扬子鳄栖息地生态修复技术在实践中的运用
2022-03-22孙四清严付平蒋宣清
孙四清,严付平,蒋宣清
(安徽扬子鳄国家级自然保护区管理局,安徽 宣城 242034)
1 核心栖息地修复概况
2019年,安徽省委办公厅、省政府办公厅联合下发《关于印发扬子鳄国家级自然保护区问题整改工作方案的通知》,要求“加强扬子鳄保护区现有核心栖息地改造”“对核心栖息地实行原居民搬迁和土地流转,采用栖息地改造和生态农业生产方式,最大限度减轻人类活动干扰,营造适宜扬子鳄的栖息环境”。
扬子鳄的栖息地类型分为三类:第I 类是坪区残留湿地;第II 类是丘陵低地的坑塘湿地;第III 类是山谷中间地带的山塘、水库。核心栖息地是指扬子鳄保护区内最适宜扬子鳄生存的区域,包括具有恢复和改造潜力的栖息范围。
目前,扬子鳄栖息地面临的主要问题是面积萎缩与质量下降、栖息地岛屿化与生态廊道缺失,这些问题严重制约了扬子鳄种群的壮大和发展。因此,对扬子鳄现有栖息地进行修复改造迫在眉睫。为规范扬子鳄栖息地生态修复,安徽扬子鳄国家级自然保护区管理局(以下简称“保护区”)和安徽师范大学共同编制了安徽省地方标准《扬子鳄栖息地生态修复技术规程》(DB34/T3718-2020)。该技术规程规定了扬子鳄栖息地生态修复的技术路线、地点选择、环境容纳量、水源、水体处理、地形塑造、植被修复、食物链修复、修复工期选择、修复工程验收等技术要求。
2 生态修复施工
2.1 施工前准备
2.1.1 方案编制
2019年3月,保护区管理局与安徽师范大学签订野生扬子鳄核心栖息地生态修复方案技术服务合同,委托安徽师范大学编制《扬子鳄核心栖息地生态修复方案》。为提高方案编制的科学性,安徽师范大学在保护区内开展了多次实地考察活动,根据考察结果,提出了在保护好现有栖息地环境的情况下,对质量较差栖息地进行适度修复改造,同时遵循扬子鳄的生活习性,合理利用地形、地质、水系以及生境植被,构建适合扬子鳄打洞、筑巢、捕食、繁殖和扩散的栖息地生境修复方案。该方案充分征求了保护区涉及到的宣城市、芜湖市各职能部门及相关县(市、区)人民政府的意见和建议,于2019年4月通过省林业局组织召开的专家评审会。同年12月,被国家林业和草原局批复同意。
生态修复主要涉及保护区红星片区、高井庙片区、双坑片区、中桥片区和长乐片区5 个片区,规划面积305.00 hm2,实际修复面积263.00 hm2。按照水域面积(塘口水面和湿地)∶陆地面积=2∶3 的标准进行修复改造,修复完成后累计新增水域面积99.60 hm2,估算可容纳成年扬子鳄1 240 条,详见表1。
表1 扬子鳄核心栖息地生态修复情况
2.1.2 施工图设计
核心栖息地生态修复施工图由宣城市规划设计研究院测绘编制,主要包括栖息地内新建或改造塘口(深水区、浅水区)、岛屿、塘坝以及沟渠等施工内容。
2.2 施工过程
2.2.1 地形塑造
在栖息地水体中间营建多处岛屿供扬子鳄繁殖和活动是扬子鳄栖息地生态修复中涉及地形改造的主要内容。在保证总水域面积达到扬子鳄正常活动需要的前提下,岛屿面积大小和形状可以根据实际地形、地貌而定,一般是利用建塘产生的土方堆积而成,岛屿离岸边距大于10 m。为了给扬子鳄营建洞穴提供足够的长度,一般岛屿直径或最低长度要大于10 m,常水位离岛顶高度在l.l~1.3 m,坡度在1∶2~1∶2.5。考虑到岛屿作为扬子鳄主要产卵及岸上活动区,需要一定的植被遮盖,但不宜过密,岛屿已有的杂草可以不铲除,在空旷处补种少量垂柳(Salix babylonica)、黄檀(Dalbergia hupeana)等乔木及 映 山 红(Rhododendron simsii)、 牡 荆(Vitex negundovar.cannabifolia)等灌木,以形成稀疏的灌乔层。不宜过多种植高大乔木,以防鹭鸟在这类乔木上筑巢对幼鳄产生不利影响。岛屿岸线水位处种植2 行芦苇(Phragmites australis)或多年生湿地草本植物。具有枝刺的灌木,如火棘(Pyracantha fortuneana)、野蔷薇(Rosa multiflora)等要适当去除,以利于扬子鳄活动[1]。
