时间:2024-07-28
王晓鹤
(陕西省林业调查规划院,陕西西安 710082)
当前,大部分国家的森林公园在建设和管理方面仍主要采用整体规划,尚未形成具体规划的体系;尤其是对开发过程中的资源利用,并未进行细致规划,造成各环节之间的协调性较为缺乏[1-2]。森林公园的生态景观大多缺少创新、千篇一律,没有与当地文化、特色相结合;一些森林公园只重视建成后的经济利益,导致森林中各种资源的浪费。此外,由于森林公园建设缺少政府的帮助与引导,部分森林公园在建设和管理时对生态环境的重视程度不高,这也是造成森林公园各类设施相对落后的原因之一[3]。
森林公园的生态修复工作包括造林和绿化,这不但能够增加公园的植被覆盖率、提供自然景观和生态环境,而且具有改善空气质量、保护土壤、增加生物多样性等方面的功能[4]。为落实此项工作,本文以陕西省劳山国家森林公园为例,研究该公园中使用的造林绿化技术,探讨该森林公园的生态修复方案,以期解决各地森林公园生态退化问题。
劳山国家森林公园地处陕西省延安市甘泉县南东沟乡直罗沟,总面积3.47 万hm2,主沟纵深约30 km,森林覆盖率达85%,享有“陕北第一园”的美誉。2002 年,劳山国家森林公园被批准为省级森林公园。随后,相关部门不断加大开发力度,扩大景点面积,整理修葺了隋炀帝妃子薄姬墓区、隋唐古寨子,开发了千尺峡和跑马场等景区,建立了水上娱乐区、禽区和生活娱乐区,开辟了人工林区、天然林区、苗木花卉观赏区和环山步行道。经过几年的建设,劳山国家森林公园基础设施逐步完善,旅游项目逐渐丰富,在市内外已经有了一定的声誉,前来旅游观光的游客逐年增加。目前,该公园被划分为建设管理、森林度假、森林野营、狩猎及森林游憩5 个区域,不仅有卧虎石、镜心湖、水上乐园等多个自然景观景点,还有薄姬墓、隋唐古寨、秦直道等人文景观。2023 年5 月,陕西省文化和旅游厅发布公告,确定劳山国家森林公园为国家4A 级旅游景区。
劳山国家森林公园是集森林旅游观光、娱乐休闲于一体的经营性风景林区,因此在开放后,管理部门与相关负责人需要对园区进行规范化的运营管理。尽管在现阶段的森林公园生态改造建设中,各单位已经投入了大量的资金与人力落实此项工作,但劳山国家森林公园依旧需要进行生态环境的维护与管理。因此,本文对该公园中使用的造林绿化技术展开研究,以总结有益经验,为劳山国家森林公园及其他森林公园的生态修复工作提供参考。陕西省劳山国家森林公园基本情况如表1 所示。
由劳山国家森林公园实际情况可知,其具有地理位置优越、交通环境便利等特点。同时,该地区的气候适宜、整体较为温暖,适合多种植物生存。
根据对森林公园所在地的勘查与综合调研,降水会冲击该森林公园部分水环境坡面,造成水土流失。同时,该森林公园部分水环境中存在藻类大量繁殖的情况,不仅形成藻华,生物多样性也遭到一定破坏。此外,该森林公园的骨干树种为茶条槭、白桦、小叶杨、桃叶卫矛等,乔木密集高大,郁闭度较大,林下凋落物具有明显的未分解层;森林密度较高,光线穿透的程度较低,光照不足,导致乔灌草的生长和养分吸收受到限制。由于植被的叶面积较大,通过蒸腾作用释放水分的量较高,这会导致土壤水分的迅速蒸发和水分的竞争,降低地表土壤水分含量,从而影响乔灌草水分的获取,特别是在干旱季节或干旱区域,乔灌草的生长和存活易受到影响。
为了解决现阶段劳山国家森林公园存在的水土流失、水环境富营养化和植被群落单一的问题,采用绿化造林技术中的植被护坡技术、生物植物修复技术和植被多样化种植技术,对该森林公园进行生态修复。
为满足森林公园的生态修复需求,引进植被护坡技术,进行森林公园植被护坡的配置优化设计。在此过程中,根据森林公园所在地的地质条件、水文环境等,选择存活能力较强的作为护坡植被[5]。为满足设计中生态修复与安全防护的需求,按照图1 设计森林公园植被护坡配置。
图1 基于造林绿化技术的森林公园植被护坡配置
应注意的是,生物基质混凝土的厚度和坡比一般要结合森林公园实际地质条件进行最优设计。同时,可以按照现场的修复情况和景观需求确定潮位之上的恢复植物分布范围[6]。森林公园植被护坡应在满足防洪、防冲等要求的基础上,以“水-土”为基本单元,构建“适于生物生长、水土互惠”的“仿生护坡”。配置植被时,要根据环境的实际情况选择适宜生存的植被。早熟禾是禾本科多年生草本植物,适应能力强,根系发达,耐修剪,种植后能快速成坪。果岭草为禾本科狗牙根属植物,叶片细长密集,耐盐碱,生长速度快,生命力强。四季春属于四季常绿植物,在冬季也不会枯黄,可以防止水土流失,耐旱耐粗放管理。结合陕西省地理环境,在护坡植被的选择上,可优先选择早熟禾、果岭草、四季春等。
