4.1.2 生态修复为主类
水库的修建会带来较明显的生态问题:首先,库区淹没了自然湿地,使得自然消落带的植物消亡,同时水库大坝截断了流域上下游之间物质、能量和信息的交换,破坏了消落带的生态;其次,水库的建成产生了新的生态系统——水库消落带,它往往会造成植被破坏、生物多样性下降等。所以对水库消落带的生态修复研究就成为了必然,其关键就是恢复和重建消落带植被。
4.1.2.1 三峡水库消落带生态修复
国内对三峡水库消落带生态修复的研究启动得较早,2003—2007年,中国科学院武汉植物园在武汉、秭归库区和万州库区水淹实验基地进行了三峡水库消落带植被重建适宜物种的筛选研究,通过水淹时间和水淹深度的交互实验,筛选出了适宜重建的耐水淹植物7种、种子散播植物8种、带外攀爬植物12种,为深入开展三峡水库消落带植被重建工作提供了种源基础。试验表明:在高程145~156m,植被恢复以耐水淹的草本植物为主,如狗牙根、双穗雀稗、头花蓼等。
(1)狗牙根:低矮草本,具根茎。秆细而坚韧,下部匍匐地面蔓延甚长,节上常生不定根,直立部分高10~30cm,直径1~1.5mm,秆壁厚,光滑无毛,有时略两侧压扁。叶鞘微具脊,无毛或有疏柔毛,鞘口常具柔毛;叶舌仅为一轮纤毛;叶片线形,长1~12cm,宽1~3mm,通常两面无毛。穗状花序2~6枚,长2~6cm;小穗灰绿色或带紫色,长2~2.5mm,仅含1小花;颖长1.5~2mm,第二颖稍长,均具1脉,背部成脊而边缘膜质;外稃舟形,具3脉,背部明显成脊,脊上被柔毛;内稃与外稃近等长,具2脉。鳞被上缘近截平;花药呈淡紫色;子房无毛,柱头紫红色。颖果长为圆柱形。花果期为5—10月。
(2)双穗雀稗:多年生,有根状茎及匍匐茎。花枝高20~60cm。叶片条形至条状披针形,宽2~6mm。总状茎序2~3枚,指状排列,长2~5cm;小穗成两行排列于穗轴一侧,长3~3.5mm;第一颖缺或微小;第二颖与第一外稃相似但有微毛;第二外稃硬纸质,灰色,顶端有少数细毛,以背面对向穗轴。其分布于江苏、湖北、台湾、广东、广西、云南,全球热带及温带其他地区也有。常生长于水边及海边沙土上,可保土固堤。秆叶柔嫩为良好饲料。
(3)头花蓼:多年生草本。茎匍匐,丛生,基部木质化,节部生根,节间比叶片短,多分枝,疏生腺毛或近无毛,1年生枝近直立,具纵棱,疏生腺毛。叶卵形或椭圆形,长1.5~3cm,宽1~2.5mm,顶端尖,基部楔形,全缘,边缘具腺毛。两面疏生腺毛,上面有时具黑褐色新月形斑点;叶柄长2~3mm,基部有时具叶耳;托叶鞘筒状,膜质,长5~8mm,松散,具腺毛,顶端截形。有缘毛。花序头状,直径6~10mm,单生或成对、顶生;花序梗具腺毛;苞片长卵形,膜质;花梗极短;花被5深裂,淡红色,花被片椭圆形,长2~3mm;雄蕊8,比花被短;花柱3,中下部合生,与花被近等长;柱头头状。瘦果长卵形,具3棱,长1.5~2mm,黑褐色,密生小点,微有光泽,包于宿存花被内。花期为6—9月,果期为8—10月。
4.1.2.2 千岛湖库区消落带生态修复(https://www.daowen.com)
徐高福等在浙江千岛湖库区进行了消落带的造林实验,发现以下几种植物有较好的生态修复效果。
