韓鳳泉
(大興安嶺林業集團公司阿木爾林業局 黑龍江,大興安嶺 165302)
自然保護區是同時兼顧生態、社會、經濟三大效益,具有生物多樣性保護、科普教育、科學研究等功能,在維護國土安全、構建生態安全、支撐經濟社會可持續發展等方面均具有不可替代的重要作用。我國重視自然保護區體系建設,建立了國家級和地方級兩類自然保護區,自然保護區總面積站國土面積超過全球平均水平。
棲息地是自然保護區的重要組成部分,也是自然保護區實現生物多樣性保護功能的重要依托。棲息地的質量決定了自然保護區內生物多樣性的豐度,而棲息地的質量取決于管理能力、自然條件多多方面因素的共同影響。一直以來,我國自然保護區所在地區的自然資源利用強度大,納入利用的自然資源種類多,利用的時間持續長,導致區內適應野生動物、野生植物棲息的生境質量嚴重下降,即棲息地遭到破壞。近年來,隨著城市化和工業化進程的加速,建筑工程用土、開礦用地等導致棲息地破壞的活動頻繁,對于棲息地造成了前所未有的嚴重破壞,導致自然保護區內生態環境質量下降和數量減少,威脅到自然保護區的可持續發展。2016年起,由環境保護部(現為生態環境部)牽頭,中紀委和中組部參加的中央環保督察組成立,對各省(自治區、直轄市)開展環境保護督查,發現并嚴肅查處了甘肅省祁連山國家級自然保護區內開礦、云南拉市海高原濕地省級自然保護區經營高爾夫球場、遼河口國家級自然保護區油田、旅游開發、違規填海造地等一系列破壞棲息地及生態環境的事件,表明自然保護區內的棲息地問題十分嚴重,需要得到更為密切的關注。
促進自然保護區內棲息地恢復的重要性不言而喻,是自然保護區生態系統完整和生態環境健康的支撐,也是自然保護區體系健全的保障,更是增強生態安全和促進生態文明建設的抓手。黑龍江多布庫爾國家級自然保護區2012年完成晉升,建設和發展時期相對較短,面臨的體制與機制問題較為簡單,保護區成立前因修路、挖沙等歷史原因遺留70余處廢棄取料場,使保護區成為開展退化棲息地恢復研究的理想區域。保護區國家級成立后,為加快生態修復步伐,積極探索生態保護與修復思路,在2014~2018年先后開展了退化棲息地恢復工作試點建設與研究。
本研究的目的在于對退化棲息地恢復理論進行梳理的基礎,以黑龍江多布庫爾國家級自然保護區作為研究對象,比較分析草筏護坡復綠修復法、生態景觀復綠修復法、一般復綠修復法用于退化棲息地恢復的作用及其差異,進而為自然保護區退化棲息地恢復提供對策建議。
本研究的意義主要體現在實踐層面,也具有良好的理論價值。作為本研究對象,黑龍江多布庫爾國家級自然保護區內存在著為數不少的退化棲息地,迫切需要得到恢復。通過本研究,可以為這些退化棲息地的恢復提供切實可行的措施,也為棲息地恢復工作提供決策參考。黑龍江多布庫爾國家級自然保護區地處大興安嶺林區,保護區具有地廣、人少、管理機構新等特點,在退化棲息地恢復方面開展的研究工作少,取得的研究成果也減少,制約了理論研究為管理實踐的支撐作用。本研究的開展,也可以為今后研究此類自然保護區內的退化棲息地恢復提供學術借鑒,以更好地促進此類自然保護區的忒壞棲息地恢復工作。
自然保護區棲息地恢復是全球方興未艾的主題。針對棲息地退化和破碎化問題,國內外學者從生態學,社會學,經濟學等多領域提出棲息地恢復措施。
國內學者多從生態學角度對棲息地恢復進行研究,有學者從大熊貓棲息地的地形、森林群落和主食竹因子3方面建立棲息地恢復的指標體系,提出保護、恢復和修復3種大熊貓棲息地恢復途徑。結合陜西鳳縣林麝棲息地的歷史資料,有學者應用景觀生態學中的景觀指數法、空間自相關分析和半方差分析,探討棲息地破碎化過程,揭示破碎化原因,探討該區域種群恢復的可能性。國外學者則更多關注于社會學和經濟學角度。有學者提出人類活動是導致大熊貓棲息地退化的最主要因素,因此預防棲息地退化及其恢復需要禁伐、禁墾甚至禁止開發。維護、恢復和保護野生動物走廊也是一種關鍵的棲息地恢復措施。
