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生態(tài)植被自然修復(fù)及其人工促進(jìn)技術(shù)研究進(jìn)展與展望

2022-09-02 08:46:46劉祥宏尹勤瑞辛建寶劉偉許秀泉黃占斌安如意
關(guān)鍵詞:種源坡面植被

劉祥宏 ,尹勤瑞,辛建寶,劉偉,許秀泉,黃占斌,安如意

1.中煤科工集團(tuán)北京土地整治與生態(tài)修復(fù)科技研究院有限公司,北京 100013;2.煤炭科學(xué)研究總院有限公司,北京 100013;3.中煤平朔集團(tuán)有限公司,山西 朔州 036006;4.中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110015;5.國(guó)家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,湖南 長(zhǎng)沙 410014;6.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110161;7.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京 100083;8.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 濟(jì)南 271500

近年來(lái),自然修復(fù)在國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)中得到了越來(lái)越多的重視,如中國(guó)共產(chǎn)黨的第十八大在報(bào)告中指出要堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針;近年出臺(tái)的《關(guān)于科學(xué)綠化的指導(dǎo)意見》(國(guó)務(wù)院辦公廳,2021)、《關(guān)于推進(jìn)山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作的通知》(財(cái)政部等,2016)以及《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃(2021—2035年)》(國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等,2020)等一系列生態(tài)政策文件,均提出要尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然,要著力提高生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力和穩(wěn)定性。在國(guó)家的大力推動(dòng)和倡導(dǎo)下,如何通過(guò)有限的人工輔助措施來(lái)充分發(fā)揮自然修復(fù)的效力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)國(guó)土綠化、礦區(qū)治理等區(qū)域生態(tài)修復(fù)工作效率、效益、效應(yīng)的最大化,將成為生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的重要攻關(guān)方向。

1 生態(tài)植被自然修復(fù)的概念

自然修復(fù)是通過(guò)停止對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的人為干擾,消除生態(tài)脅迫性因素,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力和自組織能力使其向有序的方向自然演替和更新恢復(fù),促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的正向演替;常指不依靠人工干預(yù)或者以最小化的人工干預(yù)措施達(dá)到生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)的治理方式(白中科等,2020),其概念包括自修復(fù)、自恢復(fù)以及自然恢復(fù)(胡振琪等,2014)、被動(dòng)修復(fù)(白中科等,2020)等;生態(tài)自我修復(fù)工程指通過(guò)降低或消除人類活動(dòng)對(duì)脆弱生態(tài)區(qū)的擾動(dòng),利用生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生演化規(guī)律以促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的自生性恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)的改善,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的連片系統(tǒng)保護(hù)的工程(陸燕元等,2016)。生態(tài)自然修復(fù)作為一種與人工修復(fù)相對(duì)應(yīng)的生態(tài)修復(fù)重要手段,其倡導(dǎo)減少人為干擾,充分發(fā)揮自然的自我恢復(fù)能力,雖然修復(fù)周期一般較長(zhǎng)(Bradshaw,1997;王根緒等,2004;任海等,2007;劉中奇等,2010),具有投入少且形成的生態(tài)系統(tǒng)更符合自然選擇,結(jié)構(gòu)、功能更加穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)(Hodacova et al.,2003;Crouzeilles et al.,2017;Xu et al.,2021;劉震,2004;王寧,2013;劉任濤等,2015;張紹良等,2018),被認(rèn)為是一種生態(tài)修復(fù)中必須堅(jiān)持的原則和理念(胡振琪等,2014)以及最值得推薦的方法(任海等,2007)。通常地廣人稀、水土流失輕微區(qū)(劉震,2004;孫曉玲等,2020)或降雨比較充沛(劉震,2004;孫曉玲等,2020)、土壤/植被狀況較好(Bradshaw,2000;張信寶,2004;陳寶強(qiáng)等,2016;白中科等,2020)的區(qū)域,可以生態(tài)自我修復(fù)為主,充分依靠自然力量保護(hù)與恢復(fù)生態(tài)。

生態(tài)系統(tǒng)自身具有強(qiáng)大的自我修復(fù)能力。理論上只要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間,消除或減輕外界進(jìn)一步干擾后的退化植被和土壤可以自然恢復(fù)到破壞前的狀態(tài)(張信寶,2004);相比植樹造林措施自然恢復(fù)還可能形成更高的植被多樣性(Dang et al.,2022)。實(shí)際上自然修復(fù)普遍存在于各種生態(tài)修復(fù)模式中,即使完全人工重建的生態(tài)系統(tǒng)仍然離不開環(huán)境要素與生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期的自然變化演替(卞正富等,2018),采取措施重建已經(jīng)破壞的生態(tài)系統(tǒng)的人工恢復(fù)往往僅是時(shí)間上的特征,后期將由人為主導(dǎo)逐漸向自然修復(fù)演替轉(zhuǎn)化(劉鑫等,2016),而自然演替會(huì)在長(zhǎng)的時(shí)間尺度上進(jìn)行且會(huì)形成更為豐富和自然的植被覆蓋(Hodacova et al.,2003)。

自然修復(fù)的生態(tài)恢復(fù)過(guò)程被認(rèn)為緩慢,但這種評(píng)價(jià)多基于參照生態(tài)系統(tǒng)是區(qū)域內(nèi)較為良好的生態(tài)背景狀況,實(shí)際上不同生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)下的自然修復(fù)速度有所差別。如張百平(2006)的研究認(rèn)為與濕潤(rùn)森林區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)需要漫長(zhǎng)時(shí)間不同,干旱區(qū)退化荒漠生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)、較快的恢復(fù)能力;王根緒等(2004)針對(duì)青藏鐵路擾動(dòng)區(qū)域的跟蹤研究顯示,經(jīng)過(guò)25 a的自然修復(fù)后,高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)明顯優(yōu)于高寒草甸系統(tǒng),其局部地帶的物種多樣性和種群多度甚至高于未干擾的草原區(qū)域。吳舒堯等(2017)通過(guò)基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法定量比較研究發(fā)現(xiàn),如果生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)是未被破壞的自然生態(tài)系統(tǒng),則以調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)理化環(huán)境和結(jié)構(gòu)等環(huán)境干預(yù)手段為主的中度介入的恢復(fù)方式效果最好。

