大丰林场海滨湿地防风林生态修复研究
2015-12-22花月江苏省环境工程咨询中心江苏南京0036江苏省环境科学研究院江苏南京0036
徐 静,花月,耿 磊(.江苏省环境工程咨询中心,江苏南京0036;.江苏省环境科学研究院,江苏南京0036)
生态公益林是实现环境与发展相统一的纽带,它不仅满足人类生存与发展的物质产品和环境服务需求,而且在维护全球生态平衡和保护生物多样性中发挥了重要作用[1]。它支撑和维护了地球的生命支持系统、生命物质的地化循环与水文循环、生物多样性、大气化学成分的平衡与稳定等[2-3]。我国于2001年发布了《生态公益林建设》的国家标准和《生态公益林认定办法》的国家级法规。2003年,随着《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》的发布,标志着中央和政府对林业的重视提上了一个新的高度。陈统爱[4]认为,林业建设必须依据生态经济学理论,把生态与经济的协调统一作为林业建设的主导思想。为加强对盐城沿海湿地的保护,修复生态环境,江苏省政府计划利用亚行贷款开展盐城湿地保护工程项目,大丰林场海滨湿地防风林工程即属于该项目之一。该研究从林场生态保护着眼,在对该林场生态环境调查的基础上,总结了其存在的生态环境问题,利用现代经济学理论,提出了相应的生态措施,以期实现恢复和强化湿地森林生态功能的目的。
1 大丰林场概况
大丰林场地处江苏中部沿海,位于大丰市的东南角,距市区45 km,东临黄海,南与东台市接壤,西、北与大丰市的大桥、草庙等乡镇以及蚕种场、种猪场、水上二村等单位毗邻。大丰林场总面积2 467 hm2,森林覆盖率85.6%。
大丰林场是江苏省重点公益林基地,属于省级森林公园之一,是一个以营林为主的国营林场。林业发展主要经营形式有林农间作、林果间作、林经间作、林牧生态养殖等,其中有林农间作面积1 333 hm2,果园200 hm2,苗圃200 hm2,林下草鸡养殖10万羽以上,套种农作物以小麦、大麦、棉花、大豆、冬瓜等为主。林业发展由原来的单一水杉、杨树逐步向多品种、耐盐树种、速丰树种、珍贵树种方向发展。目前已初步形成了以万亩生态林、果园、苗圃、林下草鸡养殖、生态旅游等为主的高效生态林业和支柱产业,为林场的循环经济发展和林业重大转型奠定了坚实的基础。
2 生态环境现状调查
2.1 土地资源调查 选用2009年5月空间分辨率(2.5 m×2.5 m)的ALOS遥感影像作为大丰林场遥感数据源提取其土地利用信息。利用ArcGIS9.3地理信息系统软件处理得到林场土地利用类型。根据分析可得:大丰林场主要土地利用类型为耕地,面积约10 792.30 hm2,占林场面积的58.3%;其次为林地,面积约为2 954.53 hm2,占林场面积的16.0%;养殖场用地次之,面积约为1 952.90 hm2,占林场面积的10.5%;滩涂湿地面积为 759.91 hm2,占林场面积的 4.1%。
2.2 植被现状调查 针对大丰林场内各林分进行植被资源调查,共设置10 m×10 m样方8个,对经济林进行样方调查,记录树龄、数量、高度、郁闭度、胸径及群落组成。其中高度为群落平均高度,胸径为样方内所有个体平均胸径,桃树、柿树和梨树因为分枝较矮,以基径代替胸径。
大丰林场的草本植被主要包括生活于林下的草本植物、滩涂盐碱地生活的盐生植被以及生活于海滩上的芦苇群落组成的湿生植被。随机设置9个林下草本样方、8个盐生植被样方以及5个芦苇单一群落组成的湿生植被样方,样方大小均为1 m×1 m。记录样方内群落组成、各物种数量、分盖度和总盖度、高度,并分别称重记录生物量。
2.2.1 木本植物调查结果。林区共有意杨、柿树、桃树、水杉、香椿、梨树、女贞、杨树+水杉、楝树以及苗圃共10种林相,乔木样方统计结果见表1。
