王文成 蘇云進 何沛華
隨著我國西部大開發戰略的逐步實施,作為資源富礦的海西地區無可爭議的成為開發前沿,開發建設造成的跡地植被恢復也逐漸成為社會各界關注的焦點。開發建設項目跡地植被恢復有利于保護水土資源,是維護項目區生態環境穩定和維護社會經濟可持續發展的關鍵,也對工程建設與項目區環境和諧具有特殊的意義。
一、植被恢復基本條件分析
海西地區位于青藏高原西北部邊緣,屬北溫帶季風氣候區,由于地處內陸腹地,地勢高亢,受大氣環流的影響,具有典型的高原性大陸氣候特征。特殊的地理位置、地形地貌及水熱條件,造就了區域內獨特的生態系統類型。主要包括山地森林生態系統、灌叢生態系統、高原灌叢草甸生態系統、高原草甸生態系統、荒漠灌叢生態系統、高寒墊狀稀疏植被生態系統等。其中灌叢草甸生態系統、高原草甸生態系統、荒漠灌叢生態系統、高寒墊狀稀疏植被生態系統是青藏高原重要的原生生態系統,也是本區特有的生態系統。
海西地區大部分處于海拔2500m以上的地區,氣候寒冷,降水稀少、輻射強烈,這種環境不利于植物的生長發育,導致植物生長緩慢,生物量少。受氣候條件的影響,微生物、酶等的活動受到抑制,使得土壤中有機物分解速度較緩慢,植物吸收有效養分較為困難。因此,區域生態環境條件極為敏感和脆弱,高寒草原和高原草甸的生物群落結構簡單、植被生長緩慢、生物量少,受人類影響后易發生變化,生態系統的恢復極為困難和漫長。
二、概念的提出
按照植物群落演替理論,工程擾動地段自然植被恢復過程應從先鋒植物的引入開始,經過一系列漫長的演替過程,最終達到穩定的頂級群落。在自然狀態下,這一演替過程受到許多因素的制約,特別是種質資源的約束,這一演替過程需要漫長的時期。開發建設項目跡地植被恢復的任務是在相對較短的時間內恢復跡地植物群落,使工程建設對項目區生態環境影響程度盡可能減小。因此,擬原生態植被恢復技術是在遵循自然演替規律的前提下,經過識別和人工調控植被組成,模擬相似的立地條件下的原生植被組成,同時施以一些管理措施,使植被能夠較快恢復,原生生物群落得到保護和重建。
三、擬原生態植被恢復模式
模擬原生植被恢復可以采用兩種方式,一種是直接采用工程建設跡地破壞擾動以前的原生植被,經過生態因素識別移植及定位栽植,能在短期內達到植被恢復的目的。另外一種是完全由人為配置和調控。后一種方式需要進行大量的試驗研究,限于技術成熟的原生種質資源匱乏,實施難度較大。本文推薦利用原生植被種質資源為主,即經過實地調查分析,在場地清理、開挖及堆棄占壓前,有計劃地把草甸腐殖質層呈塊剝離,將適宜移植的喬、灌木帶土起苗,在異地假植養護,按照適地適樹(草)的原則,將原生態位生長的植被移植到相應生態位。
1. 原生種質、苗木資源的保護利用
由于地表原生的植被是區域長期自然選擇的結果,對當地的土壤條件、水熱條件具有良好的適應性,因而具有穩定性,是高原地區工程建設跡地植被恢復應該重點考慮采用的優良種質資源。開發建設工程的開挖和廢、棄渣堆放會占壓、破壞大量植被,包括草甸腐殖質層、多種灌木及喬木。在清理開挖及占壓前,首先考慮保護和利用草皮腐殖質草根盤結層,地表小樹齡、小樹形、小直徑的喬、灌木和需要特殊保護的植物。利用原生植被用于工程跡地植被恢復具有以下特點。
(1)植被恢復迅速,很快能夠達到恢復效果。高原氣候寒冷,水資源匱乏,適合植被生長的有效積溫低,不利于植物生長發育,異地引入的植物短期內很難見效,況且當地鼠害嚴重,常對幼樹、新植草皮、草籽造成危害。利用當地適生的現成植被,其恢復期相對較短,抗鼠害能力強,能在短時間內達到恢復效果。
