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竹节树在水源保护林中的应用研究



全 文 :文章编号:1007-2284(2017)01-0073-03
竹节树在水源保护林中的应用研究
任晓光1,王和利1,郭 睿1,栾建国2
(1.深圳市水务规划设计院有限公司,广东 深圳 518036;2.深圳市水务局,广东 深圳 518036)
摘 要:近年来,大面积的水库涨落带裸露引起的面源污染和水土流失危害逐步引发关注。植被防护作为涨落带生
态环境治理的最重要手段,存在树种稀少,植被单一的问题。本课题通过布置试验地块,调查和观测幼年、成年竹节树的
生长特性,了解其在自然环境条件下的生长特性,重点观测竹节树处于水淹等极端环境条件下的生长情况,分析竹节树
作为库岸保护林的可行性,并对种植技术提出建议,为深圳市乃至华南地区涨落带环境治理提供经验。
关键词:竹节树;涨落带;水淹;水土流失;水土保持
中图分类号:TV697.1 文献标识码:B
收稿日期:2016-11-01
作者简介:任晓光(1986-) ,男,工程师,主要从事城市水土保持工
作。E-mail:369212910@ qq.com。
近年来,水库涨落带引起的水库生态环境问题逐步引起专
家学者的关注,如三峡库区形成 440 km2,长 2 600 km 涨落
带[1],涨落带在水浪冲蚀、淹没作用下,造成大量水土流失和面
源污染[2],对水库库容和水质都造成较大不利影响。目前,深
圳乃至国内水库涨落带的水土流失防护主流以生态修复为主,
但存在植被单一、景观效果差等问题,急需探索可引用于涨落
带生态修复的新树种[3]。
竹节树[4]是红树科(Rhizophoracae)竹节树属(Caarl 'al )
植物,学名:Carallia brachiata (Lour.)Merr,为常绿乔木,国家三
级保护植物,易繁殖,树形美观,国内主要分布于广东、广西、海
南、云南等地,2008年以来,深圳在石岩水库、西丽水库及茅湖
水库水源保护林中有少量引种。根据野外调查,结合黄世
满[5]、栾建国[6]等人研究,竹节树对土壤要求不严,可在淡水环
境下存活,具有较强的耐旱、耐瘠薄、耐水湿能力,推断竹节树
可能是华南地区、潜在的一种涨落带生态修复树种。为了进一
步研究竹节树的生物学特性和耐水特性,课题组在深圳市石岩
水库布置了 2处试验区,分别为麻布试验区和径背试验区,观
测历时 2年,对竹节树生长特性和耐水性有了更深刻的认识。
1 试验地自然概况
石岩水库位于深圳市宝安区石岩街道,水库属茅洲河流
域,集雨面积 44 km2,库岸线长约 24 km,是一座以供水为主,兼
有防洪等综合效益的中型水利枢纽工程。水库属亚热带海洋
性气候,多年平均气温 22.4 ℃,多年平均降雨量 1 994.4 mm,年
最大降雨量为 2 454.8 mm(1975 年) ,最小年降雨量为 743.4
mm(1963年) ,雨量主要集中在汛期 4-9 月,占全年降雨量的
80%左右。降雨强度大,暴雨多,40 年资料系列最大 24 h 降水
量均值为 197.2 mm,实测最大 24 h降雨量 363 mm。多年平均
径流深 850 mm,多年平均蒸发量为 1 100~1 340 mm,多年平均
径流量为 5 400 万 m3。
水库地貌类型为滨海台地平原区,区域内主要分布燕山第
四期花岗侵入岩,西部和南部分布下古生界和加里东期地层,
第四系地层主要分布在地势较低处,在冲沟及坡岸亦有出露。
区域土壤主要为花岗岩赤红壤,表层风化壳深厚,平均厚度在
10~ 20 m,最厚可达 30 m。风化壳可分为三层:红土层、网纹
层、构造残积层。土壤抗蚀力极弱,本区的土壤结构特点是造
成水土流失的主要自然因素。
2 试验地块布设
2.1 试验地位置
试验区位置见图 1。
麻布试验区:位于石岩水库西南角麻布村水源保护林工程
项目部东侧低洼地块,该地块原状为鱼塘,后经机械回填工程,
形成了一个凹形缓坡地带,最高标高为 36.75 m,最低为 34.00
m,平均坡长 30 m,平均坡度为 15°,当在水库水位低于 35 m
时,形成独立小水域,当在水库水位超过 35m时,即与水库连成
一体,整个试验地块排水不畅,汛期积水严重。麻布试验区面
积约 0.3 hm2。
