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栖息地修复:生物多样性的系统保育

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发表于 2022-10-24 14:53:21 | 显示全部楼层 |阅读模式 <
栖息地修复:生物多样性的系统保育

项目名称:九寨沟国家级自然保护区珍稀动物栖息地修复项目

项目地点:九寨沟国家级自然保护区树正沟、日则沟、则查洼沟和扎如沟

项目周期:3年,其中建设期2年(2018年12月至2020年12月),管护期1年(2021年至2022年)

项目主体:九寨沟管理局生态恢复保护组

项目人员:刘春龙、向春元、旷培刚、莫进忠、王瑛、何祥花、刘庆、张跃、孙永国、任锦涛、周江涛、陈林、周正强、屈永平、谢成东(援建)、韩广超(援建)

参与单位:四川省林业科学研究院、四川省林业科技开发实业总公司、四川长江生态景观建设有限公司、中国科学院成都生物研究所等

项目概述:为加大川金丝猴等珍稀濒危野生动物和麦吊云杉等珍稀野生植物的保护力度,项目采取原地和异地保护相结合的方式,改善生存环境,扩大种群数量,开展珍稀动植物受损栖息地林草植被快速恢复模式研究,健全生物多样性保护机制,维护原生生物物种多样性,九寨沟保护区管理局于2017年11月启动了珍稀动物栖息地修复项目。项目计划用3年时间完成珍稀动物受损栖息地生境修复1387亩、生境恢复4245亩任务。项目总投资约8211万元。

动物栖息地是指物理和生物的环境因素的总和,包括光线、湿度、筑巢地点等,这些因素一起构成适宜于动物居住的某一特殊场所。1978年九寨沟被划为以大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)及其栖息地为主要保护对象的森林和野生动物类型自然保护区。“8·8”九寨沟地震对自然保护区珍稀动物栖息地造成了较大破坏。本项目的实施,大大提升了森林植被覆盖率,消除了部份滑坡、崩塌堆体对大熊猫等珍稀动物的危害,对于九寨沟自然保护区生物多样性保护具有重要意义与价值。

一、项目实施背景

九寨沟自然保护区内野生动植物资源十分丰富,珍稀濒危植物和国家级保护植物共有23科50属72种,其中国家一级保护植物3种,包括银杏、红豆杉和独叶草,二级保护植物64种,珍稀濒危植物18种。有国家一、二级保护鸟类27种,国家一级保护动物6种(大熊猫、金丝猴、林麝、马麝、牛羚、豹),国家二级保护动物14种(水鹿、豺、小熊猫、黑熊、马熊、水獭、黄喉貂、大灵猫、金猫、兔狲、猞猁、岩羊、鬣羚、斑羚)。

“8·8”九寨沟地震引起的大量崩塌、滑坡以及泥石流、飞石等次生灾害,致使九寨沟保护区动物栖息地大量树木倒伏、或被折断、掩埋,树正沟、日则沟、则查洼沟、扎如沟等区域野生动物栖息地不同程度受损,受损总面积约19.9万亩(直接损毁1.46万亩,严重受损5.41万亩,一般受损13.03万亩)。受损最重区域主要集中在日则沟老虎海至箭竹海、则查洼沟下季节海至上季节海段。

根据《四川九寨沟7.0级地震生态环境损失评估报告》,“8·8”九寨沟地震对九寨沟保护区范围林木林地造成的经济损失达202331.9万元,其中林木受损价值192735.1万元,林地受损价值9596.8万元;对涵养水源、固土保肥、生物多样性保护等森林生态系统服务功能造成的价值损失达204.36亿元。因此,开展灾后生态恢复工作,特别是针对珍稀动物栖息地的生态修复工作十分迫切。

二、受损珍稀动物栖息地类别

森林植被是构成动物栖息地的重要条件,直接影响森林光线、湿度、动物筑巢地点等。“8·8”九寨沟地震在造成森林植被损毁的同时,也间接损毁了动物的栖息地。根据珍稀动物栖息地的受损程度,大致可分为以下四类:

1、森林植被完全损毁的栖息地

地震引发的崩塌、滑坡等地质灾害造成部分栖息地森林植被完全损毁,植被几乎完全被垮塌物深埋,地表岩石堆积或完全裸露,几乎无土壤覆盖,野生动物栖息地功能丧失。该类型栖息地受损最为严重,属直接损毁栖息地,主要分布在日则沟的五花海(老虎嘴)至箭竹海一带,其次是则查洼沟下季节海附近,受损面积约0.3万亩。该类型受损栖息地需首先采用工程措施治理坡面,再采用生物措施实施植被恢复。

2、森林植被郁闭度明显下降的栖息地

地震崩塌产生的滚石、滑落林木等灾害造成林木倒伏、被折断或严重损害树冠,致使栖息地森林植被的盖度或郁闭度明显降低。栖息地内滚石较多,地表开裂,土壤裸露,但总体上具备一定土壤条件。该类型受损地主要分布在长海、箭竹海、中季节海、上季节海等区域。

3、树木及林下植被局部受损的栖息地

地震崩塌产生的滚石等灾害造成少量林木倒伏、被折断,灌木或树干、树冠受损,以及地表出现裂缝产生滑坡,致使栖息地森林植被的盖度或郁闭度略有降低。栖息地内滚石较少,地表土壤轻微受损,天然更新幼苗幼树基本保存完好,属于林木轻度受损的栖息地。该类型受损地基本分布在日则沟、树正沟森林植被郁闭度明显下降的栖息地和树木及林下植被局部受损的栖息地总面积约19.4万亩,覆盖九寨沟保护区的绝大多数区域。针对这两类受损栖息地中不具备自然恢复条件的区域,需通过植苗造林或直播造林的方式实现植被恢复。

4.森林景观损毁的栖息地

地震对野生动物栖息地产生了较大影响,同时对森林景观也有较大的破坏,保护区内的森林植被也有不同程度的受损,可视范围内的森林景观背景遭到严重破坏,短时间内无法恢复,给保护区旅游带来巨大影响。这类受损森林植被面积约0.2万亩,可以通过较大规格景观植物的补植补造实现森林景观的恢复。

三、项目目的意义

该项目通过珍稀动物栖息地修复,力争在较短时间内将“8·8”九寨沟地震破坏的栖息地植被种类和植被面积恢复到破坏前或接近破坏前的水平,并通过良好的管护措施,逐步提高栖息地的质量,以达到全面恢复和重建珍稀动物栖息地、有效保护大熊猫等野生动植物资源和高山森林景观系统、降低地震灾害对野生动物的影响的目的。

项目的成功实施将有助于:

1、保护大熊猫等珍稀动物

“8·8”九寨沟地震及次生灾害造成大熊猫栖息地受灾面积约9万亩,约占栖息地总面积的24.3%。栖息地内崩塌、滑坡等产生的大量裸岩、岩石堆积体等给大熊猫、金丝猴等珍稀动物带来极大的安全隐患,堵塞野生动物的行动通道,使其栖息、活动、觅食范围大幅减少。尽快修复受损的珍稀动物栖息地,恢复珍稀动物的生存环境,是保护大熊猫、川金丝猴等珍稀动物的迫切需要。

2、向世界宣传我国野生动物保护工作

大熊猫保护进行得如何是衡量我国自然保护事业成就的重要标尺,在国际、国内社会具有重要的示范作用。快速、有效地恢复遭破坏的大熊猫、川金丝猴等珍稀动物栖息地,对于向世界宣传我国野生动物保护工作、争取国际社会对我国自然保护事业的支持具有积极意义。

3、提升森林植被景观和保护生物多样性

项目不仅可以尽快修复珍稀动物的栖息地,而且通过植物的配置还能尽快修复保护区的森林植被景观,加快景区恢复重建,促进恢复开园,服务地方经济的发展。同时对珍稀动物栖息地进行生态修复也是保护生物多样性和自然遗产的需要。

四、项目原则

修复九寨沟国家级自然保护区生境,总体上践行了五个原则:

1.“自然恢复为主、适度人工干预相结合”原则

鉴于保护区内自然生态系统总体保存较完整,加之土壤、植被、降水条件较好,植被具有较好的自我修复能力,在实施栖息地修复中,突出自然修复,仅对自然恢复较为困难的直接损毁(如崩塌坡面)和严重受损栖息地采取工程措施造林、植苗造林等人为措施进行植被修复。

