陳素靈，陳建新，吳鐘親，方發(fā)之，麥有專

1.海南省林業(yè)科學(xué)研究院(海南省紅樹林研究院)，海南?？?571100；

2.海南省尖峰嶺森林發(fā)展有限公司，海南樂東 572500

修復(fù)破損山體不僅能提高生態(tài)景觀環(huán)境，同時(shí)也能保護(hù)道路安全[1]。破損山體生態(tài)恢復(fù)可以通過人為控制生態(tài)植被種類和組成，使破損山體生態(tài)群落更新朝著有利于人們生活需求方向進(jìn)行[2]。破損山體生態(tài)修復(fù)工程需要在破損山體坡面構(gòu)建一個(gè)生態(tài)功能齊全、景觀效益良好、促進(jìn)道路安全的生態(tài)系統(tǒng)[3]。該工程是通過植被加固破損山體土壤、綠化破損山體表層，使破損山體恢復(fù)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。因此植被恢復(fù)在破損山體生態(tài)修復(fù)過程中起著關(guān)鍵性作用[4]。隨著生態(tài)修復(fù)技術(shù)的引進(jìn)與更新，中國破損山體及相關(guān)生態(tài)修復(fù)技術(shù)逐漸完善，基本滿足破損山體前期復(fù)綠技術(shù)的需要[2]。多種生態(tài)修復(fù)技術(shù)在實(shí)際破損山體生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)用中取得的生態(tài)修復(fù)效果是有成效的，包含生態(tài)袋破損山體修復(fù)技術(shù)[5，6]、客土噴播技術(shù)[7，8]等。破損山體生態(tài)修復(fù)工程植物選擇及搭配是修復(fù)效果關(guān)鍵因素，直接影響生態(tài)修復(fù)穩(wěn)定性和生態(tài)景觀。如喬灌草組合修復(fù)礦區(qū)有利于堿解氮和速效磷含量的積累[9]；高羊茅、紫花苜蓿、爬山虎、紫穗槐組合[10]，或狗牙根、地毯草、牛筋草等[11]復(fù)綠植物組合對巖質(zhì)破損山體修復(fù)生態(tài)可持續(xù)性和生態(tài)景觀效果影響有利。由此可見，植物的合理選擇與搭配在生態(tài)修復(fù)工程中對土壤固定和破損山體生態(tài)穩(wěn)定性的作用是不可替代的[12]。

黎母山位于海南島中部瓊中縣和白沙縣境內(nèi)，地 理 坐 標(biāo) 是19°07′22″N ～19°14′03″N，109°39′05″E～109°48′31″E 之間，為海南熱帶雨林國家公園重要組成之一，總面積約554.87km2。隨著黎母山區(qū)域道路建設(shè)的需要，部分道路破損山體植物受損。當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門為了使受損山體植被盡快恢復(fù)，通過人工修復(fù)和自然修復(fù)方法對受損山體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。現(xiàn)如今修復(fù)多年已過，因此該次對黎母山破損山體生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，了解黎母山區(qū)域道路破損山體生態(tài)修復(fù)成效，同時(shí)根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析該次生態(tài)修復(fù)過程中存在不足之處并提出生態(tài)修復(fù)改進(jìn)。

1 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.1 調(diào)查路線及范圍

調(diào)查對象為海南熱帶雨林國家公園黎母山區(qū)域內(nèi)主路破損山體，由黎母山林場通往黎母廟路段及黎母山林場往西2km 范圍內(nèi)主路破損山體。調(diào)查內(nèi)容為主路破損山體地理位置、坡向、坡度；破損山體人工修復(fù)工程特點(diǎn)；破損山體現(xiàn)有植被覆蓋度；破損山體植被狀況及多樣性。

1.2 調(diào)查方法

調(diào)查以現(xiàn)場調(diào)查和資料查詢?yōu)橹?，包括對破損山體植物記錄、破損山體拍照、破損山體地理位置記錄和人工修復(fù)工程資料查詢等內(nèi)容，調(diào)查點(diǎn)基本情況見表1。調(diào)查時(shí)木本植物包含喬木及喬木幼樹、灌木、藤本、竹類，草本植物包含草本和蕨類。破損山體生態(tài)修復(fù)成效采用植被物種多樣、植被覆蓋度和植被種類進(jìn)行反映。

表1 調(diào)查點(diǎn)基本情況Tab.1 Basic information of survey points

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總計(jì)算。植被物種多樣性采用Margale 豐富度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)反映。

