全 文 ：水库消涨带铺地黍植被护坡技术研究
付奇峰1 ,林素彬 1 ,黎 晨1 ,肖 华 1 ,王 满1 ,林建平 2 ,方 华 2 ,陈天富2
(1.深圳市东江水源工程管理处 ,广东 深圳 518036;2.广州地理研究所 ,广东 广州 510070)
[关键词 ] 水库;消涨带;铺地黍;植被护坡
[摘 要 ] 在深圳市松子坑水库及其附近的月亮 、獭湖水库等具有不同水位消涨节律和消涨带高差的库岸以铺地黍作植
被护坡试验 , 结果表明 ,铺地黍长期在旱生陆地上生长良好 ,在浅淹 、半淹甚至接近全淹时生长正常 ,在全淹 8 ～ 9个月退
水后仍能存活 , 耐淹 、耐旱 、耐瘠 ,且水土保持效果明显 ,是迄今为止发现的对水库消涨带生境最为适应的草本植物。
[中图分类号 ] S157.433 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 1000-0941(2006)07-0017-03
水库消涨带是指水库低水位与正常高水位间的岸带。水
库消涨带具有以下特点:①水淹旱晒交替 , 生境变化极端 ,一般
植物难以生存;②相对于河流漫滩或湖泊滩涂 , 水库消涨带不
仅高差大 , 而且绝大部分坡度较陡(通常 12°～ 60°或以上)、土
壤贫瘠 , 适宜在浅水或淤滩种植的传统挺水(两栖)植物并不适
应;③大多水库消涨带春夏雨季往往淹于水下 , 冬季出露时气
候干冷又不适合植物种植 ,植物护坡难度很大。以上三个原因
使消涨带成为多年来困扰水库生态建设的老大难问题。我们
在水库消涨带生态建设多年研究工作的基础上 , 对具有重要推
广价值的铺地黍植被护坡技术进行了研究与探讨。
铺地黍(Panicumrepens)为禾本科黍属多年生草本植物 , 原
产巴西 , 现广布于热带与亚热带 , 我国华南 、华东地区有分布 ,
多生长于水边 、海边或潮湿之处 , 亦常入侵旱地。 在试验地松
子坑 、獭湖水库等的消涨区及附近旱地上均有野生分布。
1 试验地概况和研究方法
1.1 试验地概况
松子坑水库位于深圳市坑梓镇 , 是深圳市东部供水水源及
网络干线工程的重要调蓄水库 , 正常高水位为 66 m, 死水位为
50 m,由于人为调控影响 , 其水位消涨无季节规律;附近的月亮
水库全靠降雨补充水量 , 但设有溢流井 , 最高水位 52.05 m, 低
水位 48 ～ 49 m;獭湖水库有较好的季节消涨规律 , 正常高水位
47 m,低水位 40 ～ 41 m。将以上三个水库结合起来试验能代表
大多数水库的水体消涨特征。
1.2 研究方法
2005年以铺地黍在松子坑 、月亮 、獭湖三个水库不同土质 、
坡度 、高差的消涨带岸坡进行植被护坡试验 , 根据各水库水位
的变化定期观测铺地黍对淹水的反应和适应性 , 测定铺地黍半
淹水 、全淹水与未淹水状态下叶片的光合能力 、SOD(超氧化物
歧化酶)活性 、POD(过氧化物酶)活性 、可溶性蛋白质含量 、
注:本文为深圳市水务科技项目 “水库消涨带岸坡生态防护技术研究
(2002-09)”的部分内容。
MDA(丙二醛)含量 、脯氨酸含量等指标;设立观测桩和观测槽 ,
分别测定植草岸坡与裸露岸坡的径流和泥沙侵蚀量 , 观测铺地
黍植被护坡的水土保持效果。铺地黍植被护坡试验情况见表 1。
表 1 松子坑 、月亮 、獭湖三个水库消涨带岸坡
铺地黍植被护坡试验情况
水库名称护坡面积(m2)
种植高程
(m) 种植时间 坡度(°) 土质
松子坑 1 000 62～ 66 3月 27～ 29日 15 ～ 30 花岗岩侵蚀赤红壤
月 亮 1 500 50～ 52.05 3月 23～ 27日 10 ～ 45 砂页岩侵蚀赤红壤
獭 湖 2 500 41.5～ 47 3月 5～ 10日 10 ～ 25 红色砂页岩侵蚀赤红壤
2 试验地铺地黍对水库消涨带生境的适应性观测
2.1 铺地黍的生长情况及其对淹水的适应性
(1)三个水库的试验表明 , 铺地黍栽植 3 ～ 5d后开始返青 ,
7 ～ 11 d新芽 、新叶长势渐旺 , 栽后 2 ～ 3周覆盖率达 40% ～
