福建地區自然保護區內的生態修復探索與實踐
——以福建閩清黃楮林自然保護區石潭溪片區生態修復項目為例

易 燦

張 智

王文奎

肖曉萍

自黨的十八大報告將生態文明建設納入“五位一體”的新戰略構想中，以及十九大報告將“堅持人與自然和諧共生”的理念作為新時代堅持和發展中國特色社會主義的基本方略之一后，生態環境的保護、修復和治理工作在全國范圍內廣泛展開。自然保護區作為自然資源最為豐富的地區，是生物多樣性保護的核心區域，更是推動生態文明、建設美麗中國的重要載體。但是隨著人口不斷增長和城市化進程加快，日益頻繁的人類活動對自然保護區的發展造成了嚴重的影響，不但使保護區內的環境質量惡化，甚至使保護區的范圍出現萎縮的現象[1]，因此對自然保護區的生態保護修復是當前建設生態文明刻不容緩的工作。通過融入山水林田湖草“生命共同體”系統理念，并以“復綠、共生、退堤、科教”為主要的景觀生態修復措施，從景觀重構、生態修復，以及文化塑造的角度對黃楮林自然保護區石潭溪片區進行了生態修復設計，為后期自然保護區的生態景觀改造提供了相關的設計思路與實踐參考。

1 自然保護區的定義

迄今為止，環境問題一直影響著人類的生活和全球生態圈的平衡，而人類活動引起的生物多樣性喪失已經成為當今最重大的環境問題之一[2]。中國雖然是世界上生物多樣性特別豐富的國家之一[3]，但長期高強度的人類活動又使得中國成為世界上生物多樣性受威脅最嚴重的國家之一[4]。為了保護日益喪失的生物多樣性，建立自然保護區是目前最為直接、有效的辦法。《中華人民共和國自然保護區管理條例》規定：“自然保護區，是指對具有代表性的自然生態系統、珍稀瀕危野生動植物物種的天然集中分布區、有特殊意義的自然遺跡等保護對象所在的陸地、陸地水體或海域，依法劃出一定面積予以特殊保護和管理的區域。”截至2014年底，我國(不含港澳特別行政區和臺灣地區)共建立各種不同類型、不同級別的自然保護區2 729個，保護區總面積為14 699萬hm2，而自然保護區的陸地面積約為14 243萬hm2，約占全國陸地總面積的15%[5]。其中，已建成的國家級自然保護區有428個，省級自然保護區有858個，市級自然保護區有414個，縣級自然保護區有1 029個[6]，初步形成了一個布局較為合理、類型較為齊全、功能較為健全的自然保護區網絡。同時，除了整體的保護區網絡外，自然保護區內部科學合理的功能區劃分也是提高自然保護區生態保護效應與管理水平的關鍵[7]。我國目前自然保護區的功能分區采用的是國際“人與生物圈”計劃生物保護區的基本模式，即“核心區-緩沖區-實驗區”三圈模式[8]。我國2017年頒布的《中華人民共和國自然保護區條例》及2018年頒布的《自然保護區功能區劃技術規程》對三區的內容與保護區功能區劃分的基本原則、依據、方法等做了原則性與技術性的要求，并發揮著重要的指導作用。

2 自然保護區面臨的問題及產生的原因

1956年，中國科學院建立了中國第一個自然保護區——廣東鼎湖山自然保護區，中國自然保護區的建設就此拉開了序幕，直至1978年，我國共建立了106個自然保護區，占國土面積的0.13%[9]。2003年底我國的自然保護區數量已經達到1 999個，占國土面積的14.4%[10]；截至2016年我國各類數量的自然保護區已有2 740處之多，約占國土面積的14.8%[11]。然而從發展趨勢上看，自然保護區的數量雖然在飛速增長，但是自2007年以來我國自然保護區的面積卻呈現總體減少的趨勢[12]，據研究報告顯示，近年來自然保護區內的生物多樣性不但沒有得到很好的改善和提升，反而出現生物多樣性喪失的現象[7]，同時多處自然保護區內還出現大規模的一產、二產、三產活動，大型基礎設施建設，房地產開發及垃圾污染等問題[13]。出現這些問題的主要原因有以下2個方面。

