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在这个全球公认的生物多样性热点地区,我们发现,裸露的地表竟在逐年增加|方震东

 kibcat 2024-03-28 发布于美国
滇西北的植被,
它是北半球植被的缩影。

方震东 · 云南迪庆香格里拉高山植物园园长
格致论道·湾区第25期|2023年9月25日 广州


家好,我是方震东,来自云南迪庆州香格里拉高山植物园。我长期在滇川藏横断山区开展植物植被的调查、野生植物的繁育和生态修复的研究,非常荣幸今天能分享我在滇西北植被修复当中的体会和经验。

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滇西北位于青藏高原向云贵高原倾斜的一个斜坡上,这里既有高耸的雪山,也有隐秘深邃的峡谷。世界著名的三条大江:金沙江、澜沧江、怒江,在这里从北向南流淌 ,形成了举世闻名三江并流的地质奇观。

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从亚热带到寒带气候类型,都能在这里的垂直带谱上找到。由于地形和气候复杂多样,这里孕育了中国三分之一以上的野生动植物物种,因此成为地球上公认的生物多样性热点地区。
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▲左右滑动查看更多图片

既然它有这么丰富的生物多样性,那为什么还要开展植被修复的工作呢?

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图源:《滇西北裸露地表植被恢复研究》,2022

进入2000年以来,我们在野外调查生态环境现状时,发现这里的裸露地表在逐步增加。我们调来了跨度10年的卫星影像,并进行了植被绘图分析,结果显示,滇西北的裸露地表面积确实在增加,原因主要有两个方面。


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第一点主要是当地长期存在自然扰动。高山上裸岩地区的岩石风化以后,就会向下不断滚落,形成了“流石滩”斜坡。如果碰到降水极端的年份,也会引发局部地区的塌方和滑坡,形成裸露地表。


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另外就是随着社会发展,我们的建设工程增多,各种人工工程的建设,比如修路、开矿等工程扰动,导致了裸露地表的形成。


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我们能直接观察到的裸露地表,不但代表了水土的流失,可能还会引发次生的泥石流灾害。另外,在滇西北有一种有害物种叫紫茎泽兰,如果裸露地表形成,很快就会被这种外来入侵物种占据。所以我们有必要开展植被恢复。


那应该怎么做呢?有人用绿化的方法进行野外生态恢复,引入外来物种形成园林化、园艺化的异化景观。但是,既然这里是生物多样性丰富的区域,就不应该再使用更多的外来物种,所以我们提出用当地物种恢复当地植被和区系的理念,并在这个理念的指导下开始了研究。


这里的植被要怎么修复?
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我们首先进行了前期调查,这主要是观察自然、向自然学习的过程。我们针对滇西北的16个县市,观察在原先裸露地表上形成的自然植物群落,或者是新形成的这些裸露地表正在发生和上演的故事,并获得了一些启示。


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滇西北地区是伴随着喜马拉雅造山运动而生的,在长期的演化过程当中形成了大量先锋物种和先锋植物群落。另外,我们还观察到很多植物或者植株有着巨大的繁殖潜力,每个植株都有大于自身上百、上千甚至上万倍的种籽数量。但是这种繁殖潜力被各种因素限制,所以开展生态恢复,就要把它的繁殖潜力释放出来。


此外,生态学家认为植物群落是存在演替的,但我们认为它是动态的变化。在有干扰的情况下是会倒退的,也就是所谓植被的退化。如果干扰消除,它才会向正常的方向演替。


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▲以旋叶香青为优势种形成的一个先锋植物群落

照片显示的是以草本植物旋叶香青为优势种形成的草本植被,它是在退耕还林的地块上演替出的。


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经过5~10年,先锋植物群落演替为云南松幼林

同时在周边不远的地方,我们还观测到同样的植物群落里面也会有云南松的幼树生长。所以我们推测,今后3-5年,这个地方会逐渐演替为云南松林。


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图源:《滇西北裸露地表植被恢复研究》,方震东等

早期我们开发了一个实施植被恢复研究的技术流程。

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我们在滇西北的16个县市设置了120个样方,识别了105个先锋植物群落,把所有样方中的物种集合起来,把外来物种、全球广布物种以及农田杂草剔除以后,又从中筛选了129种重点推荐的物种和111种一般性推荐的物种,供规划师、设计师以及工程的相关人员进行物种选型。

开展一项具体的植被恢复工程,主要就是开发一个植被恢复的方案。这个方案其中的一个亮点是开发种籽的配方和植苗方案。为什么叫配方呢?有人会把混合的种籽叫做混播种籽,但“配方”是借用了医学的概念,因为我们把植被当成一个有机的生命体来对待。


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部分种籽配方

这里图片显示了我们在不同的气候区域、不同的项目区开发的一些种籽配方。

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▲采集配方种籽

在种籽配方的指导下,我们通常在秋冬季去野外采集植物的种籽。在采集植物的种籽的过程当中,需要用到一些工具,比如手套、高枝剪、低枝剪、镰刀等。收集完每一种种籽,我们都要采一个作为凭证的标本,记录采集地的环境信息。

通常采集回来的不是直接的植物种子,大多数是果实,有浆果、坚果、蒴果,也有谷穗这样禾草叶型的植物种籽。这些种籽需要在室内进行处理,用各种各样的办法把它们脱离出来、洗出来,到了冬天进行一定的贮藏。

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▲配置种籽


在春天和雨季降临之前,我们要根据配方来混合种籽。在碰到这些细微的种籽的时候,我们会添加一些介质,比如用没有含杂草的干净土壤稀释这些细小的种籽;还有一种办法就是用泥浆来稀释。

