本發(fā)明涉及一種大堤型湖濱帶多生境立體植被構建方法，屬于環(huán)境保護與生態(tài)修復技術領域。

背景技術：

國內(nèi)對湖濱帶生態(tài)修復的研究，始于21世紀初，主要集中于洱海流域、太湖流域和三峽水庫。在洱海流域，已經(jīng)編制了洱海湖濱帶生態(tài)修復方案，并將水陸交錯帶按照土地利用類型進行了劃分。2003至2008年間，大量學者對三峽水庫水陸交錯帶進行了大量分析，還開展了實地修復試驗，研究了水陸交錯帶的凈水機理?！笆晃濉逼陂g，對太湖水陸交錯帶開展了全流域的勘測與調(diào)查，并進行了界定和分類，發(fā)展了水陸交錯帶低生物量草坪建植技術、緩沖帶防護技術、地表徑流收集凈化技術等。實踐證明，經(jīng)過合理修復的湖濱帶可顯著提高湖泊水體的自凈能力、促進生物多樣性恢復、保持水土流失及控制水體富營養(yǎng)化。

目前，關于湖濱帶生態(tài)構建的技術成果主要有：一種湖濱帶生態(tài)修復結構體系及修復方法(cn106381837a)、一種陡岸深水型湖濱帶修復方法(cn105625253a)、城郊緩坡型水陸交錯帶植被群落構建方法(cn105359770a)、一種水陸交錯帶的劃分方法(cn105912867a)一種紅壤區(qū)庫區(qū)消落帶生態(tài)恢復的方法及用途(cn106550622a)、庫岸消落帶生態(tài)植被修復方法(cn106069586a)、一種消落帶植樹固土防沖刷保護網(wǎng)(cn205421159u)、水庫消落帶穩(wěn)固結構(cn205152889u)、耐水濕樹種修復水庫消落帶的種植方法(cn105165520a)、一種利用狗牙根對水庫消落帶進行修復的方法(cn105052457a)、一種生態(tài)邊坡的構建方法(cn103960012a)、一種緩沖區(qū)域生態(tài)岸邊帶的構建方法(cn104429529)等等。

可見，目前國內(nèi)對水體湖濱帶的修復技術主要針對于自然陡坡、河岸護坡以及水庫消落帶的治理。并且集中在水土保持、特定植物選擇以及岸坡結構的選擇和改造。缺乏對于大堤型湖泊水陸交錯帶(如太湖、巢湖湖濱帶)的系統(tǒng)修復方法，尤其在岸線較長，島嶼眾多，地形地貌、風浪強度、生物現(xiàn)狀、水位高低、大堤位置等均有空間差異性的現(xiàn)狀應對方案上不足。因此，在設計生態(tài)修復方案時，需對其進行不同類別的劃分，并按不同類別的湖濱帶提出各自的生態(tài)修復模式。雖有文獻涉及湖濱帶類型的劃分，但是對水陸交錯帶類型，植被配置參數(shù)鮮有闡述。

因此，建立一個應用范圍廣，系統(tǒng)層次明確的，特別是適合我國湖泊水體生態(tài)修復的湖濱帶構建技術，具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種大堤型湖濱帶多生境立體植被構建方法，用以解決天然湖體(尤其是淺水湖泊)的岸線較長、地貌復雜、坡岸裸露、風浪較強和生態(tài)退化等環(huán)境因素下的湖濱帶生態(tài)修復問題。

本發(fā)明針對退化的大堤型湖濱帶，基于以上環(huán)境因素特征，運用現(xiàn)代生態(tài)學及生態(tài)工程學的理論與技術，對湖濱水陸交錯帶類型進行合理劃分，并針對性提出相適合的生境構建模式，同時考慮各生境特征，提出與其相適應的水生植物垂直分布群落結構恢復方法以及植物群落恢復方法。

