姜春武 徐慶 高德強 張蓓蓓 方建民 梁純慶 潘婷

（1 安徽省林業(yè)科學研究院，安徽 合肥230001；2 中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所，北京100091；3 安徽省安慶市迎江區(qū)農(nóng)林局，安徽 安慶246000）

淡水森林濕地植被恢復模式研究：以安慶市為例

姜春武1徐慶2*高德強2張蓓蓓2方建民1梁純慶3潘婷1

（1 安徽省林業(yè)科學研究院，安徽 合肥230001；2 中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所，北京100091；3 安徽省安慶市迎江區(qū)農(nóng)林局，安徽 安慶246000）

隨著我國長江中下游地區(qū)淡水森林濕地面積的急劇減少，退化森林濕地的植被恢復對保障長江流域的生態(tài)安全至關重要。在我國安徽安慶市濕地生態(tài)脆弱區(qū)，根據(jù)該地區(qū)的土壤類型以及森林濕地木本植物資源，篩選出6種濕地適生樹種，分別為楓香、美洲黑楊、中山杉、垂柳、金絲垂柳、池杉；建立了3種淡水森林濕地植被恢復多物種配置模式，取得了較好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益，為全球變化背景下我國長江中下游地區(qū)退化淡水森林濕地植被恢復和重建提供了科學依據(jù)和技術支撐。

淡水森林濕地；植被恢復；樹種篩選；安慶

淡水森林濕地指長期或周期性被水（尤其指洪水）淹沒的淡水木本群落，包括淡水木本沼澤、灘地硬木林、河濱森林緩沖帶、溪岸森林緩沖帶等，它在蓄洪防旱、滯留和降解化學污染物和凈化水質(zhì)等方面具有重要意義（安樹青等,2007;潘云芬等,2007;徐慶等,2008）。

長江中下游地區(qū)淡水森林濕地對維持區(qū)域生態(tài)平衡、保護生物多樣性（Wu et al,2014）和珍稀物種資源等方面起到重要作用（Wang et al,2016）。安慶沿江濕地在維持長江流域生態(tài)安全和促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方面具有十分重要的意義（程先富等,2014）。近十幾年來，隨著人口的急劇增加，圍湖造田、放牧等過度利用改變了森林濕地原有的植被結(jié)構(gòu)，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，因此研究安慶退化森林濕地植被恢復模式非常必要（胡和兵等,2014）。本研究根據(jù)安慶地區(qū)土壤類型和濕地木本植物資源，營建以森林濕地生態(tài)系統(tǒng)功能恢復和景觀美化為主的生態(tài)公益林和生態(tài)經(jīng)濟林基地，建立3種多物種配置模式，為全球變化背景下我國長江中下游地區(qū)淡水森林濕地植被恢復和重建模式及樹種的選擇提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

安 慶 市（115°46′~117°44′E，29°47′~31°17′N）位于安徽省西南部，長江中下游北岸，地勢平坦，地理位置獨特，總面積13 590 km2。該區(qū)屬于典型的亞熱帶季風性濕潤氣候，年日照時數(shù)為2 030 h，無霜期250 d左右，年平均氣溫約17 ℃，年均降水量1 300 ~1 500 mm。

2 研究方法

2.1 淡水森林濕地植被恢復模式營建

2.1.1 新官洲森林濕地示范林 2014年3月，我們在安慶市大觀區(qū)新官洲（江心洲空荒地）過渡帶種植美洲黑楊Populus deltoides、楓香Liquidamba formosana、池杉Taxodium ascendens、垂柳Salix babylonica4個樹種（行距為5 m×6 m，面積共18 hm2，如圖1）。本試驗區(qū)的目的是篩選適宜特定高程小生境的樹種，構(gòu)建具有一定多樣性的森林群落恢復示范模式。