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▲播撒种籽

相应地,在野外播撒的时候,也会有干撒、泥浆喷播这样的方式。


种籽配方里都有啥?
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在开发种籽配方的时候,我们也会观察野外。


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▲观赏性植物:邹叶报春

野外有一种特别好看的花叫邹叶报春,我们把它也加进了种籽配方。右边这张照片显示了在后续两三年的观测当中,这个植物确确实实能够生长出来并完成开花结实。

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▲保护性植物

在开发配方的时候,我们也会考虑把一些保护性和抵抗性的植物添加进来,防止牲畜的啃食,或者是添加一些当地稀少的特有种类,实现当地物种的保护。

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▲药用植物:野甘草


图片里的这种植物起初我们的项目并没有考虑。当时我们在干暖河谷地区实施植被恢复项目的时候,发现当地的老乡正在大量采挖一种叫野甘草的药材,它其实是唇形科糙苏属的假秦艽和木里糙苏。老乡把它的根茎采挖回来以后,在交货之前会切成两截,顶部那截包含了植物的根茎。所以我们要来了根茎,在恢复实验区和苗圃进行了培育,的确能够培育出来,我们后期还播撒了它的种籽。所以在恢复的时候,其实可以添加面临威胁的一些特殊的植物资源。


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明星物种:高山大黄

通过借鉴其他项目的原理,我们也做了一个单品种的植物资源恢复实验。这个植物叫高山大黄,是滇西北高山区以及喜马拉雅高山区的明星物种。它有大于自身数千倍的繁殖能力,一株植株的种籽有上万个。我们2011年采集到它的种籽以后,在2012年的春天,到白马雪山和香格里拉大雪山播撒了它的种籽。

后面的监测显示,播撒的四个片区里的大黄都能出幼苗。但是到第二年、第三年再监测,就发现其中三片已经消失了,唯一仅存的是大雪山这一片,所以我们都没有抱太大希望。到了2019年我们再去这个地方去看的时候,发现这里的大黄不仅没有消失,而且长大了;今年我们又去做了重复的监测,发现其中一株已经开花了。这证明这个植株在野外从种籽播撒下去到开花至少需要10年的时间。

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▲优化后的植被恢复技术流程(2022)

实施多项植被恢复的实验工程之后,我们又优化了原来的技术流程。其中很重要的是要到项目区调查当地存在什么样的物种和植被类型,供后期物种选型参考。另外还能了解当地裸露地表的状况,因为裸露地表的基岩可能是不同的,坡度坡向也是不同的,组成裸露地表的石块或者土壤是什么情况都需要现场调查,也为后续的方案制定提供基本的决策信息。


因地制宜做配方
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做植被恢复的时候,最重要的还是设计植被恢复的方向、目标以及原则。如果甲方没有要求,我们通常按照植被演替的自然规律,设计恢复它周围顶级植物群落的状态,同时兼顾生物多样性保护的目标。但是如果甲方或者社区群众有要求,比如跟我们说明这里恢复以后要用来放牛,那我们就会把多年生的禾草和非禾草叶型植物种类添加进去;假如这个地方风景优美,我们会考虑将更多的野花添加到配方里。


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▲植苗方案的基础:繁育恢复种苗

通过前面的一些工程,我们发现有些区域仅仅依靠种籽配方,不用植苗,植被就能够实现非常好的恢复。但是我们也观察到,在一些高海拔寒冷区域,仅仅依靠配方种籽播撒还不足以完全实现恢复的目标,还是要考虑植苗的方案。所以种籽采集回来以后,一部分是做配方用的,还有一部分就是用来育苗,育苗以后苗,当植物经过一定的锻炼后,就可以直接移栽到野外去了。


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▲开展恢复监测

怎么验证种籽配方的合理性和有效性呢?这就要依靠后续的恢复监测了。通过恢复监测,我们就可以知道配方里哪些物种播撒下去后已经生长起来了,哪些生长起来过几年又消失了,哪些是永远存在的……这又反过来让我们思考原来的配方是不是合理的。后续还有2-3年的管护期让我们采取校正补充措施。


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▲定点的重复样方检测

我们对恢复监测开发了两个方法,一个是定点重复的样方监测,一个是定点的重复摄影监测。左边是一个示意,通常我们会设置一个5×5米的稍大的样方,然后在4个角设置4个1×1米的样方进行监测。


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▲定点的重复摄影监测

这是我们在塔城金丝猴国家公园的一个裸露边坡做了恢复以后设置的摄影监测。从照片上能明显看出来,植被的覆盖度和高度都在增加。至于物种的变化,主要取决于样方监测的数据。


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在开展恢复的过程中,我们开发了让社区、企业和环境三方受益的“3W”模式,比如让社区群众参与到采集种籽、播撒配方种籽、植苗。就近的农户我们甚至让他们培育种苗,因为他们靠近恢复实施地很近。

刚才大家看了很多受过损毁的照片,我现在放几张照片让大家轻松一下。


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这是高原上从草甸到矮灌丛、到针叶林、再到硬叶林的垂直过渡序列。


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这是在白马雪山高山上杜鹃花盛开的植被景观。


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这是普达措国家公园里面原始的云杉和冷杉林。

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这是我们在考察途中看到的昙花一现的彩虹,下面是大果红杉林。

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最后我以植被赞歌里面的几句话作为结束语:

滇西北的植被,

它是北半球植被的缩影,

它是浓缩的精华,

它值得让人们去欣赏,

去赞美,

去陶醉其中,

更值得去呵护。

谢谢大家。

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