2.1 土地政策問題

中國的自然保護區大部分建立于20世紀80年代之后，而確定為保護區的土地大多劃歸集體，但政社合一的體制廢除后，已無集體經濟組織的鄉鎮，從而導致土地“鄉農民集體所有，實際上已經無人所有”[14]的局面，許多自然保護區因沒有土地使用權，所以管理機構無法對區內的自然資源進行有效的保護管理，例如湖南東洞庭湖和內蒙古達賚湖保護區等多數濕地類型自然保護區管理機構只有權對保護區境內飛行的鳥類進行管理，而對珍稀鳥類棲息的湖泊、沼澤等地面部分則無權進行管理[15]，同時自然保護區歸屬權的不確定，使地方政府和多個部門均對保護區有一定的管理權限，管理的混亂在一定程度上導致自然資源的過度開發而忽略了生物多樣性的保護。當地居民賴以生存的土地被自然保護區強行劃走且沒有得到合適的經濟補償，而保護區又沒有及時拿到明確的土地權屬證書，導致居民依舊會對保護區的資源進行掠奪。

2.2 經濟建設發展問題

隨著社會經濟的發展，自然保護區內生態旅游的開發，以及公路、鐵路建設等人類活動對自然保護區的生態系統造成了嚴重的破壞，使得自然保護區生境逐漸破碎化[16]。徐網谷等研究發現在407個國家級自然保護區中，有370個保護區內分布有交通運輸用地[17]，其中扎龍濕地自然保護區[18]及蘆芽山國家級自然保護區[19]等均因道路交通的建設導致生態環境的破壞。同時我國有80%的自然保護區開展了旅游活動，而過度的旅游開發往往變成自然保護區破壞的重要因素[20]；隨著人口不斷增長和城市化進程加快，使得保護區范圍發生萎縮，特別是農耕經濟的發展對自然保護區的影響最為嚴重。經統計發現，黑龍江省38個省級自然保護區內集中連片的農業活動是影響保護區內土地萎縮的最主要驅動力[1]；扎龍濕地自然保護區[18]及深圳灣紅樹林自然保護區[21]均因農業生產活動導致生態系統平衡失調。

3 自然保護區內生態修復的概念與意義

生態修復是指“在生態學原理指導下，以生物修復為基礎，結合各種物理、化學修復和工程技術措施，通過優化組合，使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合的修復污染環境的辦法”，其主要的修復措施為：生物修復技術、物理與化學修復技術、植物修復技術3種[22]，而自然保護區的生態修復首先需要滿足國家對于自然保護區的相關法規要求，充分考慮生態優先、生物優先的原則，并結合保護區的功能分區，在符合各功能分區的定位前提下，因地制宜、有針對性地開展修復工作[23]。雖然想要從根本上解決自然保護區生態破壞的問題需要從頂層設計和國家政策入手做到防患于未然，但是實際的實施過程卻很漫長，其中許多自然保護區不免會繼續遭到破壞，所以保護區的生態修復作為一項“補救”手段具有其必要性，其體現在：1)對自然保護區的修復可以在一定程度上縮短被破壞的自然環境自我修復的時間，能對自然的自我修復起到良好的輔助作用；2)能夠在一定程度上短時間恢復生境，修復被阻斷的生境廊道，促進生物基因交流；3)可以在一定程度上防止如山體滑坡、濫采濫挖等自然災害，以及人類活動對已經被破壞的自然保護區的二次損害。

我國近幾年來自然保護區通過生態修復取得了明顯的效果：青藏高原仙米自然保護區取土場通過生態修復后排水溝體系排水良好，坡底無積水，坡面無水土流失，為高原保護區邊坡生態修復提供了借鑒[24]；江蘇鹽城國家珍禽自然保護區通過本土植物鹽地堿蓬對灘涂濕地展開生態修復和景觀生態建設，成功種植了100hm2堿蓬景觀型群落，形成了特色的生態系統[25]；河南小琴嶺國家級自然保護區通過生態修復，使得保護區內兩棲動物種群數量不斷增加，群內個體數量也大幅度增加，區內水質越來越好。隨著自然保護區生態環境“V”字形的改善，小秦嶺正成為河南乃至我國中西部生物多樣性保護的樣板[26]；廣西潿洲島自然保護區通過對牛角坑濕地實施生態修復工程，把牛角坑間歇性沼澤地改造為永久性濕地，從而提高了牛角坑濕地對鳥類的承載力，豐富了潿洲島自然保護區的生物多樣性[27]。

黃楮林自然保護區石潭溪片區的生態修復項目以國內已有的自然保護區生態修復案例為基礎，以國家相關政策及法律法規為指導綱要，充分考慮修復地域所在片區在自然保護區的性質與定位，精準采用相應的生態修復措施，做到對核心區零干擾、緩沖區低干擾，對受到嚴重破壞的實驗區進行“恰到好處”的人工干預。

