甘肅省天然次生林修復技術與模式

趙玉紅

摘 要 為有效地恢復和保護甘肅省嚴重退化的天然次生林，分析植被恢復技術、土壤改良措施、水源管理策略及適應性管理措施等天然林修復技術和方法，并對選定區域實施技術后的監測和評估。結果表明，采用的修復技術和方法能明顯提高植被的生存率和生長速度，改善生態系統的多樣性和抗逆性，充分證明了這些技術和方法在甘肅省天然次生林修復中的有效性和可行性。

關鍵詞 修復技術；次生林退化；土壤改良；甘肅省

中圖分類號：S753.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.02.068

甘肅省天然次生林分布廣泛，但由于不合理的林業活動、過度放牧、氣候變化等因素，這些林地的生態環境正面臨嚴重威脅。天然次生林的退化不僅影響了生物多樣性，還可能導致土壤退化、水源減少、氣候變化加劇。因此，研究和實施有效的天然次生林修復技術和模式，對于改善甘肅省的生態環境和促進生態文明建設具有重要意義?；趯Ω拭C省天然次生林現狀的深入分析，提出了一系列切實可行的修復策略和方法，旨在為該地區的生態修復和可持續發展提供科學指導和實踐案例。

1 修復技術和方法

1.1 植被恢復技術

甘肅省天然次生林植被恢復的核心技術包括鄉土植物的再植與引入、混交林的構建、林地自然更新的促進、生態修復種植技術的應用、生態工程措施的實施等。這些方法共同構成了一個綜合性的植被恢復策略，旨在增強生態系統的自我修復能力，提高生物多樣性，并確保生態系統的長期穩定。具體而言，優先選用適應當地環境的鄉土樹種，通過營造多樣化的植物群落，形成具有生態穩定性和抗逆性的混交林[1]。同時，加強林地的自然更新，如通過保護幼苗和優化種子散播條件促進林地自然更新。應用生態修復種植技術，如縫隙種植和覆蓋作物種植，以改善土壤條件、控制雜草生長，并為新栽植物提供良好的生長環境。通過實施梯田建設、水土保持工程等生態工程措施，減少水土流失和改善土壤質量。

1.2 土壤改良措施

在甘肅省天然次生林修復項目中，土壤改良是一個關鍵環節，包括一系列旨在提高土壤肥力、水分保持能力的技術。具體措施包括有機物的施加、土壤結構優化、生物修復、石灰和礦物質的添加、土壤水分管理和生物多樣性的增加。有機物施加是通過添加堆肥、綠肥、生物炭或其他有機肥料，以增加土壤中的有機質含量和微生物活性。土壤結構優化通常涉及破碎和松散土壤，改善土壤通氣性和滲透性。在一些重黏土區域，需要添加砂或其他輕質材料改善土壤的排水性和通氣性。生物修復則是利用植物、微生物或真菌改善土壤質量，如通過種植根系發達的植物增加土壤的團粒結構。添加石灰和礦物質是為了調節土壤的pH值和提供缺乏的礦物養分。在酸性土壤中，通常會添加石灰來中和酸度；而在養分不足的土壤中，則可能需要添加磷、鉀或其他微量元素[2]。

1.3 水源管理策略

甘肅省天然次生林的水源管理策略集中于有效儲存、合理利用及分配水資源，同時實施水土保持和流域管理措施。具體包括建立雨水收集系統，如蓄水池和雨水收集坑，以及利用梯田等形式儲存降雨，減少雨季的徑流損失并在旱季提供水源。采用高效灌溉技術，如滴灌和微噴灌，以提高水資源利用效率并確保水分均勻分布。實施梯田建設、建立草地保護帶和構建水土保持林帶，以減少水土流失，保持土壤濕度和改善土壤結構[3]。在流域層面，恢復濕地、保護河岸植被和維護自然水道，以保持整個流域的水循環平衡和生態健康。通過遙感技術和地面監測數據，定期監測水資源的質量和數量，評估水源管理策略的效果，并根據監測結果及時調整管理措施[4]。

2 案例研究與實施

2.1 選定研究區域

項目區位于甘肅省隴南市，該地處于黃土高原與秦嶺山地的過渡地帶，其地質構造復雜，黃土層深厚。這樣的地質條件為本研究提供了理想的實驗場所。研究地點具體位于隴南市中部的一個小流域，該區域屬于溫帶半干旱氣候區，年平均氣溫范圍為8～14 ℃，為林木生長提供了特定的溫度條件。該地區降雨分布不均，年降水量通常在400～600 mm，且大部分集中在夏季，這種降雨模式對于研究區域內的植被類型和生長狀況有著重要影響。該區域曾是茂密的森林地帶，但受過度采伐和不合理農業活動的影響，目前面臨著生態退化的問題。土壤類型多為黃土，受到侵蝕和退化的影響，土壤肥力較低。該地區的生物多樣性豐富，但也正因為生態環境的退化，許多物種的生存受到威脅。

2.2 實施技術介紹

在天然次生林修復項目中，實施一系列具體的技術和方法，其中包括在約10 hm2的項目區內進行植被恢復，種植鄉土喬木、灌木和草本植物約30種，以約1 200株·hm-2的密度建設混交林，種植間距設定為

5 m×5 m。在土壤改良方面，針對退化土壤區域施加堆肥約20 t·hm-2，添加綠肥如紫云英，并對酸性土壤施加石灰約2 t·hm-2以調節土壤pH值。在水源管理方面，建立容量約500 m3的蓄水池和雨水收集坑，并采用灌溉效率達到90%的滴灌系統。為減少水土流失，在坡度較大的區域建設梯田，每梯田寬度約1.5 m、高度為30 cm，并在關鍵區域建立寬度約10 m的水土保持林帶。適應性管理方面，實施了每季度對植物生長、土壤質量和水資源狀況的評估，并根據監測數據調整管理策略。