完成植被护坡工作后,为避免森林公园生态修复工作受到环境因素的影响,可使用生物植物修复技术,适当引进水生植物与微生物,对生态环境中的污染物进行降解处理。在此过程中,芦苇、灯芯草、香蒲、浮萍及凤眼莲等水生植物会从森林公园水体的底泥、水层沉积物中,直接吸收氮、磷等物质,并将吸收的物质转化为自身生存所需的物质(如蛋白质、核酸等)。在适宜的环境中,水生植被一般会通过营养繁殖的方式迅速积累生物量,因此可以在森林公园中富含氮、磷等营养物质的废水、底泥区域种植水生植物,达到帮助生态环境脱氮、除磷的目的,获得全新的生物资源[7]。为确保相关工作可以在实施中达到预期效果,应掌握不同水生植物在投入使用后的生长率、组织结构中的氮磷物质含量。相关内容如表2 所示。
表2 不同水生植物在投入使用后的生长率、组织结构中的氮磷物质含量
经采样检测,确定该森林公园某水环境总氮含量为46.20 mg·L-1,总磷含量为1.72 mg·L-1,氨氮含量为0.62 mg·L-1,存在一定的水体富营养化情况。因此,结合该森林公园生态环境中污染物的含量,选择种植芦苇、香蒲、槐叶萍和凤眼莲。这些水生植物不仅能适应陕西省的气候和土壤条件,还能有效吸收水体中的营养物质、固定底泥、减少水体中的氮、磷等营养盐含量。其中,芦苇和香蒲在浅水和湿地环境中生长良好。它们具有发达的根系和茎,能够吸收底泥中的养分和污染物,尤其对氮、磷的吸收能力较强。同时,它们的密集根系可以提供生境,促进其他微生物的生长和活动,加速水体净化。槐叶萍对氮的吸收能力较强,能够有效减少水体中的氮含量,从而改善水质。凤眼莲则对磷的吸收效果较好,能够显著降低水体中的磷含量。
另外,利用微生物处理森林公园中的污染物,也是修复技术中的重要措施。微生物具有特定的代谢途径和酶系统,可以将有机物或无机物降解为更简单的化合物;某些好氧微生物可同时进行反硝化和厌氧降解,通过有效转化,实现对生态环境中污染物的降解。还可以利用微生物来改善内部环境,如生物防治和病虫害控制。在该森林公园植物根系附近土壤中,芽孢杆菌、假单胞菌等与植物根系共生并提供保护作用,通过竞争资源和产生抑制化合物来保护植物免受侵害,通过固氮作用为植物提供氮源。
根据修复工作的具体需求,进行森林公园生态修复中的植被多样化种植设计。复层种植是生态修复中最常用的植被种植方法,该方法是指通过多层次植物的层叠,构筑出多样性较高的植被群落,从而对生态保护和植物景观效果予以正向帮助。复层种植植物群落自身的物种丰富度高,乔灌草和藤本等多层植物层状覆盖,形成了独特的自然景观;林冠线的高低对植物的抗风能力有很大的影响,具有一定的保护功能;复层种植还能实现对降水的截留,有效利用水资源,减少森林水土流失。
劳山国家森林公园内松树、柏树、橡树、枫树、槐树等林冠层植物较多,榆树、蔷薇、樱花等亚冠层植物也较为丰富,地被植物有茅草、莎草、苔藓等,因此主要需要对半灌木层和地被层植物进行补充,包括牵牛、鳞茎兰、蕨类植物、杜鹃和小叶女贞。具体栽种方法包括:将牵牛的枝条嫁接到合适的砧木上,或者将植株划分为子株进行繁殖;选择有健康鳞茎的植株,将其分开,并将鳞茎埋在适宜的土壤中即可;收集选择具有萌发孢子的成熟蕨叶,将其放置在适宜的湿润环境中,等待孢子发芽;将杜鹃苗或容器栽培的植株挖出,确保植株根系完整,选择适当的栽植孔,将植株放入孔中,并轻轻填上土壤即可;小叶女贞通过分株繁殖,将植株分成小苗,然后进行移植。
结合劳山国家森林公园的基底环境、通过造林绿化技术对该公园进行生态修复后,为了检验造林绿化技术的应用效果,选择造林成活率、植被覆盖率、林分保存率和病虫害防治率作为评价指标,统计生态修复前、生态修复后森林公园的基本情况。造林成活率反映了引入的植物在实际环境中存活和生长的情况,造林成活率较高意味着引入的植物对生长环境适应良好,具有较好的抗逆性和生命力。植被覆盖率反映了植物在土地上覆盖的程度,植被覆盖率较高说明植物群落的密度和茂盛度良好,能够有效保护土壤,减少水土流失。林分保存率指的是公园内原有林地面积占整个公园面积的比例,林分保存率较高可说明公园内的生态系统连续性和完整性较好。病虫害防治率反映了公园内植物病虫害的防控效果,病虫害防治率较高说明管理工作得当,公园内植物的生长和健康具有较好的保障。相关内容如表3 所示。
表3 森林公园生态修复前、生态修复后的基本情况
从表3 可以看出,修复前森林公园的造林成活率、植被覆盖率、林分保存率及病虫害防治率均不符合标准,导致森林公园的生态效益较差。在使用本文设计的方法进行森林公园生态修复后,森林公园造林成活率96.8%、植被覆盖率82.3%、林分保存率92.6%、病虫害防治率98.5%,即各项指标均得到了提升,并符合标准,说明本文介绍的生态修复方法有实际效果。
为更好地发挥森林公园的生态效益,以劳山国家森林公园为例,通过森林公园植被护坡配置、应用水生植物与微生物降解生态环境污染物、森林公园生态修复中的植被多样化种植,进行森林公园生态修复。结果表明,引进造林绿化技术后的森林公园生态修复效果良好,按照本文提出的方法进行生态修复,可以确保修复后的森林公园各项生态指标达标。
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