4 閩清黃楮林自然保護區石潭溪片區的修復實踐

4.1 生態修復的重要性與意義

黃楮林自然保護區作為閩江流域濱江保護區群最重要的過渡區，是福建省“三縱四橫”生態廊道體系中最主要的棲息地節點之一。黃楮林自然保護區總體規劃以《福建雄江黃楮林自然保護區綜合科學考察報告》及《中華人民共和國自然保護區條例》等有關法律條例為主要依據，按照自然保護區功能區劃原則，將自然保護區劃為核心區、緩沖區和實驗區(圖1)。本次生態修復項目所在的石潭溪片區正處于黃楮林自然保護區的實驗區之內，對于核心區及緩沖區來說，它是抵御城鎮發展干擾的最后一道屏障，它既能局部消納人類適量的日常生產、生活所造成的生態影響，同時也具有生態恢復所需求的自然條件，它的存在能很好地減緩人類活動對保護區內其他區域的影響，其生態環境狀況對于閩江流域生物棲息地的完整性及閩江下游水環境質量的維持意義非凡。

圖1 黃櫧林自然保護區規劃圖[引自福建雄江黃楮林國家級自然保護區總體規劃(2012—2021年)]

4.2 自然環境概況

石潭溪發源于閩清縣白樟鎮鳳凰湖山麓，流經梅溪鎮石鄭、安下、樟洋，由石潭溪口匯入閩江水口電站。水系長12.6km，流域面積29.84km2(圖2、3)。

圖2 石潭溪小流域位置示意圖

圖3 石潭溪小流域影像圖

石潭溪小流域是閩中戴云山脈東北段與鷲峰山脈西南段交接的典型低山丘陵河谷區域，呈現西高東低的地貌特征。石潭溪流域土壤主要由花崗巖、流紋巖和凝灰巖發育而成，而大部分林地土壤為紅壤。

4.3 現狀分析及主要生態問題

我國早期在國家自然保護區的范圍劃定及保護區的功能分區劃定存在較大的局限性，由于部分地區政府進行搶救性批建時盲目劃定保護區范圍，使得一些農耕用地、村鎮、公路及礦區被劃入保護區范圍[28]，這也在一定程度上引起了權屬沖突問題，而且根據數據調查顯示大約80%的權屬模糊及沖突發生在保護區的實驗區內[29]；另一部分原因在于早期的社會經濟技術水平較低，相關的技術人員較少，繪圖技術及精度較低，致使自然保護區實際劃定的邊界誤差較大，導致保護區的保護有效性嚴重缺乏[30]，這些原因都使得自然保護區在建立之初就存在大量的生態破壞問題。本次生態修復的對象——黃楮林自然保護區石潭溪片區亦是如此，目前石潭溪片區內仍存在著自然保護區劃定之初的采砂基地、堆料場、水泥加工廠、果林和村鎮等生產生活用地，其部分權屬問題至今尚未解決。

石潭溪片區的用地類型分布零散(圖4)，包括林草地、設施農用地、果園(橄欖林地)、裸地、村莊、城鄉建設用地、農村道路、河流水面和水工建筑用地等18種土地利用類型，其中潛在的生物棲息地、林草地和灌木林地等均被人為地機械化切割，導致生態及景觀斑塊破碎化嚴重，石潭溪沿岸更是出現了一系列的生態問題，其主要包括以下5個方面。

圖4 石潭溪小流域用地現狀

4.3.1 生產及生活用地的干擾

石潭溪河口區域受以往城市建筑與水利水電工程建設用砂、堆料的影響，形成的廢棄洼地逐漸成為工業廢料、生活垃圾的填埋地和集中堆砌場所(圖5)。現場調查顯示，研究區域內的生產生活廢棄地面積約為42 900m2，對石潭溪河谷的生態環境產生了如生物棲息地干擾、河流連通性阻斷、植被緩沖凈化能力削弱等諸多影響。

圖5 生產廢棄地現狀

4.3.2 水系淤堵及河口河道硬質化

石潭溪與其他典型的山溪型河道類似，具有坡降大、流速快、水位變化幅度大、沖刷力強等特點。河道多處拐彎及深潭處存在較明顯的河道礫石、廢棄混凝土塊堆積等現象，導致局部河床淤積抬升，不利于河道內深潭淺灘的形成。石潭溪濱江河口河岸為硬質駁岸，河岸斷面的設計簡單且粗暴，其“三面光”的形態(圖6)嚴重影響了石潭溪的物質能量流動及生物的繁衍與遷徙。