2.2.2 水系连通
在保证修复区域内有稳定和无污染水源的前提下,开挖塘口等,使栖息地水域面积达到总面积的30%以上,这是栖息地修复中水系梳理扩大水域面积的一个重要措施,可以满足扬子鳄捕食食物的足够空间。通过开挖沟渠,将各个水体连接并与栖息地周边水源连通,既能保持栖息地水体流动,又能改善水质。此外还要改造水体进水口和出水口高度,控制水体水位,使最低水位高于1 m,最高水位和最低水位落差保持1 m 以内。
开挖塘口时,要夯实塘底土层面,以防漏水。水塘深度控制在0.8~1.8 m,深水区坡度小于3°;浅水区斜坡坡度系数6°左右,斜坡长度大于3 m;滨水区斜坡坡度系数在3°~6°。常水深宜1.5 m 左右,浅水区水深0.3~0.5 m,滩涂高出水面0.5 m,土岛高出常水位线1.0~1.2 m,外围可垒土宽8.0~10.0 m、高0.5~1.0 m,作为绿化和道路用地。
农耕区栖息地塘堤坡度选在30°~60°;山地丘陵栖息地塘口,除裸露岸线塘堤坡度选择30°左右之外,其余岸线的塘堤坡度在30°~60°。
2.2.3 植被修复
扬子鳄生活塘口岸线的植被修复措施主要基关注植物固土护坡、保持水土、缓冲过滤、净化水质、改善环境等生态功能。因此,植物种类选择应把植物的生态功能作为首要考虑因素,根据实际需要选择在某些生态功能方面优良的植物种类;其次是以乡土植物为主;再次选用具有较强抗逆性的植物种类。
岸线植被修复。扬子鳄的食物资源与栖息地植被多样性具有相关性,栖息地植被多样性越高,扬子鳄的食物资源越丰富。距离水源2~5 m 的岸线上种植苦竹,其间混植野蔷薇、金樱子(Rosa laevigata)、野山楂(Crataegus cuneata)、六月雪(Serissa japonica)、映山红等灌木。苦竹外围避免种植马尾松(Pinus massoniana)和杉木及杨树等高大乔木。近水位至岸顶成行种植狗牙根(Cynodon dactylon)、香根草(Chrysopogon zizanioides),行间距为2 m,以塑造优美的生态景观。岸线水位处为防止水土进入水体填塞水道,可种植芦苇(Phragmites australis)、三白草(Saururus chinensis)、水蓑衣(Hygrophila ringens)或多年生湿地草本植物、形成立体网络结构,有效保持岸坡稳定性,防止水土流失。陆生草本植物用种子播撒,如狗牙根种子用量1.0 g/m2,而香根草、芦苇等釆用苗栽技术。岸线植被盖度保持在60%~70%。平坦塘堤(裸露的岸线)不种植任何灌木和乔木,以保证充足阳光供给。
滨水区(驳岸)植被修复。滨水区域植物选择主要考虑两个方面:一是根系发达。根系的固土作用可防止洞穴坍塌,又可避免粗大的直根深入洞穴,影响扬子鳄活动。二是秋季落叶较多,且易腐烂。落叶可作为来年覆盖卵巢的巢材,巢材腐烂产生的热量可适度帮助鳄卵自然孵化。在滨水区种植少量的乔木,主要包括湿地松(Pinus elliottii)、垂柳、乌桕(Triadica sebifera)等;在滨水区以种植灌木为主,主要包括野蔷薇、中华胡枝子(Lespedeza chinensis)、牡荆(Vitex negundovar. cannabifolia)、细叶水团花(Adina rubella)等;在滨水区的空窗处适度种植草本植物,避免水土流失,主要包括紫云英(Astragalus sinicus)、石 蒜(Lycoris radiata)、薄 荷(Menthacanadensis)、野菊(Chrysanthemum indicum)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)、美人蕉(Canna indica)等。
