河岸带的功能与管理研究

河岸带的功能与管理研究

颜兵文,肖瑞龙󰀁

(中南林业科技大学环境艺术设计学院,湖南长沙410004)

摘要󰀁基于河岸带功能和研究内容综述的基础,分析了河岸带管理的目的和意义,指出了今后河岸带管理的发展趋势,以期为河岸带的管理、建设提供参考。

关键词󰀁河岸带;植被缓冲带;生态功能;生态管理;发展趋势

中图分类号󰀁S718.59󰀁󰀁文献标识码󰀁A󰀁󰀁文章编号󰀁0517-6611(2008)27-11970-03

StudyontheFunctionsandManagementofRiparianZoneYANBing-wenetal󰀁(CollegeofEnvironmentalArtsandDesign,CentralSouthUniversityofForestryScienceandTechnology,Changsha,Hunan410004)

Abstract󰀁Basedonthefunctionsofriparianzoneandthefoundationofsummarizingtheresearchcontent,thepurposeandsignificanceofriparianzonemanagementwereanalyzed.Andthedevelopmenttrendofriparianzonemanagementinfuturewaspointedoutinordertoprovidereferencesforthemanage-mentandconstructionofriparianzone.

Keywords󰀁Riparianzone;Vegetationbufferzone;Ecologicalfunctions;Ecologicalmanagement;Developmenttrend

󰀁󰀁近年来,由于社会生产力的迅速发展,人类对自然的影响越来越大,河岸带生态状况遭到了严重的破坏。为了保护和管理自然河岸带,恢复和重建遭受人为破坏的河岸带,充分发挥河岸带的各种重要功能,使河岸带真正成为人与自然和谐共处的开放空间。近年来,国内外学者在河岸带生态系统管理模型、河岸植被缓冲带、生态管理等方面开展了许多工作,也取得了一定的成效。但是,大量的研究多集中于生态修复材料的开发及生境缀块的设计和构建上,而且存在很多问题,如理论研究较多,应用性研究较少;定性分析较多,定量分析没有;单因素分析较多,多因素综合分析较少等。为此,笔者从河岸带的功能入手,阐述河岸带管理的内容和意义,指出河岸带管理的动向与趋势,以期为河岸带管理的相关研究和实践提供参考。

1󰀁河岸带的功能

河岸带是指高低水位之间的河床及高水位之上直至河水影响完全消失为止的地带,包括非永久被水淹没的河床及其周围新生的或残余的洪泛平原,其横向延伸范围可抵周围山麓坡脚[1]。河岸带作为陆地和水生生态系统的交错地带,具有生态脆弱性、生物多样性、变化周期性和人类活动频繁性的特点。河岸带是介于河溪和高地植被之间的生态过渡带,具有明显的边缘效应,在生态系统和景观中也有显著的作用。

1.1󰀁物种源(基因库)和栖息地󰀁由于河岸带经常遭受洪水、泥石流、风蚀、病虫害和人类活动等干扰,加之水分充沛,太阳能较高,微小地形复杂多样,河岸生态系统中蕴藏着丰富的动植物种。许多研究表明,河岸带中动、植物种类数量较其他生态系统高得多[3]。河岸带也是野生动物的重要栖息地,养育着很多野生动物。目前已发现许多节肢动物和无节肢动物属于河岸种,另外一些种(如两栖动物)在其生命过程中的某一阶段,需要利用河岸带完成某些生命活动(如产卵)。有些动物(如蝙蝠)则在不同的时间内(如白昼、冬夏)出没于河岸带[4]。河岸植被在景观中的数量和配置,直接关

基金项目󰀁中南林业科技大学青年科学研究基金项目资助(07015B)。作者简介󰀁颜兵文(1975-),男,湖南汨罗人,硕士,讲师,从事园林景

观生态研究。

收稿日期󰀁2008-07-02[2]