圖6 河岸土質邊坡流失及硬質駁岸現狀

4.3.3 山體裸露與水土流失

石潭溪現有12.98hm2的山體裸露區域，這些裸露邊坡為主體的山體通常會伴隨水土流失及山體滑坡(圖7)，而與常見的水土流失及生態環境遭到破壞的生產廢棄地相比，山地類型生產廢棄地的植被恢復難度更大、水土流失程度更高，對生態景觀的影響也更為突出。在福建等典型的南方丘陵地區，山體景觀遭到破壞、水土流失頻發通常是生物多樣性降低的主要原因。

圖7 水土流失現狀

4.3.4 森林結構單一

石潭溪片區成片林地有限，多為人工種植的次生林且片段化裸斑較多；林地類型主要以針葉林單層純林居多，林地種類組成單一，群落結構簡單，缺乏闊葉喬木層和林下草本植物，且針葉林密度過高，易導致森林病蟲害，林分生長不良，以至于大部分林地質量不高，生態、社會效益較低。整個生態系統在涵養水源、水土保持和凈化空氣等生態服務功能方面還處于較低水平。

4.3.5 遷地保護能力欠缺

黃楮林保護區由于離城鎮距離較近，又有316國道及來福鐵路等交通干線從保護區內穿插而過，保護區主要保護的云豹、蟒蛇、獼猴和穿山甲等國家一、二級保護動物，以及南方紅豆杉、鐘萼木等國家保護樹種易受到來自交通壓力、村鎮發展、疫情疫病及棲息地干擾等因素的影響，導致種群密度下降和群落結構紊亂，從而加大生物多樣性喪失或滅絕的風險。

4.4 修復理念與原則

石潭溪片區在閩清黃楮林自然保護區總體規劃上具有自己特殊的地位，即隸屬于核心保護區之外的實驗區，而人類的科研、教育、旅游等活動往往集中在實驗區，同時實驗區也是核心與緩沖區的天然屏障，所以該區域也需要較好的景觀形象與生態環境，由此，設計對該片區的生態修復工作提出對應的修復原則。1)適地適樹，就地取材。修復設計過程中選用的植物種類嚴格遵循自然區內現有的生物框架，避免外來物種的入侵干擾，維持保護區內的生態平衡，同時利用現狀的工業廢棄地設置適當的觀景、科教及休憩場地，不占用任何一片綠地，建設的材料也盡量采用現存的建筑廢料，做到就地取材“變廢為寶”。2)精準定位，降低干擾。精準定位在于2個方面，一方面在于明確修復區域所處的功能分區，不“越矩”修復，同時根據修復區域所處位置的生態敏感性調整人工干預力度，另一方面在于修復措施的精準，做到“對癥下藥”，減少施工過程中對自然生態的二次破壞。3)景觀與自然并存，生態與生活并進。石灘溪片區的生態修復設計將從人與自然的關系出發，充分考慮人類日常生活、科教宣傳等低干擾活動與自然生態環境的共融，在滿足自然保護區總體生態環境要求的情況下彰顯人文景觀，因此，設計在基于總體修復原則的大框架與石潭溪片區已有的資源和區位特征下，融入山水林田湖草“生命共同體”系統理念，以“生態保護、生態修復、水系修復和人居環境治理”為主要布局思路，并結合“復綠，共生、科教、退堤”等主要修復措施，以期將石潭溪建設成為“生態優良、物種豐富、景觀多樣、功能齊全”的生態修復示范工程，為國內自然保護區實驗區的生態景觀修復提供相關的設計思路與實踐參考。

4.5 主要修復措施

4.5.1 復綠

山地型生產廢棄地因為植被恢復難度更大、水土流失程度也更高，因此本設計選擇在平緩荒地先行復綠，創造地形條件，使低洼處的植被首先恢復，進而帶動周邊植物的生長；其次利用高壓泵噴灑營養液和其他相關基質材料引導本土植物的根系向地下深處和廣處生長；最后對于階梯式坡面進行重塑，將較大的現狀坡腳削減為臺地，分層引入先鋒樹種，進行自然競爭演替。

石潭溪片區的林地主要生態問題為林分單一、疏林地植被郁閉度低下和沿岸裸地，根據其立地條件、生態環境、改造目標及主要效能，同時依據《中華人民共和國自然保護區條例》中對于實驗區的相關規定等綜合考慮得出近生態改造是石潭溪片區在植物群落營造方面選擇的最佳途徑，而近生態改造主要可劃分為生態景觀、生態防護、植被恢復3個類型。生態景觀型改造區域主要分布在保護區土層較厚、立地條件較好的地帶，而生態防護型與植物恢復型的改造區域往往立地條件相對較差，常處于土地斑禿裸露、土層貧瘠稀薄的地區，所以改造方案需要引入耐貧瘠的鄉土樹種及相應的人工撫育措施來促進森林群落向目標林分進展演替。

