三峡水库澎溪河消落带鸟类生境修复技术框架

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摘要:本文针对三峡水库消落带水位剧烈变化导致鸟类生境退化的问题,提出了一个耦合环境要素、生物要素与空间结构设计的综合性修复技术框架。该框架包括:通过地形、基底和水文设计优化环境要素;构建“基塘系统”与“桑-杉混交林泽系统”以丰富生物要素;并通过水平镶嵌与垂直复层设计优化空间结构,最终形成“林泽+基塘”复合生态系统。2016-2018年,基于此框架在澎溪河大浪坝实施了修复工程,旨在为不同水位期的多种鸟类提供栖息、觅食、繁殖与庇护的综合生境条件。

关键词:三峡水库;消落带;鸟类生境;修复技术框架;林泽+基塘;环境要素;空间结构

消落带鸟类生境修复技术框架
三峡水库消落带鸟类生境修复技术框架示意图
图3:消落带鸟类生境修复技术框架示意图

针对三峡水库蓄水后复杂的水位变化,以及鸟类生境类型单一、质量衰退等挑战,提出了耦合环境要素设计、生物要素设计与空间结构设计的鸟类生境修复技术框架(图3)。

大浪坝生态修复与鸟类生境重建工程实施范围与布局图
图4:大浪坝生态修复与鸟类生境重建工程实施范围与布局图

依据该修复技术框架,于2016—2018年完成了大浪坝生态修复与鸟类生境重建工程(图4)。

环境要素设计

环境要素设计主要关注地形、基底结构及水文3个方面:

1)地形设计依循原有地形条件,塑造丰富的基塘结构、沟垄微地形及其组合类型,增加生境异质性,为更多生物物种栖息生存提供条件;

2)基底结构设计综合考虑鸟类活动需求,对场地底质条件进行优化;

大浪坝修复区微地形设计与基底结构优化示意图
图5:大浪坝修复区微地形与基底结构设计示意图

3)水文设计主要通过地形调控及水文连通等方式优化场地水文条件,为水文干扰下的鸟类生境优化提供基础条件。通过环境要素设计,形成适应高程及水文变化的丰富微地形结构及微地貌组合类型,进一步提升生境异质性(图5)。

生物要素设计

大浪坝修复区基塘系统布局与形态设计图
图6-1:大浪坝修复区基塘系统布局与形态设计图

基于消落带环境中鸟类栖息、觅食、繁殖等活动需求,并综合考虑消落带食物网结构优化、污染防控与水体净化等功能需求,提出了构建基塘系统和林泽系统的生物要素设计策略。其中,基塘系统营建在利用大浪坝原有乡村水塘与山坪塘的基础上,与林泽系统耦合,设计一系列大小不同的基塘,挖泥成塘,堆泥成基,共设置面积、形态、塘基比及塘体深浅不一的基塘生境247个,总面积约0.42km2(图6-1)。

通过疏浚、涵管等形式保障基塘之间的水文连通。使用壤土、卵石与砾石等材料对基塘底质进行改良,并种植莲(Nelumbo nucifera)、华夏慈姑(Sagittaria trifolia)、菖蒲(Acorus calamus)等耐水淹能力强且具有净化、观赏和经济价值的乡土水生植物。基塘能够在夏季出露期为涉禽、游禽等鸟类提供栖息与觅食的湿地环境,涵养水体并净化地表径流;在冬季深水淹没过程中,成为丰富的水下地形,维持鱼类与底栖动物的功能性生境,保障游禽等水鸟的食物来源。

大浪坝修复区桑-杉混交林泽系统配置示意图
图6-2:大浪坝修复区“桑-杉”混交林泽系统配置示意图

同时,为提升大浪坝原本以狗牙根、苍耳等草本植物为优势种的单优植物群落结构及多样性,在大浪坝海拔165m以上地带,栽种经前期试验筛选的耐水淹树木,如桑(Morus alba)[23],配置形成随机布局的小集群模式;在其中混栽池杉(Taxodium distichum var. imbricatum)、落羽杉(T. distichum)、中山杉(T.‘Zhongshanshan’),形成“桑-杉”混交林泽系统(图6-2);此外,植入少量乌桕(Triadica sebifera)和本地旱柳(Salix matsudana)等阔叶树种,优化林泽的林分结构与林相。

空间结构设计

大浪坝修复区林泽+基塘复合生态系统空间结构示意图
图7:大浪坝“林泽+基塘”复合生态系统空间结构示意图

空间结构设计强调在水平空间上建立基塘与林泽的镶嵌交混,实现水平生态空间的镶嵌与结构优化;在垂直空间上,则强调利用基塘内沉水植物、浮叶植物、挺水植物,以及塘基上自然萌发的草本植物与混交乔木,形成“水上-水下”一体化的复层植物群落,增加大浪坝生态系统结构的垂直层次与立体生态风貌。由此形成大浪坝“林泽+基塘”复合生态系统(图7),可为鸟类提供优良的栖息、觅食、庇护和繁殖条件。

环境要素设计、生物要素设计及空间结构设计的耦合,顺应了大浪坝消落带的环境梯度及水文变化,彼此间产生空间协同与功能耦合,既形成了应对季节性水位变化的生态缓冲带,又能够对消落带的营养循环和物种过程进行调控,满足消落带鸟类对栖息场所、觅食条件、繁殖区域及庇护地等生境条件的综合需求。

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