2.2.2 林下草本调查结果。随机设置林下草本样方9处,测量群落组成及盖度、数量、高度等数据,并分别称重计算生物量,结果见表2。
表1 乔木样方统计结果
从表2可以看出,林下草本生物量相对较小,但部分群落物种组成丰富,而禾本科的求米草和虉草群丛以及加拿大一枝黄花群丛可能由于他感作用,群落组成较简单,即便有少量伴生种,其生物量也受到影响。
2.2.3 盐生植被样方调查结果。大丰林场有部分盐碱滩涂,毗邻麋鹿保护区第1核心区,随机选择1条样线贯穿整个滩涂,在样线上随机选取8个样方进行植被调查,样方大小均为1 m×1 m,并完全收割,分别称取鲜重,记为生物量,各样方调查结果见表3。
表2 草本样方统计结果
表3 盐生植被样方调查结果
2.2.4 沼泽植被样方调查结果。紧靠大丰麋鹿保护区第3核心区有一片芦苇单优群落组成的91 hm2的沼泽植被,为牙獐保护湿地,此次调查随机选取1条穿该芦苇群落的线路,在群落中间随机选取5处1 m×1 m样方,记录高度、盖度和物种组成,统计芦苇群落中各物种的频度和多度,结果见表4。
将芦苇完全收割带回称重,记录生物量,换算成单位面积芦苇生物量,再放大估算出总芦苇重量,得每公顷产量约25 935 kg,91 hm2芦苇群落约有芦苇2 351 t,说明此处芦苇长势很好。从表4可以看出,芦苇群落物种丰富度较高,然而均匀度并不高,芦苇优势非常明显。
2.3 动物资源调查
2.3.1 兽类。评价区内有兽类12种,有国家一级保护动物麋鹿,二级保护动物牙獐、猪獾、狗獾、狐狸、黄狼、野兔、豹猫等。
2.3.2 鸟类。该项目临近麋鹿保护区,依据2010年麋鹿保护区鸟类调查报告,结论如下:2010年在项目附近的麋鹿保护区共记录鸟类150种,26 531只,分属16目43科。其中雀形目鸟类66种,占44%,非雀形目鸟类84种,占56%。雀形目鸟类中,以鸫科、鹀科和鹡鸰科的鸟类种类最多,分别为11种、9种和7种;非雀形目鸟类以鹬科、鹭科和鹰科鸟类种类最多,分别为20种、11种和7种(表5)。
表4 芦苇群落物种组成
表5 2010年项目区鸟类的目、科组成及种数
2010年在评价区内共发现国家I级、II级保护鸟类共14种,占鸟类总数的9.3%,其中国家I级保护鸟类1种,II级保护鸟类13种。在这14种保护鸟类中隼形目鸟类共10种,占国家I级、II级保护鸟种的71%,其余有鹳形目2种、鸮形目1种、雀形目1种。
2.3.3 评价范围内受保护动植物资源汇总。评价区内有麋鹿、东方白鹳等7种国家一级保护动物,牙獐、黑脸琵鹭等39种国家二级保护动物,江苏省地方重点保护陆生野生动物刺猬、赤狐等8种,江苏省地方重点保护鸟类21种,无江苏省地方重点保护植物。评价范围内受保护植物包括有国家二级保护植物野大豆。评价范围内受保护动植物名单见表6。
3 存在的生态环境问题
3.1 林相单一 受地理、土壤、气候、经济效益等因素的制约,长期以来在大丰林场的林相结构中,阔叶林占有绝对优势。而林区内的原始植被几近绝迹,现状多为人工林和天然次生林,植被类型层次结构简单,林下地被物缺乏。由于林下植物种类少,难以招引鸟类和其他野生动物栖息,造成整个森林群落生物品种少,不利于生物群落多样性的保护,同时对改善环境的作用水平低,防风等生态效益差。
3.2 基础设施老化 首先,林场内各条河底标高均高于规划标高,主要原因有:①长期以来,两岸以及土质沟渠水土流失;②水中植物死亡后沉积在河底;③部分生活垃圾进入水体。目前项目范围内的河道均不能满足设计要求的生态规划和水利标准,均需进行水系疏通。其次,大丰林场护林防火通道,除部分主干道路为沥青路面外,多数路面为泥结碎石路面,道路等级较低,破坏严重,车辆行驶困难,部分跨越河沟的桥涵因年久失修已属于危桥的范畴,由此可见大丰林场目前的防火通道亟待修缮,以满足林场日常生产、管理和护林防火的需要。
