4.1.1 护岸为主类
消落带植物的根系渗入土层,可以增大库岸的切向力,减弱块体的运动,从而能够防止水土流失,抵御泥沙侵蚀。同时,消落带中的植被可以通过吸收地表径流和降低水流流速来减少水流对库岸的冲刷。华南地区大中型水库消落带的生态问题突出,该地区广泛分布易侵蚀性红壤,在台风暴雨和水库波浪的作用下,岸坡侵蚀严重。例如,高州水库自1960年建成后运行至2012年,库区土壤流失面积达26hm2,淤积量达4708.41万m3,约占总库容的4.5%。早在21纪初,郑中华等就对高州水库湖榕、水翁混交护岸林带的绿化固土效果进行了研究,利用湖榕和水翁的耐涝和耐旱特性,在设计洪水位至汛限水位的水库岸带种植混交护岸林带。研究结果表明,湖榕和水翁混交林具有显著的绿化固土及护岸效果,9年生的湖榕,其后期植被覆盖度达90%~100%,保土效果高达97.9%,保水效果达69.3%;同年种植的水翁后期植被覆盖度达30%,保土效果达94%。华南农业大学的郑楠炯等还提出了“桩-植被一体化”的梯度治理方案:采用轻小群排桩护岸,截排水沟组织排水,阻隔波浪和径流侵蚀,抽取库尾淤泥回填桩后坡面形成梯级平台,然后在不同的梯级平台上种植不同的植物,从而达到最优的护岸固土效果。经实践检验,效果较好的植物有以下几种。
(1)湖榕:主干高度及其粗度中等,枝条披散,冠幅宽,枝叶茂密;由气根发育伸长入土的柱根又多又长又粗,表土层密布大量须状细根;地表后期植被覆盖度达90%~100%。
(2)水翁:常绿乔木,高10~16m。枝下高2~4m,树皮厚,灰褐色,嫩枝压扁或近四棱形;树冠圆形。叶对生,薄革质,长圆形或椭圆形,长8~12cm,宽4~8cm,全缘,先端渐尖或短尖,基部阔楔形,具透明腺点,揉之有香气;叶柄长1~2cm。花序由多数聚伞花序组成圆锥花序状,生于无叶的小枝或腋生;花小,白色,略香;花萼钟形,花瓣合生呈帽状,雄蕊多数。浆果近球形,熟时紫黑色。花期为5—7月;果期为8—9月。
水翁分布于我国华南和云南,中南半岛、东南亚和大洋洲也有。喜湿热气候,常生于溪边、水旁湿处,喜光且耐阴,在疏松湿润的土中生长颇快。根系发达,须根多,极耐水浸,故名水翁、水泱。有护岸和净化水质作用,抗风,萌生力强,播种繁殖。宜采回成熟果实去掉果皮后晾干即播,发芽率达90%以上。忌日晒和脱水,久贮将会降低发芽能力。也可扦插,易成活。
水翁其枝叶繁多苍翠,生长快,花多而洁白芳香。适于湿地和水旁栽植,为固堤和水旁绿化的优良乡土树种。果皮略甜可食;花、叶、树皮和根均可药用,花药名“水翁花”,有清热解暑功效。属蜜源和招鸟树种。
(3)落羽杉:落叶乔木,在原产地高达50m,胸径可达2m;树干尖削度大,干基通常膨大,常有屈膝状的呼吸根;树皮棕色,裂成长条片脱落;枝条水平开展,幼树树冠呈圆锥形,老则呈宽圆锥状;新生幼枝绿色,到冬季则变为棕色;生叶的侧生小枝排成两列。叶条形,扁平,基部扭转在小枝上列成两列,羽状,长1~1.5cm,宽约1mm,先端尖,上面中脉凹下,淡绿色,下面黄绿色或灰绿色,中脉隆起,每边有4~8条气孔线,凋落前变成暗红褐色。雄球花卵圆形,有短梗,在小枝顶端排列成总状花序状或圆锥花序状。球果为球形或卵圆形,有短梗,向下斜垂,熟时为淡褐黄色,有白粉,径约2.5cm;种鳞木质,盾形,顶部有明显或微明显的纵槽;种子呈不规则三角形,有锐棱,长1.2~1.8cm,褐色。球果于10月成熟。