本發(fā)明大堤型湖濱帶多生境立體植被構建方法，包括多生境設計和植物修復模式設計兩個部分。

所述多生境設計是結合生態(tài)學和結構學，根據(jù)現(xiàn)場實際狀況，將傳統(tǒng)大堤型湖濱帶劃分為：島礁型水陸交錯帶、島-島型水陸交錯帶、獨島型水陸交錯帶、島-濱型水陸交錯帶、濱堤型水陸交錯帶、濱岸型水陸交錯帶六種不同生境。

所述島礁型水陸交錯帶是由大面積的小型水淹島礁構成。由于受水深條件的影響，該類型水陸交錯帶具有基底較軟，干濕交替周期短，受水文條件影響嚴重，生物以岸棲生物和鄰近水域生物為主。島礁型水陸交錯帶陸域面積較小，挺水植被大多為過渡沉水植物，植物類型較單一。但因其復雜的島礁結構，湖體水動力條件相對緩和，有很好的抵御風浪功能，水質相對較好，特別是為鳥類提供棲息地，呈現(xiàn)可聽鳥語可見花香，可撫清水可瞰綠葉的美景?；谝陨咸攸c，該類型水陸交錯帶生態(tài)環(huán)境較脆弱，一旦破壞，恢復十分困難。單個小型水淹島礁的面積為1-6m²，島頂高程超過常水位20-40cm。所述大面積的小型水淹島礁是指所有小型水淹島礁的覆蓋面積≥100m²。

所述島-島型水陸交錯帶是由面積較大、高程較高的多個島嶼構成。該類型水陸交錯帶植物帶類型較多，島嶼與島嶼間形成洼地區(qū)域，交界處多亂石，水中有一定數(shù)量的沖積物或淤積物，沉水植物大面積分布。該類型水陸交錯帶受人類干擾較少，結構梯度明晰，具有良好的抵御風浪能力。所以島-島型水陸交錯帶穩(wěn)定性強，一般退化程度不高，較易恢復。特別類似湖內(nèi)兩棲動物的生態(tài)廊道，增加生物多樣性，穩(wěn)定發(fā)揮水陸生態(tài)系統(tǒng)間的物流、能流、信息流和生物流的過濾和屏障作用。所述面積較大是指單個島嶼的面積≥25m²，所述高程較高是指島頂高程超過常水位1m以上。

所述獨島型水陸交錯帶是由孤立的高程較高的大型島嶼構成。該類型水陸交錯帶具有和島-島型水陸交錯帶相似的特點。如水陸交錯帶植物帶類型較多，沉水植物大面積分布，受人類干擾較少，結構梯度明晰等。但由于獨島型水陸交錯帶不能像島-島型水陸交錯帶那樣島與島之間起到相互屏障作用。所有獨島型水陸交錯帶易受風浪侵蝕影響，穩(wěn)定性一般。受到破壞時可采取沿島構建環(huán)形生態(tài)浮床或恢復防風阻浪挺水植物的方式。所述高程較高是指島頂高程超過常水位1.5m以上；所述大型島嶼是指島嶼面積≥100m²。

所述島-濱型水陸交錯帶是水域濱岸與島嶼交互銜接構成。該類型水陸交錯帶高程梯度較寬，兼顧濱岸與島嶼兩類水陸交錯帶的植物帶類型及功能，使其具有植物多樣性豐富，水動力條件緩和，結構穩(wěn)定性強等特征。同時，兼具擋風阻浪、減緩岸坡的風力侵蝕作用，為生物提供棲息地，提高了區(qū)域的物種多樣性。島-濱型水陸交錯帶對攔截地表徑流污染物和凈化水質的效果最好，是非點源污染控制的天然屏障。其中濱岸部分易受外界破壞，應該重點保護。所述水域濱岸的坡度≤45°，寬度≥20m；島嶼的島頂高程超過常水位至少20cm，島嶼面積不超過10m²。

