黎母山破損山體生態修復現狀調查及修復對策

陳素靈，陳建新，吳鐘親，方發之，麥有專

1.海南省林業科學研究院(海南省紅樹林研究院)，海南海口 571100；

2.海南省尖峰嶺森林發展有限公司，海南樂東 572500

修復破損山體不僅能提高生態景觀環境，同時也能保護道路安全[1]。破損山體生態恢復可以通過人為控制生態植被種類和組成，使破損山體生態群落更新朝著有利于人們生活需求方向進行[2]。破損山體生態修復工程需要在破損山體坡面構建一個生態功能齊全、景觀效益良好、促進道路安全的生態系統[3]。該工程是通過植被加固破損山體土壤、綠化破損山體表層，使破損山體恢復穩定的生態系統。因此植被恢復在破損山體生態修復過程中起著關鍵性作用[4]。隨著生態修復技術的引進與更新，中國破損山體及相關生態修復技術逐漸完善，基本滿足破損山體前期復綠技術的需要[2]。多種生態修復技術在實際破損山體生態修復工程應用中取得的生態修復效果是有成效的，包含生態袋破損山體修復技術[5，6]、客土噴播技術[7，8]等。破損山體生態修復工程植物選擇及搭配是修復效果關鍵因素，直接影響生態修復穩定性和生態景觀。如喬灌草組合修復礦區有利于堿解氮和速效磷含量的積累[9]；高羊茅、紫花苜蓿、爬山虎、紫穗槐組合[10]，或狗牙根、地毯草、牛筋草等[11]復綠植物組合對巖質破損山體修復生態可持續性和生態景觀效果影響有利。由此可見，植物的合理選擇與搭配在生態修復工程中對土壤固定和破損山體生態穩定性的作用是不可替代的[12]。

黎母山位于海南島中部瓊中縣和白沙縣境內，地 理 坐 標 是19°07′22″N ～19°14′03″N，109°39′05″E～109°48′31″E 之間，為海南熱帶雨林國家公園重要組成之一，總面積約554.87km2。隨著黎母山區域道路建設的需要，部分道路破損山體植物受損。當地相關部門為了使受損山體植被盡快恢復，通過人工修復和自然修復方法對受損山體進行生態修復。現如今修復多年已過，因此該次對黎母山破損山體生態修復現狀進行調查，了解黎母山區域道路破損山體生態修復成效，同時根據調查結果分析該次生態修復過程中存在不足之處并提出生態修復改進。

1 調查內容及方法

1.1 調查路線及范圍

調查對象為海南熱帶雨林國家公園黎母山區域內主路破損山體，由黎母山林場通往黎母廟路段及黎母山林場往西2km 范圍內主路破損山體。調查內容為主路破損山體地理位置、坡向、坡度；破損山體人工修復工程特點；破損山體現有植被覆蓋度；破損山體植被狀況及多樣性。

1.2 調查方法

調查以現場調查和資料查詢為主，包括對破損山體植物記錄、破損山體拍照、破損山體地理位置記錄和人工修復工程資料查詢等內容，調查點基本情況見表1。調查時木本植物包含喬木及喬木幼樹、灌木、藤本、竹類，草本植物包含草本和蕨類。破損山體生態修復成效采用植被物種多樣、植被覆蓋度和植被種類進行反映。

表1 調查點基本情況Tab.1 Basic information of survey points

1.3 數據處理

采用Excel 2010 對調查數據進行匯總計算。植被物種多樣性采用Margale 豐富度指數、Simpson優勢度指數、Shannon-Wiener 多樣性指數、Pielou均勻度指數反映。

上式中，Pi為第i 種的個體數ni占所有中個體總數n 的比例，ni為第i 種的個體數，n 為所有種個體總數，即Pi=ni/n；i=1，2，3，……S,S 為物種數。

2 結果與分析

2.1 人工修復工程技術特點

現場調查和資料查詢發現破損山體人工修復技術工程采用客土噴播技術和喬灌木穴植方式進行多種植物搭配，該生態修復工程主要由3 部分組成：①清理破損山體坡面，在坡面頂部外側截水溝，定植灌木草本；②在坡面掛鐵絲網固土，坡度大于70°坡面用竹竿在外層定固鐵絲網；③采取客土噴播技術噴播植物種子，綠化基材和種植土體積比按1∶3 配比噴土作為第一層基質覆蓋于坡面，再噴基質與植物種子混合基質；噴射施工完后蓋好無紡布避免雨水沖刷，部分破損山體同時采用喬灌木穴植方式進行喬灌草搭配。人工修復植物選擇根據不同坡面差異選擇了寬葉草、金絲草、芒萁、白灰毛豆和三角梅等植物搭配。根據現場調查結果顯示，破損山體人工生態修復從植被覆蓋度、植物多樣性反映是有成效的（圖1-D、1-E）。