2.3 監測和評估方法

在天然次生林修復項目中，設立多個固定監測樣地，每個樣地面積為100 m2，均勻分布于10 hm2的項目區域。在這些樣地中，定期記錄植被的生長情況，包括植物的種類、數量、生長高度、冠幅。通過這些數據評估植被恢復的進度和生物多樣性的變化。土壤質量的監測包括定期采集土壤樣本，分析其有機質含量、養分水平（如氮、磷、鉀含量）和pH值。水資源的監測則通過安裝土壤水分傳感器和流量計，實時記錄土壤水分狀況和蓄水池的水位變化[5]。

3 研究結果

3.1 生存率和生長速度分析

由表1可知，在種植密度方面，紫云英種植密度最高（1 500株·hm-2），其次是北京楊（1 100 株·hm-2），

顯示出當地對這些植物的重點恢復。在生存率方面，所有種類植物的平均生存率都超過了85%，其中北京楊達到了92%，表明其對當地環境具有極好的適應性；華山松和刺槐也表現出較高的生存率，分別為89%和90%。在年生長高度方面，北京楊、華山松、刺槐及白樺的平均年生長高度分別為120 cm、80 cm、100 cm及95 cm，這些數據反映出喬木類植物在恢復過程中的健康生長狀況。特別是北京楊，其生長速度較快，有助于快速恢復森林覆蓋。對草本植物紫云英，其覆蓋度在第1年增加了35%，到第2年進一步增加到45%。這一顯著增長表明紫云英在土壤穩定和生物多樣性提升方面起到了重要作用。研究數據表明，通過對植物種類的精心選擇和適當的管理措施，該地區的天然次生林修復項目取得了積極的初步成果。植物的高生存率和良好的生長速度表明修復策略的有效性，而草本植物覆蓋度的增加則進一步證實了生態系統整體恢復的成功。

3.2 生態系統多樣性和抗逆性評估

由表2可知，生物多樣性指數從實施前的1.5提高到實施后的2.3，顯示了生物多樣性的顯著增長。具體來看，鳥類物種數量由初始的15種增加到25種，而昆蟲物種數量則從20種增加到35種。這一增長反映了修復措施在增加生態系統中物種豐富度和多樣性方面的顯著效果。在抗逆性方面，對干旱和洪水條件的模擬試驗顯示了生態系統在修復后的強化表現。干旱模擬中，土壤水分下降速度相比于修復前減慢了30%，這表明通過植被恢復和土壤改良措施增強了土壤的水分保持能力。在洪水模擬實驗中，土壤侵蝕量相比于修復前減少了40%，證明了土壤結構和植被覆蓋的改善有效提升了生態系統對極端水文事件的抵抗能力。結果表明，生態修復措施在提升生態系統多樣性和增強其抗逆性方面的有效性。通過科學的修復方法，不僅增加了物種的多樣性，還提高了生態系統對環境變化的適應能力，這對于生態保護和可持續發展具有重要意義。

3.3 技術應用的效果對比

由表3可知，修復區域在植物覆蓋度提升方面表現較好，提升了35%，相比之下，對照區域的覆蓋度提升了5%。這一差異表明了生態修復措施在增加植被覆蓋方面的有效性。

土壤質量方面，修復區域的土壤有機質含量提升了20%，而對照區域僅提升了3%，這反映了土壤改良措施的成功應用。在增強土壤抗蝕性方面，修復區域同樣展現了較好的效果，提升了30%，而對照區域僅有2%的改善。水源管理方面，修復區域的地下水位保持能力提升了15%，而對照區域僅提升了2%，表明了有效的水源管理策略在提高水資源保持能力方面的重要作用。徑流量減少方面，修復區域減少了25%，對照區域減少了3%，顯示了水土保持措施對減少水土流失的貢獻。最為明顯的是在極端天氣恢復速度方面，修復區域提升了50%，而對照區域提升了10%。這一數據強調了生態修復工作在提高生態系統對極端氣候事件抵抗力和恢復力方面的明顯效果。結果明確證實了生態修復措施在提升生物多樣性、增強土壤質量、改善水源管理及提高生態系統抗逆性方面的有效性，展示了綜合性生態修復方法在改善受損生態系統方面的重要作用。

4 結語

此次研究不僅為甘肅省生態恢復提供了有力的實證支持，也為其他類似生態環境的修復工作提供了寶貴的經驗和數據支持。這些成果強調了科學的生態修復方法在維護生物多樣性、促進生態系統健康及對抗環境變化方面的重要性。展望未來，這些經驗將對生態保護和可持續發展工作產生深遠影響。

參考文獻：

[1] 甄廣韻.遼東山區天然次生林修復技術與模式[J].林業科技通訊，2023（10）：78-81.

[2] 湯銘陽，宋佩東，孟慶嬌.遼東山區典型退化次生林生態修復技術探究[J].現代園藝，2020，43（14）：

134-136.

[3] 林楊.湘潭錳礦廢棄地生態修復及其生態效應研究[D].長沙：中南林業科技大學，2015.

[4] 劉亞培，陳紹志，趙榮，等.我國天然林保護修復研究概述[J].世界林業研究，2022，35（1）：82-87.

[5] 陳麗榮，陳麗娟，朱震鋒，等.基于交易視角的天然林資源保護工程區林業碳匯項目開發潛力：以黑龍江森工天保工程區為例[J].浙江農業學報，2021，33（5）：944-954.

（責任編輯：張春雨）