2 人工促進(jìn)自然修復(fù)理念及模式界定

工程實(shí)踐中自然修復(fù)難以滿足人類社會(huì)生態(tài)需求的根本原因是,自然與人為時(shí)間尺度的不匹配(張新時(shí),2010),而自然恢復(fù)與人工修復(fù)的有機(jī)結(jié)合可彌補(bǔ)這種不足,是促進(jìn)人與自然和諧的現(xiàn)實(shí)途徑(劉震,2004);基于退化土地恢復(fù)的必要性和緊迫性考慮,人類也有責(zé)任采取積極的人工促進(jìn)恢復(fù)措施對(duì)退化的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù),而非任其完全自然恢復(fù)(白中科等,2020)。

人工促進(jìn)生態(tài)自我修復(fù)就是要在原有植被遭到破壞、生態(tài)環(huán)境退化的區(qū)域,采取綜合的保護(hù)和撫育措施,為生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)創(chuàng)造良好的外部條件(由惡性循環(huán)轉(zhuǎn)入良性循環(huán)),提高生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力,逐步改善生態(tài)環(huán)境條件(喬繼平,2007)。根據(jù)植物的演替規(guī)律,通過(guò)適當(dāng)?shù)娜斯じ蓴_引入演替后期階段的物種,或者通過(guò)引進(jìn)一些外來(lái)物種以達(dá)到縮短群落演替周期的目的,可加速植被恢復(fù)進(jìn)程(張健等,2010;胡嬋娟等,2012);掌握生態(tài)自然修復(fù)的規(guī)律及特點(diǎn),在生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行適度的人為干預(yù),促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)正向演替,可加快生態(tài)修復(fù)的進(jìn)程,提高生態(tài)修復(fù)的效益(王麗等,2017)。人工支持引導(dǎo)可以提高生態(tài)系統(tǒng)自然修復(fù)的速率和效果,增加生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性水平(白中科等,2020);人工促進(jìn)措施能改善植物生長(zhǎng)環(huán)境因子,與自然修復(fù)相輔相成共同促進(jìn)生物生長(zhǎng)、繁衍,加快生態(tài)系統(tǒng)的自然演替(聶斌斌等,2010)。鄒厚遠(yuǎn)等(1998)的研究顯示原生植被破壞后的自然恢復(fù)相當(dāng)緩慢,但通過(guò)補(bǔ)播優(yōu)良牧草沙打旺和興安胡枝子能加速植被的恢復(fù),只需10 a左右的時(shí)間即可由棄耕地或退化草地百里香群落演替到長(zhǎng)芒草群落。卞正富等(2018)提出“引導(dǎo)型生態(tài)自修復(fù)”模式,指出必須采取適度、適時(shí)、科學(xué)的人工干預(yù),并依靠其自身的恢復(fù)力,使受損生境通過(guò)自身的主動(dòng)反饋,不斷自發(fā)地走向恢復(fù)和良性循環(huán)。

但當(dāng)前,人工促進(jìn)自然修復(fù)方面還存在界定不清、范圍籠統(tǒng)等問(wèn)題,在國(guó)家大力倡導(dǎo)自然修復(fù)大背景下的一些常見生態(tài)處理方式均被計(jì)為人工促進(jìn)措施。如封育、人工補(bǔ)植補(bǔ)栽或飛播造林種草措施是較為常見的人工促進(jìn)措施(劉震,2004);聶斌斌等(2010)認(rèn)為可改變不利環(huán)境并為生態(tài)自然修復(fù)創(chuàng)造適宜條件的措施,包括提高育種技術(shù)、實(shí)施人工補(bǔ)播、改善生長(zhǎng)條件、改良土壤、修建配套水利設(shè)施、加強(qiáng)封禁管理、生態(tài)移民和促進(jìn)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等;胥超等(2014)將穴狀整地、穴施有機(jī)復(fù)合肥、定植灌木,植被覆蓋小于30%的坡面撒播草籽及復(fù)合肥、山地表土并封禁等界定為人工促進(jìn)措施;《封山(沙)育林技術(shù)規(guī)程》(GB/T 15163—2018)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,將補(bǔ)種補(bǔ)植、平茬、疏伐、破土整地等作為人為促進(jìn)措施;白中科等(2020)認(rèn)為土地整治和生物措施是提高自然修復(fù)速率與效果的人工支持引導(dǎo)路徑和關(guān)鍵方法,提出的“人工支持引導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)自然修復(fù)”理念實(shí)質(zhì)包括以自然恢復(fù)為主人工恢復(fù)為輔的“輔助再生”模式和以人工恢復(fù)為主自然恢復(fù)為輔的“生態(tài)重建”模式;陳澤昊等(2005)將采用高吸水樹脂等人工提高土壤含水率,促進(jìn)植被恢復(fù)的方式界定為人工加速植被自然恢復(fù)的手段;Xue et al.(2002)將圍封后種植目標(biāo)樹種加速修復(fù)進(jìn)程界定為人工促進(jìn)自然恢復(fù);王緒高等(2003)針對(duì)森林自然更新研究中,將人工促進(jìn)天然更新定義為采取人工輔助更新措施使喬木幼苗根系扎到土壤中,戰(zhàn)勝草類、灌木為森林的自身繁育創(chuàng)造良好環(huán)境條件的更新方式;楊文斌等(2017,2021)研究形成了一種低覆蓋度治沙理論,即在15%—25%覆蓋度條件下實(shí)現(xiàn)人工造林與自然修復(fù)有機(jī)結(jié)合,以解決防沙治沙實(shí)踐中的中幼齡林衰敗死亡問(wèn)題并降低工程成本。

