彭翠華，孫 源，吳文佑，蔣 紅

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

河流系統(tǒng)是自然界最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，是人類文明的重要孕育地，也是人類生存和發(fā)展的物質基礎。傳統(tǒng)的水利工程為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮了舉足輕重的作用，但也對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了脅迫。水利水電工程的負面影響之一就是引水式電站導致的下游河段減水，從而不同程度地改變了生境條件，致使河流系統(tǒng)結構和功能發(fā)生變化。

為滿足景觀要求，在進行減水河段景觀生態(tài)修復時，需確定濱河景觀廊道的范圍，這個范圍是指沿河流分布的、不同于周遭基質的植物生長帶，是銜接集水區(qū)水域陸域的界面及過渡帶。它是保護河流某些重要的自然過程或人文過程所需要的基本空間，其對河流生態(tài)、河流水質、集水區(qū)保育及景觀都具有相當重要的意義[2]。目前，國內對于濱河景觀廊道范圍的劃分還沒有一個成熟有效的定量確定方法，大多以定性描述為主。鑒于此，筆者探討并提出了“植物首現(xiàn)寬度法”，用于確定濱河景觀廊道寬度，并據(jù)此分析提出了減水河段景觀恢復方案，以期為今后減水河段濱河景觀恢復工作提供一定的借鑒和參考。

1 研究方法

1.1 無因次植物首現(xiàn)寬度

首先選取4個減水河段斷面進行現(xiàn)場調查，調查內容是記錄植物由河心向河岸第一次出現(xiàn)的寬度及植物種類，同時收集斷面基流資料。測量方法借助激光測距儀、卷尺等工具，以量取各植物第一次出現(xiàn)的寬度，同時記錄該植物的種類。斷面基流資料為實測收集，內容包含枯期11月水面寬、流量、水位、流速及斷面面積等項目。

無因次植物出現(xiàn)寬度：

(1)

式中，若W=1時，則表示該植物首現(xiàn)位置恰于基流量為B11時的水陸交界處。

1.2 物種多樣性指數(shù)

物種多樣性指數(shù)是用以判斷群落或生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性指標。在濱河生態(tài)系統(tǒng)中，植物群落的多樣性維持了整個濱河生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。本文采用Simpson多樣性指數(shù)進行濱河植物生物多樣性計算[4]，其公式如下：

(2)

式中，Ni為群落中第i種的個體數(shù)；N為群落中所有種的個體數(shù)。

2 運用與分析

2.1 無因次植物首現(xiàn)寬度分析

本文選擇研究減水河段JSB、FT下段A、B、C、D 4個斷面連續(xù)3年11月的基流寬度(見表1)；4個斷面16個樣方植被調查所獲得以灌木為優(yōu)勢種群的植物，有白刺花(Sophora davidii)、小馬鞍羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)、川甘亞菊(Ajania potaninii)、小藍雪花(Ceratostigma minus)、蘭花蕕(Caryopteris incana)、小檗(Beriberis spp.)等；河漫灘草叢主要有白茅(Imperata cylindrica 〔Linn.〕Beauv.)、青蒿(Sweet Wormwood Herb)、金色狗尾草(Setaria glauca (L.)Beauv)、五節(jié)芒(Miscanthus floridulu 〔Labnll.〕Warb)、細柄草(Capillipedium parviflorum〔R.Br〕Stapf)、有須芒草(Miscanthus sinensis Anderss) 、黃背草(Themeda triandra ) 、羊齒天門冬(Asparagus filicinusHam) 、墊狀卷柏(Selaginella pulvinata) 、異穎芨芨草( Achnather um inaequiglume Keng ) 等作為優(yōu)勢種或亞優(yōu)勢種來一起控制濱河灘地群落結構，是無絕對優(yōu)勢的純群落。由于岷江干旱河谷的典型氣候控制，喬木較少，零星分布白楊(Populus tomentosa Carr)、旱柳(Salixmatsudana)、刺槐(Black Locust)等。