(1)银叶柳:灌木或小乔木,高可达12m。树干通常弯曲,树皮暗褐灰色,纵浅裂;1年生枝带绿色,有绒毛,后紫褐色,近无毛。芽先端钝头,有短柔毛。叶长椭圆形,披针形或倒披针形,长2~5.5cm,宽5~13mm,先端急尖或钝尖,基部阔楔形或近圆形,幼叶两面有绢状柔毛,成叶上面绿色,无毛或有疏毛,下面苍白色,有绢状毛,稀近无毛,侧脉8~12对,边缘具细腺锯齿,叶柄短,长约1mm,有绢状毛。花序与叶同时开放或稍先叶开放;雄花序圆柱状,长1.5~2cm,花序梗短,梗长3~6mm,基部有3~7片小叶,轴有长毛;雄蕊2,花丝基部合生,基部有毛,花药黄色;苞片倒卵形,先端近圆形或钝头,两面有长毛;腺体2,背生和腹生;雌花序长1.2~1.8cm,有短梗,长2~5mm,基部有3~5片小叶,轴有毛;子房卵形,长约2mm,无柄,无毛,花柱短而明显,柱头2裂,苞片卵形,先端圆形或钝头,两面无毛,有缘毛;腺体1,腹生。果序长达2~4cm;蒴果卵状长圆形,长约3mm。花期为4月,果期为5月。
银叶柳非常耐水湿,还耐没顶水淹,在全年持续没顶水淹长达116d的成活率仍然高达70%,可见银叶柳是适用于水库消落带生物修复的植物。
(2)枫香树:落叶乔木,高达30m,胸径最大可达1m,树皮灰褐色,方块状剥落;小枝干后灰色,被柔毛,略有皮孔;芽体卵形,长约1cm,略被微毛,鳞状苞片敷有树脂,干后棕黑色,有光泽。叶薄革质,阔卵形,掌状3裂,中央裂片较长,先端尾状渐尖;两侧裂片平展;基部心形;上面绿色,干后灰绿色,不发亮;下面有短柔毛,或变秃净仅在脉腋间有毛;掌状脉3~5条,在上下两面均显著,网脉明显可见;边缘有锯齿,齿尖有腺状突;叶柄长达11cm,常有短柔毛;托叶线形,游离,或略与叶柄连生,长1~1.4cm,红褐色,被毛,早落。雄性短穗状花序常多个排成总状,雄蕊多数,花丝不等长,花药比花丝略短。雌性头状花序有花24~43朵,花序柄长3~6cm,偶有皮孔,无腺体;萼齿4~7个,针形,长4~8mm,子房下半部藏在头状花序轴内,上半部游离,有柔毛,花柱长6~10mm,先端常卷曲。头状果序圆球形,木质,直径3~4cm;蒴果下半部藏于花序轴内,有宿存花柱及针刺状萼齿。种子多数,褐色,多角形或有窄翅。
枫香树产自我国秦岭及淮河以南各省,北起河南、山东,东至台湾,西至四川、云南及西藏,南至广东;亦见于越南北部、老挝及朝鲜南部。其性喜阳光,多生于平地、村落附近及低山的次生林。在海南常组成次生林的优势种,性耐火烧,萌生力极强。
枫香树较耐水湿和水淹,但是不耐没顶水淹,在持续淹水192d的成活率高达60%,但是在持续没顶水淹长达21d或以上就会死亡。可见枫香树也可用于水库消落带的生态修复。此外,池杉和枫香树具有类似的效果。
从2000年起,付奇峰等在广东的新丰江水库、流溪河水库、南水水库、松子坑水库等地进行了水库消落带适生植物的选择和植被重建试验研究工作,发现铺地黍长期在陆生岸坡上生长良好,在浅淹、半淹至接近全淹时正常生长,在全淹10个月以上退水后仍能成活,耐淹、耐早、耐瘠,是华南地区迄今为止发现的对水库消落带生境最为适应的草本植物;铺地黍成坪快(种植约40d覆盖率达到100%),根茎交错,铺地而行,旺盛翠绿,水草交融,能在水岸形成良好的保土、绿化和景观效果。赤桉是众所周知的耐瘠、耐旱先锋树种,同时其又有极强的耐淹能力(持续淹水13个月以上、水深在0.8~6.71m之间波动时仍生长正常),故赤桉对水库消落带生境具有良好的适应性。