困難立地下植被恢復(fù)與重建技術(shù)研究

1常規(guī)生長(zhǎng)法由于自然或人為因素的極端惡劣區(qū)位條件，植物的生長(zhǎng)和正常生長(zhǎng)受到限制，因此很難采用傳統(tǒng)方法，且成功率很低。目前研究較多的困難立地類型包括干旱半干旱石質(zhì)山地、沿海沙荒風(fēng)口、基巖海岸以及廢棄礦山等2主要技術(shù)措施總結(jié)2.1對(duì)土壤的改良效果植物種類的篩選是生態(tài)恢復(fù)與重建的基礎(chǔ)。首先要注重抗逆性強(qiáng)的原則,所選植物應(yīng)具有抗干旱、耐瘠薄、抗風(fēng)、耐鹽堿、生長(zhǎng)迅速、根系發(fā)達(dá)、枯落物豐富等特點(diǎn),對(duì)土壤的改良效果較好。其次是協(xié)調(diào)性的原則,綜合考慮各種類生物學(xué)特性及病蟲(chóng)害情況,避免造成嚴(yán)重的種間競(jìng)爭(zhēng),誘發(fā)病蟲(chóng)害等,影響植物群落的穩(wěn)定。另外還有多樣性的原則,模擬天然林分生態(tài)系統(tǒng),以多樹(shù)種、高密度、以草促樹(shù)的方法,增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一般以鄉(xiāng)土樹(shù)種為主,也可選擇已歸化的外來(lái)植物種。2.2整地、施肥立地質(zhì)量的改良措施主要包括整地、施肥、土壤改良劑等等。通過(guò)整地措施,形成有利于植物生長(zhǎng)的微地形,改善土壤溫度、水分調(diào)節(jié)能力,保水、保肥、防風(fēng)、抗旱能力顯著增強(qiáng)。困難立地條件下不適宜挖大穴,以避免造成地表劇烈擾動(dòng),造成風(fēng)蝕、水蝕等。常用的整地方式包括穴狀、水平溝、水平階整地、魚(yú)鱗坑整地、反坡梯田、竹節(jié)溝等。土壤改良措施包括物理措施和化學(xué)措施。物理措施,包括使用土壤改良劑如抗旱保水劑、客土等,改善土壤物理性質(zhì)?；瘜W(xué)措施,即通過(guò)使用與土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的填充物,達(dá)到改善土壤PH值、生物活性等的作用。施肥措施,通過(guò)使用無(wú)機(jī)或有機(jī)肥料,以增強(qiáng)土壤肥力,為植物生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)元素。常用的肥料包括農(nóng)家肥、復(fù)合肥、各種速效專用肥、腐殖酸液肥、生物菌肥等。2.3造林技術(shù)措施2.3.1植苗造林技術(shù)是最常用的造林方法。常用苗木主要有裸根苗和容器苗2種。容器苗因造林時(shí)間不受限制、成活率高,適合在各種困難立地條件下使用。容器苗培育的關(guān)鍵在于科學(xué)配置基質(zhì),常采用增加基質(zhì)含量、改善容器袋材料等方法。裸根苗造林應(yīng)注意苗木的處理,常用ABT生根粉(GGR生根粉)、根寶進(jìn)行蘸根處理,并進(jìn)行修根、浸水、打泥漿等。為避免植苗造林植物蒸騰作用過(guò)強(qiáng),可使用植物蒸騰抑制劑。栽植時(shí),苗木應(yīng)緊貼坑壁:陰坡一般靠上壁,陽(yáng)坡苗木靠下壁;迎風(fēng)坡靠下壁,背風(fēng)坡靠上壁。定植后澆透水。為避免地表蒸發(fā)過(guò)快或受風(fēng)蝕嚴(yán)重,常采用覆蓋措施。常用材料有塑料薄膜、干土、碎石、片石、秸稈、干草等,也有采用蓄水滲透膜,從而為苗木成活及正常生長(zhǎng)提供良好的水分條件。2.3.2合理選擇植物生長(zhǎng)特性a直播法是減少水土流失、節(jié)省人力、物力、財(cái)力的有效手段。與植苗技術(shù)相比,直播法能有效提高種苗的抗逆能力,從而縮短適應(yīng)環(huán)境的時(shí)間。播種方式包括塊播、穴播、條播等。播種前應(yīng)整地清理,翻動(dòng)土壤,播種后一般覆土,并澆水濕潤(rùn)。b植生塊(袋)技術(shù)模擬種子萌發(fā)的基本條件,將保水劑、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、病蟲(chóng)害防治劑等種子萌發(fā)生長(zhǎng)所需要的多種物質(zhì)合理配比,做成固體狀、便于運(yùn)輸攜帶的植生塊。當(dāng)植生塊養(yǎng)分消耗完時(shí),苗木已能獨(dú)立從周?chē)h(huán)境中汲取養(yǎng)分和水分,從而確保成苗。c植生籠法在坡度大于65°的土質(zhì)或半風(fēng)化巖質(zhì)陡坡且資金條件允許的條件下可選用掛綠化籠磚的方法。綠化籠磚由草磚坯和六角網(wǎng)籠組成。