從經濟學角度來看,Haisfield et al.(2010)以印度尼西亞科莫多國家公園爆破捕魚造成珊瑚礁退化為例,通過對比安裝隔離樁和加強海上巡邏兩種管理措施的成本,發現安裝隔離樁的成本約是海上巡邏的5倍,因此提出海洋保護區管理人員因優先考慮加強監督。國內學者也有從社會學與經濟學角度對保護區生態恢復的研究。有學者通過調查黃柏塬自然保護區原采伐遺留道路對生態環境造成的影響,分析評估其影響形式、機制以及程度,提出進行保護區路網規劃、道路維護、構建生態廊道和廢棄采伐道路以恢復棲息地原始環境。也有學者以鹽城自然保護區為案例,通過空間自相關分析及顯著性水平檢驗,最終確定影響棲息地分布的因素為食物量、鹽度、道路覆蓋和土地類型。雖然學者提出建立葦地及水產品養殖塘能夠促進當地經濟發展,但并無對經濟指標做進一步分析。
諸多研究探討了政府有效管理對棲息地恢復的作用,越來越多的學者開始考慮時間與空間變化的影響因素。Daigle(2010)分析了不列顛哥倫比亞省陸生和水生野生動物、植物群落棲息地的受道路建設的影響,通過對比1952,1962,1973和1986四年的衛星影像圖,發現道路建設干擾了棲息地生態恢復和野生動植物生長,因此需要當地政府加強生態評估,控制道路建設。Rovero et al.(2012)回顧了2005-2010年坦桑尼亞烏德祖格瓦山脈走廊的相關文獻研究,發現坦桑尼亞的野生動物政策有利于走廊的恢復。Markle et al.(2018)使用了85年(1931年至2015年)航空圖像數據,并跟蹤14個不同沼澤草本植物和兩棲動物棲息地的恢復情況,發現生物多樣性與水質明顯下降,原因在于大面積的棲息地由于景觀開發而被迫開放,自2010年政府加強對生態修復的監管力度,棲息地有明顯恢復。
然而已有研究多從生態、社會、經濟或管理等的單一角度進行分析,缺少對社會生態系統整體的關注。Hendrik(2017)以歐洲安特衛普港區域自然保護區為案例研究,綜合考慮生態、經濟與政府管理因素,描述了實行發展規劃后棲息地恢復的現狀,提出相關立法需要考慮生態、社會、經濟等復雜性,重視棲息地恢復政策實施與管理的監管。
黑龍江多布庫爾國家級自然保護區位于大興安嶺東部林區的東南部,大興安嶺主要支脈伊勒呼里山南麓。自然保護區總面積為128959hm,由大興安嶺林業集團公司加格達奇林業局原古里、達金、大黑山、多布庫爾和翠峰五個林場部分施業區構成。保護區地理位置為北緯50°19'56"~50°43'02",東經124°17'09"~125°03'36"。
自然保護區內的自然條件復雜,形成了多種土壤類型。保護區土壤類型主要有棕色針葉林土、暗棕壤、草甸土、沼澤土、河灘森林土5個土類9個亞類。區內土被組合為棕色針葉林土和暗棕壤,隨地形、植被變化而有別。中低山以棕色針葉林土為主,暗棕壤面積較小,并與草甸土、沼澤土和河灘森林土與之鑲嵌。針葉林下(如興安落葉松、樟子松)發育棕色針葉林土;次生闊葉林下(如柞樹、黑樺)發育暗棕壤。該林區土壤分布特點主要受地形地勢和植被之影響,呈現出規律性變化。
自然保護區大小河流均屬嫩江水系。流水不暢,加上常年積水和季節性積水,同時有多布庫爾河、大古里河、小古里河、古里河、大金河等河流流經此地,致使該地區大小泡沼密布。據統計,該區濕地總面積29134.09hm,其中河流濕地的面積為848.86hm,湖泊濕地面積20.35hm,沼澤地面積28264.88hm。降水是地下水和地表水的主要補給來源。自然保護區內年平均降水量500mm,雨量多集中在6~8月。