50%, 40 d左右达到 100%覆盖。在月亮水库北侧 、西侧岸段 ,
草被覆盖后似镶上一条绿色的腰带 , 浓绿茂密 ,整齐一致 , 水草
一体 ,甚是美观。
(2)松子坑水库的铺地黍 4月 11日开始遭遇水淹 , 淹于水
下的铺地黍生长逐渐缓慢 , 而位于水上的铺地黍则快速生长 ,
与水面相接的部位 ,草略浮于水面上。 6月 23日达到最高水位
66m,铺地黍基本全淹于水中。此后水位下降 ,至 7月 2日植草
坡面大部分露出 ,至 7月 8日完全露出。此时曾经全淹于水下
的铺地黍大部分只剩下短茬 , 外观上看似干枯 、死亡 ,仔细观察
发现其嫩叶被鱼咬断 , 但其基部的芽尖依然嫩绿。在离植草坡
面约 50 m远处的坡下发现一丛铺地黍整齐地漂浮于水面上 ,
色泽翠绿 ,根系悬浮于水中 , 整体像一座绿色的浮岛。至 8月 2
日(退水后 24 d), 整个坡面的铺地黍已全部返青 , 覆盖率达
90%。至 8月 18日 , 铺地黍生长旺盛 , 覆盖率又达到 95%以
上。此后经历秋季干旱 , 至 10、 11、12月草色逐渐泛黄 ,但根茎
日趋粗壮 、致密 , 整体生长良好。 该试验岸坡上的铺地黍经受
·17·中国水土保持 SWCC 2006年第 7期
了夏季持续淹水 95d(移栽后 13 d即开始遭遇水淹 ,水深在 0 ～
4 m之间波动)的考验 ,退水后 1个月左右即全部返青 , 覆盖率
达 95%以上;后又经历了秋季干旱的考验仍生长良好。
(3)月亮水库的铺地黍 5月 1日开始受淹 , 6月 16日水位
达到最高 52.05 m, 由于设有溢流井 ,至 9月 8日水位一直维持
在 52.05 m(最高水位维持了 85 d), 此后水位缓慢下降 , 至 2006
年 1月 , 水位一直不低于 51m。该试验岸坡上的铺地黍移栽 35
d开始遭遇水淹 , 此后 8个月以上一直半淹或全淹于水中(淹水
深度 1 ～ 2.05 m), 经淹水—退水各阶段观测 ,其叶色一直保持
正常绿色且生长旺盛 , 外观上无任何异常现象或不良反应 , 开
花结实正常。
(4)在獭湖水库 , 2003、2004年 1 ～ 2月间调查发现 ,当水位
降至 41m左右时 , 水中仍有铺地黍自然存活。在獭湖水库的
试验岸段 , 铺地黍 2005年 4月 10日开始遭遇水淹 , 至 2006年 1
月持续淹水 8 ～ 9个月(淹水深度在 0 ～ 5.5 m之间波动), 在淹
水—退水过程中生长正常。獭湖水库西侧的人工湖 2003年 7
月建成蓄水 , 湖中间的铺地黍淹入水中 , 经观测发现 , 虽然 2003
年 7月至 2005年 12月水深一直保持在 2 ～ 2.5m之间 , 但两年
多来铺地黍一直正常生长 , 其根状茎在水面弯曲接近水平伸
展 , 最长达 5.5m,其中老茎段易折断 , 有的已老化枯腐 ,显示老
茎已逐渐失去作用 , 而浮于水面的茎节则不断长出新叶 , 节下
产生水生不定根。这与松子坑水库观测到的铺地黍由于鱼类
影响在水面形成 “浮岛”现象的原理相一致 , 都表现出铺地黍由
旱生生境到水生生境的极度适应性。
2.2 铺地黍的耐瘠性能
三处试验岸坡的土壤分别为花岗岩侵蚀赤红壤 、砂页岩侵
蚀赤红壤 、红色砂页岩侵蚀赤红壤 , 土壤化学分析和颗粒组成
测定结果表明 ,其有机质和有效养分(N、P、K)均处于极度贫乏
的等级 ,难以满足一般植物的生长需要。铺地黍在此类岸坡上
迅速返青 、分蘖 、覆盖 ,秋季旱期仍根茎粗壮 、草被致密 、长势旺
盛 ,充分显示出铺地黍优良的耐瘠性能。
3 淹水生境下铺地黍若干生理生化特性分析
3.1 淹水与否光合速率等的差异
从未淹水 、半淹水 、全淹水状态下铺地黍的光合能力各项
指标(表 2)可以看出 , 铺地黍适应于半淹水的生长环境;在未淹
水(陆生)状态下 ,铺地黍的光合能力也相当强;但完全淹没于
水中的叶片 , 其光合能力则很低。光量子通量密度为 900
μmol/(m2· s)以上时 , 全淹时的净光合速率仅为半淹水状态的
11% ～ 25%。