草磚坯用長(zhǎng)效營(yíng)養(yǎng)土加適量黃泥和黏合劑等,等攪拌再壓制成磚坯,在磚坯上播草籽種草,或點(diǎn)播喬灌種子等。播種前應(yīng)注意種子的處理,包括催芽、種子包衣等。催芽技術(shù)包括浸泡、沙埋等。種子包衣是以種子為載體,通過(guò)包衣設(shè)備,將含有農(nóng)藥、肥料、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等有效成分的種衣劑按一定比例均勻有效地包敷到種子表面,可提供種子萌發(fā)過(guò)程中所需要的水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溫度等條件,從而提高種子萌發(fā)率。另外,人工種子技術(shù)也是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。2.3.3輔助措施及應(yīng)用對(duì)于坡度大于45°的人工開(kāi)挖邊坡,應(yīng)采用工程輔助措施,為植物著生及生長(zhǎng)提供較好的立地環(huán)境,然后再植苗或播種。常用方法包括設(shè)置防護(hù)柵欄、擋土墻、錨桿固定、掛網(wǎng)、混凝土框格、植生槽等。3南日島植被恢復(fù)措施項(xiàng)目3.1自然災(zāi)害及植被分布特點(diǎn)南日島位于莆田市東南部,是南日群島的主島,也是僅次于平潭島的福建省第二大孤立海島,莆田市第一大島,與湄洲島并稱姐妹島。屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,干濕季分明,3~9月為濕季,降雨量平均1102.3mm,約占全年降水量的83%,10月~翌年2月為干季,降雨量平均221.6mm,約占全年降水量的17%。全年最多風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng),平均風(fēng)速8.9m/s,年平均日照時(shí)數(shù)2015.3h,年平均蒸發(fā)量2172.6mm。島上無(wú)較大常年河流,僅有季節(jié)性水源,地表水人均不足300m3,屬極度貧水區(qū)。主要自然災(zāi)害有臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、暴雨、大風(fēng)、干旱、海岸侵蝕、赤潮等。海島植被分異特征較明顯,濱海沙地以木麻黃純林為主,局部有濕地松、巨尾桉以及經(jīng)濟(jì)果樹(shù)等。丘陵臺(tái)地主要喬木有木麻黃、相思類(臺(tái)灣相思為主)、黑松等,灌木主要有濱柃、野牡丹、黑面神等,廣泛分布在九重山、豬母山、門(mén)前山等主要山體。迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡植物特征明顯。迎風(fēng)坡喬木呈灌木狀叢生,山頂多裸巖,土層薄,多石礫。四旁綠化樹(shù)種主要有小葉榕、檸檬桉、苦楝、銀合歡、烏桕、夾竹桃、黃槿、無(wú)花果、散沫花、三角梅、扶桑等,主要為庭院、機(jī)關(guān)單位、學(xué)校等綠化用。3.2南日島植被恢復(fù)的主要問(wèn)題3.2.1山地土壤層結(jié)構(gòu)常年風(fēng)沙大,受風(fēng)蝕、暴雨沖刷等影響,水土流失嚴(yán)重,土層薄,大部分山體上坡位土壤層厚度小于40cm,且石礫含量較多,土壤蓄水能力極差,漏水、漏肥,蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量。3.2.2農(nóng)田林網(wǎng)保存率低20世紀(jì)“三五七”造林工程初步構(gòu)建了南日島防護(hù)林體系,但經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì),以木麻黃為主體的沙地防護(hù)林老化嚴(yán)重,再加上沿海養(yǎng)殖、旅游業(yè)發(fā)展等與林業(yè)爭(zhēng)地嚴(yán)重,不少林帶被破壞,農(nóng)田林網(wǎng)保存率不高。3.2.3未及時(shí)吸納先進(jìn)的技術(shù)措施海島植被恢復(fù)難度大,常規(guī)的技術(shù)措施難以取得顯著成效。前期由于技術(shù)力量薄弱、資金有限,而任務(wù)量極重,未能及時(shí)吸納先進(jìn)的技術(shù)措施和理念,仍沿用傳統(tǒng)的大范圍、粗放的造林模式,是成功率不高的重要因素之一。