系到区域生物保护及物种多样性。

1.2󰀁养分-能量源󰀁河溪生态系统的养分和能量,除来自

河水中粗大木质物外,主要来源于河岸带。河岸植被及相邻森林每年都向河水中输入大量的枯枝、落叶、果实和溶解的养分等飘移有机物质,成为河溪中异养生物(如菌类、细菌等)食物和能量的主要来源,直接控制河溪生态系统的生产力[5]。一般而言,随河溪级别的增加(即河宽加大)和河岸植被密度的减低,河溪有机物输入率也相应减低。另外,河岸植被向河溪输入细小有机物的过程存在明显的季节变化,并同河岸植被类型密切相关。

1.3󰀁户外活动场所󰀁河岸带也是进行户外活动和休闲娱乐不可缺少的场所。在自然界,许多壮丽的风景,如瀑布、温泉等,都同河溪直接相连。人类的许多休闲娱乐活动都依赖于河流生态系统进行,如对自然河流风光的美学体验和感官享受;划船、钓鱼、游泳等在河流内进行的娱乐活动。此外,河溪及其边岸地区饮水便利,地势相对平坦,容易修筑小路,是爬山、露营等活动所必需的场地。1.4󰀁农、林、牧、渔业基地󰀁由于水分充足,地势平坦,处于水陆交接处,河岸带往往是从事农、林、牧、渔的理想场所。例如,在许多林区的河岸带常生长有高大、木质优良的树种(如云杉、冷杉、柏木等),是伐木部门求取木材优先考虑的区域。在农牧业地区,近河边处土壤肥沃,草质良好,便于灌溉和放牧,是获取高经济效益的主要基地。

1.5󰀁改善河溪水质󰀁河岸带上的植被能够过滤、调节由陆地生态系统流向河溪的有机物和无机物,如地表水、泥石流、各种养分、枯木、落叶等,进而影响河水中泥沙、化学物质、营养元素等的含量及其在时空中的分布。这一功能在伐木、污染、水土流失严重、农牧活动频繁的地区尤为重要。1.6󰀁调节河溪微气候󰀁河溪的微气候主要受河岸带上植被的影响,其机理在于截留白天太阳入射光以及夜间流失的长波辐射,进而引起河水温度、蒸发、大气温度和湿度等气象因子不同于其他生态系统的变化和组合。白天太阳光在穿过河岸植被时,大部分被吸收或反射回大气层。因此,河溪中光的数量和质量同空旷地截然不同,水生植物的光合作用(即初级生产量)首先受到抑制。此外,河水的温度明显比同地区林下要低,许多生物、生态和化学、物理过程因此也受到36卷27期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁颜兵文等󰀁河岸带的功能与管理研究11971

影响[3]。河岸植被的走向、宽度、高度、密度、盖度及林冠的垂直结构[6],直接影响着河溪生态系统的微气候。

1.7󰀁提供河溪中的粗大木质物󰀁河溪生态系统最重要的地貌(景观)特征之一是散布着粗大木质物。它们对维持河道的稳定,调节流水,提高河溪生态系统结构的多样性和复杂性,提供特有的水生生物栖息环境,并增加河溪养分含量及其持续时间等,均有直接的影响,而河岸植被是这些物质的唯一来源。随着河水的季节变化,这些物质或随流水传送至下游,或留滞于河溪中某一地段。在自然状况下,河溪中的粗大木质物形成一系列阶梯,发挥其稳固河岸,调节水流,影响沉积物的分布与变化,或形成临时积水池塘,为鱼类和其他水生动物提供生存栖息地[6]。