4.5.2 共生與科教相結合

長期以來，石潭溪沿岸的采砂、堆料場地逐漸成為建筑垃圾、生活垃圾的填埋地和集中堆砌場所，直接損害生物棲息地的完整性和景觀效果。山水林田湖草生態保護修復項目的核心要求是修復“人與自然的關系”，在選擇修復方案上應最大限度采用近自然方法和生態化技術，以減少二次破壞。因此對于這片工業廢棄地本設計通過“共生”與“科教”相結合的設計方法進行生態修復與人文彰顯。修復方案通過對現有廢棄工業及建筑垃圾進行無害化處理后進行循環利用，打造獨特的工業廢棄地改造景觀并賦予其新的生態教育價值和歷史內涵，同時結合植物恢復技術使這片垃圾堆積地最先融入景觀中，使其成為黃楮林自然保護區建設歷史成果等的教育展示基地。

項目組同時結合其鄰近的生物棲息地特點，營造了覓食地、隱蔽地等微小棲息地景觀。小棲息地營造主要采用了森林棲息地和灌草叢棲息地鑲嵌結合的方式，同時這些小棲息地在植被種植方面均滿足森林化復合層次結構和自然化的種植形態的要求(圖8)，以發揮棲息地的“邊緣效應”和恢復生物多樣性。設計也同時引入了自然觀察、環境教育等的生態體驗基地，使得動物的棲息地不但能與原本對自然環境造成破壞的工業廢棄地融合共生，更是通過科教的形式使得人與自然的關系更加密切。

圖8 棲息地立面結構設計圖

4.5.3 退堤

石潭溪硬化駁岸長度為672m，河道受廢棄混凝土塊和上游生活垃圾等淤堵，面積達12 259m2，減弱了局部河岸發揮凈化緩沖功能的效果和自然景觀連通性，并存在阻洪風險，由于石潭溪處于黃楮林自然保護區的實驗區，考慮到實驗區的特殊情況及駁岸改造的安全性與經濟適用性，所以本次改造不能一概而論地按照自然的狀態進行恢復，需要從以下3個方面展開。

1)在維持河流現有自然形態的條件及不干擾河道兩岸已建路基的情況下對河床進行清障整理，對灘地植物進行群落恢復，以提高其生物多樣性，同時提高陸域植物群落的攔截凈化功能，從而達到改善河流生態景觀的效果。

2)對石潭溪局部狹窄、有阻洪風險且河岸坡度大、存在滑坡風險的河道段落進行斷面優化設計，本次設計對河道斷面的優化主要采用退臺式護岸、斜坡護岸和自然緩坡護岸(圖9)，使其既具有景觀效果與生態性，又能與周邊綠地和開放空間有機融合。

圖9 河道斷面設計圖

3)仔細勘察河岸具體情況，做到“對癥下藥”，經現場勘查發現，如圖10所示，1號點現狀護岸為砂質護岸，易受水流沖刷影響；2號點現狀為混凝土護岸，存在“卡脖子”問題；3號點現狀為壘石與土坡護岸，洪水期間存在滑坡風險。由于洪水期間河道流速較快，部分河段流速大于5m/s，對護岸沖刷影響嚴重，因此在河道護岸1號點本設計采用拋石護岸；而對于河道護岸2、3號采用多階石籠護岸或多階干砌石護岸。護岸材料采用河道中尺寸較大的石塊，而石材均采用質地堅硬、完整、強度高、耐風化，且具有良好抗水性的塊石，并且塊石之間留有縫隙，便于魚類及其他水生物棲息、繁衍。

圖10 石潭溪生態護岸建設位置圖

5 結語

自然保護區的可持續發展建設是生態文明建設中必不可少的一步，同時，對生態環境已被破壞的自然保護區進行生態修復也是推進生態文明建設的重要之舉。本文從景觀規劃和設計層面切入，對黃楮林自然保護區石潭溪片區的生態修復進行了初步的研究，但由于自然保護區的特殊性，在對自然保護區進行生態景觀修復時需要從多個科學角度進行分析，而且因為每個自然保護區所存在的生態問題不一樣，所受到人為干擾的程度也不一樣，因此對于不同自然保護區的生態修復會有不同的改造重點和設計方法，而歸納和總結其特有的生態改造設計原則，也將成為今后自然保護區可持續發展設計與管理的重點。

注：文中圖片除注明外，均由作者繪制或拍攝。