3.3植被恢復(fù)的目標(biāo)3.3.1防護(hù)林體系建設(shè)得到加強(qiáng)修復(fù)和完善濱海沙地防護(hù)林體系,消除基干林帶斷帶,使基干林帶防風(fēng)、固沙等綜合防護(hù)功能得到提升;完善農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng);修復(fù)和提升海島山地丘陵水土保持、水源涵養(yǎng)林體系,重點(diǎn)對(duì)裸露山體進(jìn)行綜合整治,對(duì)低效稀疏林分進(jìn)行補(bǔ)植提升,建設(shè)交通干線防護(hù)林綠色廊道。最終使得海島自身生態(tài)防控能力得到顯著提高。3.3.2城市濱水景觀的規(guī)劃進(jìn)一步完善村鎮(zhèn)公共綠地系統(tǒng),使得海島人居環(huán)境得到明顯改善,形成具有鮮明濱海特色的生態(tài)景觀;創(chuàng)新綠化及營(yíng)林模式,鼓勵(lì)群眾自發(fā)進(jìn)行綠化美化,使得四荒地的到有效利用,村鎮(zhèn)面貌顯著改善。3.3.3提高島植被的生物多樣性通過(guò)人為干預(yù)措施,提高海島植被生物多樣性,改變海島植被單一的現(xiàn)狀;兼顧景觀美學(xué)的要求。3.3.4研究島外困難場(chǎng)地植被恢復(fù)技術(shù)以南日島綠化提升為試點(diǎn),重點(diǎn)探索海島風(fēng)口、裸露山體植被恢復(fù)的綜合技術(shù),為今后海島生態(tài)恢復(fù)積累經(jīng)驗(yàn)。3.4技術(shù)方法3.5植物種類的選擇3.5.1海岸沙(1)植物種類的選擇(2)基干天然林生長(zhǎng)模式農(nóng)田防護(hù)林帶:以木麻黃無(wú)性系純林為主,部分地段也可栽植龍眼、芒果等經(jīng)濟(jì)樹(shù)種。基干林帶:前沿風(fēng)口新造林以及斷代修復(fù)以木麻黃無(wú)性系純林為主,適度密植。老化基干林帶更新以及稀疏林帶補(bǔ)植可采用林下套種相思、潺槁木姜子等闊葉樹(shù)種。后沿片林更新與新造均可采用木麻黃與2個(gè)或2個(gè)以上樹(shù)種混交的模式。3.5.2島上的山脈(1)類型選擇(2)混交造林試驗(yàn)喬灌草綜合配置的模式。依照灌草先行、喬木跟進(jìn)的原則,首先恢復(fù)地表植被覆蓋,減少土壤風(fēng)蝕、水蝕,為喬木種植提供良好的環(huán)境。山體中上部及迎風(fēng)坡以相思樹(shù)、黑松混交造林,配合灌木、草本;山體中下部及背風(fēng)坡(相對(duì)弱風(fēng))則選用相思樹(shù)、潺槁木姜子、山烏桕、苦楝等混交造林。藤本植物主要用在人工開(kāi)挖邊坡坡頂及坡度較大的巖質(zhì)或土質(zhì)邊坡坡腳。3.5.3綠化植物(1)類型選擇(2)路面-地面-防風(fēng)林帶配置交通干線綠化:采用對(duì)稱式布置規(guī)則,綠化帶單側(cè)寬度10-15ma.一般配置:路面-地被帶-矮花灌帶(小灌或修剪控制)-主導(dǎo)喬木帶(單或雙行)—大花灌帶-防風(fēng)林帶。b.鎮(zhèn)區(qū)遇街道或建筑群時(shí),僅根據(jù)實(shí)際情況配置主導(dǎo)喬木帶以增強(qiáng)道路的景觀效果。3.6護(hù)林、四旁及公共綠地根據(jù)南日島實(shí)際情況,森林防護(hù)體系包括濱海沙地防護(hù)林、海島山體防護(hù)林、四旁及公共綠地3個(gè)部分。根據(jù)1:10000林業(yè)基本圖結(jié)合外業(yè)調(diào)查,選擇坡度、坡向、有效土層厚度及石礫含量4個(gè)因子作為植被恢復(fù)類型劃分的主導(dǎo)因子,共分為22個(gè)類型,主要類型及措施見(jiàn)表1。4后續(xù)評(píng)價(jià)工作海島困難立地條件下植被恢復(fù)與重建尚無(wú)可直接利用的技術(shù)模式,難度大。本文在總結(jié)已有技術(shù)措施的基礎(chǔ)上,根據(jù)莆田市秀嶼區(qū)南日島實(shí)際情況,選擇坡度、坡向、有效土層厚度、石礫含量4個(gè)因子作為植被恢復(fù)類型劃分的主導(dǎo)因子,針對(duì)性的進(jìn)行植物選擇、整地、撫育等措施設(shè)計(jì)。然而,海島基巖困難立地森林植被恢復(fù)難度極大,措施設(shè)計(jì)僅是第一步,后續(xù)的評(píng)價(jià)工作應(yīng)主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面(1)植物適宜性評(píng)價(jià)設(shè)立固定監(jiān)測(cè)樣地,對(duì)苗木成活率、保存率以及生長(zhǎng)發(fā)育情況等進(jìn)行定期觀測(cè),評(píng)價(jià)所選植物對(duì)土層薄、土壤貧瘠、風(fēng)力大、蒸發(fā)散強(qiáng)等條件的適應(yīng)能力,為后期植物種類的選擇提供參考。(2)生態(tài)防護(hù)效果評(píng)價(jià)對(duì)比分析各植被恢