黎母山破损山体生态修复现状调查及修复对策

陈素灵，陈建新，吴钟亲，方发之，麦有专

1.海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院)，海南海口 571100；

2.海南省尖峰岭森林发展有限公司，海南乐东 572500

修复破损山体不仅能提高生态景观环境，同时也能保护道路安全[1]。破损山体生态恢复可以通过人为控制生态植被种类和组成，使破损山体生态群落更新朝着有利于人们生活需求方向进行[2]。破损山体生态修复工程需要在破损山体坡面构建一个生态功能齐全、景观效益良好、促进道路安全的生态系统[3]。该工程是通过植被加固破损山体土壤、绿化破损山体表层，使破损山体恢复稳定的生态系统。因此植被恢复在破损山体生态修复过程中起着关键性作用[4]。随着生态修复技术的引进与更新，中国破损山体及相关生态修复技术逐渐完善，基本满足破损山体前期复绿技术的需要[2]。多种生态修复技术在实际破损山体生态修复工程应用中取得的生态修复效果是有成效的，包含生态袋破损山体修复技术[5，6]、客土喷播技术[7，8]等。破损山体生态修复工程植物选择及搭配是修复效果关键因素，直接影响生态修复稳定性和生态景观。如乔灌草组合修复矿区有利于碱解氮和速效磷含量的积累[9]；高羊茅、紫花苜蓿、爬山虎、紫穗槐组合[10]，或狗牙根、地毯草、牛筋草等[11]复绿植物组合对岩质破损山体修复生态可持续性和生态景观效果影响有利。由此可见，植物的合理选择与搭配在生态修复工程中对土壤固定和破损山体生态稳定性的作用是不可替代的[12]。

黎母山位于海南岛中部琼中县和白沙县境内，地 理 坐 标 是19°07′22″N ～19°14′03″N，109°39′05″E～109°48′31″E 之间，为海南热带雨林国家公园重要组成之一，总面积约554.87km2。随着黎母山区域道路建设的需要，部分道路破损山体植物受损。当地相关部门为了使受损山体植被尽快恢复，通过人工修复和自然修复方法对受损山体进行生态修复。现如今修复多年已过，因此该次对黎母山破损山体生态修复现状进行调查，了解黎母山区域道路破损山体生态修复成效，同时根据调查结果分析该次生态修复过程中存在不足之处并提出生态修复改进。

1 调查内容及方法

1.1 调查路线及范围

调查对象为海南热带雨林国家公园黎母山区域内主路破损山体，由黎母山林场通往黎母庙路段及黎母山林场往西2km 范围内主路破损山体。调查内容为主路破损山体地理位置、坡向、坡度；破损山体人工修复工程特点；破损山体现有植被覆盖度；破损山体植被状况及多样性。

1.2 调查方法

调查以现场调查和资料查询为主，包括对破损山体植物记录、破损山体拍照、破损山体地理位置记录和人工修复工程资料查询等内容，调查点基本情况见表1。调查时木本植物包含乔木及乔木幼树、灌木、藤本、竹类，草本植物包含草本和蕨类。破损山体生态修复成效采用植被物种多样、植被覆盖度和植被种类进行反映。

表1 调查点基本情况Tab.1 Basic information of survey points

1.3 数据处理

采用Excel 2010 对调查数据进行汇总计算。植被物种多样性采用Margale 丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener 多样性指数、Pielou均匀度指数反映。

上式中，Pi为第i 种的个体数ni占所有中个体总数n 的比例，ni为第i 种的个体数，n 为所有种个体总数，即Pi=ni/n；i=1，2，3，……S,S 为物种数。

2 结果与分析

2.1 人工修复工程技术特点

现场调查和资料查询发现破损山体人工修复技术工程采用客土喷播技术和乔灌木穴植方式进行多种植物搭配，该生态修复工程主要由3 部分组成：①清理破损山体坡面，在坡面顶部外侧截水沟，定植灌木草本；②在坡面挂铁丝网固土，坡度大于70°坡面用竹竿在外层定固铁丝网；③采取客土喷播技术喷播植物种子，绿化基材和种植土体积比按1∶3 配比喷土作为第一层基质覆盖于坡面，再喷基质与植物种子混合基质；喷射施工完后盖好无纺布避免雨水冲刷，部分破损山体同时采用乔灌木穴植方式进行乔灌草搭配。人工修复植物选择根据不同坡面差异选择了宽叶草、金丝草、芒萁、白灰毛豆和三角梅等植物搭配。根据现场调查结果显示，破损山体人工生态修复从植被覆盖度、植物多样性反映是有成效的（图1-D、1-E）。