圖1 破損山體人工修復工程Fig.1 Damaged mountain artificial restoration project

2.2 植物覆蓋度

由表2 可知，植被覆蓋度達到100%的破損山體占多數，只有極少數破損山體植被覆蓋度低于100%。不同修復方式木本植物覆蓋度和草本植物覆蓋度差異很大。整體上，自然修復現狀木本植物覆蓋度比草本植物覆蓋度高，人工修復結果卻與自然修復結果相反。原因是在人工修復過程中，需要對坡面進行清理，其中部分喬木幼樹和灌木會被清除，造成坡面出現短暫木本植物缺失，同時鐵絲網抑制高大喬木生長，因此短時間內人工修復坡面難以生長喬木或灌木，但草本生長不受影響，草本為人工噴播，覆蓋度高。但也存在個例，如10 號和11 號破損山體（圖2）。調查發現這2 個調查點木本植物種類豐富，其中人工種植白灰毛豆對植物生長有利，草本植物完全覆蓋地表。

表2 破損山體植物覆蓋度Tab.2 Plant coverage of damaged mountain

圖2 10 號和11 號破損山體人工生態修復現狀Fig.2 No.10 and No.11 damaged mountain artificial ecological restoration status

2.3 植物多樣性

采用特定物種多樣性指數對黎母山破損山體修復現狀進行評價（表3）。結果顯示，4 號破損山體修復效果較好（圖3B），1 號破損山體修復效果一般（圖3A），D 值分別為2.80 和1.89。總體上，自然修復破損山體D 值高于人工修復D 值，說明自然修復物種組成相對復雜。11 號與7 號調查點D 值相對高，11 號破損山體屬于人工修復，但其修復效果佳，7 號人工修復破損山體D 值高但其木本植物覆蓋度低，調查發現該地種植白灰毛豆是重要直立灌木狀草本。

由表3 可知，自然修復破損山體植被H 值最高是2 號調查點，為0.85，人工修復破損山體11 號植被H 值為0.84，大于其余自然修復破損山體調查點。H 值反映整體上自然修復破損山體物種組成比較復雜，但優勢植物并不突出，人工修復破損山體物種組成簡單，但優勢植物突出，因此2 種修復方式植被H 值差異性不強。

顯示總體上破損山體自然修復H′值大于人工修復，但11 號人工修復破損山體調查點H′值比較高，達到2.21，而4 號自然修復破損山體H′值為2.00，原因是與D 值反映的一致。

Jsw值是反映植被群落物種分布均勻程度。從表3 可知，11 號人工修復破損山體調查點Jsw值為0.92，大于自然修復調查點Jsw值，原因與D 值反映的一致。從表3 統計情況可知，5 號調查點物種D值大于人工修復破損山體調查點(除11 號外)，但其H 值、H′值和Jsw值比較低。調查發現該調查點坡頂連接加勒比松林分，隨著加勒比松種子掉落在5 號調查點并大量生長(圖3C)，造成5 號調查點優勢植物是加勒比松。高密度的加勒比松群落抑制了其他植物繁殖，導致該地H 值、H′值和Jsw值偏低。

表3 破損山體植被多樣性指數Tab.3 Vegetation diversity index of damaged mountain

圖3 自然修復現狀Fig.3 Damaged mountains natural restoration status

2.4 植被狀況

由表4 可知，自然修復調查點木本植物主要以生長野生喬灌木為主，如野牡丹、山烏桕、中平樹、山椒子、細齒葉柃、楝葉吳萸和山黃麻等；草本植物主要以野生草本植物和蕨類為優勢植物，如粽葉蘆、芒萁、烏毛厥和蟛蜞菊等。人工修復破損山體調查點木本植物以人工種植野牡丹為優勢植物，野生喬灌木有山椒子、山烏桕、楝葉吳萸等作為雜生樹種；草本植物以人工噴種寬葉草、金絲草、芒萁、蟛蜞菊、穴植白灰毛豆和野生粽葉蘆、烏毛厥為草本優勢植物。