人工促進(jìn)自然修復(fù)的目的在于引導(dǎo)和控制生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)進(jìn)程,其措施需具有輕量化、低擾動(dòng)的鮮明特征(張紹良等,2017)。確定人工干預(yù)的合理程度是引導(dǎo)型生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵問(wèn)題之一,生態(tài)閾值可以作為人工干預(yù)合理程度的判別標(biāo)準(zhǔn)(雷少剛等,2022)。而現(xiàn)有的人工促進(jìn)自然修復(fù)措施多未對(duì)該技術(shù)措施的實(shí)施面積、比例等實(shí)施強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行界定,如若人工治理實(shí)施比例過(guò)大則成為人工修復(fù)措施范疇。為此,本研究結(jié)合自然修復(fù)與人工修復(fù)的特點(diǎn),從工程視角出發(fā)對(duì)生態(tài)恢復(fù)模式進(jìn)行了細(xì)分,具體包括以下4種細(xì)分模式(見表1),(1)自然修復(fù)模式:完全依靠自然發(fā)揮作用實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的修復(fù)。(2)人工促進(jìn)自然修復(fù)(自然為主人工促進(jìn))模式:僅進(jìn)行少部分區(qū)域的人工治理,借助治理區(qū)域發(fā)揮自然修復(fù)的促進(jìn)作用;參考碳匯造林項(xiàng)目方法學(xué)(AR-CM-001-V01)等提出的“土壤擾動(dòng)面積比例不超過(guò)地表面積的 10%”,并考慮不同區(qū)域的自然植被蓋度存在巨大差異的實(shí)際(特別是干旱等生態(tài)脆弱區(qū)自身植被蓋度很低),建議按照公式(1)計(jì)算人工治理所占比例,并建議將該比例控制在10%以下,且所采取治理措施的區(qū)域應(yīng)不集中連片;公式中引入“當(dāng)?shù)刂苓呑匀恢脖簧w度”,是秉承生態(tài)承載力理念,基于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件來(lái)控制人工促進(jìn)自然修復(fù)的工程量。(3)自然輔助人工修復(fù)(人工為主自然為輔)模式:部分或大部分待治理范圍實(shí)施人工治理后,進(jìn)入無(wú)(或少)人工干預(yù)下的自然恢復(fù)狀態(tài)。(4)人工修復(fù)模式:大部分或全面實(shí)施人工治理,并加強(qiáng)后期人工管護(hù)。

表1 生態(tài)修復(fù)模式分類表Table 1 Classification of ecological restoration modes

式中:

η——人工治理面積比例,單位為%;

S1——人工治理(包括整地、栽植、播種等活動(dòng))實(shí)施面積;

S2——待治理區(qū)域面積;

δ——項(xiàng)目當(dāng)?shù)刂苓呑匀恢脖簧w度,單位為%。

在此分類方法下,封育、近自然(仿自然)、飛播等一般會(huì)被定義為自然修復(fù)的治理方式,均應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行重新界定。例如,封育是對(duì)退化的生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)行制止再度干擾,任由殘留在該地的不同受損程度的植被依靠其本身的生繁規(guī)律而充分繁殖其個(gè)體,使殘留植被的個(gè)體數(shù)量增加、植被覆蓋度擴(kuò)展(黃培祐,2004)。封育的實(shí)施方式體現(xiàn)為一種人工措施(包括圍欄工程型封育或政策管理型封育),但在實(shí)施對(duì)象的擾動(dòng)狀況方面卻表現(xiàn)為自然修復(fù)。實(shí)際上自然修復(fù)可分為不封育和封育兩種,人工修復(fù)也可分為人工治理后封育或不封育兩種。為此,封育措施不應(yīng)單獨(dú)確定為自然修復(fù)還是人工修復(fù),而是要根據(jù)待治理區(qū)域中人工治理面積占比來(lái)進(jìn)行衡量。

3 人工促進(jìn)自然修復(fù)技術(shù)方法

土壤質(zhì)量、植被恢復(fù)處理方法等初始條件以及氣候條件、附近植物繁殖體的保存狀況等環(huán)境條件是影響植被演替的主要因子(Heras et al.,2008)。王寧(2013)從種源、擴(kuò)散、幼苗建植3個(gè)方面分析黃土丘陵溝壑區(qū)植被更新的限制因素,認(rèn)為分布在強(qiáng)烈侵蝕、干旱脅迫條件下(坡面或溝坡等)的植物,易受干旱、高溫等影響植物的生存及種子產(chǎn)量、質(zhì)量,進(jìn)而限制種群的更新、擴(kuò)散。而剛剛棄置的尾礦廢棄地因表層尾礦結(jié)構(gòu)極差、侵蝕嚴(yán)重、移動(dòng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性低、高溫季節(jié)溫度高、易于干旱等惡劣的環(huán)境條件而影響到植物的自然定居(孫慶業(yè)等,2005)。裸露坡面草本植被自然恢復(fù)過(guò)程受地形、母質(zhì)、氣候和周圍植被覆蓋等因素的影響(張振克,1998)。另外,自然修復(fù)過(guò)程極大地受制于水資源的空間分配和循環(huán)特征的影響(白中科等,2020);土壤侵蝕造成的脅迫與干擾是植被發(fā)育與恢復(fù)演替的重要限制因子(Garcia-Fayos et al.,2000;Guerrero-Campo et al.,2004)。

利用自然力進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)是在保證土壤不損失的前提下,使得自然分布的各類繁殖體(種子、孢子、果實(shí)、萌生根和萌生苗)等能夠“安家落戶”并得以自然繁衍(蔣高明,2003)。其中,種源和落種區(qū)是自然修復(fù)的兩個(gè)重要方面。土壤質(zhì)地不良以及周邊缺少母株、種子遷移受阻等問(wèn)題的解決,將有效促進(jìn)生態(tài)自然恢復(fù)過(guò)程(Bradshaw,2000)。因此,人工促進(jìn)自然修復(fù)措施應(yīng)在區(qū)域內(nèi)大面積免干擾的前提下,針對(duì)小面積的部分區(qū)域開展天然落種種源區(qū)植被構(gòu)建、落種擴(kuò)繁區(qū)的種子擴(kuò)散與截留體系構(gòu)建工作(圖1)。

圖1 人工促進(jìn)自然修復(fù)模式技術(shù)框架Figure 1 Technology framework of artificial promotion of natural restoration mode