图1 破损山体人工修复工程Fig.1 Damaged mountain artificial restoration project

2.2 植物覆盖度

由表2 可知，植被覆盖度达到100%的破损山体占多数，只有极少数破损山体植被覆盖度低于100%。不同修复方式木本植物覆盖度和草本植物覆盖度差异很大。整体上，自然修复现状木本植物覆盖度比草本植物覆盖度高，人工修复结果却与自然修复结果相反。原因是在人工修复过程中，需要对坡面进行清理，其中部分乔木幼树和灌木会被清除，造成坡面出现短暂木本植物缺失，同时铁丝网抑制高大乔木生长，因此短时间内人工修复坡面难以生长乔木或灌木，但草本生长不受影响，草本为人工喷播，覆盖度高。但也存在个例，如10 号和11 号破损山体（图2）。调查发现这2 个调查点木本植物种类丰富，其中人工种植白灰毛豆对植物生长有利，草本植物完全覆盖地表。

表2 破损山体植物覆盖度Tab.2 Plant coverage of damaged mountain

图2 10 号和11 号破损山体人工生态修复现状Fig.2 No.10 and No.11 damaged mountain artificial ecological restoration status

2.3 植物多样性

采用特定物种多样性指数对黎母山破损山体修复现状进行评价（表3）。结果显示，4 号破损山体修复效果较好（图3B），1 号破损山体修复效果一般（图3A），D 值分别为2.80 和1.89。总体上，自然修复破损山体D 值高于人工修复D 值，说明自然修复物种组成相对复杂。11 号与7 号调查点D 值相对高，11 号破损山体属于人工修复，但其修复效果佳，7 号人工修复破损山体D 值高但其木本植物覆盖度低，调查发现该地种植白灰毛豆是重要直立灌木状草本。

由表3 可知，自然修复破损山体植被H 值最高是2 号调查点，为0.85，人工修复破损山体11 号植被H 值为0.84，大于其余自然修复破损山体调查点。H 值反映整体上自然修复破损山体物种组成比较复杂，但优势植物并不突出，人工修复破损山体物种组成简单，但优势植物突出，因此2 种修复方式植被H 值差异性不强。

显示总体上破损山体自然修复H′值大于人工修复，但11 号人工修复破损山体调查点H′值比较高，达到2.21，而4 号自然修复破损山体H′值为2.00，原因是与D 值反映的一致。

Jsw值是反映植被群落物种分布均匀程度。从表3 可知，11 号人工修复破损山体调查点Jsw值为0.92，大于自然修复调查点Jsw值，原因与D 值反映的一致。从表3 统计情况可知，5 号调查点物种D值大于人工修复破损山体调查点(除11 号外)，但其H 值、H′值和Jsw值比较低。调查发现该调查点坡顶连接加勒比松林分，随着加勒比松种子掉落在5 号调查点并大量生长(图3C)，造成5 号调查点优势植物是加勒比松。高密度的加勒比松群落抑制了其他植物繁殖，导致该地H 值、H′值和Jsw值偏低。

表3 破损山体植被多样性指数Tab.3 Vegetation diversity index of damaged mountain

图3 自然修复现状Fig.3 Damaged mountains natural restoration status

2.4 植被状况

由表4 可知，自然修复调查点木本植物主要以生长野生乔灌木为主，如野牡丹、山乌桕、中平树、山椒子、细齿叶柃、楝叶吴萸和山黄麻等；草本植物主要以野生草本植物和蕨类为优势植物，如粽叶芦、芒萁、乌毛厥和蟛蜞菊等。人工修复破损山体调查点木本植物以人工种植野牡丹为优势植物，野生乔灌木有山椒子、山乌桕、楝叶吴萸等作为杂生树种；草本植物以人工喷种宽叶草、金丝草、芒萁、蟛蜞菊、穴植白灰毛豆和野生粽叶芦、乌毛厥为草本优势植物。

