河南丹江濕地國家級自然保護區(qū)水源涵養(yǎng)林。圖源：TNC

煙波浩渺、群山環(huán)繞，鳥鳴不絕，位于漢江中上游的丹江口水庫，坐落于湖北省丹江口市和河南省南陽市淅川縣，是南水北調(diào)中線工程的水源地，庫區(qū)周邊的生態(tài)安全直接影響河南、河北、北京、天津四省市約7900萬受水區(qū)居民的用水安全。同時，位于這片區(qū)域的丹江濕地國家級自然保護區(qū)是河南省生物多樣性最為豐富的地區(qū)之一，內(nèi)有中國一級保護動物如白鶴、朱鹮等，二級保護動物如大天鵝、鴛鴦、隼、紅腹錦雞等，國家二級保護植物如香果樹、杜仲、銀杏等。

然而丹江口水庫周邊山地坡度大、耕地多，且主要分布在庫周河流附近，一段時間以來，農(nóng)業(yè)實踐帶來的化肥、農(nóng)藥、除草劑殘留帶來的農(nóng)業(yè)面源污染已成為庫區(qū)水體（河流、湖泊）污染的重要風險源。此外，歷史上不合理的森林采伐和開墾利用造成了庫周植被破壞、水土流失、山地石漠化等環(huán)境問題，生態(tài)系統(tǒng)退化、調(diào)節(jié)功能衰退，健康狀況下降，流域生態(tài)環(huán)境保護工作面臨著一系列艱巨的挑戰(zhàn)。

在此背景下，自2018年至2022年，大自然保護協(xié)會（TNC）中國項目與河南省林業(yè)局合作，共同在淅川縣河南丹江濕地國家級自然保護區(qū)及其周邊開展生態(tài)保護與修復(fù)工作，致力于保障南水北調(diào)工程水源地的生態(tài)系統(tǒng)健康和重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。數(shù)年的監(jiān)測結(jié)果表明，近自然精準生態(tài)修復(fù)技術(shù)在植被存活率、生態(tài)功能恢復(fù)、降低水土流失方面效果顯著，對示范區(qū)的修復(fù)成效顯著。

土地石漠化的危害

石漠化，也稱作石質(zhì)荒漠化，是指在熱帶、亞熱帶濕潤、半濕潤氣候條件和巖溶及其發(fā)育的自然背景下，受人為活動干擾，地表植被遭受破壞，造成土壤嚴重侵蝕基巖大面積裸露、土地退化的現(xiàn)象。由于石漠化地區(qū)土層薄、土壤保水保肥能力差、巖石漏水性強，這一區(qū)域生態(tài)修復(fù)面臨著諸多問題與挑戰(zhàn)，比如如何避免種植帶來的土壤擾動以減少水土流失，如何克服土壤瘠薄和水分流失下提升造林成活率，以及如何人工促進自然更新等。

而歷史上很長一段時期內(nèi)的森林采伐與農(nóng)業(yè)墾荒造成了丹江口水庫庫周森林退化，引發(fā)水土流失和土地石漠化，正威脅到丹江口水庫的生態(tài)安全。其中，南水北調(diào)中線工程的主要淹沒區(qū)和渠首所在地——河南淅川縣石漠化最為嚴重，石漠化面積約占土地總面積的26.4%。

淅川典型石漠化土地。圖源：趙銘石/TNC

土地石漠化不僅制約著當?shù)亟?jīng)濟社會的發(fā)展，而且對南水北調(diào)中線水源區(qū)水質(zhì)及供水安全造成嚴重影響。

因此，丹江的水清不清，關(guān)鍵要看淅川的山綠不綠。淅川縣境內(nèi)的部分庫區(qū)水域不僅是南水北調(diào)中線工程的核心水源區(qū)，還是丹江口水庫的兩大支流之一丹江匯入水庫的最后一道屏障，發(fā)揮著南水北調(diào)中線工程“凈水器”的作用，直接關(guān)系著京津冀地區(qū)家家戶戶的用水取水安全。通過恢復(fù)庫周石漠化山地植被，可在有效維護丹江口庫區(qū)及周邊生態(tài)平衡的同時，減少水土流失對庫區(qū)帶來的地質(zhì)隱患，保障南水北調(diào)水質(zhì)安全，以及恢復(fù)當?shù)厣锒鄻有浴?/p>

退化土地近自然精準生態(tài)修復(fù)

針對上述問題，2021年，TNC聯(lián)合中國科學(xué)院武漢植物園，以丹江口水庫庫周的典型石漠化生態(tài)系統(tǒng)為對象，開發(fā)使用于這一地區(qū)的“退化土地近自然精準生態(tài)修復(fù)”技術(shù)體系并開展示范工作。

“退化土地近自然精準生態(tài)修復(fù)”是指以自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能為參照，精準識別退化生態(tài)系統(tǒng)的時空變化特征及其驅(qū)動因素，精準診斷生態(tài)恢復(fù)的障礙因子，通過適當?shù)娜藶楦深A(yù)措施精準施策，激發(fā)生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的能力，扭轉(zhuǎn)退化趨勢，加速正向演替進程，從而構(gòu)建健康的生態(tài)系統(tǒng)（張克榮等，2013）。

項目于2021年春季開始實施，主要采用了以下措施：

1

人工整地，減少對原生植被的破壞

開展小面積人工整地工作，最大程度減少種植帶來的土壤擾動和水土流失，種植穴的布置更強調(diào)因地制宜，利用微小地形優(yōu)勢，“見縫插針”，既解決了部分造林地大型機械不能到達的問題，也能有效提升造林苗木的存活率。小規(guī)模人工整地更大的益處在于保留了原有的先鋒灌木樹種以及大部分的原生草本，不但避免土壤裸露和水土流失，同時有助于生物多樣性的提升。