2.1.2 沙漠洲森林濕地示范林 2014年2月，在安慶市大觀區(qū)沙漠洲（低洼灘地）進行挖溝抬壟改造（溝深6 m，溝寬12.0 m，壟寬10.0 m，以開溝之土填高壟床，抬壟高度3.0 m，使壟溝高差達6.0 m），降低壟的地下水位（圖2）。2014年3月初，我們在改造好的壟上種植美洲黑楊、楓香、金絲垂柳Salix×aureo-pendula和垂柳（行距為5 m×4 m，面積共13.3 hm2，如圖3）。溝內(nèi)可養(yǎng)殖野生魚類，實現(xiàn)林—農(nóng)—漁復合經(jīng)營，構(gòu)建低位灘地小生境且具有一定生物多樣性的森林群落恢復示范模式。

2.1.3 特定高程小生境森林濕地示范林 2014年3月，在安慶市迎江區(qū)新洲鄉(xiāng)(江心洲)相同的地下水位梯度區(qū)交互種植美洲黑楊、楓香、金絲垂柳、垂柳、中山杉T.axodium ascendens×T. mucro-natum、落羽杉Taxodium distichum和美國山核桃Carya illinoensis7個樹種（行距為7 m×5 m，面積共10 hm2，如圖4）。本試驗區(qū)的目的是篩選適宜特定高程小生境的樹種，構(gòu)建具有一定多樣性的森林群落恢復示范模式。

圖1 新官洲森林濕地植被恢復及樹種篩選模式圖○: P. deltoides ×: L. formosana △ : T. ascendens ◎ : S. babylonicaFig. 1 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Xinguanzhou

圖2 沙漠洲挖溝抬壟改造示意圖Fig. 2 Sketch map of ditch lifting and ridge rebuilding in Shamozhou

圖3 沙漠洲森林濕地植被恢復及樹種篩選模式圖○: P. deltoides ×:L. formosana □:S. X aureo-pendula◎: S. babylonicaFig. 3 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Shamozhou

圖4 新洲鄉(xiāng)森林濕地植被恢復及樹種篩選模式圖●:P. deltoides ×:L.formosana ■:S.×aureo-pendula◎ : S. babylonica ○:T.ascendens×T. mucronatum◇: T. distichum △:C.illinoensisFig. 4 The model map of vegetation restoration and selection of adapting species in forest wetland of Xinzhouxiang

2.2 苗木成活率、生長狀況及水位觀測

2014年3月—2017年9月，觀測各試驗區(qū)苗木的月成活率。6—8月（淹水期)，每10天觀測一次，其他月份每月觀測一次。在各林地隨機選30株各樹種代表性植株，分別于2014年3月及 2014、2015、2016、2017年的9月，用圍尺測量其胸徑（1.3 m處)，同時用標桿尺測量各株樹高（m)。每月中旬觀測各試驗區(qū)地上、地下水位。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同水位梯度小生境森林濕地植被恢復模式

新官洲森林濕地示范林建成（43個月）后，苗木成活率均達85%以上，其中美洲黑楊、楓香、池杉和垂柳成活率分別為95.97%、93.61%、86.36%、90.91%。2014、2015年淹水期，各樹種成活率均有下降；2016年8月，美洲黑楊、楓香、垂柳成活率基本穩(wěn)定；池杉在第1年的3—5月迅速下降，自第2年（2015年）7月其成活率基本保持穩(wěn)定（圖5）。該試驗區(qū)陸—水過渡帶分低、中、高3個不同水位梯度區(qū)，其年平均地上水位分別為5.16 cm、14.69 cm、27.19 cm，最高水位分別為39.6 cm、92.5 cm、130 cm。2017年9月試驗區(qū)各樹種的高度與胸徑與2014年3月種植時相比有明顯增長，且美洲黑楊的平均樹高和平均胸徑增長幅度最大（表1）?？梢娺@4種植物生長狀況良好，為安慶沿江森林濕地植被恢復適生樹種。

新官洲森林濕地植被恢復后，其經(jīng)濟和生態(tài)效益也隨之增長。新增就業(yè)人員18人。初期經(jīng)濟收入主要來自于林下種植的旱稻、大豆、芝麻、油菜和小麥等，年收入達20萬元。

