全球范圍內(nèi),眾多河岸景觀已從白色沙礫石覆蓋轉(zhuǎn)變?yōu)樯L著草本、灌木和樹木的綠色土地,由此改變了河岸生態(tài)系統(tǒng)、河流功能及泥沙沉積與輸移。人類活動(dòng)及氣候變化可能對(duì)河岸的變化都產(chǎn)生了影響。 為探討河岸這種變化的原因和影響,近日,中國水利水電科學(xué)研究院聯(lián)合其掛靠組織——水利與環(huán)境工程學(xué)會(huì)(IAHR)共同舉辦了“河流系統(tǒng)中水流-泥沙-植被相互關(guān)系研究趨勢在線研討會(huì)”。 會(huì)議由中國水科院聯(lián)合主辦的期刊《Journal of Ecohydraulics》主編淺枝隆(Takashi Asaeda)主持,來自英國、日本、韓國、西班牙、美國等國家相關(guān)領(lǐng)域的專家做學(xué)術(shù)報(bào)告并開展線上研討。 IAHR主席、澳門科技大學(xué)校長、中國水利水電科學(xué)研究院“水科學(xué)者”李行偉教授致開幕辭。他在致辭中指出,生態(tài)水力學(xué)是IAHR三大戰(zhàn)略方向之一,是一門涉及流體力學(xué)、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域的交叉學(xué)科,并且與基于自然解決方案相關(guān)研究緊密相關(guān)。 英國倫敦瑪麗女王大學(xué)安吉拉·古爾內(nèi)爾教授(Angela Gurnell)發(fā)表了題為“變化的河流:水流-泥沙-植被之間的相互作用”的學(xué)術(shù)報(bào)告。她首先介紹了河流與洪泛區(qū)的地貌特征,以及受氣候因素和人類干預(yù)影響的水流、泥沙和植被之間的相互作用。她以意大利塔利亞門托河(Tagliamento River)和黑楊為例,指出河岸和水生植物能影響不同水流、泥沙和地貌的河流形態(tài)動(dòng)力學(xué)特征,并提出了一個(gè)概念性框架,解釋不同植物物種如何通過構(gòu)建不同的先鋒地貌,最終改變河流環(huán)境。 日本埼玉大學(xué)淺枝隆教授(Takashi Asaeda)發(fā)表了題為“基于葉片過氧化氫含量的植物脅迫模型:對(duì)河岸植被管理的影響”的學(xué)術(shù)報(bào)告。他首先指出,不同河岸植被在不同的高度位置形成群落,評(píng)估棲息地狀況時(shí),仍依賴于長時(shí)間的野外觀測。而過氧化氫(H2O2)相對(duì)穩(wěn)定,其含量可作為一種環(huán)境脅迫指標(biāo),用來評(píng)估棲息地中單一植物物種的生長狀況。通過對(duì)葉子和土壤進(jìn)行采樣和分析,他解釋了土壤特征和過氧化氫含量之間的關(guān)系、河岸植被定居的過氧化氫含量閾值、以及利用過氧化氫閾值含量估算植物的定居狀況。 韓國建設(shè)技術(shù)研究院李瓚柱研究員(Chanjoo Lee)發(fā)表了題為 “從白河到青河:韓國內(nèi)城溪的長期和短期視角”的學(xué)術(shù)報(bào)告。他以韓國內(nèi)城河(Naeseong Stream)為例,對(duì)光禿河床上覆蓋沙礫的“白河”和河床上覆蓋草木本植被的“青河”進(jìn)行了比較研究,分析了自1980年代以來相關(guān)河流的外觀變化,以及發(fā)生這種變化的原因和方式。他還從短期視角考察了這些變化,探討了水流與植被的相互作用、植被從草本到木本的演化過程、洪泛區(qū)形成的形態(tài)演變、以及斷面形狀的變化等。 西班牙馬德里理工大學(xué)迪亞哥·哈隆教授(Diego Garcia de Jalon)發(fā)表了題為“河流失去活力后的河岸植被結(jié)構(gòu)”的學(xué)術(shù)報(bào)告。他首先回顧了受人類干預(yù)的河流在景觀上發(fā)生的變化(及其所受壓力、原因和后果),并以貫穿馬德里的瓜達(dá)拉馬河(Guadarrama River)為例,對(duì)河岸植被進(jìn)行分析。此外,還討論了地中海地區(qū)河流活力下降的總體認(rèn)識(shí)、具有協(xié)同效應(yīng)的多重干擾、以及在預(yù)測河流趨勢和實(shí)施河岸森林可持續(xù)管理時(shí)存在的不確定性。 美國南達(dá)科他大學(xué)佛米良分校馬克·迪克森教授(Mark Dixon)發(fā)表了題為“木本植物在水庫三角洲-回水區(qū)的定居生長——來自美國密蘇里河的案例研究”的學(xué)術(shù)報(bào)告。通過對(duì)美國白河(White River)和劉易斯-克拉克水庫(Lewis & Clark Reservoir)三角洲-回水區(qū)的案例進(jìn)行研究,分析了水壩建成后河流坡度的變化、森林中樹齡的分布情況、木本植被面積的增長、以及河道地貌的變化,并認(rèn)為,水庫三角洲-回水區(qū)或許可以支持河岸木本植被的大量更新、木本植被的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化位置可能存在不同等。 美國南伊利諾伊大學(xué)愛德華茲維爾分校羅漢·本彥卡爾(Rohan Benjankar)發(fā)表了題為“受大壩調(diào)節(jié)的河流系統(tǒng)中河岸植被更新狀況及修復(fù)方法”的學(xué)術(shù)報(bào)告。在回顧了河岸植被的重要性和現(xiàn)狀后,他開始介紹利用二維流體力學(xué)模型和野外考察相結(jié)合的方式,在博伊西河(Boise River)南汊開展的研究,分析了水流對(duì)河岸植被幼苗生長和更新的影響,并認(rèn)為,豐水年的洪水增加了剪切應(yīng)力,增強(qiáng)了泥沙輸移和形態(tài)動(dòng)力學(xué)特征,從而有利于河岸幼苗的生長和更新;剪切應(yīng)力是自然播種和物種更新的限制因素;植被模型是預(yù)測自然更新、選擇種植區(qū)域的工具;種植是河岸植被恢復(fù)的一種選擇,特別是在被大壩改變了的河流系統(tǒng)里。 研討會(huì)吸引了眾多專家在線參與,問答及討論環(huán)節(jié)集中在土壤和植物組織中過氧化氫的臨界含量、量化河流斷面中植被覆蓋率的方法、河岸地帶的水質(zhì)參數(shù)、氣候季節(jié)性對(duì)植被定居的影響、白河與青河的營養(yǎng)化水平和微生物多樣性等。