生态廊道在工程扰动区生态恢复中的应用探讨

2023-03-08

随着我国经济的高速发展, 大量水利、交通、能源等基础工程建设相继开工, 伴随这些工程建设, 出现大量施工开挖, 造成大量裸露荒地, 破坏了原有的生态系统, 这些被工程扰动的地区靠自然演替恢复到原来的状态往往需要较长时间。近几年, 一些科研单位陆续开发了针对工程扰动区的生态恢复技术和方法, 但利用人工恢复生态环境的时间和效果均不能完全满足实际需要。本文应用景观生态学中的生态廊道理论对其在工程扰动区生态恢复中的应用区进行分析和探讨, 以找到新的工程扰动区生态恢复途径。

1 工程扰动区生态恢复特点

1.1 工程扰动区生态环境恶劣, 生态恢复难度大

工程扰动区由于没有植被覆盖, 缺乏保水能力, 阳光直接照射也不利于植被生长, 一些岩质边坡坡度过大也造成土壤在坡面难以留存, 降雨不能滞留坡面, 给生态恢复造成很大困难。

1.2 扰动面积大, 难以短时间恢复初始生态环境面貌

目前, 我国重大基础建设工程大量开工, 伴随大面积土石开挖, 工程扰动区覆盖全国各地, 给当地生态环境造成巨大破坏。如果全部利用人工恢复, 需要国家投入大量人力物力财力, 而且也是一个耗时很长的艰巨工程, 造成国家重复建设及资源的巨大浪费。

1.3 生态恢复手段简易, 生态恢复效果不理想

国内目前大多采用客土喷植技术, 基材的活化养分少, 植被难以大量生存, 生物多样性低, 生态恢复效果不理想。

2 生态廊道原理

廊道 (corridor) 是景观生态学中的一个概念, 指不同于周围景观基质的线状或带状景观要素, 道路、河流、绿化带、林阴带等都属于廊道[1]。从景观学角度, 廊道一般可分为线状廊道、带状廊道与河流廊道3种类型。生态廊道 (e c o l o g i c a l corridor) 是指与两侧相邻基质不同的线性或带状景观要素, 它是具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等生态服务功能的廊道类型, 主要由植被、水体等生态性结构要素构成。生态廊道所形成的栖息地以缓冲带的方式有效隔绝噪音、风沙, 起到防止水土流失、保护生存环境的作用。通过廊道的限定作用, 有助于外来物种及多栖性物种的入侵, 为野生动物提供良好的生存环境及栖息地, 有效促进物种的空间运动和基因交换, 提高生物多样性, 使孤立斑块内的物种得以生存繁衍。

2.1 生态廊道的功能特征

近年来, 随着景观生态学的发展, 人们对廊道功能的研究也在逐步深入。Forman (1995) 将生态廊道的主要功能归纳为5大类:栖息地 (Habitat) 、过滤 (Filter) 或隔离 (Barrier) 、通道 (Conduit) 、源 (Source) 和汇 (Sink) [2] (图1) 。

2.2 生态廊道的影响因素

生态廊道的宽度和连接度是影响廊道结构、控制廊道功能的主要因素[3]。

2.2.1 生态廊道的宽度

生态廊道的宽度在满足最小宽度的基础上越宽越好。随着廊道宽度的增加, 环境的异质性增加, 物种的多样性也增加。由于廊道随物种、时间、生境类型、景观类型不同而不同, 因此很难确定廊道最优宽度。对许多物种来说, 边缘效应是影响廊道质量和宽度最主要的因素。然而, 随着植被类型和目标物种的改变, 边缘效应的影响范围变化很大, 从几米到几百米不等, 这就为确定廊道的宽度带来了困难。

2.2.2 生态廊道的连接度

生态廊道的连接度是指廊道如何连接或空间上如何度量, 可简单的用廊道单位长度上间断点的数量来表示。廊道有无断开是确定通道和屏障功能效率的重要因素, 因此连接度是廊道结构的主要度量指标。生态廊道连接城市中孤立的生态斑块, 增加绿色开敞空间的连通性维护自然过程的整体性和连续性[4]。

3 工程扰动区生态廊道几种应用方式设想

把生态廊道引入工程扰动区的生态恢复, 主要目标是将扰动区和自然生态区通过廊道有机联合起来, 加强自然生态区, 生态协调区和工程扰动区的生态连接, 促进之间的物种、物质和能量等生态流过程, 提高工程扰动区生态系统的生物多样性, 从而加速生态修复区恢复演替。

3.1 生态廊道的设计

生态廊道由保护目标、植被情况、廊道功能、周围土地利用, 廊道长度等多个因素决定。具体来讲, 生态廊道的设计有以下三种方式: (1) 线状廊道:可为边缘物种提供迁移通道和栖息地。 (2) 带状廊道, 比较宽, 为内部物种沿着廊道迁移和栖息提供内部环境。 (3) 网络廊道, 由线状或带状廊道相互交织而成, 可为迁移和觅食者提供多种可供选择的通道。

3.1.1 生态廊道建立模式一

在工程修复区和自然生态区之间建立生态廊道, 这种模式适用于在大面积的生态破坏区域对某一局部区域进行优先的生态修复, 将某一孤立的工程修复区与附近的自然生态区连接起来, 适用于裸露边坡、矿山或者废弃地区域的生态修复。提高环境多样性和自然度, 为昆虫、鸟类、小型兽类等野生动物的引入创造良好的条件, 使整个系统空间更加异质性, 丰富物种的多样性。