自然保護區的植物種類相對較為豐富,大興安嶺地區代表性植物種類在本區均有分布,經初步調查,本區內共有維管束植物56科204屬416種,其中,蕨類植物2科3屬7種、裸子植物1科3屬5種,被子植物53科198屬404種,包括雙子葉植物43科155屬321種,單子葉植物10科43屬83種。
本區有國家重點保護植物8種:楊柳科的鉆天柳(Choseniaarbutifolia)、蕓香科的黃檗(Phellodendronamurense)、小二仙科烏蘇里狐尾藻(MyriophyllumUssuriense)、茅膏菜科貉藻(Aldrovandavesiculosa)、豆科的野大豆(Glycinesoja)、椴樹科的紫椴(Tiliaamurensis)、蘭科東北巖高蘭(Epetrumnigrum var,japonicumK.Koch)、豆科黃芪(Astragalusmembranaceas)。
根據1995~2000年全國陸生脊椎動物資源調查,并結合文獻記載及近幾年野生動物資源監測候鳥監測結果,自然保護區共有脊椎動物6綱326種,占黑龍江省脊椎動物總種數的56.60%。迄今已記錄獸類有53種,隸屬于6目15科35屬。在獸類中,大興安嶺寒溫帶針葉林特有種7種,也是大興安嶺寒溫帶針葉林稀有種或瀕危種。國家Ⅰ級重點保護獸類3種,國家Ⅱ級重點保護獸類7種。自然保護區共有鳥類16目41科231種,兩棲動物2目4科4屬6種,爬行動物2亞目3科5屬6種,魚類共有7目10科27屬30種。
自然保護區處于大興安嶺地區,行政管理上隸屬大興安嶺地區行政公署,屬黑龍江省十三個地級行政單位之一。大興安嶺地區常住總人口為511564人,其中家庭戶194060戶,家庭戶人口為493744人,占常住總人口的96.52%,平均家庭戶規模為2.54人。
自然保護區林業區劃由加格達奇林業局轄區上劃分出來。保護區的核心區、緩沖區和實驗區內均沒有常住人口,僅有從事種植和養殖業季節性暫住人口和保護區的管護人員常年在管護站(點)巡護。
自然保護區所在地區經濟結構較為單一,一度以營林和木材采伐及林產品制造作為主業,具有典型的林區經濟特點。在當地經濟中,加格達奇林業局占有重要地位,除林業局之外的其他單位和部門經濟總量相對較少。加格達奇林業局利用資源優勢,大力發展綠色食品、特色種養殖、北藥種植和生態旅游為主的富民工程。2014年末實現林業企業總產值為17885萬元,其中:第一產業17353萬元,第三產業525萬元,一、二、三產業所占比重分別為97:0:3。在完成的全部林業產業總產值中,生態旅游業230萬元,綠色食品業2738萬元,北藥開發業120萬元,特色養殖業2422萬元。企業資產總額為60174.77萬元,負債總額為21296萬元,資產負債率35.4%。
自然保護區由大興安嶺林業集團籌建于1998年。2002年9月,國家林業局以“林護發[2002]204號”文件批準為部級自然保護區。2006年1月,黑龍江省人民政府以黑政函[2006]6號文件批準為省級自然保護區。2012年1月21日,國務院以國辦發[2012]7號文件批準為國家級自然保護區。該自然保護區是以保護我國寒溫帶過渡地區濕地生態系統及珍稀瀕危野生動植物物種棲息地的自然保護區,是集生態保護、科研監測、科學研究、資源管理、生態旅游、宣傳教育和生物多樣性保護等多種功能于一體的大型濕地自然保護區。2013年4月,大興安嶺地區機構編制委員會以“大編[2013]5號”正式批準成立黑龍江多布庫爾國家級自然保護區管理局,實行集體領導下的分工負責制。