摘 要 加强森林生态廊道建设,不仅能够保护和恢复生物多样性,提高生态系统的稳定性,而且能减缓气候变化,实现林业可持续发展的目标。基于森林生态廊道建设原则,探究科学规划设计,以甘肅洮河国家级自然保护区为研究对象提出了构建合理的森林生态廊道结构;选择合适的树种,引入不同树种生物种群;进行土壤改良,设计灌溉和排水系统等森林生态廊道建设要点。
关键词 森林生态;生态廊道;生物多样性;廊道建设;甘肃洮河国家级自然保护区
中图分类号:S731.2 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.10.033
生物多样性是世界生命系统的重要组成部分,是维持区域生态系统稳定的基础条件[1]。然而,受各种人类活动的影响,全球生物多样性正遭受严重威胁,生物种群数量正在急剧减少[2]。在此背景下,加强生物多样性保护势在必行。森林生态廊道建设是保护生物多样性的有效方式[3]。森林生态廊道不仅可以为野生动物提供安全的迁徙通道,保证物种的生存和繁衍,而且还能增强生态系统的连通性,有助于维护和恢复生物多样性。笔者将以甘肃省洮河国家级自然保护区为例,深入研究森林生态廊道的建设方法,希望能借此为其他保护区提供参考与借鉴,提升区域生物多样性。
1 森林生态廊道建设的重要性
森林生态廊道连接了两个或多个生态区域,为动物迁徙提供了通道,有助于维护生物多样性。通过森林生态廊道提供的迁徙路线,野生动物可以在不同的生态系统之间进行迁移、栖息,从而降低物种灭绝的风险。森林生态廊道的建设加强了生态系统的连通性,有助于维持森林内部生态系统稳定,如种子散播、营养循环等。同时,森林生态廊道使动植物能够对气候变化等环境压力做出更有效的应对。洮河国家级自然保护区位于中国西北部的甘肃省,是森林生态系统类型自然保护区,拥有丰富的生物多样性和独特的自然景观。加强洮河国家级自然保护区森林生态廊道建设,不仅能改善周边环境,推动科研和教育发展,促进周边经济发展,而且对保护生物多样性、提高生态连通性、恢复生态系统等方面具有重要的作用[4]。
2 森林生态廊道建设原则
洮河国家级自然保护区建设森林生态廊道时,主要遵循以下7条原则。1)尊重自然。洮河国家级自然保护区以尊重自然为前提,在充分了解和研究保护区的自然条件(如地貌、气候、水文、土壤等)和生物多样性等的基础上建设森林生态廊道[5]。2)科学规划。洮河国家级自然保护区基于科学的规划,综合考虑生态、经济、社会等多方面的因素,以达成最优的森林生态廊道建设方案。3)生态连通性。洮河国家级自然保护区在建设森林生态廊道时,不仅要保证保护区内部的生态连通性,也要考虑与其他保护区的连通性。4)多功能性。洮河国家级自然保护区在建设森林生态廊道时,不仅考虑了其需具有的生态保护功能,也考虑了其对社区发展、科研教育、生态旅游等方面的服务功能。5)参与性。洮河国家级自然保护区在建设森林生态廊道时,鼓励和倡导社区、公众、专家等多方的参与,以确保建设方案的科学性和公众的接受度。6)可持续性。洮河国家级自然保护区在建设过程中,充分考虑到未来森林生态廊道的维护和管理问题,确保森林生态廊道的长期有效性。7)灵活性。洮河国家级自然保护区灵活建设森林生态廊道,使其能够适应未来可能发生的环境变化和社会需求变化。在遵循以上建设原则的基础上,洮河国家级自然保护区的森林生态廊道建设能够更好地实现生态保护和社会发展的双重目标。
3 森林生态廊道建设要点
3.1 科学规划设计,构建合理的森林生态廊道结构
洮河国家级自然保护区根据当地的地理、气候、水文、土壤、生物多样性、人文等方面的情况,科学规划设计和构建合理的森林生态廊道结构。洮河国家级自然保护区处于东经102°46′02″~103°44′40″、北纬34°10′07″~34°42′05″,总面积为287 760 hm2,森林覆盖率为44.4%,林地绿化率为71.33%。洮河国家级自然保护区可以根据这些数据开展森林生态廊道建设。
洮河国家级自然保护区在收集数据的基础上,根据当地的生态目标和功能定位,确定森林生态廊道的定位。例如,如果自然保护区的主要目标是保护特定的生物种群,那么森林生态廊道的定位就应该是提供这些生物种群的生活空间和迁移路径。基于上述收集到的数据可以初步确定森林生态廊道的位置。洮河国家级自然保护区考虑在气温适中、林地覆盖率较高的地方建设森林生态廊道,同时考虑洮河和其支流的分布情况,尽可能让森林生态廊道沿着水源延伸,这样既可以利用水源,又可以保护水源。
在确定森林生态廊道的定位之后,便可进行森林生态廊道的结构设计,包括森林生态廊道的空间布局、功能区划分、植物配置、建筑设施等。在此过程中,洮河国家级自然保护区充分考虑当地的自然条件和生态建设目标,以及人类活动的影响。洮河国家级自然保护区根据当地的植被和土壤类型设计森林生态廊道的植被组成,考虑种植对环境适应性强、生长速度快的树种,以加快森林生态廊道的建设速度,为野生动物提供栖息地和食物来源。考虑周边人口较多,洮河国家级自然保护区在森林生态廊道的入口和出口设置标识,引导人们正确使用森林生态廊道,尽量减少人类活动对森林生态长廊的影响。