表 2 淹水与否铺地黍光合速率 、气孔导度 、胞间 CO2浓度和蒸腾速率的差异
光量子通量密度
[ μmol/(m2· s)]
光合速率 [ μmol/(m2· s)]
全淹 半淹 未淹
气孔导度 [ mol/(m2· s)]
全淹 半淹 未淹
胞间 CO
2
浓度 [ mmol/(m2· s)]
全淹 半淹 未淹
蒸腾速率 [ mmol/(m2· s)]
全淹 半淹 未淹
2 100 3.12 26.81 20.27 0.191 0.205 0.145 348.7 152.0 144.7 3.51 3.77 3.19
1 500 4.72 27.20 23.70 0.161 0.204 0.157 326.7 144.1 118.7 3.01 3.65 3.36
900 5.59 23.20 22.33 0.141 0.188 0.152 310.7 159.3 126.3 2.51 3.13 3.09
300 4.24 11.90 11.30 0.130 0.155 0.119 325.0 242.7 217.0 2.15 2.42 2.29
60 1.29 1.52 1.70 0.121 0.114 0.082 361.3 354.3 339.0 1.91 1.76 1.56
0 -1.31 -2.34 -2.30 0.116 0.087 0.058 399.3 433.0 464.3 1.75 1.35 1.10
3.2 淹水与否叶片中 SOD活性 、POD活性 、可溶性蛋白质含
量 、MDA含量 、脯氨酸含量的差异
从未淹水 、半淹水 、全淹水状态下铺地黍叶片 SOD活性等
指标(表 3)可以看出 , SOD活性 、POD活性 、可溶性蛋白质含量
均为半淹水状态下最高;MDA含量为全淹水 <半淹水 <未淹
水;脯氨酸含量为全淹水 >半淹水 >未淹水。
表 3 淹水与否铺地黍叶片中 SOD活性 、POD活性 、可溶
性蛋白质含量 、MDA含量 、脯氨酸含量的差异
生理生化指标 未淹水 半淹水 全淹水
SOD活性(u/g) 95.49 113.76 93.77
POD活性 [ u/(g· min)] 1 502.80 1 941.60 1 844.80
可溶性蛋白质含量(μg/g) 252.45 377.26 124.32
MDA含量(μmol/g) 8.74 3.40 2.30
脯氨酸含量(μg/g) 18.80 23.44 27.40
综合分析以上各项生理生化指标的差异表明 , 半淹水环境
对铺地黍的生长是有利的 ,而长期的全淹水环境将对其造成负
面影响。实践中铺地黍有较强的耐全淹水能力 , 经观测主要表
现为退水后重新萌发的能力 ,其机理有待于进一步研究。
4 铺地黍植被护坡的水土保持效果及机理
4.1 保水保沙效果
2005年 8 ～ 9月的观测结果表明(表 4):植草岸坡平均减少
径流量 15.4%, 其中中雨减少 17.6%, 大雨减少 15.0% ～
15.7%, 暴雨减少 14.9% ～ 15.5%, 大暴雨减少 15.2%;8月 20
日 24 h最大降雨量为 143 mm, 植草全覆盖岸坡试验区保沙的
最大值为 119 kg,保沙率为 99.2%, 8场雨平均保沙率 99.0%。
4.2 铺地黍的水土保持机理
铺地黍具粗壮而长的根状茎 , 根茎密集 , 铺地而行 ,网状发
展 ,加之其分蘖迅速且能呈几何级数增长 , 因此覆盖速度快 、盖
度大。试验表明 ,铺地黍栽后 1个半月左右每株分蘖达 30 ～ 50
支 , 3个月左右分蘖可达 100 ～ 150支 , 水肥充足时 4个月可达
250支以上;合理密植时 40 d左右覆盖率可达 100%。铺地而
行 ,节下生根的特性使铺地黍具有优良的水土保持功能。
5 铺地黍植被护坡的施工季节与种植技术
由于水库消涨带春夏雨季往往淹于水下 , 冬季出露时气候
干冷又不适合植草 ,宜种植的时间短 , 因此及早培育壮苗 、把握
季节(3月底 4月初)适时种植以确保淹没前有足够的生长期和
良好的长势是铺地黍植被营造成功的关键。