當前,自然保護區管理局為正處級建制,目前核定事業編制35名,管理局下設綜合辦公室、計劃財務科、保護管理科、科研中心、宣教中心、生產經營科等6個職能部門。各科(室)既有分工,又密切配合,不足人員根據工作需要,采用聘或雇臨時工解決,以節省開支。保護區實行管理局、保護管理中心站、保護管理站(點)三級管理。區內現有保護管理中心站1座,保護管理點10個。自然保護區制定了《多布庫爾國家級自然保護區管理辦法》、《多布庫爾國家級自然保護區規章制度》等多項管理制度。現有保護管理站點每天均開展日常巡護工作,并有巡護紀錄。
多布庫爾國家級自然保護區在成立前,因歷史原因,如修路取料、建筑取土、取沙、回填等,保護地內道路兩側遺留下許多取料場、巖石裸露地等廢棄坑體,在道路修建完成之后,這些淺層采石取料場并未得到恢復,在保護區內經常可見到這些大小不一的采石取料遺留的坑體,形成一個與周圍環境完全不同甚至極不協調的外觀。由于大多數取料場的排土場幾乎沒有攔料壩、擋土墻等防止水土流失的措施,也未進行復綠,造成了水土流失、泥石流、滑坡等生態問題。嚴重破壞地表自然景觀。
鑒于保護區內歷史遺留的廢棄坑體多為修路取料場,按國內外先進的生態修復理論和濕地保護實踐,將廢棄坑體恢復劃歸為退化棲息地生態修復范疇。詳見圖3-1至圖3-4。在國家高度重視生態文明建設的背景下,作為國家級保護區是生態環境保護的重要窗口單位,如何設計和進行退化棲息地恢復是一個科學決策過程,包括了目標設立、過程設計、工程實施和生態監測等各個環節。對于廢棄坑體恢復而言,首要的工作是明確各廢棄坑體的特征并確立每個坑體植被恢復的方式方法,才能有針對性采取恢復的措施和技術。只有對保護區生態環境特征和坑體周邊景觀特征有透徹了解以后,才能理解坑體恢復如何與鄰近的生態系統發生關系的。一旦明確了廢棄坑體地形、形態和自然作用的模式以及基本特征后,就能根據生態承載力做出合理的坑體恢復規劃設計。

圖3-1 廢棄取土坑

圖3-2 荒地與雜草

圖3-3 森林中的裸露地

圖3-4 受影響的植被
不同類型的棲息地恢復的指標體系及相應策略亦不同。對沼澤濕地而言,由于泥炭提取、農業開發和城鎮擴建使濕地受損和喪失。如要發揮沼澤在流域系統中原有的調蓄洪水、滯納沉積物、凈化水質、美學景觀等功能,必須重新調整和配置沼澤濕地的形態、規模和位置,因為并非所有的沼澤濕地都有同樣的價值。在人類開發規模空前巨大的今天,合理恢復和重建具有多重功能的沼澤濕地,而又不浪費資金和物力,需要科學的策略和合理的生態設計。
就河流及河緣濕地來講,面對不斷的陸地化過程及其污染,恢復的目標應主要集中在洪水危害的減小及其水質的凈化上,通過疏浚河道,河漫灘濕地再自然化,增加水流的持續性,防止侵蝕或沉積物進入等來控制陸地化,通過切斷污染源以及加強非點源污染凈化使河流水質得以恢復。湖泊恢復更難,原因在于湖泊是靜水水體,盡管面積不難恢復到先前水平,但其水質恢復更為困難,自凈作用要比河流弱得多,僅僅切斷污染源是遠遠不夠的,因為水體尤其是底泥中的毒物很難自行消除,不但要進行點源、非點源污染控制,還需要進行污水深度處理及其生物調控技術。
對于遭受破壞的森林棲息地而言,恢復的目標主要集中在通過土壤質量的改進,輔以人工造林及封山育林等干預措施,促進野生植物、森林資源數量的增長,生物多樣性豐度的增長,提升棲息地質量,增強棲息地的生態承載力,支撐實現可持續發展目標。促進森林棲息地的恢復是本研究的主要研究對象,具體關注了草筏護坡復綠修復法、生態景觀復綠修復法、一般復綠修復法三種不同方法。