2.“因地制宜、分类施策”原则

在深入分析研究的基础上,充分考虑九寨沟保护区栖息地受损特点,遵循世界自然遗产地、国家级自然保护区、国家级风景名胜区等相关管理要求,合理划分受损栖息地类型,分类制定相应修复措施,做到因地制宜、分类施策。

3.“科学修复、注重实效”原则

九寨沟自然保护区地处川西北高山峡谷区,植被覆盖度高,动植物种类具有地带性和典型性,生物种类丰富。在恢复受损栖息地时,应充分考虑其特殊性,在修复措施、技术环节、植物选择和配置方面注重科学性,确保修复的受损地与原栖息地的协调和相融,保证修复实际效果。

4、“生物措施为主,工程措施为辅”的原则

此次地震引起的森林受损地块,大多为地震引起的滑坡、坍塌、泥石流等造成的岩裸、乱石堆积等,植被恢复难度大,因此除了采用生物措施恢复植被外,对直接损毁的垮塌地段可以采用适宜的边坡治理等工程措施,为生物措施奠定基础。

5、“生境修复与景观建设相结合”的原则

在栖息地修复中,尽可能保留原有植被,避免在修复过程中造成对原有植被的破坏。在植物选择时,首先立足保护区的实际,选择适合的树草种和恰当的配置方式;同时兼顾景观美学需求,适当考虑一定的景观植物,以恢复受损的风景植物资源。

五、修复措施

2017年12月,四川省林业科学研究院、四川省林业科技开发实业总公司共同承担了“九寨沟国家级自然保护区珍稀动物栖息地修复项目”,项目编制组依据相关技术规程规范,编制完成了实施方案。2019年4月,省发改委下发了《关于印发<“8.8”九寨沟地震灾后恢复重建规划项目(中期调整版)>的通知》(川发改投资[2019]194号)。2020年6月,九寨沟管理局下发《关于调整九寨沟国家级自然保护区珍稀动物栖息地修复项目实施方案》,四川省林业科学研究院在充分了解受灾情况,大量收集地震灾后生态修复所需的相关资料的基础上,形成了《九寨沟国家级自然保护区珍稀动物栖息地修复项目实施方案(中期调整版)》。

按照《九寨沟国家级自然保护区珍稀动物栖息地修复项目实施方案(中期调整版)》,珍稀动物栖息地修复包括“生境修复”“生境恢复”和“受损山体恢复”等措施。

1.生境修复

针对重度受损的栖息地地块,采取生境修复措施,即工程措施和生物措施相结合。生境修复总面积为1387亩,涉及61个地块。生境修复区域主要分布在树正沟、日则沟、则查洼沟,尤其是日则沟的五花海(老虎嘴)至箭竹海一带最为集中,其次是则查洼沟下季节海附近最为集中。

2.生境恢复

针对中度或轻度受损的栖息地,采取生境恢复措施,即通过人工植苗、廊道补植补造和点播造林措施尽快恢复动物栖息地的生态功能。生境恢复总面积4245亩,主要分布在树正沟、日则沟、则查洼沟、荷叶社区、树正社区周边。

3.受损山体恢复

除了生境修复和生境恢复两种主要措施,还有一种是受损山体恢复措施。2019年受损山体修复前期试点项目(九寨沟地震灾后裸岩边坡苔藓人工覆绿实验研究项目)启动,采取的主要手段是苔藓人工覆绿,即创新利用苔藓以及地衣等低等植物快速使震后裸岩边坡覆绿。

六、栖息地修复的“内修”与“外补”

针对栖息地修复,首先要开展的是滑坡治理,把垮掉的石头清理掉,再用土石袋堆成阶梯状,防止水土流失。然后是栽树,所有的树木必须是当地物种,雇佣工人背上去。栽树后还要种上其他植被,林草结合。这个过程就包含了“内修”和“外补”。