所述濱堤型水陸交錯帶是一種人類為了其特定目的對湖濱改造的濱岸帶類型，是由城鎮(zhèn)、農(nóng)田、湖泊堤壩直立岸構成。該類型水陸交錯帶坡度較大(坡度大于60°)，陸上發(fā)育空間較窄，基底土壤少，粒度較大，水體沉積物較少。濱堤型水陸交錯帶也具有較多的植物帶類型，但各植物帶較窄。同時，受基底較差以及人為干擾影響，濱堤型水陸交錯帶護坡、防止水土流失及攔截地表徑流污染的作用大大降低，易受到破壞。應在體現(xiàn)環(huán)境生態(tài)美學價值的同時，增加該類型交錯帶寬度的開發(fā)，增加碳的儲存和營養(yǎng)物的攔截。

所述濱岸型水陸交錯帶是由城鎮(zhèn)、農(nóng)村或山體的沿湖濱岸構成。該類型水陸交錯帶一般具良好的生態(tài)環(huán)境，但受坡度影響。低坡度較寬(坡度≤45°，寬度≥20m)的濱岸型水陸交錯帶(此生境的濱岸型水陸交錯帶就直接限定為低坡度較寬的濱岸型水陸交錯帶)從水域到陸域具有良好的沉水植物-浮葉植物-挺水植物-濕生植物-灌喬木叢群落。一方面可以攔截地表徑流污染，另一方面起到護坡固坡作用，岸帶植物可減小湖流流速從而降低風浪侵蝕湖岸的強度，保護湖岸免受風浪的直接沖刷，為野生動植物提供棲息地。濱岸型水陸交錯帶是太湖水陸交錯帶分布最多的類型，應加強對該類型水陸交錯帶的調(diào)查和修復，可通過基底修復、植物恢復及生態(tài)護坡等方式。

所述植物修復模式設計需以健康水陸交錯帶結構為參考系，洱海、撫仙湖等地的水陸交錯帶發(fā)展較健康，水質良好?？紤]湖濱帶在湖泊流域中的生態(tài)環(huán)境功能和人類對水陸交錯帶的影響，根據(jù)湖濱帶多生境設計劃分，結合水陸交錯帶基底情況、水文條件、阻浪結構、植被帶類型及植物種類等因素，用系統(tǒng)工程的思想和組合技術手段，選擇適生植物進行種植，并通過合理植物配置，形成喬灌草-濕生挺水-沉水浮水的垂直立體植被結構，促使形成較穩(wěn)定的水陸交錯帶的生境及棲息其間的動植物群落，并盡可能保持高多樣性，使水陸交錯帶最大程度發(fā)揮其系統(tǒng)功能。

所述植物修復模式設計針對以上六種不同的生境特點采用不同的植物修復模式：

所述島礁型水陸交錯帶采用挺水植被帶-浮葉植物帶-沉水植被帶組合的生態(tài)修復模式；其中挺水植被帶種植黃菖蒲和/或香蒲，浮葉植物帶種植荇菜和/或睡蓮，沉水植被帶種植苦草、黑藻、微齒眼子菜、伊樂藻、菹草、金魚藻中的一種或幾種。

所述島-島型水陸交錯帶采用濕生喬灌草帶-濕生草被-挺水植被帶-浮葉植物帶-沉水植被帶組合的生態(tài)修復模式；其中濕生喬灌草種植水柳、池杉、鐵線草、中華結縷草、薔薇、棣棠、連翹、紫珠中的一種或幾種，濕生草被種植太湖苔草、水麥冬、千屈菜中的一種或幾種，挺水植被帶種植黃菖蒲、常綠菖蒲、香蒲中的一種或幾種，浮葉植物帶種植荇菜和/或睡蓮，沉水植被帶種植苦草、黑藻、微齒眼子菜、伊樂藻、菹草、金魚藻中的一種或幾種。

