甘肃省天然次生林修复技术与模式

赵玉红

摘 要 为有效地恢复和保护甘肃省严重退化的天然次生林，分析植被恢复技术、土壤改良措施、水源管理策略及适应性管理措施等天然林修复技术和方法，并对选定区域实施技术后的监测和评估。结果表明，采用的修复技术和方法能明显提高植被的生存率和生长速度，改善生态系统的多样性和抗逆性，充分证明了这些技术和方法在甘肃省天然次生林修复中的有效性和可行性。

关键词 修复技术；次生林退化；土壤改良；甘肃省

中图分类号：S753.5 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.02.068

甘肃省天然次生林分布广泛，但由于不合理的林业活動、过度放牧、气候变化等因素，这些林地的生态环境正面临严重威胁。天然次生林的退化不仅影响了生物多样性，还可能导致土壤退化、水源减少、气候变化加剧。因此，研究和实施有效的天然次生林修复技术和模式，对于改善甘肃省的生态环境和促进生态文明建设具有重要意义。基于对甘肃省天然次生林现状的深入分析，提出了一系列切实可行的修复策略和方法，旨在为该地区的生态修复和可持续发展提供科学指导和实践案例。

1 修复技术和方法

1.1 植被恢复技术

甘肃省天然次生林植被恢复的核心技术包括乡土植物的再植与引入、混交林的构建、林地自然更新的促进、生态修复种植技术的应用、生态工程措施的实施等。这些方法共同构成了一个综合性的植被恢复策略，旨在增强生态系统的自我修复能力，提高生物多样性，并确保生态系统的长期稳定。具体而言，优先选用适应当地环境的乡土树种，通过营造多样化的植物群落，形成具有生态稳定性和抗逆性的混交林[1]。同时，加强林地的自然更新，如通过保护幼苗和优化种子散播条件促进林地自然更新。应用生态修复种植技术，如缝隙种植和覆盖作物种植，以改善土壤条件、控制杂草生长，并为新栽植物提供良好的生长环境。通过实施梯田建设、水土保持工程等生态工程措施，减少水土流失和改善土壤质量。

1.2 土壤改良措施

在甘肃省天然次生林修复项目中，土壤改良是一个关键环节，包括一系列旨在提高土壤肥力、水分保持能力的技术。具体措施包括有机物的施加、土壤结构优化、生物修复、石灰和矿物质的添加、土壤水分管理和生物多样性的增加。有机物施加是通过添加堆肥、绿肥、生物炭或其他有机肥料，以增加土壤中的有机质含量和微生物活性。土壤结构优化通常涉及破碎和松散土壤，改善土壤通气性和渗透性。在一些重黏土区域，需要添加砂或其他轻质材料改善土壤的排水性和通气性。生物修复则是利用植物、微生物或真菌改善土壤质量，如通过种植根系发达的植物增加土壤的团粒结构。添加石灰和矿物质是为了调节土壤的pH值和提供缺乏的矿物养分。在酸性土壤中，通常会添加石灰来中和酸度；而在养分不足的土壤中，则可能需要添加磷、钾或其他微量元素[2]。

1.3 水源管理策略

甘肃省天然次生林的水源管理策略集中于有效储存、合理利用及分配水资源，同时实施水土保持和流域管理措施。具体包括建立雨水收集系统，如蓄水池和雨水收集坑，以及利用梯田等形式储存降雨，减少雨季的径流损失并在旱季提供水源。采用高效灌溉技术，如滴灌和微喷灌，以提高水资源利用效率并确保水分均匀分布。实施梯田建设、建立草地保护带和构建水土保持林带，以减少水土流失，保持土壤湿度和改善土壤结构[3]。在流域层面，恢复湿地、保护河岸植被和维护自然水道，以保持整个流域的水循环平衡和生态健康。通过遥感技术和地面监测数据，定期监测水资源的质量和数量，评估水源管理策略的效果，并根据监测结果及时调整管理措施[4]。

2 案例研究与实施

2.1 选定研究区域

项目区位于甘肃省陇南市，该地处于黄土高原与秦岭山地的过渡地带，其地质构造复杂，黄土层深厚。这样的地质条件为本研究提供了理想的实验场所。研究地点具体位于陇南市中部的一个小流域，该区域属于温带半干旱气候区，年平均气温范围为8～14 ℃，为林木生长提供了特定的温度条件。该地区降雨分布不均，年降水量通常在400～600 mm，且大部分集中在夏季，这种降雨模式对于研究区域内的植被类型和生长状况有着重要影响。该区域曾是茂密的森林地带，但受过度采伐和不合理农业活动的影响，目前面临着生态退化的问题。土壤类型多为黄土，受到侵蚀和退化的影响，土壤肥力较低。该地区的生物多样性丰富，但也正因为生态环境的退化，许多物种的生存受到威胁。

2.2 实施技术介绍

在天然次生林修复项目中，实施一系列具体的技术和方法，其中包括在约10 hm2的项目区内进行植被恢复，种植乡土乔木、灌木和草本植物约30种，以约1 200株·hm-2的密度建设混交林，种植间距设定为

5 m×5 m。在土壤改良方面，针对退化土壤区域施加堆肥约20 t·hm-2，添加绿肥如紫云英，并对酸性土壤施加石灰约2 t·hm-2以调节土壤pH值。在水源管理方面，建立容量约500 m3的蓄水池和雨水收集坑，并采用灌溉效率达到90%的滴灌系统。为减少水土流失，在坡度较大的区域建设梯田，每梯田宽度约1.5 m、高度为30 cm，并在关键区域建立宽度约10 m的水土保持林带。适应性管理方面，实施了每季度对植物生长、土壤质量和水资源状况的评估，并根据监测数据调整管理策略。