1.8󰀁景观廊道󰀁河岸带是景观中重要的廊道,动、植物可沿河上下运动。美国󰀁自然保护社󰀁称河溪及河岸带为󰀁最低限度上应受保护的、剩余资源中最好的󰀁生态系统。此外,河谷往往是热空气侵入内地和冷空气沉降的主要通道[5]。1.9󰀁景观连接性󰀁河溪生态系统狭长、成网状的特性,明显提高了它们在景观中的功能和地位,其中主要功能之一是景观连接性。景观中由源头积水区至下游河口通过河溪而连接成一个完整的体系,便于水分、养分、各种沉积物、残余有机物碎片、动植物等在景观中分布和移动。此外,河岸带不仅自身具有对各种景观过程连接的功能,而且在很大程度上,对其他景观因子,如斑块、基质等也起着连接作用[4]。1.10󰀁累积效应󰀁累积效应指在各种时间、空间中,由于多种人为或自然引起的物理或生物过程累积而成的暴发性的事件,一般指消极的或出乎意料的事件。如由于不断地伐木、筑路等引起的洪水暴发、河鱼种类和产量减少、泥沙含量增加等,是一种最典型的累积效应[7]。2󰀁河岸带研究与管理的内容

2.1󰀁河岸带植被及其影响因素󰀁河岸带植被是陆地和水生生态系统的活动边界,是环境活力和变化的敏感标志。河岸带植被在形成河流物理和生物特性的过程中起着重要作用。河岸带植被群落是动态的,地形的差异、微气候的变化、地段的生产力和内外因素的扰动均在较大程度上影响着森林结构、种群的丰富度和外来植物的占有情况[8]。河岸带廊道的高度多样性是与洪水的干扰破坏、粗木质残体(CWD)在河流的空间不均匀分布和当地受高度影响的气候紧密联系的;经常的洪水影响和地貌形态的空间不均匀性,通常是植被种群丰富程度的标志。此外,河岸带廊道在流域中穿过了不同的高度,这样就造成了一系列的适应地区植物群落需要的温度和降水条件。自然环境和河岸带森林具有时空变化特征,在较大的尺度范围内,河谷形态影响沉积地形的发展和类型,如泛滥平原、高低阶地、山丘斜坡;在较小的尺度范围内,在河床之上不同高度的沉积地形调节着河流对河岸带所产生的影响,影响着植被的组成和CWD的产量。所有尺度的这些生物、物理因素的综合影响以及河流的干扰作用,决定了河床的类型和结构形态[9]。

2.2󰀁河岸带小气候及其影响因素󰀁河岸带森林对河流小气候产生较强的影响,河岸带林地的空气状况、地表温度、相对湿度和太阳辐射都表明了河岸植被群落的影响;流域环境与河岸植被之间的相互作用,同样也影响着河岸带的生物多样性、生物化学循环和其他系统水平的过程[9]。

2.3󰀁河岸带动物及其影响因素󰀁由于河岸带植被群落为野生动物提供了许多特有的栖息地以及为来自受到较大干扰的高地动物种迁移提供避难地,故河岸带具有较高的动物多样性。河岸带野生动物群落的组成主要受2个因素的影响,一是与河流尺度大小有关的河岸带特有的生境有关;二是与影响河岸带植被群落演替阶段的干扰的类型、频率、持续时间和严重程度有关。很多研究表明,河岸带动物不仅被动的适应河岸带生态系统,而且对河岸带生物地球化学过程、植被的演替和景观变化均有影响[8]。

2.4󰀁潜水层变化与河岸带过程󰀁潜水层是位于河床和河岸带下部,充满来自地表河床水的饱和沉积层。由于潜水层是地表水和地下水的混合体,含有截然不同的化学组分,可以更有效的保持和处理溶解的营养物质,成倍的提高河流去除有机废物的能力,大大促进了生物活动。潜水层和河岸带相互作用的强度既受河谷形态等大的地理因素的影响,又受如沉积物、河床岩石、浅滩等表征单个河流特性因素的影响。如在河溪尺度情况下,地形可产生广宽的浅层水流,而这种水流可以很容易的与河岸带植物的根系和土壤保持接触,从而有利于河岸带植被的生长发育[8]。3󰀁河岸带管理的目的与意义

河岸带管理是针对特定的生态系统(河岸带)而进行的管理活动,它建立在生态系统管理的基础上,其核心是河岸带植被特别是森林的正确管理,管理的目标是保护与河岸带密切相关的各种资源和水生态系统以及为附近高地的动植物提供适宜的生境条件。