所述獨島型水陸交錯帶采用濕生喬灌草-濕生草被-挺水植被帶-沉水植被帶組合的生態(tài)修復模式；其中濕生喬灌草種植水柳、池杉、鐵線草、中華結縷草、薔薇、棣棠中的一種或幾種，濕生草被種植太湖苔草和/或水麥冬，挺水植被帶種植黃菖蒲、常綠菖蒲、香蒲、蘆竹、蘆葦中的一種或幾種，沉水植被帶種植黑藻和/或微齒眼子菜。

所述島-濱型水陸交錯帶采用陸生防護帶-濕生喬灌草-濕身草被-挺水植被帶-浮葉植物帶-沉水植被帶組合的生態(tài)修復模式；其中陸生防護帶種植河柳、烏桕、楓楊、女貞、薔薇、丁香、黃刺玫中的一種或幾種，濕生喬灌草種植水柳、池杉、鐵線草、中華結縷草、薔薇、棣棠、連翹、紫珠、矮生百慕大、三葉草中的一種或幾種，濕身草被種植莎草、燈芯草、太湖苔草、水麥冬、千屈菜中的一種或幾種，挺水植被帶種植黃菖蒲、常綠菖蒲、香蒲、蘆竹、蘆葦中的一種或幾種，浮葉植物帶種植荇菜、睡蓮、菱角中的一種或幾種，沉水植被帶種植苦草、黑藻、微齒眼子菜、伊樂藻、菹草、金魚藻、狐尾藻中的一種或幾種。

所述濱堤型水陸交錯帶采用陸生防護帶-濕生草被-沉水植被帶組合的生態(tài)修復模式；其中陸生防護帶種植烏桕、楓楊、薔薇、棣棠、丁香、連翹、紫珠、黃刺玫中的一種或幾種，濕生草被種植莎草、燈芯草、太湖苔草、水麥冬、千屈菜、蘆葦中的一種或幾種，沉水植被帶種植苦草、黑藻、微齒眼子菜、菹草、狐尾藻中的一種或幾種。

所述濱岸型水陸交錯帶采用陸生防護帶-濕生喬灌草-濕生草被-挺水植被帶-浮葉植物帶組合的生態(tài)修復模式；其中陸生防護帶種植河柳、烏桕、楓楊、女貞、薔薇、丁香、黃刺玫中的一種或幾種，濕生喬灌草種植水柳、池杉、鐵線草、中華結縷草、薔薇、矮生百慕大、三葉草中的一種或幾種，濕生草被種植莎草、燈芯草、太湖苔草、水麥冬、千屈菜中的一種或幾種，挺水植被帶種植黃菖蒲、常綠菖蒲、香蒲、蘆竹、蘆葦中的一種或幾種，浮葉植物帶種植荇菜和/或睡蓮。