表4 破损山体调查植被名录Tab.4 Vegetation list of damaged mountain investigation

调查点 木本植物名称修复方式草本植名称9人工山乌桕Triadica cochinchinensis野牡丹Melastoma malabathricum地桃花Urena lobata假地豆Desmodium heterocarpon 10人工粽叶芦Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea含羞草Mimosa pudica野茼蒿Crassocephalum crepidioides肾蕨Nephrolepis cordifolia宽叶草Broadleaf herba金丝草Pogonatherum crinitum蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea草蔻Alpinia hainanensis金丝草Pogonatherum crinitum飞机草Chromolaena odorata白灰毛豆Tephrosia candida 11人工假臭草Praxelis clematidea粽叶芦Thysanolaena latifolia香蕉Musa nana蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea乌毛厥Blechnum orientale芒萁Dicranopteris pedata白灰毛豆Tephrosia candida 12人工山乌桕Triadica cochinchinensis山椒子Uvaria grandiflora南酸枣Choerospondias axillaris山杜英Elaeocarpus sylvestris野牡丹Melastoma malabathricum中平树Macaranga denticulata楝叶吴萸Evodia glabrifolia山黄麻Trema tomentosa中平树Macaranga denticulata山乌桕Triadica cochinchinensis楝叶吴萸Evodia glabrifolia阴生桫椤Alsophila latebrosa翻白叶树Pterospermum heterophyllum山椒子Uvaria grandiflora白楸Mallotus paniculatus山黄麻Trema tomentosa海南杨桐Adinandra hainanensis野牡丹Melastoma malabathricum加勒比松Pinus caribaea马占相思Acacia mangium降香黄檀Dalbergia odorifera南酸枣Choerospondias axillaris海南杨桐Adinandra hainanensis楝叶吴萸Evodia glabrifolia三角梅Bougainvillea spectabilis野牡丹Melastoma malabathricum乌毛厥Blechnum orientale粽叶芦Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea白灰毛豆Tephrosia candida 13人工牵牛花Ipomoea nil芒萁Dicranopteris pedata蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea宽叶草Broadleaf herba含羞草Mimosa pudica粽叶芦Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea乌毛厥Blechnum orientale

3 破损山体生态环境调查存在的问题

（1）现场调查和资料查询发现，由于破损山体修复工程需要挂铁丝网固土，在破损山体人工修复过程中，需要对坡面原有的乔灌木树种进行清理，导致人工修复之后，乔灌木树种生长和繁殖受到阻碍，至今还没有完全生长出高大乔灌木。在所调查的人工修复破损山体中，只有少数破损山体生长乔灌木树种，大部分人工修复破损山体依然以喷播草本植物为重要地表植被，占植被覆盖度的绝大比值。

（2）调查点木本植物以野生灌木种类和数量居多，如野牡丹、山椒子、桃金娘和山黄麻，乔木种类和数量相对稀少，且大部分属于幼树状态，如中平树、楝叶吴萸。人工修复破损山体地表植物以人工喷播草种和穴植白灰毛豆为主，坡面缺少乔灌木树种的保护，对抗雨水侵蚀能力比较差，在多雨季节到来时，人工修复破损山体存在再次坍塌的风险。

（3）调查过程中发现海南珍贵乡土树种非常少，目前仅发现降香黄檀，乡土树种选择方面还有很大的提高空间。道路破损山体植被缺乏珍贵乡土树种作为复绿植被，直接影响生态景观效果。

4 生态修复对策

4.1 生态修复原则

道路两侧山体的稳定是道路交通功能重要因素。在破损山体修复过程中，山体稳定性的提高是整个修复过程的基础，并在破损山体稳定性基础上衍生出生态效益和经济效益。因此，破损山体生态修复设计过程应当遵循以下原则：

（1）因地制宜提高破损山体稳定性，减少水土流失，保证道路安全；

（2）根据破损山体土质、坡度的不同选择适宜的修复方式；

（3）破损山体修复群落由简单到复杂、由速生植被到乡土植物演变；

（4）因地制宜，适地适树，充分体现树种乡土性，促进生态稳定；

（5）多种植物搭配，乔木、灌木、藤本、草本和低等植物相互搭配；

（6）树种应选择抗性强，造价成本低，后期护理方便。

4.2 植物选择

在人工修复破损山体原有植被基础上进行树种选择。由于原人工修复破损山体缺乏一定的乡土性，因此选择海南乡土树种作为修复植物有利于提高破损山体生态稳定性和生态景观效益。调查中发现人工修复破损山体已经开始生长灌木，为了保持生态稳定性和体现生态景观效益，建议不需要人工种植灌木，自然条件下灌木植物会生长，如野牡丹、山椒子等野生灌木。因此推荐人工种植海南珍贵乡土树种如坡垒、土沉香、母生、海南木莲、乌墨、乌檀等，推荐树种选择：母生和乌墨。种植规格为2m×2m，块状纯林种植。

