太行山区小流域生态修复及景观林建设技术探讨

曹建生，阳辉，张万军

(中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室，河北 石家庄 050022)

山区小流域就是山区小面积的集水区域及与之相关的生态经济系统，是具有一定水文特征的自然、社会和经济的综合体[1]。山区小流域由于其自然、经济、社会条件的限制，生态系统受地形地貌等自然因子影响大，生产结构、消费结构简单，生态环境脆弱，系统稳定性差[2]。长期以来，由于人们对山区自然资源的过度开发和利用，山区小流域出现了一系列的环境问题，包括林草破坏、水土流失、生态退化等，而这些问题的出现将制约着小流域的可持续发展[3]。对于小流域的治理，主要措施有植物措施、农业措施和工程措施，其中以植物措施为主要措施[4]。

山区小流域的生态服务功能主要分为3个区，包括以涵养水源、保持水土功能为主的流域上部，具有保护水土和发展经济的双重功能的中部以及经济活动集中的流域下部。从整体来看，山区小流域景观功能分区呈现环带状立体镶嵌的景观格局，但由于自然因素和人类活动的干扰，人工景观不断增加，而具有显著生态效应的自然景观不断缩小，导致流域生态环境不断退化与恶化。同时，21世纪以来，由于自然条件引发的水土流失已经得到基本治理，人们开始追求原生态、近自然的审美[5]。因此，加强山区小流域生态修复与景观林建设技术的研究，对于提升山区生态修复与景观建设的整体技术水平，实现生态与经济相协调、环境与人居相适宜的山区生态文明建设目标具有非常重要的现实意义。

国内外许多的专家学者对于山区小流域生态修复和景观林建设开展了多方面的研究。其中，Kitayama[6]等人和Lomolino[7]对于山地景观在垂直分带上的生物多样性和植物景观的多样性进行了研究；陆玉麒[8]对云南哀牢山的梯田景观进行了研究和分类；张惠远[9]等利用GIS，通过适宜性评价和维护景观整体生态的方法，对山地景观生态的优化途径进行了探讨；摆万奇[10]借助于卫星遥感对大渡河上游地区的景观格局和动态进行了研究；梁国付[11]研究了山区小流域景观生态特征和景观生态建设，提出小流域的景观建设应“集中绿色景观建设，增加大斑块和绿色廊道的面积”，以此减弱水土流失和景观的破碎化；孙然好[12]等研究了山地景观垂直分异和景观格局指数在垂直梯度上的局限性，提出建立“山地景观信息图谱”，用来准确的描述山地景观格局和解释生态过程的变化；翁明华等[13]研究了福建城郊型生态景观小流域的规划方法，他们认为在进行小流域综合治理时，应与当地小流域治理的实践经验相结合，合理使用各种措施对小流域进行规划治理；刘立权等[14]以辽宁省朝阳市骆驼山小流域为研究对象，提出了辽西山地丘陵区生态景观小流域的治理理念和治理方法，改善了小流域综合治理的措施体系，丰富和创新了山地丘陵区小流域的治理模式。

河北省山区经济发展相对滞后，且发展潜力和空间大，依靠科技创新大力推进山区经济发展具有重大的现实意义。其中，太行山区区内森林覆盖率低，草被稀疏，土层薄且贫瘠，基岩裸露，加上人类不合理的土地利用，大量林地和草地遭到破坏，地表水土流失严重，风、旱、洪等自然灾害频繁，生态环境恶化，威胁着人类的生存和发展[15]。当前，随着社会的不断发展与进步，这一地区已经成为生态修复与景观建设的重要区域，这将为山区休闲农业与乡村旅游提供良好的发展空间与新机遇。

1 研究区概况

河北太行山区位于河北省西部，地理位置介于36°13′—39°30′N，113°30′—115°44′ E之间，总土地面积为3.80×104km2，占河北省山区总面积的27.6%，占河北省总面积的17%。河北太行山区地势西高东低，北高南低，地貌类型复杂，以丘陵岗坡为主，约占总面积的45%左右；属暖温带大陆性季风气候，四季分明，多年平均气温7.4～13.9 ℃，多年平均降雨量570～620 mm，年内分布不均，集中性暴雨易成山洪灾害；植被随海拔高度变化呈垂直带性分布，以落叶、阔叶林为主；土壤类型多样，由于区域立地条件复杂，其土壤厚薄、肥瘦和发育情况各不相同[16]。海拔低于800 m 的低山丘陵区是该区重要的农业和林业生产基地，也是太行山生态环境最脆弱的地带之一。

2 山区小流域生态修复及景观林建设对策

在小流域的自然、社会经济系统进行调查分析的基础上，基于种群生态学原理，利用景观植物点缀功能，恢复人类破坏的自然植被，使人工植被与天然植被相融合，建设生态经济型防护林体系，提倡多林种、多树种以及乔灌草相结合山区小流域治理工程措施。

2.1 岩土整理与改良

在石质荒坡上通过爆破成腔、鱼鳞坑整地技术，回填客土、有机质材料等立地环境改良技术，雨水集蓄利用、地表覆盖、肥水偶合等水资源高效利用技术，以及经济林生态功能提升技术、生态林经济化种植技术等的综合集成，提高土石山区困难立地造林成活率和保存率，减少地表径流，实现山区的快速绿化美化。

2.2 景观植物引进筛选与适地化栽培

在小流域植被修复治理中，应围绕植物的自然生长，通过合理配置，规范种植，科学养护，适当管理，最大限度发挥植物的生态作用，创造自然生态的景观效果[17]。在植物的选择上，应按照“乡土树种”、“适地适树”和“合理生态空间”的理念[18]。