水域区植被修复。考虑到水域水位变化,浅水区构建主要以芦苇、水竹(Phyllostachys heteroclada)、荷花(Nelumbo nucifera)、香蒲(Typha orientalis)、慈姑(Sagittaria trifolia)、芦竹(Arundo donax)、水葱(Schoenoplectus tabernaemontani)、 菖 蒲(Acorus calamus)、水生美人蕉(Canna glauca)等湿生和浅水型水生植物为主,最高水位线和常水位线之间以湿生植物为优势种;常水位和最低水位线之间以浅水型水生植物为优势种。深水区则构建金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、眼 子 菜(Potamogeton distinctus)、灯心草(Juncus effusus)等深水型水生植物群落[1]。
2.2.4 食物链构建
塘口先培植一些浮水植物莕菜(Nymphoides peltatum)、菱等,再投放一些背角无齿蚌、圆顶珠蚌、方形环棱螺、罗氏沼虾,待水生植物生长到一定程度,再投鲢鱼、草鱼、鲫鱼、沙塘醴、中华鳑鲏等鱼类。考虑到扬子鳄主要以鱼类为食,在健康的食物链形成之前,第一次食物投放量按照放归扬子鳄总体重6%~7%的标准,分塘口投入相应重量的食物[2],以后每隔两周按此标准投放一次食物,一直到扬子鳄冬眠期前停止进食才结束投放。第一批鱼苗投放后,按照100 kg/667m2的标准,在新塘口投菜籽饼作为水生植物生长底肥以及某些鱼类的食物。菜籽饼用可降解塑料袋封装,投放之前在袋子上划几个小口。底栖动物螺蛳按150~200 kg/667m2的标准投放,以后每年补充一点。扬子鳄的第一个冬眠期间按5 kg/667m2的标准放养虾苗、黄鳝和泥鳅等作为扬子鳄食物链的补充。
2.2.5 附属设施
核心栖息地是扬子鳄栖息繁衍的重要生态功能区,禁止一切人类活动。为加强对修复区域的监管,核心栖息地修复后在其外围装设安全防护设施(一般为围栏)和监控设施。安全防护设施采用绿色的围栏,合理利用栖息地周边的天然屏障,对人类难以到达的区域保留原生态。在栖息地的主要出入口及扬子鳄活动频繁的重点功能区安装监控,采用球机与枪机搭配使用的方式;在不具备供电条件的栖息地,监控采用太能供电,并使用无线网络。
在核心栖息地外围建设管护用房,用于安装监测设备、放置巡护工具和人员值班备勤。根据需要在部分栖息地内安装设备对水质和土壤开展实时监测。
2.3 竣工验收
生态修复完成后,保护区管理局会同属地乡镇、施工方、监理方进行竣工验收,现场重点查看新建水面蓄水情况、坝埂的压实度、是否存在漏水现象,以及坝埂溢洪口的溢洪装置和其他加固设施。
3 生态修复中关键问题
扬子鳄核心栖息地生态修复工程对扬子鳄栖息地周围环境会造成一定的影响,主要包括扬尘、废气、废水、噪音、固废等,其中噪音影响最为突出。为减少对扬子鳄的不利影响,工期选择在扬子鳄的冬眠期,即当年11月初至翌年3月底。
4 生态修复的成效
2021年保护区在生态修复区累计放归368 条人工繁育的扬子鳄,其中87 条鳄体安装了卫星追踪定位器,详见表2。从5月份放归至今,根据卫星定位器发回的数据,结合保护区巡护人员的观测,绝大多数放归鳄留存在栖息地放归点周边,并在栖息地内营造洞穴。2021年累计在核心栖息地发现野外鳄卵8 窝194 枚,同比2020年未修复前的5 窝115 枚鳄卵,分别增加了60%和68.70%,详见表3。这些均表明扬子鳄核心栖息地生态修复取得了良好成效。
表2 2021年核心栖息地放归扬子鳄数据
表3 近两年核心栖息地生态修复前后发现的扬子鳄卵数
5 结语
扬子鳄核心栖息地生态修复是一项系统的工程,既要统筹兼顾、全盘考虑,又要因地制宜、据实施策。在生态修复过程中对于湿地系统完整、生态优良的区域应保留原状;同时,结合流转土地地形、土壤和水源特点,尽量做到以最少的人工干预,实现栖息地面积扩大和质量提升的目标;另外,栖息地生态修复综合利用了各个栖息地周边的水系分布,着力构建扬子鳄种群交流的自然廊道,打破栖息地片段化、孤岛化的现状。
在扬子鳄核心栖息地生态修复完成后,还应加强对修复区内扬子鳄可利用食物、活动范围、交配、营巢、产卵、越冬以及幼鳄生长等情况进行跟踪监测,以了解栖息地生态修复的实际效果,有利于相关技术的完善。