过去几十年来,人口的增多、城市建设迅速发展以及不合理的土地利用方式和利用强度,给河岸带生态环境带来了一系列的问题。主要表现为:󰀁人地矛盾突出,生态环境退化,景观多样性降低;󰀁人为活动的不合理干扰,引起河流的累积效应,如洪水暴发、河鱼种类和产量减少、泥沙量增加等;󰀁水质污染严重,河岸带内地表水、地下水水质差,严重影响河岸带生态系统的功能;󰀁湿地资源损失及其生物多样性和生态系统功能降低;󰀁河岸带植被廊道破碎化严重,生物多样性降低;󰀁河岸带的景观通达性降低,景观空间连接性和廊道功能减弱。

因此,河岸带管理对于河流保护和河岸带生态系统管理而言,是极为重要的一步,而且对维护河岸带内的各种生物多样性、实现河岸带自身的各种功能都具有十分重要的意义。目前在欧美一些国家,河岸带管理受到了政府和研究者的高度重视,已经进行了试验,也取得了相当好的效果。如加拿大北部沿海森林内一种青蛙的种群密度在河岸带植被被砍伐的溪流中远低于具有成熟林缓冲带的溪流,并随河岸缓冲带宽度的增加而增加。随着科学的进一步发展,社会学、政治学、生态学、环境学和经济学等多种学科都将被运用到河岸带管理当中,必将使河岸带生态系统朝着更科学、健康的方向发展。

4󰀁河岸带管理的趋势

河岸带是一个非常复杂的生态系统,包括的因素很多,

[10]

11972󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁安徽农业科学󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2008年

受政治、经济、生态等因素的影响,因此,河岸带的管理是一个长久、复杂而且不断变化的过程。国外有学者认为,河岸带管理应保持其生态系统的动力学过程,且同时不增加产生洪水和土壤侵蚀的风险[11]。基于此,笔者认为河岸带管理的趋势为以下几个方面。

4.1󰀁注重多学科的交叉结合研究󰀁正确认识它们之间的联系和连锁效应,以保持河岸带生态系统全面、健康的生态过程,而且要采取法定的措施来保护河岸带中最具活力和功能的地段。

4.2󰀁重视河岸植被缓冲带的建设󰀁防止河岸带植被廊道破碎化而成为一些较短的片段。在以城镇景观环境为背景的城镇景观段,要以生态建设为主;在以近郊城乡结合部农田、林地为环境背景的生态开敞景观段,要以生态恢复为主;在以自然景物为主体的生态敏感景观段,要以生态保护为主。4.3󰀁河岸带生态系统管理模型(REMM)的应用󰀁管理模型通过对多种因素的模拟和分析,可以相对合理地找出影响河岸带功能和管理的主要因素,在效率、精确度和准确性上都有很好的可靠性。

4.4󰀁加强GIS、RS技术的应用󰀁利用GIS、RS技术,不仅能够进行河岸带景观结构分析,还可以揭示河岸带景观异质性特征和动态变化规律,从而探讨景观组分的空间演变规律。4.5󰀁提高人们对河岸带生态系统重要性的认识󰀁只有这样,才能变被动为主动,自发地保护河岸带生态系统,使其永远合理、健康的发展。5󰀁结语

河岸带管理相对于其他生态系统管理而言是一个新兴的领域,还有很多因素和内容需要进一步研究和探讨。河岸带是河流生态修护的瓶颈和节点,也是保护水质、维持野生(上接第11966页)

3󰀁2007年江苏省国土资源经济结构的测度分析

3.1󰀁经济结构指数序列的测度󰀁由表1可知,江苏省各地市的经济结构指数均低于全省平均值51.93%,表明江苏省所有城市的󰀁三产󰀁经济结构仍存在着弱项,且不稳定。相比之下,经济结构指数绝对值愈低,其第三产业的经济效果愈好,其规模国土资源的经济效果愈好[4]。经济结构指数值愈高,说明某些经济结构中的第三产业有更大的改革空间。由表1还可知,苏南城市经济结构值较小,而苏北城市经济结构值较大,所以南北经济结构差别明显。