陸生防護帶種植的株行距為10m×10m，草本林下(即喬灌木下)分片種植；種植方式為移植。

濕生喬灌草種植的株行距為15m×15m，分片種植，種植覆蓋度為40-50％，種植方式為移植。

濕生草被種植時采用分片種植，種植覆蓋度為40-50％，種植方式為整從移植。

挺水植被帶種植株間距為0.5m×0.5m，種植方式為整從移植。

浮葉植物帶種植覆蓋度為30-40％，種植方式為引種。

沉水植被帶種植覆蓋度為20-40％，種植方式為引種。

本發(fā)明方法用于退化或重建大堤型湖濱帶的生態(tài)修復。首先，在設計湖濱帶構建方案時，需根據(jù)岸線長度、地形地貌、水位高低、大堤位置對湖濱帶進行不同類別的生境設計，并按不同湖濱帶類別選擇各自的植物修復模式。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明方法更適用于環(huán)境情況較為復雜的湖泊，多生境的劃分及構建能更深刻認識湖濱帶結構、豐富其多樣性、為動物提供棲息地和恢復完整生態(tài)系統(tǒng)功能。配套的立體植被修復模式能充分考慮物種的適應性及生境的改善性，支撐了完整的湖濱帶生態(tài)多樣性。在體現(xiàn)生態(tài)景觀與美學效益的同時，大大提高湖濱帶系統(tǒng)對湖泊環(huán)境的凈化效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多生境立體植被構建模式示意圖。其中圖1(a)為島礁型立體植被構建模式，圖1(b)為島-島型立體植被構建模式，圖1(c)為獨島型立體植被構建模式，圖1(d)為島-濱型立體植被構建模式，圖1(e)堤濱型立體植被構建模式，圖1(f)濱岸型立體植被構建模式。

其中，0-常水位；1-陸生防護帶，2-濕生喬灌草帶，3-濕生草被帶，4-挺水植被帶，5-沉水植被帶及浮葉植物帶。

圖2為大堤型湖濱帶多類型生境現(xiàn)場圖。其中圖2(a)為島礁型水陸交錯帶；圖2(b)為島-島型水陸交錯帶；圖2(c)為獨島型水陸交錯帶；圖2(d)為島-濱型水陸交錯帶；圖2(e)濱堤型水陸交錯帶；圖2(f)濱岸型水陸交錯帶。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的闡述，以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容。但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例

本實施例以國家十二五水專項課題為依托，江蘇省無錫市太湖片區(qū)為修復對象，該區(qū)域是由環(huán)太湖高速向太湖水域沿伸的湖濱帶，屬于典型大堤型湖濱帶?；谞顩r較差，地形變化復雜，植被覆蓋低，水土流失嚴重。利用本發(fā)明的多生境立體植被湖濱帶構建方法后，植物simpson多樣性指數(shù)和shannon-weiner指數(shù)分別在0.66與2.0左右浮動，生物量為2103g/m²，多樣性提高了60％。覆蓋量有不足10％提高至58％。水生群落恢復狀況較好，群落結構比較復雜、群落信息含量良好，群落結構向健康的狀態(tài)過渡，水體消除劣v類，基本維持在ⅲ類～ⅳ類水之間。

工程初期，組織相關團隊對現(xiàn)場進行調(diào)研、制圖，分析區(qū)域范圍內(nèi)湖濱帶地形、土壤以及植物狀況，確定當?shù)刂参锓N類、生長環(huán)境以及湖濱帶生境類型面積和分布圖。

對需要進行生境修復的湖濱帶針對性施工修復：符合島礁型生境的湖濱帶利用吹填技術，將水下底泥吹填至水面部分，保證谷底和島頂之間高差在1m之間；符合島-島型生境的湖濱帶確保露出水面部分在1m以上；符合獨島型生境的湖濱帶確保島面積大于100m²且露出水面部分在1.5m以上；符合島-濱型生境的湖濱帶具有最豐富的植物群落帶系，需要重點保護，島部分按照島-島型修復，同時在湖濱帶底部加設木樁；符合濱堤型的湖濱帶一般最多，坡度比在1:0.5左右；符合濱岸型的湖濱帶為保證植物群落多樣性，需保持岸上部分較小的坡度比，保持在1:1.00～1:2.00之間。

生境修復完成后，根據(jù)當?shù)胤N優(yōu)先及經(jīng)濟性的原則，對工程區(qū)修復后的湖濱帶進行如下植物配置：

工程完成后，需進行相關管護工作，派專人每周對水陸交錯帶內(nèi)雜草、病蟲害以及植物殘體進行處理，不宜使用除草劑、殺蟲劑等。根據(jù)植物生長情況對水陸交錯帶植物進行收割和缺苗補種，水陸交錯帶栽種植物后即需充水，為促進植物根系發(fā)育，初期應合理攔壩進行水陸交錯帶內(nèi)水位調(diào)節(jié)。及時收割水生植物，定期清理水面漂浮物和落葉。