通过对彩叶树种、花卉和特色造型的景观植物、以及具有观赏价值的常绿植物的引进筛选和适地化栽培，培育出适合北方山地生长栽培的景观材料，包括黄栌、金叶榆、榆叶梅、五角枫、金叶国槐、连翘、丁香、紫薇、薰衣草等。

2.3 关键节点设计

生态景观型小流域是一种景观休闲型的小流域，是旅游观光与水土保持生态清洁型小流域的结合。旅游业本身就是一种文化机构和文化模式[19]。通过从人工植被获取与天然植被相当的生态功能与生态产出效益，提高经济林生态功能和景观效果，增强小流域景观空间异质性，促进观光旅游业发展。

在规划建设小流域景观林前，首先要对规划区域进行地形地貌、生境管理水平等方面的调查，明确规划区域的基本情况，立足现状进行科学合理规划。其次，综合分析山场地形、地貌、水体、气候、野生动物等环境视觉质量，研究山地景观结构与人居环境、生态敏感区分布与景观视觉特征，建立山地景观关键部位风景林设计技术体系，构建从空间构成、景观特色需求、山体周围环境相协调的多样化景观格局。

2.4 生态景观建设

(1)按照小流域生态系统类型(天然次生林、人工林、经济林)、生态景观林地性质和区域功能特征，合理规划森林生态布局和相应的景观游赏功能布局，将森林生态、森林游赏、山区经济开发、水利整治等项目融会贯通到宏观的森林生态背景中去，取得结构上的完整性和功能上的高效性。(2)以模拟自然的手法，利用优良乡土植物营建舒适健康的生态环境，创造丰富多彩的植物群落，以达到植物与植物之间，植物与其他生物之间，植物与道路、山水环境之间关系和谐、系统稳定、功能高效的目的。(3)以自然、野趣的景观，科学、生态的技术，将山水田园风光融入其中，营建“人与自然和谐共处”的生态游憩的景观格局。(4)通过合理科学地选择植物类群，将苗木生产、林果生产和休闲观光、田园意趣结合起来，实现林木的直接经济效益，提升区位经济功能。(5)在植物配置上，实行乔灌结合、常绿与落叶相结合、针叶与阔叶相结合、速生与慢生相结合；在空间布局上，根据生态敏感区的特点，按生态景观林、休闲景观林配置不同的森林典型模式。

3 山区小流域生态修复及景观林建设模式

3.1 城郊公园型山地生态修复及景观林建设模式

在元氏县万花山森林公园，进行了城郊公园型生态修复及景观林建设模式的构建，实现了由传统的城市园林景观建设向大地生态景观建设转变。通过实施科学化、规模化、标准化植树造林，打造集特色绿化、生态观光和休闲旅游于一体的人工彩色森林公园，是建设模式的突出亮点，一年见效是建设模式的预期目标。

建设模式上，采取分期进行的方式，其中，第一期进行春季造林133.3 hm2，主要进行以金叶榆为主导树种的生态景观林的建造，同步实施整地、打井及节水管道铺设和电力设施配备。第二期进行雨季和秋冬季造林533.3 hm2，主要栽植樱桃、蟠桃、核桃、杏树等兼具观赏和采摘功能的经济林，其中行道树和经济片林外围仍栽植金叶榆等彩叶树种，并完成河岸护坡、步游路及公园管理处建设。同时，把万花山绿化和生态景观与槐河湿地建设结合起来，不断提升生态、经济和社会效益。

运行管理机制上，一期采取政产学研一体化模式开展，按照创新发展和合作共享的理念，政府负责流转土地，按照每667 m2每年“双800”的标准向村民支付租金，由公司负责绿化和养护；二期不流转土地，采取“政府补助、农户受益”的模式，由政府提供果树苗木，村集体或农合社统一管理，农户以土地入股获取收益。前5年由于苗木幼小，没有收益，政府按照每667 m2每年500元的标准对农户予以补贴；进入盛果期后，农户获取果树收益。

3.2 红色基地型山地生态修复及景观林建设模式

在河北平山西柏坡梁家沟小流域，进行了红色基地型生态修复与景观林建设模式的构建，首先进行了实地考察，完成了本底调查、立地环境分析；在详细分析该地地形地貌、土壤植被等立地条件及气候条件的基础上，根据植物景观多样性原则和植物适应性原则，筛选出了适合该地区应用的植物种类。

在景观设计的基础上，优化了植物群落配置模式，在石质坡地实施造林时，由于自身的坡地岩土特征，植被配置上应考虑黄栌、樱花、金叶榆、金叶槐、榆叶梅等景观树种，一方面丰富了流域、区域的春景与秋景，另一方面，在整体上与沟道内的绿化树种、梯田上的经济树种相匹配，为休闲观光采摘旅游营造良好的山区环境，形成了多类型、多层次、多季相，观赏与生产结合的近自然、多样化的景观格局。

3.3 自然风景型山地生态修复及景观林建设模式

3.3.1 邢台天河山风景区生态修复及景观林建设模式 在邢台天河山风景区，通过红叶杨、黄栌、红豆杉、五角枫等景观植物引入和多彩化景观格局调控，形成了以油松、侧柏、栓皮栎、刺槐、五角枫、黄栌等水土保持生态风景林和以板栗、山桃、山杏等生态经济风景林为主体的四季景色变换、周年鲜花不断的天河山自然风景区景观模式，提升了天河山观光旅游的品位，促进了山区生态旅游的发展。

3.3.2 涞水野三坡风景区生态修复及景观林建设模式 在涞水野三坡风景区，通过乔灌结合、常绿与落叶结合、针叶与阔叶结合、速生与慢生相结合的景观效果分析，采用乔、灌、草搭配，多层次绿色景观立体组合的方法，构建了涞水野三坡休闲度假旅游景观绿化模式，丰富了风景区休闲度假的内涵，提升了风景区观光旅游的品位。