表4 破損山體調查植被名錄Tab.4 Vegetation list of damaged mountain investigation

調查點 木本植物名稱修復方式草本植名稱9人工山烏桕Triadica cochinchinensis野牡丹Melastoma malabathricum地桃花Urena lobata假地豆Desmodium heterocarpon 10人工粽葉蘆Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea含羞草Mimosa pudica野茼蒿Crassocephalum crepidioides腎蕨Nephrolepis cordifolia寬葉草Broadleaf herba金絲草Pogonatherum crinitum蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea草蔻Alpinia hainanensis金絲草Pogonatherum crinitum飛機草Chromolaena odorata白灰毛豆Tephrosia candida 11人工假臭草Praxelis clematidea粽葉蘆Thysanolaena latifolia香蕉Musa nana蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea烏毛厥Blechnum orientale芒萁Dicranopteris pedata白灰毛豆Tephrosia candida 12人工山烏桕Triadica cochinchinensis山椒子Uvaria grandiflora南酸棗Choerospondias axillaris山杜英Elaeocarpus sylvestris野牡丹Melastoma malabathricum中平樹Macaranga denticulata楝葉吳萸Evodia glabrifolia山黃麻Trema tomentosa中平樹Macaranga denticulata山烏桕Triadica cochinchinensis楝葉吳萸Evodia glabrifolia陰生桫欏Alsophila latebrosa翻白葉樹Pterospermum heterophyllum山椒子Uvaria grandiflora白楸Mallotus paniculatus山黃麻Trema tomentosa海南楊桐Adinandra hainanensis野牡丹Melastoma malabathricum加勒比松Pinus caribaea馬占相思Acacia mangium降香黃檀Dalbergia odorifera南酸棗Choerospondias axillaris海南楊桐Adinandra hainanensis楝葉吳萸Evodia glabrifolia三角梅Bougainvillea spectabilis野牡丹Melastoma malabathricum烏毛厥Blechnum orientale粽葉蘆Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea白灰毛豆Tephrosia candida 13人工牽牛花Ipomoea nil芒萁Dicranopteris pedata蟛蜞菊Sphagneticola calendulacea寬葉草Broadleaf herba含羞草Mimosa pudica粽葉蘆Thysanolaena latifolia假臭草Praxelis clematidea烏毛厥Blechnum orientale

3 破損山體生態環境調查存在的問題

（1）現場調查和資料查詢發現，由于破損山體修復工程需要掛鐵絲網固土，在破損山體人工修復過程中，需要對坡面原有的喬灌木樹種進行清理，導致人工修復之后，喬灌木樹種生長和繁殖受到阻礙，至今還沒有完全生長出高大喬灌木。在所調查的人工修復破損山體中，只有少數破損山體生長喬灌木樹種，大部分人工修復破損山體依然以噴播草本植物為重要地表植被，占植被覆蓋度的絕大比值。

（2）調查點木本植物以野生灌木種類和數量居多，如野牡丹、山椒子、桃金娘和山黃麻，喬木種類和數量相對稀少，且大部分屬于幼樹狀態，如中平樹、楝葉吳萸。人工修復破損山體地表植物以人工噴播草種和穴植白灰毛豆為主，坡面缺少喬灌木樹種的保護，對抗雨水侵蝕能力比較差，在多雨季節到來時，人工修復破損山體存在再次坍塌的風險。

（3）調查過程中發現海南珍貴鄉土樹種非常少，目前僅發現降香黃檀，鄉土樹種選擇方面還有很大的提高空間。道路破損山體植被缺乏珍貴鄉土樹種作為復綠植被，直接影響生態景觀效果。

4 生態修復對策

4.1 生態修復原則

道路兩側山體的穩定是道路交通功能重要因素。在破損山體修復過程中，山體穩定性的提高是整個修復過程的基礎，并在破損山體穩定性基礎上衍生出生態效益和經濟效益。因此，破損山體生態修復設計過程應當遵循以下原則：

（1）因地制宜提高破損山體穩定性，減少水土流失，保證道路安全；

（2）根據破損山體土質、坡度的不同選擇適宜的修復方式；

（3）破損山體修復群落由簡單到復雜、由速生植被到鄉土植物演變；

（4）因地制宜，適地適樹，充分體現樹種鄉土性，促進生態穩定；

（5）多種植物搭配，喬木、灌木、藤本、草本和低等植物相互搭配；

（6）樹種應選擇抗性強，造價成本低，后期護理方便。

4.2 植物選擇

在人工修復破損山體原有植被基礎上進行樹種選擇。由于原人工修復破損山體缺乏一定的鄉土性，因此選擇海南鄉土樹種作為修復植物有利于提高破損山體生態穩定性和生態景觀效益。調查中發現人工修復破損山體已經開始生長灌木，為了保持生態穩定性和體現生態景觀效益，建議不需要人工種植灌木，自然條件下灌木植物會生長，如野牡丹、山椒子等野生灌木。因此推薦人工種植海南珍貴鄉土樹種如坡壘、土沉香、母生、海南木蓮、烏墨、烏檀等，推薦樹種選擇：母生和烏墨。種植規格為2m×2m，塊狀純林種植。