3.2 选择合适的树种,引入不同树种生物种群
洮河国家级自然保护区在选择合适的树种以及引入不同的生物种群时,需要考虑多种因素,如生物适应性、环境稳定性等。树种的生态适应性决定了其在特定环境中的生存能力。例如,由于位于高原地区,年平均气温在-5.8~5.1 ℃,洮河国家级自然保护区选择了那些能够适应这种环境条件下的树种,如落叶松、白桦、青冈等。
生物多样性是生态系统健康和稳定的关键因素。引入不同的生物种群可以增加生物多样性,同时能优化食物链,保障生态系统稳定。洮河国家级自然保护区在确定森林生态廊道中的树种时,选择了部分当地主要的森林树种(如松、橡、柞等),选择了部分特有植物和珍稀植物(如豹子花等),以保持生态多样性。生长速度快的树种可以更快地建立起森林生态廊道,而寿命长的树种可以保证森林生态廊道的持久性。杨树和柳树的生长速度都比较快,但其寿命相对较短;而松树和橡树的生长速度相对较慢,但其寿命在上百年。因此,洮河国家级自然保护区合理搭配杨树、柳树、松树、橡树等,以确保森林生态廊道的建设质量。
虽然保护生态是建设森林生态廊道的主要目标,但如果树种具有经济价值,那么建设的森林生态廊道也可以带来经济效益。例如,松树、橡树和柞树等不仅具有生态价值,还有经济价值。树种的抗逆性决定了其对环境变化和病虫害的抵抗能力。在选择树种时,洮河国家级自然保护区尽可能选择那些抗逆性强的树种如柞树、白桦等。洮河国家级自然保护区根据当地的气候、土壤、水文条件,以及社会经济条件等因素,选择树种和引入生物种群,避免引入外来物种导致生态环境问题,同时注重保护当地的土著物种和生态环境。
3.3 进行土壤改良,设计灌溉和排水系统
3.3.1 土壤改良
洮河国家级自然保护区土壤有6大类型,分别是褐土、栗钙土、暗棕壤、山地草甸土、高山草甸土及粗骨土。在进行森林生态廊道建设时,改良土壤,设计灌溉和排水系统都是至关重要的。因为当地土壤分布和特性有显著的垂直变化和坡向差异,所以洮河国家级自然保护区针对不同地区和土壤类型制订了土壤改良策略(见表1)。
由表1可知,对于褐土和暗棕壤,洮河国家级自然保护区可以通过添加有机肥料(如农家肥等)和石灰来改良土壤,提高土壤的肥力和pH值,使其更适合树木生长。对于栗钙土和粗骨土,由于这些土壤中的钙含量较高,洮河国家级自然保护区需要添加酸性有机质(如酸性腐殖质)来中和土壤的碱性,并改善土壤的结构。对于山地草甸土和高山草甸土,由于这些土壤在高海拔地区,洮河国家级自然保护区需要通过增加有机质和矿物质来改善其肥力。
3.3.2 灌溉排水系统设计
在森林生态廊道的建设中,灌溉和排水系统的设计是非常重要的,主要用来保证植物的正常生长,并预防土壤侵蚀和积水。洮河国家级自然保护区为确保植物的水分需求得到满足,在设计森林生态廊道的灌溉系统时,确定当地7 d内的灌溉量为25~50 mm·m-2,并根据植物种类和气候条件进行调整。例如,在炎热干燥的季节,灌溉系统可以每天灌溉1次,而在湿润的季节只需要每7 d灌溉1次。滴灌系统的工作压力在100~150 kPa,这能够确保灌溉系统的正常运行。滴灌管或微喷头的间距需要根据植物的大小和分布来决定,间距在30~50 cm,若在植物稠密的区域,则需要更小的间距。
在设计排水系统时,要确保地面有适当的坡度以便于排水,排水坡度应该在1%~3%。洮河国家级自然保护区建设的森林生态廊道排水管道尺寸要足够大,以便于处理大量的雨水,主排水管道的直径在15~30 cm,次级排水管道(从主管道引出的小管道)的直径在10~15 cm。洮河国家级自然保护区根据当地的地形和土壤条件确定排水井的间距。在平坦的地形和排水性良好的土壤中,排水井的间距在50~100 m。在斜坡或排水性差的土壤中,排水井的间距缩短到20~30 m。
4 结语
加强森林生态廊道建设对于提升生物多样性具有重要作用。通过科学合理的设计和管理,森林生态廊道不仅能为野生动植物提供生存空间和迁移通道,而且能提高生态系统的连通性,增强生态系统的适应能力。然而,洮河国家级自然保护区在建设森林生态廊道建设时面临诸多挑战,需要在实践中不断探索和学习,以更好地为生物多样性保护做出贡献。
参考文献:
[1] 刘金林,耿昊,程谷栒,等.森林城镇建设规划探讨:以浙江省泰顺县西旸镇为例[J].中南农业科技,2023,44(1):79-81.
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[3] 张中强.明确全面建成黄河生态廊道等目标 河南国土空间生态修复和森林河南建设规划通过评审[J].资源导刊,2021(12):9.
[4] 黄浦江,蒋巧璐.快速城市化地區森林生态网络识别与评价[J].地理空间信息,2021,19(11):6-10.
[5] 高燕,王嵘.城乡交错区的土壤微生物多样性格局及其影响因素[J].华东师范大学学报(自然科学版),2023(3):20-32.
(责任编辑:张春雨)
收稿日期:2023-04-09
作者简介:刘周强(1993—),男,甘肃卓尼人,本科,助理工程师,主要从事林业保护。E-mail:1047530482@qq.com。