(2)有利于生物多樣性的保護。海西地區植被覆蓋率低,生物物種基因不夠豐富,利用當地植被種苗資源,既彌補了當地可用于植被恢復的種質資源種類少的缺點,還可使當地適生生物物種不被流失。
(3)有效防治水土流失。腐殖質、草甸腐殖質層是高原生態之基,是高原植被賴以生存的最重要的資源,移植草甸腐殖質層,避免水土資源的流失,保持土壤生產力。
(4)有益于防止生物入侵。鑒于海西地區處于生態敏感區,生態環境恢復建設過程中必須考慮防止生物物種入侵導致區域生態退化、病蟲害發生、有毒害物種代替原生物種等風險。因此在植被恢復重建過程中,應充分利用原生種質資源,注重鄉土植物的保護和利用,尤其是天然植被優勢種的利用。鄉土種對于當地氣候和土壤條件的高度適應性,容易形成穩定的群落,能夠增強生態系統的抗逆性與穩定性。
(5)節約投資。利用當地植被做為植被恢復材料避免了做植被恢復試驗,避免了調用異地草種、苗木,節省了投資,可以達到生態與經濟雙贏的目的。
2.植被恢復地段生態位識別
海西地區植被分布具有明顯的地帶性,植被的地帶性也是長期的自然環境對植被選擇的結果,具有其內在規律,是合理和穩定的。物種合理選擇和配置是實現跡地植被恢復重建目標的基礎。海西地區以高海拔地區生態環境為背景,工程跡地立地環境條件總體表現為:氣溫較低、溫度的時空變化較大;光照充足,輻射強烈;降水偏少,蒸發量大,且季節分布不均,伏旱嚴重,氣壓低、含氧量少,災害性天氣發生較頻繁,土壤質量差,凍土發育等狀況。在這種環境條件下,諸多因素嚴重制約了基質的改良和植物的定居與生長,因此跡地植被恢復重建過程中,選擇和識別適宜于立地環境條件的植物,以及進行物種之間的合理配置,是順利實現跡地植被恢復重建目標具有十分重要的一個環節。
這就需要判斷識別具體工程建設跡地的立地條件,研究在不同環境背景下,確定利用不同的植被類型。因此,在開展植被恢復之前需要調查和分析植被恢復重建目標區的立地氣候條件,判斷施工建設對生態環境的影響狀況,診斷植被恢復重建的關鍵和制約因素,結合已有的工程跡地植被恢復研究的結果,為制定植被恢復重建方案提供可靠的理論依據,可為探索切實可行的植被恢復重建途徑提供良好的參考依據。
3.植被定位栽(種)植與撫育
在實施植被措施前,需要進行地表整治與土壤改良。由于海西地區有效積溫低,降水不均,不利于苗木生長,宜采用沿等高線整地方式,匯集徑流以保證水分供應。對于土壤風化程度低、有機質含量少的地段應適當施肥,增加土壤中的有機質含量,對保證苗木成活率是十分有效的。經過整地、施肥后,按照立地條件識別結果,嚴格按計劃進行定植。苗木定植、草籽落地后,撫育管理措施是保證植被恢復成功的途徑,應定期施肥、灌溉。在以牧業生產為主的地區,植被恢復期應封禁,防止牛羊取食踩踏。苗木、草籽容易受高原鼠兔、高原鼢鼠等刨食,幼苗易遭環剝破壞,應做好鼠害預防工作。
四、結語
植被的恢復與重建是要在遵循自然規律的基礎上,通過人力作用,根據“技術上可行,經濟上合理,環境能夠承載”的原則,使工程建設跡地生態系統得到盡快恢復,重構或再生有益于多物種生存與生活的良好生態系統的過程。只有遵循自然規律的跡地恢復重建才是真正意義上的恢復與重建。模擬原生植被結構用于工程跡地生態重建和恢復技術的提出,希望能對海西地區工程建設跡地植被恢復和重建有所裨益,達到重建和保護項目區生態的目的。
(作者單位:黃河勘測規劃設計有限公司)