表1 研究區(qū)基流寬度

研究將16個斷面濱河植物依據(jù)其生活型分為一年生草本、多年生草本、灌木及喬木等類型，分別累積其種類數(shù)目(見表2)。

表2 選取河段濱河植物調查結果

本研究將現(xiàn)場調查的河濱植生進行喬灌草分類，可為后期景觀廊道的生態(tài)綠化復層結構設計配置提供參考。

由現(xiàn)場調查中已經(jīng)記錄的每一種植物首現(xiàn)位置Xi，以及表1基流寬度B11，將其帶入公式1，即可得無因次植物首現(xiàn)寬度W，將W與4個斷面河濱植物的生活型關系繪制如圖1所示。

根據(jù)分析結果，由河心向河岸生長的植物生活型依次為一年生草本、多年生草本、灌木及喬木，即W喬木>W灌木>W多年生草本>W一年生草本。但各植物生活型彼此間并非有完全清晰的界限，而是存有互相交疊重復的地帶。以斷面1為例，一年生草本植物生長范圍在2～4倍B11之間，多年生草本則在2～5.5倍B11之間，灌木在2.8～3.9倍B11之間，喬木則在3.5倍B11范圍間，說明濱河廊道在B11寬度為3～4倍時，植物的生活型最豐富，在垂直結構上更符合復層植被配置型式。此外，喬木、灌木普遍出現(xiàn)在W大于3的范圍，說明受洪水等干擾較少的部分更適合喬木、灌木這些需要較長時間成長的植物。

圖1 W與河濱植物生活型關系

2.2 物種多樣性指數(shù)計算

4個斷面物種多樣性指數(shù)如表3所示。河流11月基流寬度越大，物種多樣性指數(shù)越高，植物種類較為豐富；而寬度越小，植物原生群落出現(xiàn)不同程度的退化，植物種類相對單一，物種多樣性指數(shù)低。

表3 選取河段多樣性指數(shù)計算成果

3 結 論

本研究根據(jù)水文資料分析得出減水河段11月流量寬度，并配合量測河濱植物首現(xiàn)位置的寬度，利用無因次的概念，將河川水文特性與河濱植物資料結合，以期提供工程與景觀廊道定量確定的途徑。

(1)研究減水河段河濱植物經(jīng)調查統(tǒng)計顯示共18種植物，且均具有耐旱、耐濕、生長力強等特性。因河濱同時具有不同的濕度環(huán)境，故植被會同時出現(xiàn)喜干旱和喜潮濕的種類；由于濱河地帶是水分梯度改變較大的環(huán)境，許多一年生草本生命周期短，只要有合適的環(huán)境出現(xiàn)，即會在此地進行繁殖生長，如白茅、青蒿、金色狗尾草，故減水河段白茅、青蒿等喜濕草本迅速生長，而后一些能同時耐濕耐干的種類，如五節(jié)芒、有須芒草、白刺花等相繼在灘地中生長，成為優(yōu)勢種群。

(2)由于各減水河段生態(tài)系統(tǒng)中水文特性不同，本研究期望利用各生活型河濱植物首現(xiàn)寬度與流量寬度B11進行無因次河濱植物首現(xiàn)寬度W值的計算，以縮小各減水河段的差異，并以W值作為濱河景觀廊道寬度的判定依據(jù)。結果表明，為達到濱河景觀廊道的復層穩(wěn)定結構，濱河廊道寬度至少應大于3倍B11值，即研究減水河段濱河景觀廊道寬度至少應大于48 m。

(3)本方法是在減水河段景觀生態(tài)修復工程中的一個嘗試，可為減水河段濱河景觀修復提供依據(jù)及技術支撐。但是，該方法仍需在工程實踐中進行不斷的充實和完善，以期在今后的城市河流景觀規(guī)劃、生態(tài)修復、河流管理等實踐中提供一定的參考。