上式中，Pi為第i 種的個(gè)體數(shù)ni占所有中個(gè)體總數(shù)n 的比例，ni為第i 種的個(gè)體數(shù)，n 為所有種個(gè)體總數(shù)，即Pi=ni/n；i=1，2，3，……S,S 為物種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工修復(fù)工程技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)場調(diào)查和資料查詢發(fā)現(xiàn)破損山體人工修復(fù)技術(shù)工程采用客土噴播技術(shù)和喬灌木穴植方式進(jìn)行多種植物搭配，該生態(tài)修復(fù)工程主要由3 部分組成：①清理破損山體坡面，在坡面頂部外側(cè)截水溝，定植灌木草本；②在坡面掛鐵絲網(wǎng)固土，坡度大于70°坡面用竹竿在外層定固鐵絲網(wǎng)；③采取客土噴播技術(shù)噴播植物種子，綠化基材和種植土體積比按1∶3 配比噴土作為第一層基質(zhì)覆蓋于坡面，再噴基質(zhì)與植物種子混合基質(zhì)；噴射施工完后蓋好無紡布避免雨水沖刷，部分破損山體同時(shí)采用喬灌木穴植方式進(jìn)行喬灌草搭配。人工修復(fù)植物選擇根據(jù)不同坡面差異選擇了寬葉草、金絲草、芒萁、白灰毛豆和三角梅等植物搭配。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果顯示，破損山體人工生態(tài)修復(fù)從植被覆蓋度、植物多樣性反映是有成效的（圖1-D、1-E）。

圖1 破損山體人工修復(fù)工程Fig.1 Damaged mountain artificial restoration project

2.2 植物覆蓋度

由表2 可知，植被覆蓋度達(dá)到100%的破損山體占多數(shù)，只有極少數(shù)破損山體植被覆蓋度低于100%。不同修復(fù)方式木本植物覆蓋度和草本植物覆蓋度差異很大。整體上，自然修復(fù)現(xiàn)狀木本植物覆蓋度比草本植物覆蓋度高，人工修復(fù)結(jié)果卻與自然修復(fù)結(jié)果相反。原因是在人工修復(fù)過程中，需要對坡面進(jìn)行清理，其中部分喬木幼樹和灌木會(huì)被清除，造成坡面出現(xiàn)短暫木本植物缺失，同時(shí)鐵絲網(wǎng)抑制高大喬木生長，因此短時(shí)間內(nèi)人工修復(fù)坡面難以生長喬木或灌木，但草本生長不受影響，草本為人工噴播，覆蓋度高。但也存在個(gè)例，如10 號和11 號破損山體（圖2）。調(diào)查發(fā)現(xiàn)這2 個(gè)調(diào)查點(diǎn)木本植物種類豐富，其中人工種植白灰毛豆對植物生長有利，草本植物完全覆蓋地表。

表2 破損山體植物覆蓋度Tab.2 Plant coverage of damaged mountain

圖2 10 號和11 號破損山體人工生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀Fig.2 No.10 and No.11 damaged mountain artificial ecological restoration status

2.3 植物多樣性

采用特定物種多樣性指數(shù)對黎母山破損山體修復(fù)現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)（表3）。結(jié)果顯示，4 號破損山體修復(fù)效果較好（圖3B），1 號破損山體修復(fù)效果一般（圖3A），D 值分別為2.80 和1.89?？傮w上，自然修復(fù)破損山體D 值高于人工修復(fù)D 值，說明自然修復(fù)物種組成相對復(fù)雜。11 號與7 號調(diào)查點(diǎn)D 值相對高，11 號破損山體屬于人工修復(fù)，但其修復(fù)效果佳，7 號人工修復(fù)破損山體D 值高但其木本植物覆蓋度低，調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地種植白灰毛豆是重要直立灌木狀草本。

由表3 可知，自然修復(fù)破損山體植被H 值最高是2 號調(diào)查點(diǎn)，為0.85，人工修復(fù)破損山體11 號植被H 值為0.84，大于其余自然修復(fù)破損山體調(diào)查點(diǎn)。H 值反映整體上自然修復(fù)破損山體物種組成比較復(fù)雜，但優(yōu)勢植物并不突出，人工修復(fù)破損山體物種組成簡單，但優(yōu)勢植物突出，因此2 種修復(fù)方式植被H 值差異性不強(qiáng)。

顯示總體上破損山體自然修復(fù)H′值大于人工修復(fù)，但11 號人工修復(fù)破損山體調(diào)查點(diǎn)H′值比較高，達(dá)到2.21，而4 號自然修復(fù)破損山體H′值為2.00，原因是與D 值反映的一致。

