受损森林生态系统修复效果评价体系构建与应用——以重庆缙云山国家级自然保护区为例

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党的十八大以来,生态文明建设已成为我国社会主义事业的重要任务。自然保护区作为自然保护地体系的基础,是生态文明建设的核心载体。加强自然保护区的生态保护与修复对于推进生态文明建设、保障国家生态安全具有重要意义。重庆缙云山国家级自然保护区(以下简称缙云山)为森林类型自然保护地,是长江流域自然保护地体系的重要组成部分,但缙云山位于重庆市中心城区,特殊区位决定其同时承担着满足市民休憩娱乐和居民生产生活需求的重要任务。随着社会经济不断发展,保护与发展之间的矛盾日益突出,导致缙云山森林生态系统受到不同程度的损害,斑块化现象显著,严重影响到生物多样性的保护和区内生态环境的稳定。在认识到生态环境保护的重大意义后,相关部门对缙云山受损森林生态系统开展了形式多样的生态修复,直观看来,复绿效果明显,但结合生态效果如何,尚缺乏科学有效的评价,目前针对斑块状受损森林生态系统的生态修复效果评价体系还未见。以缙云山受损森林生态系统为研究对象,在分析生态修复和受损原因对土壤理化性质、植物群落、土壤微生物群落的影响的基础上,构建了缙云山生态修复效果评价指标体系,并运用该评价模型对受损森林生态系统的生态修复效果进行评价,初步分析了生态修复技术模式的适宜性以及不同生态修复时间与受损原因下的生态修复效果,提出适用于不同类型受损森林生态系统和缙云山的生态修复技术模式,以期为生态保护修复评估体系的完善提供思路,对类似自然保护地的生态修复改进工作有一定的示范作用和借鉴意义。主要研究结果如下:(1)缙云山森林生态系统的受损原因为自然灾害、乱搭违建和废弃矿山,其中乱搭违建和废弃矿山为主要原因。缙云山受损森林生态系统的生态修复技术可分为树种选择技术、群落结构设计与优化技术以及生境改造技术三种类型。(2)因自然灾害而受损的森林生态系统,其修复时间跨度大、阶段性不明显,且因废弃矿山而受损的森林生态系统,其修复时间均为2年,故不讨论生态修复时间对这两类受损森林生态系统的影响。因乱搭违建而受损的森林生态系统,其土壤、植物群落和土壤微生物群落受生态修复时间影响的程度不同。随生态修复时间增加,土壤通气性和持水性提高,土壤全磷、有效氮、速效钾和有机质含量增加。随生态修复时间增加,植物群落的组成结构发生调整,生活型组成向自然群落方向趋近。植物群落物种多样性随生态修复时间增加而增加,但是短期内不能达到自然群落水平。土壤细菌和真菌的群落组成均会随生态修复时间增加而变化,但是群落中最主要的优势菌门不变,细菌门为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),真菌门为子囊菌门(Ascomycota)。(3)乱搭违建和废弃矿山修复后土壤条件相似,但是乱搭违建土壤通气性和持水性好于废弃矿山,废弃矿山土壤整体肥力好于乱搭违建。乱搭违建和废弃矿山修复后植物群落组成均以一年生和两年生草本植物为主,但是乱搭违建群落的整体修复效果更好。乱搭违建和废弃矿山土壤细菌和真菌的群落组成不同,但是群落中最主要的优势菌门相同,细菌门为变形菌门,真菌门为子囊菌门。(4)结合缙云山实际情况,采用层次分析法(AHP)等方法确定评价指标的权重,构建了涵盖土壤特征、植物群落特征、土壤微生物群落特征和生态系统稳定性特征四个方面28个评价指标的受损森林生态系统修复效果评价模型。应用评价模型对缙云山代表性生态修复点的修复效果进行评价,结果表明,缙云山受损森林生态系统的生态修复效果差异显著,其中自然灾害修复点的修复效果好于绝大多数乱搭违建和废弃矿山修复点,且当修复时间较短时,乱搭违建和废弃矿山修复点之间的修复效果差异不明显。各修复点效果优劣顺序为AR1、BR7、AR2>DR3、BR1>BR4、BR5>DR1、BR3、BR6、DR2、BR2。(5)以生态修复技术模式适宜性研究为基础,提出对于因自然灾害受损、人为干扰少、植被易自然恢复的受损森林生态系统,生态修复技术模式为清除残木;对于因乱搭违建受损、人为干扰较小、植被可自然恢复的受损森林生态系统,生态修复技术模式为块状整地+客土;对于因废弃矿山或乱搭违建受损、人为干扰大、植被极难自然恢复的受损森林生态系统,生态修复技术模式为乔灌草配置(关键技术)+整地+客土+外来入侵植物防治技术(辅助技术),该模式适宜于缙云山大部分因为人为干扰而受损的森林生态系统。在乔灌草配置技术方面,建议对于缙云山乱搭违建区域的受损森林生态系统,植物种搭配模式可为四川大头茶(乔木层)+蜡梅(灌木层)+红盖鳞毛蕨(草本层)、润楠(乔木层)+小叶女贞(灌木层)+肾蕨(草本层)等;对于缙云山废弃矿山区域的受损森林生态系统,植物种搭配模式可为棕榈(乔木层)+木犀(灌木层)+地桃花(草本层)等。
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