2.3 监测和评估方法

在天然次生林修复项目中，设立多个固定监测样地，每个样地面积为100 m2，均匀分布于10 hm2的项目区域。在这些样地中，定期记录植被的生长情况，包括植物的种类、数量、生长高度、冠幅。通过这些数据评估植被恢复的进度和生物多样性的变化。土壤质量的监测包括定期采集土壤样本，分析其有机质含量、养分水平（如氮、磷、钾含量）和pH值。水资源的监测则通过安装土壤水分传感器和流量计，实时记录土壤水分状况和蓄水池的水位变化[5]。

3 研究结果

3.1 生存率和生长速度分析

由表1可知，在种植密度方面，紫云英种植密度最高（1 500株·hm-2），其次是北京杨（1 100 株·hm-2），

显示出当地对这些植物的重点恢复。在生存率方面，所有种类植物的平均生存率都超过了85%，其中北京杨达到了92%，表明其对当地环境具有极好的适应性；华山松和刺槐也表现出较高的生存率，分别为89%和90%。在年生长高度方面，北京杨、华山松、刺槐及白桦的平均年生长高度分别为120 cm、80 cm、100 cm及95 cm，这些数据反映出乔木类植物在恢复过程中的健康生长状况。特别是北京杨，其生长速度较快，有助于快速恢复森林覆盖。对草本植物紫云英，其覆盖度在第1年增加了35%，到第2年进一步增加到45%。这一显著增长表明紫云英在土壤稳定和生物多样性提升方面起到了重要作用。研究数据表明，通过对植物种类的精心选择和适当的管理措施，该地区的天然次生林修复项目取得了积极的初步成果。植物的高生存率和良好的生长速度表明修复策略的有效性，而草本植物覆盖度的增加则进一步证实了生态系统整体恢复的成功。

3.2 生态系统多样性和抗逆性评估

由表2可知，生物多样性指数从实施前的1.5提高到实施后的2.3，显示了生物多样性的显著增长。具体来看，鸟类物种数量由初始的15种增加到25种，而昆虫物种数量则从20种增加到35种。这一增长反映了修复措施在增加生态系统中物种丰富度和多样性方面的显著效果。在抗逆性方面，对干旱和洪水条件的模拟试验显示了生态系统在修复后的强化表现。干旱模拟中，土壤水分下降速度相比于修复前减慢了30%，这表明通过植被恢复和土壤改良措施增强了土壤的水分保持能力。在洪水模拟实验中，土壤侵蚀量相比于修复前减少了40%，证明了土壤结构和植被覆盖的改善有效提升了生态系统对极端水文事件的抵抗能力。结果表明，生态修复措施在提升生态系统多样性和增强其抗逆性方面的有效性。通过科学的修复方法，不仅增加了物种的多样性，还提高了生态系统对环境变化的适应能力，这对于生态保护和可持续发展具有重要意义。

3.3 技术应用的效果对比

由表3可知，修复区域在植物覆盖度提升方面表现较好，提升了35%，相比之下，对照区域的覆盖度提升了5%。这一差异表明了生态修复措施在增加植被覆盖方面的有效性。

土壤质量方面，修复区域的土壤有机质含量提升了20%，而对照区域仅提升了3%，这反映了土壤改良措施的成功应用。在增强土壤抗蚀性方面，修复区域同样展现了较好的效果，提升了30%，而对照区域仅有2%的改善。水源管理方面，修复区域的地下水位保持能力提升了15%，而对照区域仅提升了2%，表明了有效的水源管理策略在提高水资源保持能力方面的重要作用。径流量减少方面，修复区域减少了25%，对照区域减少了3%，显示了水土保持措施对减少水土流失的贡献。最为明显的是在极端天气恢复速度方面，修复区域提升了50%，而对照区域提升了10%。这一数据强调了生态修复工作在提高生态系统对极端气候事件抵抗力和恢复力方面的明显效果。结果明确证实了生态修复措施在提升生物多样性、增强土壤质量、改善水源管理及提高生态系统抗逆性方面的有效性，展示了综合性生态修复方法在改善受损生态系统方面的重要作用。

4 结语

此次研究不仅为甘肃省生态恢复提供了有力的实证支持，也为其他类似生态环境的修复工作提供了宝贵的经验和数据支持。这些成果强调了科学的生態修复方法在维护生物多样性、促进生态系统健康及对抗环境变化方面的重要性。展望未来，这些经验将对生态保护和可持续发展工作产生深远影响。

参考文献：

[1] 甄广韵.辽东山区天然次生林修复技术与模式[J].林业科技通讯，2023（10）：78-81.

[2] 汤铭阳，宋佩东，孟庆娇.辽东山区典型退化次生林生态修复技术探究[J].现代园艺，2020，43（14）：

134-136.

[3] 林杨.湘潭锰矿废弃地生态修复及其生态效应研究[D].长沙：中南林业科技大学，2015.

[4] 刘亚培，陈绍志，赵荣，等.我国天然林保护修复研究概述[J].世界林业研究，2022，35（1）：82-87.

[5] 陈丽荣，陈丽娟，朱震锋，等.基于交易视角的天然林资源保护工程区林业碳汇项目开发潜力：以黑龙江森工天保工程区为例[J].浙江农业学报，2021，33（5）：944-954.

（责任编辑：张春雨）