3.2󰀁国土资源的经济效果比重序列的测度󰀁省内各地级市国土资源的经济效果比重指数如果低于全省平均值60%,表明某城市没有充分发挥国土资源经济的潜力;而比重指数高于全省平均值60%,表明某城市第三产业的经济效果较好,其国土资源的经济效果较明显。省内各地级市国土资源的

动物的栖息环境,保持生物多样性及对人类和环境提供益处的重要工具,它在水陆生态系统中扮演着重要的角色。因此,河岸带管理和相关研究有着十分重要的意义[2]。目前,国家正大力开展天然林保护、江河源保护以及流域治理等生态工程,而河岸带管理无疑和这些工程密切相关,甚至是核心问题。因此,开展并促进河岸带管理的研究和实践将是未来一段时间内生态学工作者和管理者面临的机遇和挑战。参考文献

[1][1]张建春,彭补拙.河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建[J].

生态学报,2003,23(1):56-63.

[2]范小华,谢德体,魏朝富.河岸带生态系统管理模型研究进展[J].中国

农学通报,2006,22(1):277-282.[3]CAMPBELLAG,FRANDLINJF.ripartanvegetationinoregonswestencas-eademountains:Composition,biomsus,andAutumnPhenologyecosystemanaly-sisstudiesonConiferousforestbiomes,Bulletinno.14,UniversityofWashing-ton.Seattle[M].Washington,USA,1979.[4]WEATSD.Introduction:Ripariansandwildlife[C]//RACDEKEKJ.Stream-sidemanagement:Riparianwildlifeandforestryinteractions.Proceed-ingsofA

symposiumonriparianwildlifeandforestryinteractions.Contribut-ionNo.59.

UniversityofWashington,Seattle,WashingtonUSA,1987:59-60.

[5]CUSBINGCE,MEINTIRECD,CUMMINSKW,etal,Relationshipsamong

chera-ical,physicalandbiologicalindicesalongrivercontansbasedonmult-i

variateanalyses[J].ArchiveHydroblologie,1983,89:343-352.[6]SIMBERLOFFD,COXJ.Consequenceandcostaofconservationcorridors[J].

ConservationBiology,1987(1):63-71.[7]WARRENCE,WALESJH,DAVISGE,etal.Troutproductioninanexper-i

mentalscreamenrichedwithsucrose[J].JournalofWildlifeManagement,1964,28:617-660.[8]BOONPJ,CALOWP,PETTSGE.Riverconservationandmanagement[M].England:JohnWiley&SonsLtd.England,1992:1-304.[9]JOANML,ANTHONYPE,MILLERDE.Riverbandstabilizationprogram[J].

JournalofWaterResourcesPlanningandManagement,1997(9):292-294.[10]邓红兵,王青春,王庆礼.河岸植被缓冲带与河岸带管理[J].应用生态

学报,2001,12(6):951-954.

[11]杨海军,内田泰三.受损河岸生态系统修复研究进展[J].东北师范大

学学报,2004,36(1):236-241.

经济效果比重指数高于100%,表明某城市的󰀁三产󰀁经济结构实现了小康经济标准,同时国土资源的经济权重也加大了。

由表2可知,淮安、宿迁、连云港、盐城、镇江、徐州国土资源的经济效果比重指数低于60%,表明这些城市没有充分发挥国土资源经济潜力;扬州,泰州国土资源经济效果比重指数高于60%,表明这2个城市第三产业的经济效果较好;而南昌、常州、南京、苏州、无锡国土资源经济效果比重指数高于100%,表明这些城市的󰀁三产󰀁经济结构实现了小康经济标准。参考文献

[1]江苏省实用地图册[M].成都:成都地图出版社,2005.

[2]江苏省统计局.江苏经济统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2007.[3]常州市统计局.2007年常州市国民经济和社会发展统计公报[N].常州

日报,2008-02-28.

[4]孟宪来.国土资源执法监察实务[M].北京:地质出版社,2001.