本研究是在文獻綜述的基礎上,通過問卷調查獲得一手數據;結合當地森林資源與經濟社會狀況,確定擬開展的棲息地及其特征;此后,采用不同方法開展對比研究,形成研究結果;文章最后討論了做好棲息地修復的對策建議。
第一,通過文獻檢索、問卷調查和實地踏查的方式,分析多布庫爾國家級自然保護區典型棲息地退化驅動因素,明確退化的棲息地類型、過程、階段和原因,確定棲息地退化的關鍵因子,評價外界擾動對重要生物棲息地和關鍵物種組成及分布造成的影響。
第二,根據多布庫爾國家級自然保護區濕地的特點、功能定位、退化狀況及人文要素,確定適宜的恢復區及生態系統類型和邊界。
第三,結合生態恢復的目的及社會經濟的需求,確定棲息地生態恢復的目標和工作領域,選定需優先恢復的生境類型和需保護的物種,制定適當的棲息地生態恢復策略和指標體系,確定棲息地恢復的類型、位置、原則、方法及目標。
第四,以先鋒物種和頂級群落理論、群落自然演替理論、種間相互作用和適度干擾理論等為基礎,以自然原則、社會經濟技術原則和美學原則為前提,根據棲息地的功能及物種的瀕危程度確定優先保護對象,分析恢復區的基本水文地貌條件,針對不同的對象采取差異化的恢復和保護措施,分析恢復策略的可行性,并對恢復方案的經濟生態風險做評價,確定適宜的恢復方案。
第五,利用微地貌改造技術,恢復、濕地植被恢復技術和水文聯通恢復技術;利用人工巢技術,為野生動物設置建巢樹木、站桿、枯立木;利用種子庫、克隆繁殖及水文管理技術,加速植被恢復;通過實施上述恢復工程,恢復退化棲息地及其功能。
第六,通過生態恢復的后續監測、預測與評價,優化方案設計,提出最佳恢復方案。
此方法用于坑體坡度較大(一般在45°以上)且坑體平地面積小,與道路緊鄰的坑體。在修復方法的地形設計上,尊重原有的地形地貌,不作大的改動。取料場附近的道路因原有路基質量較好,都用于運輸;出于生態恢復和景觀營造的需要,僅需對部分坡度特大的地方進行適當改造,避免過多的土方挖掘和土方調配。
草筏主要來源于已批復占用取土料場中,通過破土、剝離取得。為方便運輸,一般草筏厚度為10cm,長度為40cm,寬度為30cm。草筏復綠中,根據場地面積、草筏長度計算出鉚釘和鐵線用量,用1cm左右鋼筋鉚釘固定于場地頂端和底部,再用8號鐵線盤于頂部鉚釘上,將草筏用鐵線依次穿串,在坡度特陡的地帶,一般每個草筏用8號鐵線串橫豎各兩行加固。在這類坑體恢復中,可在一些坡度相對較緩的區域栽植本地鄉土樹種和野花,如云杉、樟子松、杜鵑、單花鳶尾、金蓮花、千屈菜、白芷、繡線菊等常綠喬木和野生花卉用于打造生態景觀。
綜合草筏護坡復綠修復法在保護區翠古5km取料場恢復實踐來看,每塊草筏成本約為5元,恢復10178m需要8.4萬塊草筏,約42萬元;加上其它部分如人工費、材料費、平整費、苗木費等18萬元,合計費用60萬元,折合造價約為59元/m。這是五年前的成本價格,按目前市場價格計算應在85元/m左右。
此方法主要用于取料場靠山的一面較陡(一般坡度在65°以上)且料場平地面積較大的坑體修復。生態景觀質量主要體現在:科學價值、整體風貌、科普宣教、歷史文化價值、美學價值等。要充分利用廢棄坑體與優美生態景觀形成的鮮明對比效果,打造成生態教育基地。宣傳廢棄坑體對生態環境的影響;通過恢復后向公眾展示,以增強公眾對生態的主動保護意識。應以現有本地植被為基礎,進行生態修復及改造,提升其景觀特征并與總體相協調。
依據坑體的實際情況,對進行生態復綠應充分尊重原有地形、地貌,采用鄉土樹種或濕生植被進行恢復,構筑濱水植物景觀帶,吸引水禽來此棲息。植被景觀帶應以現有森林和濕地植被為基礎進行配置設計。對于平地區域采取覆土播撒草籽或鄉土藥材如膜夾黃芪種子復綠,靠山陡坡回填土石方后利用三維生態植被網覆土用于護坡和種植草籽復綠,防止水土流失。