Jsw值是反映植被群落物種分布均勻程度。從表3 可知，11 號人工修復(fù)破損山體調(diào)查點(diǎn)Jsw值為0.92，大于自然修復(fù)調(diào)查點(diǎn)Jsw值，原因與D 值反映的一致。從表3 統(tǒng)計(jì)情況可知，5 號調(diào)查點(diǎn)物種D值大于人工修復(fù)破損山體調(diào)查點(diǎn)(除11 號外)，但其H 值、H′值和Jsw值比較低。調(diào)查發(fā)現(xiàn)該調(diào)查點(diǎn)坡頂連接加勒比松林分，隨著加勒比松種子掉落在5 號調(diào)查點(diǎn)并大量生長(圖3C)，造成5 號調(diào)查點(diǎn)優(yōu)勢植物是加勒比松。高密度的加勒比松群落抑制了其他植物繁殖，導(dǎo)致該地H 值、H′值和Jsw值偏低。

表3 破損山體植被多樣性指數(shù)Tab.3 Vegetation diversity index of damaged mountain

圖3 自然修復(fù)現(xiàn)狀Fig.3 Damaged mountains natural restoration status

2.4 植被狀況

由表4 可知，自然修復(fù)調(diào)查點(diǎn)木本植物主要以生長野生喬灌木為主，如野牡丹、山烏桕、中平樹、山椒子、細(xì)齒葉柃、楝葉吳萸和山黃麻等；草本植物主要以野生草本植物和蕨類為優(yōu)勢植物，如粽葉蘆、芒萁、烏毛厥和蟛蜞菊等。人工修復(fù)破損山體調(diào)查點(diǎn)木本植物以人工種植野牡丹為優(yōu)勢植物，野生喬灌木有山椒子、山烏桕、楝葉吳萸等作為雜生樹種；草本植物以人工噴種寬葉草、金絲草、芒萁、蟛蜞菊、穴植白灰毛豆和野生粽葉蘆、烏毛厥為草本優(yōu)勢植物。

表4 破損山體調(diào)查植被名錄Tab.4 Vegetation list of damaged mountain investigation

調(diào)查點(diǎn) 木本植物名稱修復(fù)方式草本植名稱9人工山烏桕Triadica cochinchinensis野牡丹Melastoma malabathricum地桃花Urena lobata假地豆Desmodium heterocarpon 10人工粽葉蘆Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea含羞草Mimosa pudica野茼蒿Crassocephalum crepidioides腎蕨Nephrolepis cordifolia寬葉草Broadleaf herba金絲草Pogonatherum crinitum蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea草蔻Alpinia hainanensis金絲草Pogonatherum crinitum飛機(jī)草Chromolaena odorata白灰毛豆Tephrosia candida 11人工假臭草Praxelis clematidea粽葉蘆Thysanolaena latifolia香蕉Musa nana蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea烏毛厥Blechnum orientale芒萁Dicranopteris pedata白灰毛豆Tephrosia candida 12人工山烏桕Triadica cochinchinensis山椒子Uvaria grandiflora南酸棗Choerospondias axillaris山杜英Elaeocarpus sylvestris野牡丹Melastoma malabathricum中平樹Macaranga denticulata楝葉吳萸Evodia glabrifolia山黃麻Trema tomentosa中平樹Macaranga denticulata山烏桕Triadica cochinchinensis楝葉吳萸Evodia glabrifolia陰生桫欏Alsophila latebrosa翻白葉樹Pterospermum heterophyllum山椒子Uvaria grandiflora白楸Mallotus paniculatus山黃麻Trema tomentosa海南楊桐Adinandra hainanensis野牡丹Melastoma malabathricum加勒比松Pinus caribaea馬占相思Acacia mangium降香黃檀Dalbergia odorifera南酸棗Choerospondias axillaris海南楊桐Adinandra hainanensis楝葉吳萸Evodia glabrifolia三角梅Bougainvillea spectabilis野牡丹Melastoma malabathricum烏毛厥Blechnum orientale粽葉蘆Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea白灰毛豆Tephrosia candida 13人工牽牛花Ipomoea nil芒萁Dicranopteris pedata蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea寬葉草Broadleaf herba含羞草Mimosa pudica粽葉蘆Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea烏毛厥Blechnum orientale