人工整地栽植保留了大部分原生草本及灌木。圖源：趙銘石/TNC

2

植物功能型優(yōu)化組合技術(shù)

為更好地模擬自然演替過程，同時盡快恢復(fù)地表植被，實施伊始，項目組即設(shè)計多種樹種混交造林。在只考慮本地樹種的基礎(chǔ)上，引入固氮植物與非固氮植物、演替早期樹種與演替中后期樹種、針葉樹種與闊葉樹種、常綠樹種與落葉樹種、以及喬灌草等不同植物優(yōu)化組合，建立多樣性高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗性強的群落。

實際實施過程中，在考慮當?shù)孛缒竟?yīng)以及村民建議下，選擇種植的喬木樹種豐富多樣，包括合歡（Albizia julibrissin，固氮樹種，演替先鋒樹種）、香椿（Toona sinensis，內(nèi)生固氮菌樹種，演替先鋒樹種）、側(cè)柏（Platycladus orientalis，針葉、演替先鋒樹種）、苦楝（闊葉、先鋒樹種）、栓皮櫟（Quercus variabilis，地帶性頂級群落建群種、演替中后期樹種）、女貞（Ligustrum lucidum，常綠闊葉樹種）、五角楓（Acer pictum，深根性、演替中后期樹種）、臭椿（Ailanthus altissima，耐旱先鋒樹種）。同時，還適當搭配種植白刺花（Sophora davidii）、馬棘（Indigofera pseudotinctoria）、花椒（Zanthoxylum bungeanum）等灌木。

種植的鄉(xiāng)土樹種。圖源：袁曉良/TNC

3

微地貌土壤種子庫補充

石漠化區(qū)域植被恢復(fù)困難的另一個重要因素是母樹或種子匱乏，加之土壤質(zhì)量等因素，無法完成自然更新，為加快這一植被自然恢復(fù)進程，項目組在對項目地微地貌進行研究，識別水土移動（流失）路徑，分類利用微型石窩、微型沉積洼、裂隙等，“見縫插針式”點播深根系鄉(xiāng)土植物種子，適當補充鄉(xiāng)土植物種子庫，形成不規(guī)則點狀分布格局，既有助于破除退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中的種源限制障礙，同時也對首次栽植無法覆蓋區(qū)域進行了有效補充。

點播種子長出的栓皮櫟和合歡幼苗。圖源：袁曉良/TNC

多年監(jiān)測顯示“近自然精準生態(tài)修復(fù)技術(shù)”效果顯著

2021年春季完成石漠化造林后，TNC項目團隊一直與當?shù)卮迕窈献鏖_展長期管護，并依據(jù)天氣及土壤狀況開展?jié)菜Ｖ袊茖W(xué)院合作伙伴也對示范區(qū)開展了每月一次的長期監(jiān)測，包括對造林地土壤、植被以及土壤動物等指標的監(jiān)測，不斷加深對造林地的認識，研判植物長勢、土壤改善以及修復(fù)區(qū)域的植物群落多樣性的提升狀況，綜合評估石漠化土地近自然精準修復(fù)的成效。

樣地植被調(diào)查。圖源：TNC

監(jiān)測結(jié)果顯示，即使在干旱年景，選用樹種如側(cè)柏、香椿、黃櫨、五角楓等存活率高，側(cè)柏和香椿的成活率達到97%以上，黃櫨和五角楓成活率也超過85%，體現(xiàn)出鄉(xiāng)土樹種在石漠化地區(qū)造林的適應(yīng)性和重要性。同時，在監(jiān)測過程中也對照未施工和其他造林區(qū)域，結(jié)果顯示示范區(qū)的植物豐富度和多樣性也顯著高于其他。示范區(qū)草本植物的蓋度、豐富度、多樣性指數(shù)以及土壤動物的豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)等與對照區(qū)均無顯著差異，說明近自然精準修復(fù)對造林地土壤的擾動較小，沒有破壞原有植被，造林地的草本層植被快速的得到恢復(fù)，能有效的減少造林初期的水土流失。

多年的監(jiān)測結(jié)果初步表明，近自然精準修復(fù)技術(shù)在存活率、生態(tài)功能、降低水土流失方面效果顯著，對示范區(qū)的修復(fù)取得成效。在石漠化近自然精準修復(fù)的多重試驗下，也初步揭示了“香椿+側(cè)柏-花椒+馬棘-龍須草”的組合是最適合當?shù)氐氖迯?fù)的優(yōu)良的治理模式。

基于上述工作，項目在2023年12月發(fā)表在植物科學(xué)學(xué)報的“退化生態(tài)系統(tǒng)近自然精準修復(fù)——基于自然的解決方案”（點擊文末“閱讀原文”可獲取鏈接）一文作為對上述工作的系統(tǒng)性總結(jié)，并從2023年開始將近自然精準生態(tài)修復(fù)的理念進一步推廣到湖北省十堰市。

未來我們將繼續(xù)推進現(xiàn)有修復(fù)措施的持續(xù)監(jiān)測和改進，同時探索石漠化近自然生態(tài)修復(fù)的新模式和新方法，在修復(fù)樹種選擇上，考慮增加具有經(jīng)濟效益和景觀效果的鄉(xiāng)土樹種，讓庫區(qū)山更綠、水更清的同時，讓庫區(qū)人民的生活更美好。

張克榮，張小全，李潛，趙銘石，王龍柱，張全發(fā). 退化生態(tài)系統(tǒng)近自然精準修復(fù)——基于自然的解決方案[J]. 植物科學(xué)學(xué)報，2023，41（6）：751?758

參考文獻