基于植物多样性的银川平原灌排系统生态效应(2)
时间:2015-09-17 09:54
来源:发表吧
作者:何彤慧
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高家闸泄洪沟典型断面生态序列水文因素中，影响植物多样性的首先是水量，全年有水的沟道相当于常年河，具有相对稳定的生态系统和比较完整的生态序列，因而植物多样性比较丰富;而各级引水渠道相当于季节性河流，生境状态年内变化强烈，不能形成稳定的生态系统，因而植物群落类型简单。其次为水流流速，它与植物多样性在一定程度上呈负相关关系，引水灌渠的水流流速一般是逐级递减的，致使渠道水淹断面的植物多样性有逐级增强的趋势，干沟沟底几无植物生存，迎水坡过水断面上部有时有杨、柳、紫穗槐、柽柳、芦苇等根系发达的耐水淹植物生长;支渠在粗糙度较大的沟底会有积水，伴生有挺水植物芦苇、香蒲、扁杆藨草、水莎草等，迎水坡上中生、旱生植物生长旺盛;斗渠、农渠和毛渠从底部和迎水坡上多生长一年生和多年生草本及小半灌木;排水沟水流普遍流速较慢，沟底水生植物群落生长较好，流速越慢的地段沉水和浮叶植物种类越多。最后的影响因素为泥沙，主要体现在泥沙沉积对中生植物的生长非常有利，有泥沙堆积的渠道底部及其边坡上，中生植物种类较多，而无泥沙沉积的沟道两侧湿盐生植物和旱生、盐生植物较多。
灌排工程建设状况与植物多样性的关系也非常密切。第一，防渗措施处理过的沟渠底面和边坡，一般在数年以内植物都无法生长，经过防渗处理后再采用混凝土预制板衬砌的U形或倒梯形渠系，往往能隔绝植物根茎十多年，但可减少渠道渗漏损失60%以上［11］。减少植物根茎阻滞并保持水流的通畅性，是现阶段提高农用水效率的重要水利措施，但其对植物多样性的负面影响也是不言而喻的。用混凝土或其他新型保水保温材料衬砌的灌溉渠系，过水断面上缺少水生、湿生乃至中生生境下的植物。第二，边坡坡度大小与植物生物多样性也有直接关系。调查显示，坡度为30°左右的标准边坡能够构造出较好的生境梯度，断面上生态序列完整，植物丰富度指数R值和物种多样性指数H值都比较大;阶梯状边坡除R值和H值比较大外，优势度指数D值也比较大;边坡小于15°时湿盐生植物群落发育较好;边坡大于45°时繁殖体保存和植物扎根困难，大多只有根茎禾草植物生长。第三，沟渠整修时间长短与植物多样性关系密切。一般施工后3～5a，才能出现植物群落构成比较完整的生态序列，这在排水沟道表现尤其明显;灌溉渠道整修频繁，在未做防水处理的情况下，R值和H值都比较大，但生态序列不完整，说明植物群落的生境分异还未形成，处在资源竞争阶段。
4结语
(1)在几种植物多样性指数中，Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener物种多样性指数对植物多样性的表征意义比较显著，是指示灌排水系生态效应的良好指标，应优先采用。
(2)各级排水沟地势低、常年积水，加上衬砌程度低、边坡稳定性较强、以地下水补给为主，以及水流较慢等原因，植物多样性指数普遍比各级灌渠大，生态效应较好。
(3)沟渠砌护是对植物多样性负面影响最大的水利工程措施，但在提高水资源利用效率和农田灌溉保证率方面却非常有效。由于干支两级渠系渗漏的损失量占灌溉用水总损失量的60%～70%［12］，因此在综合考虑节水和生态双重效益的前提下，应当采取干支渠全面砌护、斗渠减少砌护、农渠与毛渠不砌护的生态水工策略。
(4)适当减缓沟渠迎水坡坡度，加长坡面，或者采取阶梯状边坡筑建模式，能较大幅度地提高灌排水系边坡的植物多样性，增强其生态效应。以景观和生态功能为核心的城镇人工水系营造中，尤其适合选取这一模式。
(5)灌排水系的修整间隔时间应尽可能拉长，整修时对同一沟渠可分地段、分时段逐次进行，排水沟和干沟、支沟尤其应当如此。另外，低级渠系实行岁修制度，有助于保持竞争状态下较大的植物多样性指数值。
参考文献:
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