3.1 人工促進(jìn)自然修復(fù)的種源區(qū)構(gòu)建

缺乏更新種源被認(rèn)為是限制退化林地、草地再生的主要原因(蘭倩等,2021),有效的種源是干擾后植被自然更新恢復(fù)的前提(王寧,2013)。以火山噴發(fā)造成的森林破壞為例,沒(méi)有受到破壞的原始森林生態(tài)系統(tǒng)可作為種源區(qū),為火山灰裸地上的植被恢復(fù)提供種子(周勝男等,2016);對(duì)于荒漠環(huán)境其可以通過(guò)從鄰近獲得種源而實(shí)現(xiàn)自行恢復(fù)(黃培祐,2004)。王寧(2013)針對(duì)退耕地研究顯示,退耕區(qū)域內(nèi)的自然物種庫(kù)能夠?yàn)橥烁鼗謴?fù)提供種源,在退耕后30 a左右就能夠恢復(fù)到研究區(qū)典型的蒿草群落類型。

自然修復(fù)下的封育措施往往也是基于范圍內(nèi)或周邊有一定植被存在的種源區(qū)而實(shí)施(黃培祐,2004),即封禁區(qū)應(yīng)包括一定數(shù)量和適當(dāng)多樣化的母樹等植物群落(陸燕元等,2016)。蘭倩等(2021)認(rèn)為對(duì)于缺乏種源的退化林地,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刂脖活愋吞攸c(diǎn)補(bǔ)植、補(bǔ)造鄉(xiāng)土樹種,促進(jìn)森林恢復(fù)。高瑞如等(2004)提出利用當(dāng)?shù)氐年P(guān)鍵種或優(yōu)勢(shì)種,選擇裸地上的合適生境,采用人工種子庫(kù)和幼苗移植等方法,促使已缺失的植物種在干旱荒漠區(qū)的目的地重新定居,并為后續(xù)侵入提供條件。葛芳紅(2019)研究顯示,坡面植被自然恢復(fù)過(guò)程中斑塊化植被格局逐漸形成,植物斑塊與裸地斑塊間的存在匯-源關(guān)系,植物斑塊能夠有效增加土壤種子庫(kù)的攔截、保存,增加其物種多樣性和密度。

3.1.1 種源區(qū)位置選擇

景觀中有某些點(diǎn)對(duì)控制水平生態(tài)過(guò)程有關(guān)鍵性的作用,在這些關(guān)鍵點(diǎn)上采取恢復(fù)措施可以達(dá)到事半功倍的效果(李明輝等,2003);微地形的選擇對(duì)建立先鋒植叢成敗影響極大,選擇較為有利的微生境先行建立點(diǎn)狀先鋒植叢可減少恢復(fù)阻力(黃培祐,2004)。

從大的區(qū)域角度,種源區(qū)的布設(shè)包括區(qū)域外緣和區(qū)域內(nèi)部?jī)纱箢悺F渲?,區(qū)域外緣的布設(shè)主要是要充分利用外緣較為良好的基礎(chǔ)條件,并通過(guò)邊界控制來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)退化外延抑制。張百平(2006)針對(duì)沙漠區(qū)域的生態(tài)治理經(jīng)驗(yàn)顯示沙漠內(nèi)外情況差異很大,其內(nèi)部表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)外圍的生態(tài)退化進(jìn)行“鎖邊治理”應(yīng)是治理的重點(diǎn)。

合理管理與利用侵蝕微環(huán)境對(duì)惡劣生境的植被恢復(fù)具有實(shí)際意義(王東麗等,2017)。石若瑩等(2021)針對(duì)黃土高原的植被恢復(fù)研究認(rèn)為,應(yīng)針對(duì)不同微地形環(huán)境進(jìn)行植物配置。對(duì)于待治理區(qū)域內(nèi)部的種源區(qū)構(gòu)建,主要從有利于種源區(qū)植物自身生長(zhǎng)和種子擴(kuò)散出發(fā),來(lái)進(jìn)行有利微環(huán)境選擇或營(yíng)造??蛇x擇的微環(huán)境包括背風(fēng)向陽(yáng)、匯集水土的較好地方。如黃培祐(2004)認(rèn)為退化荒漠區(qū)人工引入缺失的種源必須重視氣候因素的影響,并引入到具有集水能力且可屏蔽強(qiáng)風(fēng)的區(qū)域;陳文思等(2016)的研究顯示先鋒喬木和灌木會(huì)先出現(xiàn)在溝底和切溝、塌陷地、緩臺(tái)等土壤水分條件較好的地方,在人工植被建設(shè)的過(guò)程中溝底和水分條件好的坡面微地形,可以適當(dāng)配置喬木和灌木,而陽(yáng)坡陡坡則以保護(hù)和恢復(fù)草本植物為主;韓芳等(2008)研究認(rèn)為可基于采石場(chǎng)支離破碎的地形特點(diǎn),選擇背風(fēng)的陰坡和溝谷生境作為植被恢復(fù)的起始平臺(tái),然后利用植被恢復(fù)的自然恢復(fù)力向外圍拓殖、不斷擴(kuò)大植被的有效恢復(fù)范圍。坡地上的原有植被可以影響周邊以及低坡位的植物組成等指標(biāo)(Mizushima et al.,2012)。雖然王寧(2013)經(jīng)野外調(diào)查過(guò)程發(fā)現(xiàn)一些灌、喬木物種有從溝坡、溝沿線向梁峁坡面擴(kuò)散的現(xiàn)象,即相對(duì)低處分布的植物種也能為區(qū)域植被的自然更新恢復(fù)提供種源,但在缺乏有效傳播媒介的情況下種子長(zhǎng)距離傳播受到限制(王寧,2013),而坡頂、高地或上風(fēng)向等位置將更有利于植物種子散播。

對(duì)于采石裸巖等區(qū)域,土壤堆積是影響植被重建和和恢復(fù)的關(guān)鍵因素(Jiao et al.,2009),為此可選擇微凹地形(全威等,2013)、巖石裂隙(賈致榮等,2008;范學(xué)忠等,2013)等利于存留土壤、水分和根系延展的位置進(jìn)行植物建植;在高陡邊坡等區(qū)域也可通過(guò)避免平直坡面、保持坡面自然凹凸等,來(lái)人為營(yíng)造有利于種源植物生長(zhǎng)的微環(huán)境(賈致榮等,2008)。