3.2 低位灘地小生境森林濕地恢復模式

沙漠洲森林濕地植被恢復后，各苗木成活率高達90%以上，其中垂柳、楓香、美洲黑楊、金絲垂柳成活率分別為99.74%、98.71%、97.73% 、94.68%。垂柳成活率最高，楓香和美洲黑楊成活率在2014年及2015年6—8月略有下降，金絲垂柳成活率在2014年6—8月下降幅度稍大（圖6）。該示范林的建成扭轉(zhuǎn)了2011—2013年洪水淹沒整個灘地（6—8月淹水期地上最高水位達200 cm），致使苗木全部死亡 。從表2可以看出，該區(qū)各樹種栽植43個月后平均樹高與平均胸徑均呈明顯的增長趨勢,可見這4個樹種為安慶濕地區(qū)適生樹種。

圖5 新官洲試驗區(qū)苗木成活率的月動態(tài)變化Fig. 5 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Xinguanzhou

圖6 沙漠洲試驗區(qū)苗木成活率的月動態(tài)變化Fig. 6 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Shamozhou

表1 新官洲森林濕地苗木生長情況Table 1 The situation of seedings growth in forest wetland of Xinguanzhou

表2 沙漠洲森林濕地苗木生長情況Table 2 The situation of seedings growth in forest wetland of Shamozhou

圖7 新洲鄉(xiāng)試驗區(qū)苗木成活率的月動態(tài)變化Fig. 7 Monthly dynamic changes of plant survival percent in Xinzhouxiang

該示范林建成后，新增就業(yè)人員15人。林下農(nóng)作物(大豆、玉米和芝麻等)年總收入達5萬元；此外，溝內(nèi)養(yǎng)殖野生的魚、蝦、蟹等年總收入高達50萬元，該模式為立體復合、種養(yǎng)結(jié)合，創(chuàng)建了林、農(nóng)、漁復合生態(tài)系統(tǒng)，提升了經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

3.3 特定高程小生境森林濕地恢復示范林

新洲鄉(xiāng)森林濕地示范林建成后（43個月），美洲黑楊、楓香、垂柳、中山杉、金絲垂柳、美國山核桃和落羽杉成活率分別為99.93%、99.17%、98.33%、95.42%、96.25%、88.67%和55.00%，楓香、中山杉及金絲垂柳成活率在2014年、2015年、2016年6—8月及2014年11月—2015年1月有小幅度下降，垂柳成活率在2014年11月、2015年6月稍下降，之后趨于穩(wěn)定；落羽杉、美國山核桃成活率在2014年、2015年、2016年6—8月淹水期大幅度下降（圖7)。新洲鄉(xiāng)四面環(huán)江，整個江心島地形較平坦，年最高水位100 cm。從43個月苗木生長情況來看(表3)，各樹種的平均樹高與平均胸徑均呈明顯的增長趨勢，可見這5個樹種生長狀況良好，為安慶濕地區(qū)適生樹種。

新洲鄉(xiāng)退化森林濕地植被恢復后，生態(tài)環(huán)境及景觀皆得到有效改善，在林下套種（玉米、大豆等）農(nóng)作物，既增加了農(nóng)民收入，又使土地資源得到最大化利用。新增就業(yè)人員14人。林下農(nóng)作物及牛、羊和鴨等養(yǎng)殖業(yè)年總收入達30萬元。

表3 新洲鄉(xiāng)森林濕地苗木生長情況Table 3 The situation of seedings growth in forest wetland of Xinzhouxiang

4 討論

安慶沿江淡水森林濕地植被恢復后，楓香、美洲黑楊、中山杉、金絲垂柳及垂柳的成活率在90%以上且生長狀況良好，表明這5個樹種具有較強的耐水性。池杉種植于陸—水過渡區(qū)，43個月后其成活率在85%以上，可見池杉也是安慶地區(qū)耐水性較好的樹種。

楓香不僅是我國長江流域及以南地區(qū)優(yōu)良的經(jīng)濟型鄉(xiāng)土樹種，也是三峽庫區(qū)低海拔區(qū)殘存的典型常綠闊葉林優(yōu)勢樹種之一（賴江山等, 2006）。楓香較耐水濕和水淹（吳道圣等, 2008），在102 m海拔梯度上持續(xù)淹水192 d其成活率仍達60%（徐高福等,2016），這與本研究結(jié)果一致。楓香在含水量高的土壤上成活率較高、生長良好，可作為長江中下游地區(qū)退化淡水森林濕地植被恢復和重建的優(yōu)良樹種。