·18· 中国水土保持 SWCC 2006年第 7期
关于门头沟区水土保持工作发展的思考
徐邦敬
(门头沟区水务局 ,北京 门头沟 102300)
[关键词 ] 生态涵养发展区;水土保持;综合治理;发展策略;门头沟;北京
[摘 要 ] 门头沟区被定位为生态涵养发展区 , 这对门头沟区水土保持来说既是一个发展的机遇 , 同时又是一个巨大的
挑战。水土保持是门头沟区农业生产的基础 、安全生产的保障 、产业结构调整的基础 ,但目前治理任务艰巨 、水土保持资
金投入远远不够 、技术人员缺乏。今后应将水土保持规划纳入区域建设总体规划之中 ,努力实现多行业 、多部门合作 ,建
设中强调水土保持设施的美学观 ,加强对水土保持工程的后期维护 , 加大水土保持综合治理模式的研究 、总结与推广 ,加
强水土保持机构建设 , 不断提高技术队伍素质 , 把水土保持和生态环境意识作为评价生态涵养发展区生态建设的指标。
[中图分类号 ] S157.2 [文献标识码 ] C [文章编号 ] 1000-0941(2006)07-0019-03
在北京城市总体规划(2004 ～ 2020年)中 , 首次提出了将北
京建成 “宜居城市”的概念 , 生态环境建设在规划中被提升到了
前所未有的高度。北京市委 、市政府《关于区县功能定位及评
价指标的指导意见 》依照北京城市总体规划 , 将门头沟区列为
生态涵养发展区 , 给了门头沟区一个准确的定位和发展方向 ,
这对门头沟区水土保持来说既是一个发展的机遇 , 同时又是一
个巨大的挑战。
在全区共同努力落实区县功能定位 、进行生态立区的大好
环境下 , 对生态环境的保护与建设就成为生态立区的根本。水
土保持是生态环境建设的基础和主体工程 , 它在门头沟生态涵
养发展区建设中占有重要的地位 , 这就要求水土保持部门认清
新的形势 ,将水土保持工作提升到一个新的高度 , 适应时代发
展的需要 ,为实现北京可持续发展提供高质量的服务。
1 区域概况
门头沟区位于北京市西南部 , 总面积 1 455 km2 ,东部与海
淀区 、石景山区为邻 , 南部与房山区 、丰台区相连 , 西部与河北
省涿鹿县 、涞水县交界 , 北部与昌平区 、河北省怀来县接壤。本
区地处华北平原向蒙古高原的过渡地带 , 地势西北高 、东南低 ,
表 4 松子坑水库消涨带岸坡降雨产流产沙量比较
观测日期 降雨量(mm) 雨型
岸坡面积
(m2)
裸露岸坡
径流量
(m3)
产沙量
(kg)
植草岸坡
径流量
(m3)
产沙量
(kg)
减水量
(m3)
减水率
(%)
保沙量
(kg)
保沙率
(%)
2005-08-15 27.0 大雨 22 0.39 24 0.33 1.2 0.06 15.4 22.8 95.0
2005-08-16 72.0 暴雨 22 1.03 43 0.87 1.0 0.16 15.5 42 97.7
2005-08-19 36.0 大雨 22 0.51 21 0.43 0 0.08 15.7 21 100
2005-08-20 143.0 大暴雨 22 2.04 120 1.73 1.0 0.31 15.2 119 99.2
2005-08-21 49.0 大雨 22 0.70 49 0.59 0 0.11 15.7 49 100
2005-08-22 66.0 暴雨 22 0.94 51 0.80 0 0.14 14.9 51 100
2005-09-10 12.0 中雨 22 0.17 8 0.14 0 0.03 17.6 8 100
2005-09-13 28.0 大雨 22 0.40 13 0.34 0 0.06 15.0 13 100
合计 433.0 6.18 329 5.23 3.2 0.95 15.4 325.8 99.0
6 结 语
铺地黍长期在旱生陆地上生长良好 ,在浅淹 、半淹甚至接近
全淹时生长正常 , 在全淹 8 ～ 9个月退水后仍能存活;其根茎粗
壮 , 铺地而行 ,网状发展 , 具有优良的水土保持功能;其草被旺盛
翠绿 、整齐一致 ,能在水岸形成良好的景观效果。对水库消涨带