3.1.2 植物種類選擇

通過(guò)人工引入期望物種可幫助受損生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行自然修復(fù)(白中科等,2020),當(dāng)?shù)剡m生種(特別是優(yōu)勢(shì)種群)的選擇極為重要,既是先鋒種又是優(yōu)勢(shì)種群的當(dāng)?shù)刂参飸?yīng)是植被重建的關(guān)鍵種類(黃培祐,2004)。為實(shí)現(xiàn)持久性種源構(gòu)建,應(yīng)因地制宜的選擇種子量大、萌發(fā)力強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)(抗旱、抗寒、耐瘠?。┑膯棠?、灌木和草本植物種類。

其中,草本植物作為先鋒種,在植被自然恢復(fù)中占有十分重要的位置(苗春玲等,2018)。一年生植物靠種子繁殖的能力遠(yuǎn)比多年生植物強(qiáng),容易成為大的環(huán)境破壞后生態(tài)演替中的先鋒植物(李青豐等,1997)。營(yíng)養(yǎng)繁殖芽相對(duì)于種子萌發(fā)幼苗具有更高的抵抗生境脅迫能力,增加了其在惡劣生境中的成活率(王寧,2013)。多年生植物的種子繁殖能力雖相對(duì)較弱,但其往往具有更好的營(yíng)養(yǎng)繁殖能力(王寧,2013),淮虎銀等(2005)認(rèn)為在受損植被上可引入繁殖能力和抗逆能力都比較強(qiáng)的植物(如短穗兔耳草等具有強(qiáng)烈克隆繁殖能力的植物)作為先鋒植物,以改善受損初期的植被、加速其恢復(fù)過(guò)程;高寒草地生態(tài)系統(tǒng)中嵩草植物的營(yíng)養(yǎng)繁殖效力一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有性繁殖,如矮嵩草的營(yíng)養(yǎng)繁殖約是有性繁殖效力的 14倍,藏嵩草的營(yíng)養(yǎng)繁殖效力是有性繁殖效力的8倍多(曹廣民等,2018)。營(yíng)養(yǎng)繁殖物種在群落中的重要值會(huì)隨著坡度的增加而顯著增加,表明營(yíng)養(yǎng)繁殖物種更能適應(yīng)存在土壤侵蝕的環(huán)境(王寧,2013);孫慶業(yè)等(2005)的研究顯示隨著棄置時(shí)間的推移,主要通過(guò)營(yíng)養(yǎng)繁殖(或克隆繁殖)的多年生植物種類所占比例越來(lái)越高,且這些特點(diǎn)在其他類型的礦業(yè)廢棄地上也有所表現(xiàn)。張信寶(2004)針對(duì)嚴(yán)重石漠化巖溶山地的植被恢復(fù),建議在土層充填的巖石裂隙發(fā)育地段種植葛藤等蔓莖植物來(lái)覆蓋坡面,形成枯枝落葉層并促進(jìn)植被恢復(fù)。

3.1.3 種源區(qū)建植處理

在確定了人工促進(jìn)自然修復(fù)措施中的種源區(qū)建設(shè)實(shí)施范圍及植物種類后,可根據(jù)植物特性選擇種子播種或植物栽植的方式進(jìn)行建植。對(duì)于應(yīng)用多種植物的,應(yīng)盡可能進(jìn)行混交種植,并根據(jù)不同植物的習(xí)性,選擇陽(yáng)坡、陰坡等更適合具體植物的條件。

土壤是植被附著生長(zhǎng)的基礎(chǔ),其養(yǎng)分虧缺是礦區(qū)廢棄地植被自然恢復(fù)與生態(tài)重建的重要限制因素(張志權(quán)等,2002;韓芳等,2008)。對(duì)小面積天然落種植被建植區(qū)域,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的土壤改良以消除限制因子,促進(jìn)植被良好生長(zhǎng)和產(chǎn)生足量、高質(zhì)的擴(kuò)繁種子。除常規(guī)的客土、表土回覆或施用肥料、改良劑、保水劑等外,包括叢植菌根真菌在內(nèi)的微生物技術(shù)被認(rèn)為是高效、低成本人工生態(tài)修復(fù)的手段(畢銀麗等,2020)。

鄉(xiāng)土適生或優(yōu)勢(shì)種群往往存在未商品化、難于采購(gòu)的問(wèn)題,除需要通過(guò)建立種子生產(chǎn)基地、專業(yè)種子園等培育種子(Broadhurst et al.,2016)來(lái)加以解決外,還可通過(guò)客土、表土回覆乃至動(dòng)物糞肥中的植物種子來(lái)加以補(bǔ)充。其中,土壤種子庫(kù)是植被自然更新和恢復(fù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)(Nussbaumer et al.,2016;Mi et al.,2019;陳穎穎等,2016;趙麗婭等,2018),土壤種子庫(kù)中的大量種子在植被自然恢復(fù)中發(fā)揮著積極的作用(趙麗婭等,2018)。郭聳松(2013)開展的覆蓋表土補(bǔ)充沙荒地土壤種子庫(kù)的客土處理試驗(yàn)研究顯示,客土地的草本多樣性指數(shù)相對(duì)于沙荒地有明顯的增大;劉利民等(2015)的研究顯示利用附近種源地表層土壤,通過(guò)客土和人工添加喬、灌木種子的方式補(bǔ)充了荒草地土壤種子庫(kù)數(shù)量,植被恢復(fù)效果良好。