1、“内修”工作

一是针对直接损毁的栖息地展开生态修复。首先进行场地整理,除去杂物、石块等,针对不同条件下的地块进行必要的工程措施,再结合生物措施修复栖息地林草植被。通过修建排水沟、挡土墙等修复受损山体,项目组织修建了15个地块1888m浆砌挡土墙、13个小班1038m二层铅丝笼挡墙、50个小班9540m三层铅43丝笼挡墙、21个小班2825m四层铅丝笼挡墙、57个小班105653m土石袋阶梯、20个小班3650m浆砌排水沟、61个小班客土7068m³、61个小班铺草帘400000m²,种植各类苗木194443株(含补植),点撒播乔灌草种子9956.5kg。为保证工程质量,九寨沟管理局严格要求按照国家现行建设安全施工规范和设计图推进项目。在修建浆砌石挡土墙时,先进行地面排水,保持基坑干燥,而后严格按照《砖石工程施工及验收规范》,采用铺浆法分皮卧砌,做到上下错缝、内外搭接,石块间竖向缝隙灌浆饱满,避免出现外面侧立石块中间填心的砌筑情况。此外,针对不同地块,需要灵活组合各类工程措施和生物措施,在某些地块,先工程措施再生物措施,生物措施亦次第有序,如先栽植油松等乔木类树种,再撒播红花蔷薇等灌木和草木;某些地块,则尽量减少人工干预,在平整土地后直接撒土覆盖,仅采用生物措施,即通过栽植红花蔷薇、点播油松等方式促进地块自然恢复。

二是针对严重受损栖息地展开生态修复。通过人工植苗、补植补造或人工点播造林方法恢复生境总面积4245亩,其中植苗造林2083亩,涉及66个小班;直播造林162亩,涉及6个小班;补植补播2000亩,涉及38个小班。主要工程量为:植苗造林部分涉及整地挖穴(小块状)105308个,乔灌木种植120558株(含补植);直播造林部分涉及挖穴(小穴)17982个,点播乔木种子277.6kg;补植补播部分涉及挖穴(大穴)60000个,种植各类乔木72000株(含补植)。

人工植苗的方式,主要是为了有效保护原生植被,采取人工植苗造林的方式,选择抗逆性强、生长快的本土树种,并加强后期抚育管护,加快恢复栖息地森林植被。廊道补植补造的方式,主要是为了有效保护原生植被。采取补植补造的方式,选择具有景观效果、生长快的本土树种,并加强后期抚育管护,加快恢复受损廊道附近栖息地生态功能及森林景观。直播造林的方式,适用于立地条件恶劣、土层浅薄、石砾含量较高、地震损毁程度较重的不适宜人工植苗造林恢复的小班,以及受损林中斑块或植被分布不均形成的间隙小班。

2、 “外补”工作

项目强调治理工程在不破坏山体景观本身美感的前提下,通过补植当地原生性和适应性树种以及震后裸岩边坡苔藓人工覆绿工程予以修复。就补植而言,要求因地制宜,在不同片区选择种植不同树种。

树正沟是九寨沟主沟,全长约十四公里,树正沟南端是九寨沟的招牌景点诺日朗瀑布,沟内有盆景滩、芦苇海、火花海、卧龙海、树正群海、树正瀑布、老虎海、犀牛海、双龙海等水景奇观,因此在种植过程中,一方面,选择生态价值和观赏价值俱佳的云杉、红桦、油松和青榨槭四类树种进行植苗造林和直播造林。其中云杉是重要的森林更新和荒山造林树种,而红桦耐寒,耐旱,少病虫害,因而在该区域内具有较强的生态适应性,与伴生树种的生态位重叠较大。云杉和红桦两类树种采取行间混交的方式,平均栽植密度是222株/亩,株行距平均为2.0m×1.5m。同时,考虑到油松适应性强的特性,采取油松点播的恢复模式。而青榨槭不仅是良好的造林树种,还具有很高的观赏价值,所以将油松与青榨槭同样采取行间混交的方式。另一方面,选择连香、湖北花楸、西康扁桃三类当地原生树种进行补植补造。连香是国家重点保护野生植物,项目坚持就地保护原则,通过补种补植,保护珍稀树种,促进生态环境的自然恢复;湖北花楸树姿优美,配植于九寨沟山麓坡地、疏林谷地,具有美化生态环境的作用;西康扁桃则是九寨沟地区保持水土的优良灌木。

在日则沟和则查洼沟两个片区,依然遵循生态优先原则,一方面结合植苗造林和直播造林,采取云杉和红桦行间混交以及云杉点播两种恢复模式,两树种适应性强、观赏性高,对震后九寨沟山体的恢复起到积极作用。另一方面优选当地原生树种,将青榨槭、川西樱桃和四川红杉三类树种结合,采取补植补造的恢复措施,促进了震后生态环境的快速恢复。