径背试验区:位于石岩水库东南端库湾的石岩河口位置,
该试验区现状石岩水库库湾水源保护林区。石岩水库库湾水
37中国农村水利水电·2017年第 1期
图 1 试验区位置图
Fig.1 Location map of the test area
源保护林区充分利用石岩水库库尾平坦地形和石岩河来水,通
过实施水闸、围埂、引水渠等水利工程措施,在人工的控制下,
促使水位有规律地升降,使植物耐以生长的土壤得到一定时间
干涸或暴晒,增加土壤孔隙度,促进气体交换,提高含氧量,为
植物提供长期、良好的生长环境,从而达到防治水土流失、改善
景观、改良水质的目的。保护林内植被主要选用水榕,配以竹
节树、白千层、水杉、水蒲桃等其他红树林树种,株行距为 2.0 m
×2.0 m,采用三角形或正方形栽植。项目区植被现状高程在
33.0~37.0 m,处于水库水位涨落范围。径背试验区总占地面
积 20.0 hm2。径背试验区工程布局如图 2所示。
图 2 径背试验区工程布局剖面示意图
Fig.2 Jingbei test area schematic diagram of engineering layout section
2.2 试验方法
麻布试验区:新栽种 1年生幼苗 500株,株行距 2.0 m×2.0
m。本次试验选取 30 株竹节树作为样本,分为 3 组,每组 10
株,原则上每组高程相差约 0.5 m,从 35.5 ~ 37.0 m 逐步升高。
本试验区重点观测在自然条件下,幼苗生长状况和耐水淹
情况。
径背试验区:径背试验区种植有竹节树约 5 000株,根据保
护林区内现状植被,选取 50 株竹节树作为样本,分为 5 组,每
组 10株,原则上每组高程相差约 0.5 m,从 33.90~ 37.0 m 逐步
升高。本试验区重点观测在自然及人工控制水位的条件下,多
年生竹节树的耐水淹能力。试验地块面积与苗木数量见表 1,
试验地块样本情况统计见表 2。
3 观测结果与分析
3.1 麻布试验区观测
(1)生长特性观测:竹节树在种植后的前2个月生长缓
表 1 试验地块面积与苗木数量表
Tab.1 Table of plot area and number of seedlings
试验区 具体位置 高程 /m 面积 /hm2 苗木数量 /株 备注
麻布试验区 麻布村 35.5~37.0 0.30 500 2014年新种
径背试验区 南侧库尾,老径背村 33.9~37.0 20.00 5 000 2008年种植
47 竹节树在水源保护林中的应用研究 任晓光 王和利 郭 睿 等
表 2 试验地块样本情况统计表
Tab.2 Statistical table of sample plots of test plots
试验地块 样本编号 苗木高度 / cm 苗木冠幅 / cm 地径 / cm 植株数量 /株 观测样点 /株 高程 /m
101~110 50~80 15~45 1~2 100 10 35.5~36.0
麻布试验区 201~210 50~80 15~45 1~2 100 10 36.0~36.5
301~310 50~80 15~45 1~2 100 10 36.5~37.0
101~110 100~150 200-350 5-8 200 10 33.9~34.0
201~210 120~180 200~350 6~9 200 10 34.0~34.5
径背试验区 301~310 120~200 200~350 7~10 200 10 34.5~35.0
401~410 140~250 200~350 10~13 200 10 35.0~35.5
501~510 150~250 200~350 10~13 200 10 36.0~36.5
慢,3、4月新梢平均生长度小于 5.5 cm ,基本处于成活期;5 月
后,随着气温升高、雨晴天气交替,其生长量迅速增加,叶色也逐
步油光、鲜绿,5、6、7月底新梢平均长度分别为 8.4、11.9和 22.4
cm;8月后生长量明显减慢,8、9、10月底新梢平均长度为 17.8、
15.2和 10.1 cm,11月、12月新梢平均生长度均小于5.5 cm 。
(2)成活率和保存率:5月初,3个组 30株样本均成活,但 5
月上中旬在持续的强降雨过程中,样本死亡 1株、遗失 2 株。5