落羽杉原产于北美东南部,耐水湿,能生于排水不良的沼泽地上。我国广州、杭州、上海、南京、武汉、庐山及河南鸡公山等地引种栽培,生长良好。其木材重、纹理直、结构较粗、硬度适中、耐腐力强,可作建筑、电杆、家具、造船等用。我国江南低湿地区已将其用于造林或栽培为庭园树。(https://www.daowen.com)
(4)池杉:杉科落羽杉属植物。常有屈膝状的呼吸根,在低湿地生长者“膝根”尤为显著。树皮褐色,纵裂,成长条片脱落,枝向上展,树冠常较窄,呈尖塔形;当年生小枝绿色,细长,常略向下弯垂,2年生小枝褐红色。叶多钻形,略内曲,常在枝上螺旋状伸展,下部多贴近小枝,基部下延,长4~10mm,先端渐尖,上面中脉略隆起,下面有棱脊,每边有气孔线2~4条。球果呈圆形或长圆状球形,有短梗,向下斜垂,熟时褐黄色,长2~4cm;种子为不规则三角形,略扁,红褐色,长1.3~1.8cm,边缘有锐脊。花期为3—4月,球果于10—11月成熟。
池杉在第三纪中新世时期曾广布于北美洲和欧亚大陆,仅在北美洲保存下来,现天然分布于美国东部、中部及东南沿海17个州,向南延伸至墨西哥中部山区。经引种,目前,我国苏、浙、皖、鄂、湘、赣、闽、川、豫、鲁、陕等地均有大面积人工林。
(5)竹节树:乔木,高7~10m,基部有时具板状支柱根,树皮光滑,很少具裂纹,灰褐色。叶形变化很大,矩圆形、椭圆形至倒披针形或近圆形,顶端短渐尖或钝尖,基部楔形,全缘,稀具锯齿;叶柄长6~8mm,粗而扁。花序腋生,有长8~12mm的总花梗,分枝短,每一分枝有花2~5朵,有时退化为1朵;花小,基部有浅碟状的小苞片;花萼6~7裂,稀5裂或8裂,花萼钟形,长3~4mm,裂片三角形,花瓣白色,近圆形,边缘撕裂状,连柄长1.8~2mm,宽1.5~1.8mm,边缘撕裂状;雄蕊长短不一;柱头盘状,4~8浅裂。果近球形,直径4~5mm,顶端冠以短三角形萼齿。花期为冬季至次年春季,果期为春夏季。产地为广东省中部,南至海南岛及沿海岛屿。生长于丘陵灌丛或山谷杂木林中,有时村落附近也有生长。分布在马达加斯加、斯里兰卡、印度、缅甸、泰国、越南、马来西亚至澳大利亚北部。
(6)垂柳:乔木,高达18m,树冠开展而疏散;树皮灰黑色,不规则裂;枝细小、柔软下垂,无毛;芽线形,顶端急尖。叶狭披针形,长9~16cm,宽0.5~1.5cm,顶端长渐尖,基部楔形,两面无毛或幼时被微毛,边缘具细锯齿;叶柄长3~12mm,被短柔毛;托叶仅生于萌发枝上,斜披针形或卵圆形。花序先叶开放,或与叶同时开放;雄花序长1.5~3cm,具短梗,轴被毛;雄蕊为2枚,花丝与苞片近等长或较长,基部被长毛,花药橙红色;苞片披针形,外面被毛;腺体为2个;花序长2~5cm,具梗,基部有3~4片小叶,轴被毛;子房为椭圆形,无毛或下部稍被毛,无柄或近无柄,花柱短,柱头2~4深裂;苞片披针形,长1.8~2.5m,外面被毛;腺体1个。蒴果长3~4mm。花期为3—4月;果期为4—5月。广东和海南各地有栽种,多植于水边。长江流域和黄河流域常见栽培。亚洲、欧洲、美洲各地均有引种。
郑楠炯等针对华南地区大中型水库(以高州水库为例)消落带岸坡侵蚀严重的问题,利用以上种类植物,提出了“桩-土-植被一体化”的梯度治理方案(图4.1),并取得了较好的护岸固土效果,同时还可以清洁库容和美化环境。

图4.1 “桩-土-植被一体化”梯度治理方案