前人研究表明，美洲黑楊、中山杉的耐水性較強（徐慶等,2008;潘林等,2013）；施衛(wèi)東等（2010）的研究結(jié)果表明，金絲垂柳、垂柳在水深30 ~ 50 cm中浸泡40 d ，成活率仍在97%以上，這與本研究結(jié)果基本一致，可見美洲黑楊、中山杉、金絲垂柳及垂柳均具有較強的耐水性，可作為安慶沿江濕地植被恢復與重建的適生樹種。本研究發(fā)現(xiàn)池杉也是耐水性較強的樹種，這在吳道圣等（2008）的研究中也得到證實。池杉之所以具有較強的耐水性，與其在缺氧環(huán)境中能形成氣生根和膝根、樹干基部膨大和根系容重降低等有利于改善根系通氣條件的生態(tài)適應機制密切相關（唐羅忠等,2008）。

沙漠洲低位灘地苗木連續(xù)3年遭受水淹致死，但經(jīng)挖溝抬壟改造后，苗木成活率大幅度增加，生長狀況良好。這主要是該恢復模式降低了淹水深度，使苗木避免被洪水淹沒而死亡。壟上造林可提高苗木成活率（劉國華等, 2008; 彭能凱等, 2010），沙漠洲示范林建成后，不僅苗木成活率提高，生長狀況好，而且長江水攜帶野生魚蝦蟹進入溝內(nèi)，使野生魚蝦蟹在溝內(nèi)人工養(yǎng)殖成為可能，極大地提高了區(qū)域的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益，真正實現(xiàn)了林—農(nóng)—漁協(xié)同持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)論

（1）本研究篩選出楓香、美洲黑楊、中山杉、垂柳、金絲垂柳、池杉6個樹種，可作為安徽安慶沿江地區(qū)淡水森林濕地植被恢復適生樹種，為我國長江中下游地區(qū)淡水森林濕地植被恢復與重建提供科學依據(jù)和參考。

（2）建立了3種淡水森林濕地植被恢復模式：不同水位梯度區(qū)、低位灘地及特定高程小生境森林植被濕地恢復模式，取得了較好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。

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Study on Models for Vegetation Restoration of Freshwater Forested Wetlands:A Case Study of Anqing City

JIANG Chun-Wu1XU Qing2*GAO De-Qiang2ZHANG Bei-Bei2FANG Jian-Min1LIANG Chun-Qing3PAN Ting1
(1 Anhui Academy of Forestry, Hefei 230001, Anhui; 2 Institute of Forest Ecology Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091; 3 Yingjiang District Agricultural and Forestry Bureau of Anqing City, Anqing 246000, Anhui)

Vegetation restoration in degraded forest wetland is critical for ensuring the ecological security of the Yangtze River Basin as the rapid decrease in freshwater forested wetlands in the mid-lower reaches of the Yangtze River Basin. Based on the ecological fragile wetland in Anqing city of Anhui Province, six suitable species were selected including Liquidambar formosana, Populus deltoides, Taxodium ascendens×T. mucronatum, Taxodium ascendens,Salix babylonica and Salix×aureo-pendula. Furthermore, three kinds of multi-species configuration patterns were established according to the soil types and woody plant resources in forest wetland, achieving the better ecological, economic and social benef i ts. Under the background of global climate change, the above-mentioned studies could provide a scientif i c basis and technical support for the restoration and reconstruction of the degraded freshwater forested wetlands in the mid-lower reaches of the Yangtze River Basin.

Freshwater forested wetlands; Vegetation restoration; Tree species selection; Anqing city

10.3969/j.issn.1673-3290.2017.04.13

2017-09-07

國家自然科學基金項目(31670720)；林業(yè)公益行業(yè)專項（201504423)；科技部農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化資金項目（2014GB24320620)；國家林業(yè)局948項目（2006-4-04)

姜春武（1973—），男，助理研究員，主要從事森林土壤和植被恢復研究。E-mail：397710209@qq.com

*通訊作者：徐慶（1964—），女，博士，研究員，主要從事森林生態(tài)和森林濕地植被恢復研究。E-mail：xuqing@caf.ac.cn