綜合生態景觀復綠修復法在保護區翠古22.5km取料場恢復實踐來看,合計費用65萬元,其中:復綠面積8380m,復綠種草平均成本約為26元/m;植被苗木費按平地復綠面積5820m,折合成本約為16元/m;其它部分如招標費、人工費、材料費、平整費、宣傳制作費、稅金等工費部分約30萬元,折合造價約為36元/m(其中:種草部分其它成本20萬元,折合造價約為24元/m;植被苗木費其它部分成本20萬元,折合造價約為12元/m)。以上三部分造價合計造價約為78元/m(其中:復綠種草部分平均總成本約為50元/m;植被苗木栽植部分折合總成本約為28元/m)。這是今年目前市場價格計算結果。
此方法主要用于取料場山體坡度較緩且料場面積不大的坑體修復。依據坑體的實際情況,對進行生態復綠應充分尊重原有地形、地貌,采用順坡平整、覆土、播撒草籽或鄉土藥材如膜夾黃芪種子復綠,對個別坡度36°~65°的靠山急坡、險坡處回填土石方后利用三維生態植被網覆土用于護坡和種植草籽復綠,防止水土流失;對于坡度大于65°以上的極其立陡處,因無法覆土種草,可栽植常綠本地樹種用于綠化遮擋,考慮整體恢復效果,可選擇直接栽植樹高胸徑比較高大的云杉、樟子松等。
目前,多布庫爾保護區管理局已委托黑龍江省林業調查規劃設計院完成保護區內70處廢棄坑體植被恢復調查及初步設計,借鑒生態景觀復綠修復法在保護區翠古22.5km取料場恢復實踐來看,一般復綠修復法比較實用保護區內大部分廢棄坑體的生態修復,復綠種草或鄉土藥材如膜夾黃芪種子平均總成本在50元/m左右。
本研究以多布庫爾國家級自然保護區作為研究對象,重點分析了三種方法在實際修復過程中的應用。研究主要結論如下四方面:
第一,由于歷史的原因,特別是在自然保護區沒有建立前,部分地區開展了采礦、采伐、開墾等活動,導致這些活動所在地區的生態系統質量低下,當這些地區劃入了自然保護區范圍內,則使自然保護區內的棲息地質量低下。
第二,棲息地恢復關系到自然保護區的可持續發展,決定自然保護區能否充分發揮生物多樣性保護、科學研究、科普教育等功能,為此棲息地恢復應在自然保護區建設與發展實踐中得到重視。
第三,棲息地恢復應該因地制宜,針對不同類型、遭受不同程度及方式破壞的棲息地,應該采取不同的恢復方法,形成有利于棲息地恢復的最佳方案,確保棲息地恢復工作得到有效開展。
第四,在三種方法中,草筏護坡復綠修復法的單位成本最高,生態景觀復綠修復法其次,一般復綠修復最后,表明不同的棲息地恢復方法的投入存在差異,也表明不同類型的棲息地恢復的成本也不盡相同。
本文研究命題較為具體,方法較為清晰,結果較為客觀。為進一步拓展本研究的價值,在實踐中既要注意到恢復工作的重要性,也要注意到恢復工作的復雜性。
一是自然保護區棲息地恢復工作對于自然保護區的可持續發展具有重大意義,也是一項系統性很強的工作,需要應因地制宜,考慮多方因素,特別是生態景觀復綠修復法和草筏護坡復綠修復法在保護區內一些廢棄坑體取料場采用時,還要結合所批準的取土料場地的運距遠近、供土取料量是否夠用,草筏用量及供量來源是否充足等因素。棲息地恢復與自然保護區的功能相同,都在提供公共服務,也都應以政府投入作為主要恢復資金來源。與此同時,也需要確保恢復資源得到有效的使用,確保棲息地修復工作高效和高質。
二是自然保護區棲息地恢復工作也具有復雜性,原因在于棲息地遭受破壞的成因復雜,棲息地類型多樣,與棲息地相關的部門多、主體部門多等實現問題密切相關。為確保研究成果的客觀性,應對棲息地恢復活動的成本與收入進行更為準確的度量,也需要將更多類型的棲息地納入研究范疇。