岸坡生态防护多年的研究表明 ,铺地黍耐淹 、耐旱 、耐瘠 , 是迄今
为止发现的对水库消涨带生境最为适应的草本植物 ,将在水库 、
湖泊、河流等消涨带的植被护坡(或生态修复)中发挥重要作用。
[作者简介 ] 付奇峰(1972-),男 , 湖北通城县人 , 高级工程师 ,
硕士 ,从事城市水土保持生态建设研究和管理工
作。
[收稿日期 ] 2006-02-28
(责任编辑 徐素霞)
·19·中国水土保持 SWCC 2006年第 7期
SOILANDWATER
CONSERVATIONINCHINA
No.7(292)2006
Abstracts
OnCorrelationofRiverTrainingWorksandSustainableDevelopmentofEcosystemAlongbytheRiver
XIEMing-shu, YUFu-ling, CHENLi-bin, etal.(BeijingForestryUniversity, Beijing100083, China)(3)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
Rivertrainingisofprimaryimportancerelatedtoestablishingharmonioussociety.InChina, thereservoirswithhighdamsbuiltonthe
channelinthepastdefinitelyhadplayedagreatroleinfloodcontrol, irrigation, powergenerationandnavigation, inthemeanwhile, alsohad
causedsomenegativeefects, suchasresettlementanddepletioninthedownstreamofhighdamwherewaterisinsuficient, especiallymore
severeinthearidandsemi-aridarea, resultingintheecosystemalongtheriverinthedownstreamofthereservoirdeterioratedandcrumbled.
Thepaperpointsoutthatitmustbuildupanewideaofrivertrainingandadoptrivertrainingmeasuresthattallywiththeactuallocalsitua-
tionbasedonearnestanalysisontheoperationalcharacteristicofpurenaturalriversindifferentwaterresourcesregionsinChina, characteris-
ticofoperationandadaptabilityandpositiveandnegativeenvironmentaleffectsbyapplyingtherationaleofhydraulicsandecology.Thepaper
putsforwardfivefactorsofwaterquantity, waterquality, bankstability, biodiversityandscientifichumaninterferencethatmainlydetermine
thesustainabledevelopmentoftheecosystemalongtheriver.Italsoputsforwardsixscientificsuggestions, especiallystressingontheefi-
ciencyofbuildingsmalhydraulicworksoflowdamsandintegratedscientificmanagementmeasuresforthewholeriverbasin.