3.2 人工促進(jìn)自然修復(fù)的擴(kuò)繁區(qū)處理

孫慶業(yè)等(2005)針對(duì)尾礦廢棄地的研究顯示,通過(guò)種子或孢子進(jìn)行有性繁殖的一二年生植物,是最先侵入尾礦廢棄地并實(shí)現(xiàn)定居的植物。而植物種子離開母體后,由于各種原因不能到達(dá)合適的萌發(fā)地點(diǎn),將導(dǎo)致植物種群更新失?。ㄍ鯇?,2013),植物擴(kuò)散限制是更新限制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。自然修復(fù)模式下的大面積植被恢復(fù),基礎(chǔ)在于植物擴(kuò)繁種子在自然修復(fù)治理區(qū)內(nèi)的廣泛落種、定居。實(shí)施多種微地形改造與下墊面整地措施,可使得地表生境和植被狀況得到一定改善(衛(wèi)偉等,2013)。為此,在人工促進(jìn)自然修復(fù)范疇內(nèi),需在完成種源區(qū)植被建植前提下,對(duì)更廣大的待治理面積進(jìn)行小范圍(點(diǎn)狀、線狀等)的人工處理,提升植物種子落種、定居、萌生潛力。

粗糙的地表可以對(duì)種子起到截留的作用,有利于種子就地發(fā)芽(馬寶峰等,2002),適宜的土壤條件有利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。促進(jìn)區(qū)域內(nèi)以及周圍植物群落的物種繁殖體的有效侵入(落種、生長(zhǎng))方面,可實(shí)施的措施主要包括地表粗糙度提升、地下土壤質(zhì)量改良兩個(gè)方面。

3.2.1 基于微地形的地表粗糙度提升

3.2.1.1 微地形概念

地形對(duì)植被自然恢復(fù)具有主要影響,地貌部位、坡向、微地形等均會(huì)影響自然恢復(fù)植被的分布、多樣性等(陳文思等,2016)。如北方地區(qū)陰坡、半陰坡的自然修復(fù)快于陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡;緩坡的自然修復(fù)快于陡坡、險(xiǎn)坡;坡腳的自然修復(fù)快于坡地上部、中部;凹形坡的自然修復(fù)快于凸形坡(白中科等,2020)。在人工促進(jìn)自然修復(fù)中需控制人為工程量,為此不應(yīng)采取大規(guī)模的地形整理,進(jìn)而應(yīng)更關(guān)注小尺度下的微地形處理。微地形是指在外營(yíng)力作用下形成的大小不等、形狀各異、生境條件有微小變化的局部地形(張宏芝等,2011;王晶等,2012)。Bruland et al.(2005)和 Moser et al.(2007)將微地形的尺度界定為1 cm—1 m,且指出需要重點(diǎn)關(guān)注垂直起伏和地表糙度(Moser et al.,2007)。

3.2.1.2 微地形的生態(tài)效應(yīng)

微地形對(duì)土壤屬性和微生境、降雨入滲和水蝕過(guò)程(Thompson et al.,2010;Gilland et al.,2014)、植被恢復(fù)的效果(Mi et al.,2019;駱宗詩(shī)等,2013)及其生態(tài)服務(wù)功能發(fā)揮(Okubo et al.,2003;Bruland et al.,2005;Chang et al.,2012)等多個(gè)方面都有重要影響(Stavi et al.,2008;Moser et al.,2009;衛(wèi)偉等,2013)。

微地形重建可通過(guò)影響土壤質(zhì)量(Bo et al.,2013)、土壤水分狀況(Nagamatsu et al.,2002;Okubo et al.,2003;Bo et al.,2014)等來(lái)影響植被生長(zhǎng),對(duì)植物生產(chǎn)力發(fā)揮重要作用(Bruland et al.,2005)。如趙維軍等(2014)從坡面微地形尺度研究植被配置得出的結(jié)果表明,黃土丘陵溝壑區(qū)不同微地形的地形因子、土壤理化特征等因素可對(duì)不同樹種生長(zhǎng)產(chǎn)生較顯著的差異性,在構(gòu)建坡面植被配置模式時(shí)應(yīng)考慮微地形導(dǎo)致的坡面生境條件片段化。王東麗等(2017)針對(duì)細(xì)溝、淺溝溝坡、淺溝溝底3種侵蝕微環(huán)境的研究顯示,細(xì)溝更有利于植物種子萌發(fā)出苗及幼苗存活,而淺溝更有利于植物幼苗生長(zhǎng);同時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤侵蝕微地形對(duì)植物更新也存在一定的種間差異性,表現(xiàn)為細(xì)溝和淺溝不利于鐵桿蒿種子萌發(fā)出苗及幼苗存活。駱宗詩(shī)等(2013)不同微生境的植被自然恢復(fù)力不同,其恢復(fù)力指數(shù)大小為:溝槽地>洼地>碎石地>巨石坡面>碎石坡面。張恰嚀等(2017)的研究顯示坡面微地形對(duì)衰退沙棘人工林更新具有顯著影響,緩臺(tái)位置沙棘種群基本能更新成林較好、淺溝其次、陡坎基本不能更新成林。王晶等(2012)針對(duì)黃土區(qū)封禁流域坡面微地形12 a的近自然恢復(fù)的研究表明,黃土區(qū)封禁流域坡面微地形內(nèi)植物群落物種組成、數(shù)量特征及其多樣性存在明顯差異,微地形植被的蓋度、平均高度和生物量多優(yōu)于原狀坡面,且以切溝和塌陷最為顯著。

不同微地形改造措施及其空間組合模式能夠創(chuàng)造出許多不同的斑塊鑲嵌體(Appels et al.,2011),形成許多不同的地表微生境和局地小氣候,進(jìn)而顯著增加景觀的異質(zhì)性(李斯佳等,2018),這種異質(zhì)性可為多種動(dòng)植物的生存提供各種機(jī)會(huì)和條件,有利于提高生物多樣性水平(高鵬等,2007)。王長(zhǎng)庭等(2005)認(rèn)為自然狀態(tài)下群落中的物種組成是物種對(duì)環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果,不同的環(huán)境資源和環(huán)境異質(zhì)性是形成群落結(jié)構(gòu)特征、物種多樣性分布格局差異的主要原因之一。各微地形之間由于不同的降雨分配和地貌形成過(guò)程,其土壤水分和養(yǎng)分有明顯的不均等分配,從而導(dǎo)致微地形植被分布的特征差異(張恰嚀,2017)。陳文思(2016)的研究顯示灌木可在切溝、塌陷地、緩臺(tái)等水分條件較好的坡面微地形和溝底較早出現(xiàn),地貌部位是影響群落物種組成差異性的主要因素,尤其是溝底與其他地貌部位之間的植物群落差異性最大。微地形是植被種類多樣性的重要影響因素之一(Okubo et al.,2003;Chang et al.,2012),微地形重建對(duì)植物多樣性具有重要作用(Bruland et al.,2005)。