月样本死亡分析主要原因是持续水淹引起的;遗失 2 株主要是
植株未扎根,被水淹没后植株漂浮丢失。经过 1 年观测,总的
来说,竹节树成活率可达 97%,保存率可达 93%。
(3)耐水能力观测:根据样本观测结果显示,竹节树具有较
强的耐水能力,在长期浅水浸泡甚至短期淹没树冠的极端条件
下,均可成活;但在短期淹没树冠的极端条件下,出现生长不良
甚至死亡的现象,竹节树生长势基本与水浸泡的程度成反比。
3.2 径背试验区观测
为了进一步验证竹节树的耐水极限,通过人工控制水闸,
促使水位有规律地升降,为竹节树营造人工水淹环境,控制水
位分别取 34.5、35、35.5 m,每个水位持续时间为一周。1 号样
本在持续 21 d的树冠淹没条件下,树叶发黄现象较为严重,其
中,有一株死亡;2号样本在 14 d的树冠淹没条件下,树叶发黄
现象较为普遍;3#样本在 7 天的树冠淹没条件下,树叶有发黄
现象;4号、5号在根部局部淹没或未淹条件下,长势较好。
4 结 论
(1)在排水良好、土层深厚的地块,竹节树生长量是平均数
的 1.45倍,成活率接近 100%。
(2)竹节树具有较强的耐水能力,在长期浅水浸泡甚至短
期淹没树冠的极端条件下,均可成活;但在短期淹没树冠的极
端条件下,出现生长不良甚至死亡的现象,竹节树生长势基本
与水浸泡的程度成反比。
(3)同其他树种相比较,竹节树耐水浸泡能力不如水翁、水
松、池杉、红千层、白千层、对叶榕等,在长期受水浸泡的地块水
土保持功能不及前述几个树种。根据对本课题观测的各个地
块竹节树长势及保存率判断,竹节树适宜于种植在地下水位
0.8 m以上、排水良好的深厚土壤生长。在水土保持上,可以种
植于水库正常水位线及以上的全部山地,耐水同时也耐干旱。
(4)繁殖方式:竹节树果为浆果,近球形,直径 4 ~ 6 mm,
每株树能结果千粒以上。成熟后,浆果散落在树下或随鸟粪传
播,竹节树随之生长,自然状态下繁殖率较高。在目前尚未发
现竹节树对其他生物的相克作用,因此,在林木稀疏的地块,种
植竹节树有利于提高林木覆盖率。
(5)环保:竹节树果数量多,果实留树时间长,是鸟类最喜
爱的食物,能够吸引鸟类栖息和繁殖,有利于保护鸟类动物。
(6)竹节树生长速度快,耐水、耐旱、耐荫,树形美观,繁殖
容易,并能够吸引鸟类,适宜在水库水源保护林的中上部、山地
作为水土保持树种大力推广。 □
参考文献:
[1] 刁承泰. 三峡水库水位涨落带土地资源的初步研究[J].长江流域
资源与环境,1999,(9) :76-80.
[2] 李 鹏. 三峡发生难题:涨落带环境恶劣[N].北京科技报,2008-
11-10(36).
[3] 李云等. 几种红树植物引种试验初报[J].林业科学研究,1998,11
(6) :652-655.
[4] 中国科学院华南植物园. 广东植物志[M]. 广东省出版集团,广
东科技出版社,2009-11:63-68.
[5] 黄世满,吴庆书. 海南岛新绿化树种———竹节树[J]. 海南大学学
报,1996(03) :43-46.
[6] 栾建国,杜灿坤. 深圳地区红树植物淡水种植试验[J]. 水生态学
杂志,2011,(3) :63-68.
[7] 杨 斌,石培贤. 刘家峡水库柳树固岸林防护效应试验[J].水土
保持通报,2006,(8) :44-48.

(上接第 72页)
[8] 王越兴. SWMM 在城市排水管网分析中的应用[J]. 给水排水,
2010,36(S1) :408-410.
[9] 孙艳伟,魏晓妹,POMEROY C A. 低影响发展的雨洪资源调控措
施研究现状与展望[J]. 水科学进展,2011,22(2) :287-293.
[10] 胡爱兵,任心欣,俞绍武,等. 深圳市创建低影响开发雨水综合
利用示范区[J]. 中国给水排水,2010,26(20) :69-72.
[11] 何 爽,刘 俊,朱嘉祺. 基于 SWMM 模型的低影响开发模式
雨洪控制利用效果模拟与评估[J]. 水电能源科学,2013,(12) :
42-45.
[12] 李 爽,邢国平,刘洪海,等. 基于低影响开发的天津市绿色雨水
基础设施应用研究[J]. 水土保持通报,2013,33(2) :147-150.
57竹节树在水源保护林中的应用研究 任晓光 王和利 郭 睿 等