KeyWords:rivertraining;ecosystemalongtheriver;sustainabledevelopment;lowdams;evaluationindex
EvaluationofEcosystemServiceFunctionofBaiyangdianWetlandinAnxinCounty
ZHANGSu-zhen1 , WANGJin-dou2 , LIGui-bao3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
(1.ShijiazhuangColage, Shijiazhuang, Hebei050035, China;2.ShijiazhuangVocationalSchool, Shijiazhuang,
Hebei050800, China;3.ChinaInstituteofWaterResources＆HydropowerResearch, Beijing100038, China)(12)
Wetlandhasmulti-functionsofuniqueecosystem.Itsimportanceistoprovidefoodsandotherrawmaterialsforindustrialandagricultur-
alproductiontothehuman.Themostimportanceisthatithassupportedandkeptthelifesupportsystemoftheearth.Theevaluationonits
ecologicalservicefunctioncanprovidescientificbasisformanagementandwetlandprotection.TakingBaiyangdianWetlandinAnxinCounty
ofHebeiProvinceasastudyobject, thepaperconductsvalueestimationoftheecologicalservicefunctionofthewetland.Theresultsshow
thatwaterconservation, floodandwaterlogretarding, diversionandregulationarethemostimportantfunctionsofthewetland.Itshouldbe
deliberationduringthedevelopmentandutilizationandreasonablyplanned, otherwisetheexertionofecologicalservicefunctionofthewet-
landwouldbeeffected.
KeyWords:wetland;ecosystem;servicefunction;valueestimation;Baiyangdian;AnxinCounty
StudyonSoilCharacteristicsofAbandonedLandofPolianiteandRelationshipwithPlantGrowinginXiangtan
YANWen-de, TIANDa-lun(Central-SouthForestryUniversity, Changsha, Hunan410004, China)(15)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
TheinvestigationandanalysisonsoilcharacteristicandplantgrowingonabandonedlandofpolianiteinXiangtanshowthatcomparing
withnon-slagabandonedland, thephysicalstructureofabandonedlandofpolianiteisextremelyunevenandthemostoflandisnotsuitable
forplantsgrowing;pHvalueofsoilisneutral, NandPcontentshigherandpossessthenecessarynutrientforplantsgrowingand;themajori-
tyofmicroelementcontentsseriouslyexceedcriterion, makeplantseasilypoisonedorevenkiltheplants.Itsuggestsfirstlytoearthupfor
improvingthesoilstructureduringecologicalrehabilitation, andthenselectstheplantvarietyofhighresistance.
KeyWords:physicalandchemicalnatureofsoil;vegetationgrowing;abandonedlandofpolianite;Xiangtan
StudyonSlopeProtectionTechniquebyUsingTorpedograssVegetationinFluctuationZoneofaReservoir
FUQi-feng, LINSu-bin, LIChen, etal.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
(ShenzhenDongjiangHeadwaterProjectAdministration, Shenzhen, Guangdong518036, China)(17)
TheSongzikengReservoirinShenzhenCityandreservoirsofYueliangandTahuinthevicinityofcityhavediferentrhythmsofwater
levelfluctuation.TheoutcomesofslopeprotectiontestsforthefluctuatedbankcoveredbyTorpedograssshowthatTorpedograssgrowswellon
xerophyticlandoveralongperiodoftime, normalygrowsundertheconditionsoflightinundation, semiinundationandeventotalinundation
andcanstilsurviveaftertotalinundationfor8 ～ 9 months.Ithasobviouseffectsofinundationresistant, droughtenduring, barrenresistant
andsoilandwaterconservation.Itisthemostsuitableherbthathasbeenfounduptonowforreservoirfluctuationzone.
KeyWords:reservoir;fluctuationzone;Torpedograss;slopeprotectionbyvegetation