微地形對(duì)地表的水文、土壤侵蝕過(guò)程有著十分顯著的影響(Thompson et al.,2010;Gilland et al.,2014)。實(shí)際上微地形也是防治土壤侵蝕的一種措施,如水土保持工程中常用的魚鱗坑,就是一種直徑幾十厘米尺度的微地形。水蝕、風(fēng)蝕的發(fā)生會(huì)影響植物種子的落地定居,需要采取風(fēng)蝕、水蝕防止措施來(lái)為種子落地定居、繁殖更新提供基本條件(趙冰清等,2018;白中科等,2020),楊婭雙等(2018)關(guān)注了梯田、魚鱗坑、水平溝、擋水埂、水平階等微地形的水土保持效應(yīng)。

3.2.1.3 微地形構(gòu)建

Bradshaw(2000)研究認(rèn)為植被建植需要確保地表粗糙。如退化草地中的鼠類活動(dòng)對(duì)原生草氈表層的破碎作用和對(duì)剖面土層的擾動(dòng),可使土壤疏松多孔進(jìn)而有利于植物種子著床(曹廣民等,2009)。水分是限制幼苗萌發(fā)的主要因素,有利于土壤水分保存的微生境均能增加種子萌發(fā)與幼苗存活(王寧,2013)。地表糙度增加后的坑洼微地形能夠攔蓄水分、減少蒸發(fā)、增加濕度,為水分蓄集、種子萌發(fā)、幼苗的存活提供微生境,且自然恢復(fù)坡面幼苗密度和物種數(shù)量隨地表糙度的增加而增加(王寧,2013)。邱冬冬等(2020)的研究顯示,鳥類活動(dòng)形成的凹坑微地形環(huán)境能夠顯著提高濱海濕地鹽地堿蓬的種子保留量、幼苗定植量和成株存活量,有效促進(jìn)鹽地堿蓬在植被退化區(qū)域的恢復(fù)。

羅俊寶等(2006)的研究顯示流沙上設(shè)置黃柳活沙障可將地表粗糙度提高 465—643倍,減弱近地層風(fēng)沙活動(dòng)的強(qiáng)度,為其他植物種的入侵創(chuàng)造了條件,使得障內(nèi)的植物種類增加 11種、蓋度增加50%—60%、生物量增加了 20—26倍。趙冰清等(2018)和白中科等(2020)的研究發(fā)現(xiàn)營(yíng)造刺槐與榆樹混交林可防治風(fēng)蝕、水蝕,進(jìn)而可為榆錢落地定居、繁殖更新提供基本條件。苗春玲等(2018)的研究認(rèn)為礫石覆蓋能夠保存植物種子、降低土壤水分蒸發(fā),進(jìn)而有利于植物生長(zhǎng),但對(duì)不同高度礫石、粒徑礫石所形成的不同的粗糙度環(huán)境下的植被自然修復(fù)的效果的研究未見報(bào)道。而植被建植需要考慮提供覆蓋條件,對(duì)于細(xì)粒物質(zhì)缺乏的待恢復(fù)區(qū)域,需要通過(guò)覆蓋以及早期植物生長(zhǎng)等方式減少進(jìn)一步的侵蝕損失(Bradshaw,2000)。

生物結(jié)皮在生態(tài)脆弱區(qū)域的表土固著、揚(yáng)塵抑制方面起到重要的作用;結(jié)皮在植被方面一般具有增加地表糙度、攔截種子作用,在一定程度上可改善養(yǎng)分、水分狀況,并可在夜間吸附空氣中的水分(Eldridge et al.,1994;Beyschlag et al.,2008;潘臻,2009;潘臻等,2009),對(duì)幼苗存活有一定的作用(王寧,2013)。龍利群等(2003)研究顯示小畫眉草和霧冰藜兩種一年生草本植物的幼苗存活率均表現(xiàn)出在苔蘚結(jié)皮上最高(而在流沙基質(zhì)中最低),且兩種植物幼苗存活率與土壤表層水分含量呈正相關(guān)關(guān)系。但也有研究認(rèn)為,土壤結(jié)皮的存在對(duì)植物的落種留存(宋光等,2017)、降水入滲(劉翔等,2016)等方面具有不利影響,使得自然落種恢復(fù)效果難于實(shí)現(xiàn)。如宋光等(2017)認(rèn)為干旱沙區(qū)生物土壤結(jié)皮的存在會(huì)降低外來(lái)植物種子進(jìn)入土壤,阻礙外來(lái)植物的種子傳播與定居;王璐(2015)研究顯示自然條件下藻結(jié)皮的存在抑制多年生植物羊草、星星草的定居,但有利于一年生植物堿蒿、虎尾草、角堿蓬的定居,并認(rèn)為這與結(jié)皮影響土壤表面對(duì)種子的捕獲能力有關(guān)。劉翔等(2016)通過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),蘚類、地衣和藻等 3種類型結(jié)皮均會(huì)顯著降低沙土初滲速率、減小沙土累積入滲量,阻礙沙土水分入滲,而這種對(duì)土壤水分的影響,可能間接影響植被種子的萌發(fā)生長(zhǎng)。為此,需要在人工促進(jìn)自然修復(fù)中考慮消除土壤結(jié)皮的不利影響。具體的,需要在結(jié)皮大面積發(fā)育地方,采用分布式、散點(diǎn)式鉆孔等方式開展破皮和促糙處理,為種子落種定居及水分入滲等創(chuàng)造有利條件,促進(jìn)植物萌發(fā)后的進(jìn)一步生長(zhǎng)。在該方面需進(jìn)一步研究確定擾動(dòng)時(shí)機(jī)、擾動(dòng)范圍、擾動(dòng)尺度和深度等因素。