3 破損山體生態(tài)環(huán)境調(diào)查存在的問題

（1）現(xiàn)場調(diào)查和資料查詢發(fā)現(xiàn)，由于破損山體修復(fù)工程需要掛鐵絲網(wǎng)固土，在破損山體人工修復(fù)過程中，需要對坡面原有的喬灌木樹種進(jìn)行清理，導(dǎo)致人工修復(fù)之后，喬灌木樹種生長和繁殖受到阻礙，至今還沒有完全生長出高大喬灌木。在所調(diào)查的人工修復(fù)破損山體中，只有少數(shù)破損山體生長喬灌木樹種，大部分人工修復(fù)破損山體依然以噴播草本植物為重要地表植被，占植被覆蓋度的絕大比值。

（2）調(diào)查點(diǎn)木本植物以野生灌木種類和數(shù)量居多，如野牡丹、山椒子、桃金娘和山黃麻，喬木種類和數(shù)量相對稀少，且大部分屬于幼樹狀態(tài)，如中平樹、楝葉吳萸。人工修復(fù)破損山體地表植物以人工噴播草種和穴植白灰毛豆為主，坡面缺少喬灌木樹種的保護(hù)，對抗雨水侵蝕能力比較差，在多雨季節(jié)到來時(shí)，人工修復(fù)破損山體存在再次坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)海南珍貴鄉(xiāng)土樹種非常少，目前僅發(fā)現(xiàn)降香黃檀，鄉(xiāng)土樹種選擇方面還有很大的提高空間。道路破損山體植被缺乏珍貴鄉(xiāng)土樹種作為復(fù)綠植被，直接影響生態(tài)景觀效果。

4 生態(tài)修復(fù)對策

4.1 生態(tài)修復(fù)原則

道路兩側(cè)山體的穩(wěn)定是道路交通功能重要因素。在破損山體修復(fù)過程中，山體穩(wěn)定性的提高是整個(gè)修復(fù)過程的基礎(chǔ)，并在破損山體穩(wěn)定性基礎(chǔ)上衍生出生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，破損山體生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)過程應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

（1）因地制宜提高破損山體穩(wěn)定性，減少水土流失，保證道路安全；

（2）根據(jù)破損山體土質(zhì)、坡度的不同選擇適宜的修復(fù)方式；

（3）破損山體修復(fù)群落由簡單到復(fù)雜、由速生植被到鄉(xiāng)土植物演變；

（4）因地制宜，適地適樹，充分體現(xiàn)樹種鄉(xiāng)土性，促進(jìn)生態(tài)穩(wěn)定；

（5）多種植物搭配，喬木、灌木、藤本、草本和低等植物相互搭配；

（6）樹種應(yīng)選擇抗性強(qiáng)，造價(jià)成本低，后期護(hù)理方便。

4.2 植物選擇

在人工修復(fù)破損山體原有植被基礎(chǔ)上進(jìn)行樹種選擇。由于原人工修復(fù)破損山體缺乏一定的鄉(xiāng)土性，因此選擇海南鄉(xiāng)土樹種作為修復(fù)植物有利于提高破損山體生態(tài)穩(wěn)定性和生態(tài)景觀效益。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)人工修復(fù)破損山體已經(jīng)開始生長灌木，為了保持生態(tài)穩(wěn)定性和體現(xiàn)生態(tài)景觀效益，建議不需要人工種植灌木，自然條件下灌木植物會(huì)生長，如野牡丹、山椒子等野生灌木。因此推薦人工種植海南珍貴鄉(xiāng)土樹種如坡壘、土沉香、母生、海南木蓮、烏墨、烏檀等，推薦樹種選擇：母生和烏墨。種植規(guī)格為2m×2m，塊狀純林種植。

4.3 破損山體生態(tài)體系構(gòu)建

在保持原有植被條件不變基礎(chǔ)上，在坡度小于45°的人工修復(fù)破損山體剪開20cm×20cm 的鐵絲網(wǎng)，定植選擇樹種（母生和烏墨）。樹種苗高50cm，株行距2m×2m，塊狀純林種植。在原人工修復(fù)基礎(chǔ)上形成喬灌草組成植被，提高生態(tài)多樣性。添加珍貴鄉(xiāng)土樹種提高破損山體生態(tài)穩(wěn)定性和生態(tài)景觀效益。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