4.3 破损山体生态体系构建

在保持原有植被条件不变基础上，在坡度小于45°的人工修复破损山体剪开20cm×20cm 的铁丝网，定植选择树种（母生和乌墨）。树种苗高50cm，株行距2m×2m，块状纯林种植。在原人工修复基础上形成乔灌草组成植被，提高生态多样性。添加珍贵乡土树种提高破损山体生态稳定性和生态景观效益。

5 结论与讨论

5.1 结论

黎母山道路弯急坡陡，坡面多数为土质破损山体，存在隐患，尤其雨天容易发生滑坡、崩落等问题[13]。根据现场调查和资料查询发现人工种植白灰毛豆对人工生态修复物种丰富度有利。调查结果发现自然修复破损山体植被群落物种丰富度和多样性比人工修复破损山体高，但个别人工修复破损山体与自然修复破损山体无差异。该调查结果表明人工修复过程对破损山体植被的生长产生不利影响。可能由于人工修复挂网的需要，破损山体植物不得不进行清理，造成野生乔灌木难以生长和繁殖，或者土壤被翻新之后土壤肥力下降导致修复后野生乔灌木养分不足。调查发现坡度大不利于植被生长，与焦方圆[14]在山东省药乡林场公路破损山体修复结果接近。从植物覆盖度看，人工修复破损山体草本覆盖度高于木本植物，而自然修复破损山体木本植物覆盖度高于草本植物，破损山体修复效果好的总覆盖度能达到100%，但少数破损山体尚未达到100%。总体水平反映，自然修复和人工修复破损山体效果均提高了破损山体生态稳定性，保护破损山体水土安全，提高破损山体生态景观效益。不足之处的是人工修复破损山体植被演替到乔木群落阶段需要时间还很长，因此人工促进乔木群落形成十分必要。

5.2 讨论

破损山体生态修复是系统的、综合的过程[15]，受破损山体多种因素的影响，其中坡面土壤和坡度是影响破损山体修复的两大因素。土质坡面是比较多的破损山体，针对该类型破损山体，有学者认为当坡度小于45°时可以直接靠植物根系起到固土作用[16]，该次调查坡度不超45°的破损山体验证该观点。但坡面为岩质时，生态修复需要通过其他方式使植被附着于岩质之上，如在岩石表面凿穴移植植物，在回土形成植生穴绿化[1]；也有学者认为可采用挂网喷播法进行，在坡面挂网喷土层作为植物生长基质，在喷植物种子[11，17，18]。坡度是破损山体修复方式和植被选择的重要依据，根据坡度对生态修复程度难度的影响，采取不同的修复方法[14，15]。与此次破损山体修复技术采用挂网复绿说明即使坡度陡平缓也可采用挂网技术复绿植被[19]。该方式更有利于目标植被群落的营造。破损山体植被重建与坡面保护促进道路安全是相互统一系统[20]，因此破损山体植被重建的核心是道路安全和坡面生态保护[21，22]，利用植被在坡面生态系统中达到抵抗雨水冲蚀、保持土壤固定、增强坡面稳定性从而保护道路。评价破损山体修复效果具有一定的区域性，评价方式、指标的选择与生态修复目标、破损山体自身特性有关[22]。因此对破损山体生态修复效果评价方法并没有统一标准，主要方法有熵值法[23，24]、层次分析法、综合指数法等方式[24]，评价指标主要以修复破损山体现状植被、土壤发育和景观协调为依据。该次调查以复绿植被覆盖度、植被多样性和植被现状为评价破损山体修复效果指标，参考王倜[20]，洪文俊[22]等人提出的评定指标作为判断黎母山破损山体修复成效，结果有效。破损山体生态修复是多指标共同反映结果，但实际应有中难以实现，存在可能忽略或模糊的评价指标[21，22]。因此关于破损山体生态修复技术及其评价还有很大的发展空间。