以后,根据拟订的“蓄清排浑” 的运行方案,长江三峡工程冬季蓄水发电、夏季防 洪放水,水库将在长江高输沙量的汛期开闸放水、 冲沙,在输沙量和径流量小的枯水期蓄水,以尽量 减少泥沙在库内的淤积。
一般情况,三峡水库在汛后9月中旬开始蓄水, 水位逐步升高至175m,枯水期水库维持在高水位 运行。进入汛期5月末降至最低水位145m。6-9月 水库维持防洪限制水位145m。形成与天然河流涨 落季节规律相反、涨落水位差高达30m,每年季节 性水位消长区域,及为三峡水库消落带。 消落带夏季出露为陆、秋季由陆地迅速向水域 转变、冬季全部成为水域、春季由水域渐次转变为 陆地。 2.三峡水库消落带基本情况 长江三峡水库消落带是三峡库区的重要组成 部分,总面积348.93km ,175m库岸线总长5578km。 长江干流消落带面积占45.9%,大小支流消落 带占54.1%。 海拔145—160m的消落带面积占43.5%, 160—170m占37.9%;170—175m占18.6%。 坡度小于l5度的平缓消落带面积占66.8%,坡 度l5—25度的消落带面积占21.3%,坡度大于25 度的陡峭消落带面积占1 1.9%。
二、为什么要治理消落带
1.消落带存在的生态问题 三峡工程全面蓄水消落带形成后,消落带内原 来的陆生环境改变为冬水夏陆交替环境,每年水位 大幅度消涨,陡坡土层流失而基岩裸露,大多数原 陆生动植物不适应新的环境难以继续生存而死亡 或迁移,消落带范围内的植物在冬水夏陆、水位反 复淹没的情况下大多难以成活,植被自然稀疏,“似 荒漠化”趋势逐步显现。 生态问题主要表现为: 生物多样性水平降低,生态系统逐步退化,生 态系统类型减少,结构、功能趋向简单。 三峡库区生态景观、旅游和城乡环境条件恶化 (漂浮物淤落、泥沙沉积)。 水质污染。农村面源污染,城镇库岸废水污染, 支流回水及河口区域富营养化等,使水库水质恶化。 2.生态治理研究目的 从研究引进已成熟的消落带治理技术体系及 适宜植物材料,消化吸收后在三峡水库消落区推广 利用,尽快建设库区消落带建设良好的生态防护体 系,丰富消落带生物多样性,使消落带的不利影响 得到有效控制。
三、怎样治理(主要试验内容)
1.消落带环境对原有植被的影响、植物对变化环境 的生态功能调查研究,(学习引进国外先进技术); 2.消落带类型划分及生态治理模式应用技术(消落 带分类一河流级别、坡度、土壤岩石状况); 3.消落带植被筛选、配置与营造技术(典型类型治 理方法探讨); 4.适宜三峡水库消落区生长的植物材料引进培育 试验。
作者简介:罗韧(1953一),男,教授级高工,从事森林培育研究。
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四、技术路线(工作思路)
1.筛选引进美国技术,首先需适应中国政治、社会 和自然条件(国情),其次要适应现有经济条件, 第三应适应技术水平和管理水平。 2.学习国外消落区治理的先进技术,在对消落区调 查基础上,进行分类,根据不同类型消落区的自然 环境和立地条件,进行典型治理施工设计,对主要 类型进行试验地试验示范。 3.具体试验:以筛选适宜消落带生长的乔木为主 (含部分灌木、草本植物);在现有造林基础上, 引进部分适宜的湿地植物。 4.技术原则: (1)先易后难,循序渐进; (2)引进栽植的林木数量不要太多,种类力求 多一些; (3)首先栽植较为成熟的乡土树种和引进植 物,如枫杨(麻柳)、池杉、落羽杉、香根草等。 (4)试验地段主要设在海拔175—170米段,试 验地段选择在消落区面积较大的地段——开县澎 溪河沿岸。
五、目前试验研究进展情况
(一)开展三峡库区消落带分类研究 1、消落带分类是治理消落带的基础工作。因 研究目的不同或治理方式、开发利用等角度,分类 方法亦不同。比如,湿地分类、生物治理、工程治 理分类、开发利用分类等。本试验从生态治理角度, 按消落带立地条件进行分类。