3.3 海涂湿地生态系统退化 由于人为活动的干扰以及滩涂淤涨等原因,海涂湿地区的麋鹿、牙獐等野生生物的栖息生境面临破坏的危险。
表6 评价范围内国家重点保护动植物名录
4 生态修复措施和工程
4.1 滨海湿地生态防护林抚育工程
4.1.1 抚育采伐与补植。抚育采伐是根据林分发育、自然稀疏规律及森林培育目标,适时伐除部分林木,调整树种组成和林分密度,改善环境条件,促进保留木生长的一种营林措施,是森林抚育的中心环节。工程区另有191 hm2林地较稀疏,株行距3 m×10 m~3 m×20 m不等。为更好地发挥林场在沿海防风和改善区域生态环境等方面的作用,需要进行适当的行间补植。疏伐区域亦进行适当补植。该项目总计补植榉树57 305株、水杉20 812株、楝树1 654株,为提高成活率,均采用幼苗补植。
4.1.2 人工整枝。人为除去树冠下部的枯枝及部分活枝,加速林木生长,把林木培育成年轮宽度均匀、通直、圆满、少节和无节良材的抚育措施,即通常所说的人工整枝。人工整枝还能改善林内通风透光状况及林木生长条件,起到减少树冠火、雪压和风害的发生程度的作用。
4.2 林场基础设施及配套工程
4.2.1 疏浚工程。项目范围内共需治理河道11条、丰产沟7组,总长174 km,其中疏通河道总长33 km,疏通丰产沟总长141 km。
4.2.2 防火通道工程。在现有道路基础上改建20.9 km道路。
4.2.3 护林防火工程。采用智能预警系统,通过无线网络结合有线网络传输,将远端的实时画面传到位于林场场部的森林防火监控指挥中心,不仅减少了护林工作人员的巡护次数,还可为林区的防火防虫灾工作提供强有力的保证,为现场防火指挥工作提供决策依据。
4.3 海涂湿地生境保护与修复工程 主要包括起伏地形构建、植被恢复。其中起伏地形构建主要是在工程区东部构建若干高地(8.04 hm2)和洼地(3.78 hm2);植被保护与恢复主要通过自然恢复芦苇面积82.2 hm2、引种本地优质芦苇品种13.0 hm2,恢复8.04 hm2茅草群落,同时封禁其余碱蓬群落。
表7 大丰林场和海涂湿地面临困境及实施工程的效果
5 零建设方案评价
江苏大丰林场及海涂湿地面临林相单一、基础设施老化、人为活动干扰加剧和自身保护能力薄弱等困境,如不实施该项目,林场、滨海湿地生物多样性降低,湿地旱化、非生态开发活动的风险进一步加大。大丰林场和海涂湿地现面临的困境及实施该工程项目后的效果见表7。
由表7可知,针对目前林场和海涂湿地面临的困境,若不采取恢复措施,林场及海涂湿地的生境将会进一步恶化,因此工程的实施是十分必要的。
6 结语
大丰林场建于1959年10月,因建设时期较早,长期以来形成的管理与种植模式相对落后,林场内的道路、防护、监控预警系统等基础设施也因多年未建设与更新,已经不能满足当前林场发展的需要。通过实施滨海湿地生态林抚育工程、海涂湿地生境保护与修复工程以及其他配套工程,使大丰林场和海涂湿地的森林或湿地的生态功能得到恢复和强化,并使周围用地的土壤状况得到改善、为植被的恢复创造条件,从而巩固沿海防护林抵御自然灾害的功能,保护盐城湿地野生动物,保护大丰沿海地区国土生态安全,促进沿海地区经济社会可持续发展。
[1]许玉婷.徂徕山林场生态公益林空间经营与规划[D].泰山:山东农业大学,2013.
[2]COSTANZA R,DARGE R,DE GROOT R,et al.The value of theworld's ecosystem services and natural capital[J].Nature,1997,387:253 -260.
[3]项雅娟,陆雍森.生态服务功能与自然资本的研究进展[J].软科学,2004,18(6):12 -14.
[4]陈统爱.我国林业建设几个值得深思的问题[J].林业经济,2001(5):29,32.