黎母山道路彎急坡陡，坡面多數(shù)為土質(zhì)破損山體，存在隱患，尤其雨天容易發(fā)生滑坡、崩落等問題[13]。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和資料查詢發(fā)現(xiàn)人工種植白灰毛豆對人工生態(tài)修復(fù)物種豐富度有利。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然修復(fù)破損山體植被群落物種豐富度和多樣性比人工修復(fù)破損山體高，但個(gè)別人工修復(fù)破損山體與自然修復(fù)破損山體無差異。該調(diào)查結(jié)果表明人工修復(fù)過程對破損山體植被的生長產(chǎn)生不利影響?？赡苡捎谌斯ば迯?fù)掛網(wǎng)的需要，破損山體植物不得不進(jìn)行清理，造成野生喬灌木難以生長和繁殖，或者土壤被翻新之后土壤肥力下降導(dǎo)致修復(fù)后野生喬灌木養(yǎng)分不足。調(diào)查發(fā)現(xiàn)坡度大不利于植被生長，與焦方圓[14]在山東省藥鄉(xiāng)林場公路破損山體修復(fù)結(jié)果接近。從植物覆蓋度看，人工修復(fù)破損山體草本覆蓋度高于木本植物，而自然修復(fù)破損山體木本植物覆蓋度高于草本植物，破損山體修復(fù)效果好的總覆蓋度能達(dá)到100%，但少數(shù)破損山體尚未達(dá)到100%?？傮w水平反映，自然修復(fù)和人工修復(fù)破損山體效果均提高了破損山體生態(tài)穩(wěn)定性，保護(hù)破損山體水土安全，提高破損山體生態(tài)景觀效益。不足之處的是人工修復(fù)破損山體植被演替到喬木群落階段需要時(shí)間還很長，因此人工促進(jìn)喬木群落形成十分必要。

5.2 討論

破損山體生態(tài)修復(fù)是系統(tǒng)的、綜合的過程[15]，受破損山體多種因素的影響，其中坡面土壤和坡度是影響破損山體修復(fù)的兩大因素。土質(zhì)坡面是比較多的破損山體，針對該類型破損山體，有學(xué)者認(rèn)為當(dāng)坡度小于45°時(shí)可以直接靠植物根系起到固土作用[16]，該次調(diào)查坡度不超45°的破損山體驗(yàn)證該觀點(diǎn)。但坡面為巖質(zhì)時(shí)，生態(tài)修復(fù)需要通過其他方式使植被附著于巖質(zhì)之上，如在巖石表面鑿穴移植植物，在回土形成植生穴綠化[1]；也有學(xué)者認(rèn)為可采用掛網(wǎng)噴播法進(jìn)行，在坡面掛網(wǎng)噴土層作為植物生長基質(zhì)，在噴植物種子[11，17，18]。坡度是破損山體修復(fù)方式和植被選擇的重要依據(jù)，根據(jù)坡度對生態(tài)修復(fù)程度難度的影響，采取不同的修復(fù)方法[14，15]。與此次破損山體修復(fù)技術(shù)采用掛網(wǎng)復(fù)綠說明即使坡度陡平緩也可采用掛網(wǎng)技術(shù)復(fù)綠植被[19]。該方式更有利于目標(biāo)植被群落的營造。破損山體植被重建與坡面保護(hù)促進(jìn)道路安全是相互統(tǒng)一系統(tǒng)[20]，因此破損山體植被重建的核心是道路安全和坡面生態(tài)保護(hù)[21，22]，利用植被在坡面生態(tài)系統(tǒng)中達(dá)到抵抗雨水沖蝕、保持土壤固定、增強(qiáng)坡面穩(wěn)定性從而保護(hù)道路。評價(jià)破損山體修復(fù)效果具有一定的區(qū)域性，評價(jià)方式、指標(biāo)的選擇與生態(tài)修復(fù)目標(biāo)、破損山體自身特性有關(guān)[22]。因此對破損山體生態(tài)修復(fù)效果評價(jià)方法并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要方法有熵值法[23，24]、層次分析法、綜合指數(shù)法等方式[24]，評價(jià)指標(biāo)主要以修復(fù)破損山體現(xiàn)狀植被、土壤發(fā)育和景觀協(xié)調(diào)為依據(jù)。該次調(diào)查以復(fù)綠植被覆蓋度、植被多樣性和植被現(xiàn)狀為評價(jià)破損山體修復(fù)效果指標(biāo)，參考王倜[20]，洪文俊[22]等人提出的評定指標(biāo)作為判斷黎母山破損山體修復(fù)成效，結(jié)果有效。破損山體生態(tài)修復(fù)是多指標(biāo)共同反映結(jié)果，但實(shí)際應(yīng)有中難以實(shí)現(xiàn)，存在可能忽略或模糊的評價(jià)指標(biāo)[21，22]。因此關(guān)于破損山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)及其評價(jià)還有很大的發(fā)展空間。