扎如沟片区亦是九寨沟内重要景区之一,宝镜崖、扎如马道以及扎如寺等景观坐落其中。相较于其他三个区域,扎如沟区域更多为人文景观,因此在这一区域所种树种多为观赏性树种,采取植苗造林等措施,将油松与青榨槭进行行间混交,在保证生态的前提下进一步提升景观风貌。

七、裸岩边坡苔藓人工覆绿

“8·8”地震后九寨沟的景观美学价值和生物多样性受到影响,作为世界自然遗产地的突出普遍价值存在降低的风险。灾后生态恢复重建在植被恢复上主要采取植树种草等传统措施,工程量大,恢复时间长,经济成本高,树种成活率和自我维持能力低。因而,依然存在大量山体裸露,影响景观的突出问题。九寨沟管理局通过与中国科学院成都生物研究所合作,对裸露山体治理进行探索研究,并创新利用苔藓以及地衣等低等植物快速覆绿震后裸岩边坡。

具体做法分三步:

第一步,率先成功筛选出三种适宜的乡土石生藓种。针对高陡边坡、缓坡碎石堆、巨石块、光滑垂直裸岩等不同立地条件和恢复难度,专家学者通过野外踏查和样方调查,综合筛选出九寨沟乡土优势苔藓种质资源,并采用模拟实验对优势苔藓进行胁迫处理,借助生物标志物,筛选出生长快、抗逆强、绿度高的适合裸岩边坡快速覆绿藓种,比如毛尖紫萼藓、真藓以及东亚长齿藓。

第二步,针对筛选出来的石生藓种研发了配子体快速繁育技术。采用正交多因素实验设计方法,分析不同苔藓物种、环境因素(光照强度、温度和含水量)和营养因子(营养液、植物生长调节剂)等对苔藓组培发育的影响,确定苔藓室内快速繁育关键因子与优化组合,实现苔藓人工规模化组培生产,为裸岩边坡覆绿提供稳定、生态的材料来源。

第三步,攻克苔藓裸岩固着技术难关,并开展野外应用试验。为实现苔藓有效附着,通过研究不同基质及其配比,添加变性魔芋葡甘聚糖作为黏结剂,将具有力学特性的多孔海绵结构的高分子聚合材料作为保水剂,辅以微生物菌肥和离子钛等绿色促进剂,最后覆盖可降解的三维固生网,这一系列措施基本形成了九寨沟地震灾后裸岩边坡苔藓人工覆绿技术体系,涵盖了岩壁区、陡坡区、缓坡区、碎石区、巨石区和倒木区,为其他地区的生态恢复和地质灾害防治工程提供了科技支撑与示范样板。

震后裸岩边坡苔藓人工覆绿工程实施过程中,针对不同地质情况,需要选择适合的修复方案精准施策。其一,在裸岩出露的滑坡区和碎石区区域,通过涂刷草筋灰、变性魔芋葡甘聚糖增强黏结性和保水性能,为苔藓提供生长环境;其二,在巨石裸露的区域,利用喷播苔藓茎叶体、高分子聚合材料(具有力学性能的多孔海绵结构)、亲水纤维种植基质(酒糟、菇渣、椰糠和草炭土等)加功能性添加剂(小球藻、巨大芽孢杆菌和离子钛等)的模式,实现巨石区裸岩苔藓覆绿;其三,在岩壁区和陡坡区,利用弹力生态胶和亲水性纤维作为打底基质,将苔藓茎叶体加保水剂混合喷播,加上可降解的三维固生网,使岩壁区和陡坡区苔藓在生长早期避免被冲刷,帮助苔藓较好生长。

……           

珍稀动物栖息地修复项目的实施,有效保护了九寨沟国家级自然保护区内大熊猫、金丝猴等珍稀动物的栖息地环境,在生物多样性保护上具有重要价值。2019年1月和2月,红外监测组在海拔2600米左右地段,捕捉到野生川金丝猴、大熊猫等国宝在雪地嬉戏觅食的镜头。此次共拍摄到大熊猫照片10张,视频1段以及川金丝猴照片33张。这也是保护区首次在同一片区域,同一个时间段捕捉到大熊猫与川金丝猴的身影,也是“8·8”九寨沟地震发生后红外监测组第一次拍到大熊猫与川金丝猴的影像。


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