因素与水平表
\因素 水乎\ A河流级别 B海拔(m) C坡度 D土层cm1
1 干流 175-170 ≤15 ≥40
2 支流 170-160 15-25 40-15
3 l60—145 ≥25 l5-5
4
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2.各类型消落带治理模式探讨 消落带基本类型表
类型编号 治理模式 备注
干流区
l A1B1C1 高海拔组 缓坡 乔木 2 A1B1C2 中坡 乔木+灌木
3 A1BlC3 陡坡 草本
4 A1B2Cl 中海拔组 缓坡 乔木+草本
5 A1B2C2 中坡 草本
6 AlB2C3 陡坡 暂不治理
7 AlB3C1 低海拔组 缓坡 暂不治理
8 A1B3C2 中坡 暂不治理
9 AlB3C3 陡坡 暂不治理
支流区
l9 A2B1C1 高海拔组 缓坡 乔木
20 A2B1C2 中坡 乔木
21 A2B1C3 陡坡 灌木+草本
22 A2B2C1 中海拔组 缓坡 乔木
23 A2B2C2 中坡 灌木+草本
24 A2B2C3 陡坡 草本
25 A2B3C1 低海拔组 缓坡 暂不治理
26 A2B3C2 中坡 暂不治理
27 A2B3C3 陡坡 暂不治理
根据河流级别与坡度,将消落带分为二大类。 第一类:干流陡坡型消落带,两岸坡度大,土层 浅薄,大部分地段岩石裸露的消落带。呈带状主要分 布在三峡核心景区范围,如奉节县、巫山县。由于特 殊的地理形态,在两岸坡度较陡、土层浅薄,多为裸 露岩石、水位下降的情况下,垃圾、杂草等污染物及 水分、泥沙容易随水流走。这种类型消落带的隐患较 小,危害较轻,主要是影响旅游区的景观。 第二类:支流中缓坡型消落带(可称为消落 区),指坡度小、地势较为平坦、土质为泥土地区 的支流消落带。呈季节性湖泊状主要分布在长江三 峡库区支流。开县澎溪河流域的这类消落区面积最 大,占消落带总面积的13.79%,达42.78km 。 问题一,夏季水位下降后,由于排水不畅,河 道内沉淀的各种污染物将滞留在出露的陆地上,加 上经过半年左右浸泡的泥土,伴着垃圾、杂草,影 响景观; 问题二,局部低洼地方,形成零星小面积死水 塘,在高温下产生异臭,滋生病菌、寄生虫和蚊蝇, 严重污染环境; 问题三,三峡水库冬、夏两季年年蓄退水位, 头一年沉淀在消落带内的污染物,又将成为第二年 水质污染源,年复一年,周而复始,对环境的影响 较大。 第三、第四类型,为支流陡坡型和干流中缓坡 型。这二个类型面积不大,可以分别归人前二类。 (二)支流(澎溪河)消落带植物配置和栽培试验
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1.试验地自然条件 试验地位于长江三峡水库澎溪河支流末端,东 经108。28 15”一108。33 05”,北纬34。54 40”一34。42 l6”。水域面积3.82kmz,消落带湿地 面积1.92 km 。年均温18.5℃,年降水1385mm。紫 色土为主,澎溪河平均流量79.17m3/s,流域面积 206.5kin 。区域内有维管束植物146科484属890 种。 2.试验设计 对第一类消落带,采取保护性恢复措施,一般 不采取人工修复措施,通过一定时间自然修复,使 其建立新的生态平衡。 对第二类消落带(区),实行先易后难,循序 渐进的原则,采取避免人为干扰破坏,打捞漂浮物, 处理垃圾沉淀物,人工促进恢复植被,保护土壤、 水质的措施。 人工促进恢复植被,首先,在水位线上部, 175—185米段,营造护岸林;170—175米段,试验 研究营造挺水乔木灌木林木带;160—170米段,试 验研究栽植沉水、浮水植物(草本植物);160米以 下,每年播撒具有保护功能的草种,恢复绿色原状。 3.试验初步结果与分析 3.1乡土树种水淹后适应性调查 根据2009年7月和2010年9月调查,整理消 落带被淹植物成活调查表。