在高陡巖質(zhì)邊坡復(fù)綠工程中巖體裂隙有著非常重要的生態(tài)學(xué)意義(賈昊冉等,2014);工程建設(shè)造成的巖石裂隙發(fā)育程度直接影響植物自然恢復(fù),次生裂隙發(fā)育對(duì)生態(tài)恢復(fù)有利(朱克亮,2011)。石壁上不規(guī)則的微凹地形或縫隙及其凹陷平緩處聚集的少量土壤,使得植物的自然入侵成為可能(袁劍剛等,2005;許曉崗等,2009),許曉崗等(2009)研究顯示在石壁上定居的植物種源,主要來(lái)自風(fēng)力搬運(yùn)、鳥獸傳播以及壁頂土壤中種子庫(kù)隨雨水沖刷,并在石壁上凹凸不平的地形處聚集。賈昊冉等(2014)認(rèn)為巖體裂隙可以截留和儲(chǔ)存土壤、水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并保持穩(wěn)定,還可導(dǎo)通水分和空氣,從而構(gòu)建出完整的適宜植物生長(zhǎng)的地境;楊瑞等(2010)針對(duì)喀斯特區(qū)域森林群落自然恢復(fù)早期的研究顯示,林木主要占據(jù)石縫和土面的小生境;裸露坡面侵蝕強(qiáng)烈但較小的種子易于進(jìn)入土壤縫隙(王寧,2013),這有利于裂縫區(qū)域的植被種子定居。Yuan et al.(2006)的研究顯示,采石場(chǎng)陡坡上植被恢復(fù)受積存土壤體積的影響要強(qiáng)于土壤肥力。良好的裂隙條件可以滿足植物生長(zhǎng)所需的地境條件要求,巖體裂隙的有效利用可使復(fù)綠種植植被長(zhǎng)期穩(wěn)定生長(zhǎng),這為人工構(gòu)建地境提供了有利的條件和理論依據(jù)(賈昊冉等,2014)。袁劍剛等(2005)的研究顯示,在懸崖上構(gòu)筑大量的微凹地形或小平臺(tái),并在其上引入周圍表土可改善懸崖立地條件和引入當(dāng)?shù)刂参锓N子庫(kù),可望以較少成本在較短時(shí)間內(nèi)在懸崖上形成適當(dāng)?shù)闹参锶郝洹?/p>

另外需要注意的是,土壤的粗骨性會(huì)造成小粒種子在降水沖刷作用下向下部土層遷移,導(dǎo)致穿破力弱的小粒種子萌發(fā)、出苗比較困難(曹廣民等,2009)。為此,微地形處理應(yīng)關(guān)注處理深度,盡可能在淺表層進(jìn)行。

3.2.2 土壤基質(zhì)條件改善

種子萌發(fā)與幼苗定居是植物生活史中最為脆弱、敏感的階段之一,也是種子實(shí)現(xiàn)種群更新和物種延續(xù)較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)(彭閃江等,2004;文暉,2010)。孫慶業(yè)等(2005)的研究顯示,礦區(qū)廢棄地惡劣的環(huán)境條件會(huì)影響植物的自然定居,繁殖體萌發(fā)所形成的幼苗或個(gè)體往往因表層尾礦的侵蝕、掩埋、高溫、干旱而死亡,只有在局部表面穩(wěn)定、濕潤(rùn)區(qū)域植物才能完成生活史,實(shí)現(xiàn)定居。大面積待治理區(qū)域中的少部分區(qū)域,也可采取與種源區(qū)一致的土壤基質(zhì)處理方式(包括施用有機(jī)肥、替換客土等),進(jìn)而為落種后植物的種子萌發(fā)、生長(zhǎng)提供良好養(yǎng)分、水分條件,以期促進(jìn)自然修復(fù)的進(jìn)程和效果(特別是植物幼苗的存活與生長(zhǎng))。

4 總結(jié)與展望

生態(tài)自然修復(fù)符合國(guó)家政策導(dǎo)向,人工促進(jìn)自然修復(fù)具有重要的工程實(shí)踐意義,有限人工措施的基礎(chǔ)上的生態(tài)自然修復(fù)(即人工促進(jìn)自然修復(fù))將成為未來(lái)生態(tài)修復(fù)治理工程應(yīng)用和技術(shù)研究的重要方向。本研究在初步明確自然修復(fù)、人工促進(jìn)自然修復(fù)與人工主導(dǎo)的生態(tài)修復(fù)之間的界限基礎(chǔ)上,對(duì)人工促進(jìn)自然修復(fù)的技術(shù)體系框架進(jìn)行了構(gòu)建,并對(duì)相關(guān)技術(shù)措施要點(diǎn)進(jìn)行了闡述。未來(lái)人工促進(jìn)自然修復(fù)的技術(shù)研發(fā)方向包括:

(1)進(jìn)一步研究完善人工促進(jìn)自然修復(fù)的模式框架,補(bǔ)充相關(guān)配套管理、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)相關(guān)內(nèi)容,使得整個(gè)模式框架更加全面、可行、有效;

(2)在模式框架內(nèi)重點(diǎn)通過(guò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的植被建植、土壤改良、微地形塑造等,開展經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定的有限人工促進(jìn)技術(shù)措施研究,并逐步形成相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)程;

(3)針對(duì)鹽堿地、沙區(qū)、礦區(qū)等典型脆弱生態(tài)以及干旱、高寒等不利環(huán)境條件,開展針對(duì)性的人工促進(jìn)自然修復(fù)措施研究,不斷提升技術(shù)應(yīng)用的針對(duì)性;

(4)開展人工促進(jìn)自然修復(fù)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)制定。如進(jìn)一步明確不同氣候條件、立地類型下的人工促進(jìn)工程面積比例;研究確定短期和中長(zhǎng)期的人工促進(jìn)自然修復(fù)工程質(zhì)量、效應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其中短期內(nèi)應(yīng)側(cè)重人工處理措施實(shí)施范圍內(nèi)的出苗、保存率、成活率,中長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的植被蓋度、生物量進(jìn)行調(diào)查,并與區(qū)域背景值、參照值進(jìn)行比較、評(píng)價(jià)。

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