4.3 破損山體生態體系構建

在保持原有植被條件不變基礎上，在坡度小于45°的人工修復破損山體剪開20cm×20cm 的鐵絲網，定植選擇樹種（母生和烏墨）。樹種苗高50cm，株行距2m×2m，塊狀純林種植。在原人工修復基礎上形成喬灌草組成植被，提高生態多樣性。添加珍貴鄉土樹種提高破損山體生態穩定性和生態景觀效益。

5 結論與討論

5.1 結論

黎母山道路彎急坡陡，坡面多數為土質破損山體，存在隱患，尤其雨天容易發生滑坡、崩落等問題[13]。根據現場調查和資料查詢發現人工種植白灰毛豆對人工生態修復物種豐富度有利。調查結果發現自然修復破損山體植被群落物種豐富度和多樣性比人工修復破損山體高，但個別人工修復破損山體與自然修復破損山體無差異。該調查結果表明人工修復過程對破損山體植被的生長產生不利影響。可能由于人工修復掛網的需要，破損山體植物不得不進行清理，造成野生喬灌木難以生長和繁殖，或者土壤被翻新之后土壤肥力下降導致修復后野生喬灌木養分不足。調查發現坡度大不利于植被生長，與焦方圓[14]在山東省藥鄉林場公路破損山體修復結果接近。從植物覆蓋度看，人工修復破損山體草本覆蓋度高于木本植物，而自然修復破損山體木本植物覆蓋度高于草本植物，破損山體修復效果好的總覆蓋度能達到100%，但少數破損山體尚未達到100%。總體水平反映，自然修復和人工修復破損山體效果均提高了破損山體生態穩定性，保護破損山體水土安全，提高破損山體生態景觀效益。不足之處的是人工修復破損山體植被演替到喬木群落階段需要時間還很長，因此人工促進喬木群落形成十分必要。

5.2 討論

破損山體生態修復是系統的、綜合的過程[15]，受破損山體多種因素的影響，其中坡面土壤和坡度是影響破損山體修復的兩大因素。土質坡面是比較多的破損山體，針對該類型破損山體，有學者認為當坡度小于45°時可以直接靠植物根系起到固土作用[16]，該次調查坡度不超45°的破損山體驗證該觀點。但坡面為巖質時，生態修復需要通過其他方式使植被附著于巖質之上，如在巖石表面鑿穴移植植物，在回土形成植生穴綠化[1]；也有學者認為可采用掛網噴播法進行，在坡面掛網噴土層作為植物生長基質，在噴植物種子[11，17，18]。坡度是破損山體修復方式和植被選擇的重要依據，根據坡度對生態修復程度難度的影響，采取不同的修復方法[14，15]。與此次破損山體修復技術采用掛網復綠說明即使坡度陡平緩也可采用掛網技術復綠植被[19]。該方式更有利于目標植被群落的營造。破損山體植被重建與坡面保護促進道路安全是相互統一系統[20]，因此破損山體植被重建的核心是道路安全和坡面生態保護[21，22]，利用植被在坡面生態系統中達到抵抗雨水沖蝕、保持土壤固定、增強坡面穩定性從而保護道路。評價破損山體修復效果具有一定的區域性，評價方式、指標的選擇與生態修復目標、破損山體自身特性有關[22]。因此對破損山體生態修復效果評價方法并沒有統一標準，主要方法有熵值法[23，24]、層次分析法、綜合指數法等方式[24]，評價指標主要以修復破損山體現狀植被、土壤發育和景觀協調為依據。該次調查以復綠植被覆蓋度、植被多樣性和植被現狀為評價破損山體修復效果指標，參考王倜[20]，洪文俊[22]等人提出的評定指標作為判斷黎母山破損山體修復成效，結果有效。破損山體生態修復是多指標共同反映結果，但實際應有中難以實現，存在可能忽略或模糊的評價指標[21，22]。因此關于破損山體生態修復技術及其評價還有很大的發展空間。