消落带被淹植物成活调查表
成活率 植物名称 淹没时间 长势
2009 20l0 桑树 90 85 180 良好 新造桑苗 82 88 l80 良好
构树 70 64 l80 良好
乌桕 73 60 180 ’ 良好
柑橘 0 0 l80 死亡
柏树 0 0 l80 死亡
3.2引进树种栽培试验 水松、落羽杉引自中国江苏,水桦、水紫树引自美国田纳西。
成活率(%) 淹没时间 树高生长量 植物名称 长势 备注 2009 2010 (天) Cm
含部分新萌 水紫 50 0 25—30 一般 芽
水桦 90 0 l0—25 良好
酸紫树 85 0 15—20 良好 冠幅生长 水松 95 95 l80 20-40 良好 20-50cm 水栎 95 0 5—20 一般 有虫害
落羽杉 92 90 l80 20—30 良好
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4结论与分析
4.1试验结果显示,5个无性系在重庆地区生长均表 现良好,年均胸径生长量在3.41cm以上,最大为巨 尾桉广9,7.39em;年均高生长量为3-3 lm以上,最 大为巨尾桉广9,6.64m。 4.2试验表明,5个无性系的树高、胸径和材积生长 方面都存在显著差异,在前两年生长中,以巨尾桉 广9、尾巨桉32—27、尾巨桉32—29表现最好。 4-3现在林木育种界普遍认为开始选择的时间至少 不能早于1/3个伦伐期。桉树短周期工业原料林主伐 年龄一般为6a,2年生树龄的生长情况可以作为早期 选择的一个依据。据报道,桉树苗期和幼林阶段的 生长性状与成林阶段的生长性状关系非常密切,两 者之间的相关程度达到显著水平。因此该试验结果 可以作为重庆地区桉树引种栽培的一个依据。
参考文献: [1】1王豁然.桉树遗传资源与引种驯化.第l4届全国桉树学 术会议论文.1999.广东湛江 【2】汤珧华,李志辉.耐寒性桉树早期选择Ⅱ】.中南林学 院.2000.20(3).70—74 【3】3童方平.柏方敏.湖南丘陵地按树纸浆林栽培模式研究. 湖南林业科技2004.31(4).12-13
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3-3消落带适宜树种的初步结论 适宜三峡库区消落带生长的耐水淹的乡土树 种有桑树、构树和乌桕;已经在我国长江流域引种 大量栽植的落羽杉、池杉和水松,也能够适应三峡 库区消落带生长;美国密西西比河消落带生长的水 紫树、水桦、酸紫树、水栎等树种,多数树种成活 率达到85%以上,但是,耐水淹性能还将有待于进
一步试验观测,筛选出适宜的树种。
六、讨论
(一)库区建设确实对某些生物的多样性有一 定的负面影响,但随着时间推移,三峡工程生态系 统的逐渐磨合,自然力将促使其自我然修复,旧的 生态平衡打破,必然会建立新的生态平衡。 (二)传统的护岸措施一般以纯工程措施为主, 这种技术在保持岸坡的稳定陛、防Jl-7 ̄土流失以及保 证防洪安全等方面起到了一定的作用。但是,混凝土 面将水体与土壤隔离,中间失去植物的缓冲,随着时 间推移,必然造成水体与陆地环境恶化和生态破坏, 对景观环境和生态产生了不良的影响。 生态型护岸技术越来越受到人们的重视,在工 程护岸技术中引入生态治理恢复理论,逐步从纯工 程治理护坡转向生物治理护坡。 (三)要筛选大量的能适应消落带新的生态环 境、满足各种生态系统功能的植物种类。既要找到 夏季耐旱、冬季耐淹、抗冲刷的水陆两栖植物,又 要想办法固住一定量土壤供植物扎根生长。目前, 这是实际性技术难题。 总之,无论是乡土树种桑树、构树、乌桕等, 还是引进植物,水松、落羽杉、水桦、水紫树,面 对消落带这样一个新的环境,植物的生态适应性, 必然需要经历较长的时间,不能操之过急。只要坚 持艰苦的长期努力,可以形成植被与水生生物、土 壤之间形成了良好的生态关系,建立消落带的绿色 生态防护体系。