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京西保护地工作:林木疏伐与生态系统完善的探索

媒体:原创  作者:环境保护基金会
专业号:环境保护基金会 2021/11/17 11:55:56

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在疏伐产生的林窗下,一棵蒙古栎欣欣向荣图片

01 砍树做保护图片

2020年年末,在北京西边的京西林场选择了一片阴坡上的人工针叶林,在里面进行了不同程度的疏伐。那片林子原本是油松和华北落叶松的纯林,种植密度大、物种单一。我们期望通过疏伐改造,给其他种类的乔木(尤其是北京原生的阔叶树种)、灌木和草本提供新的生长空间,促进自然更新,丰富植被层级、群落结构,为更多动物提供更适合的栖息地。

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在京西林场对单一密集人工林进行疏伐,模拟天然干扰(左3),保留林下的栎树苗(右1)。图片

02 不仅仅是树图片

人们往往认为,树(尤其是乔木)才是造林和森林保护工作的核心,但一片富有生机的森林,不应该单纯只是乔木的集合, 同时,灌木和草本也不仅仅是乔木的点缀。真正富有生机的森林,应该具备乔木、灌木与草本植物等在空间上更丰富多元的层次,动物们也能在这里找到适宜的栖息空间和食物条件。

比如在北京,山地阴坡的原生植本应当以落叶阔叶林和针阔混交林为主。然而我们在山区观察到的实际情况是侧柏、油松、落叶松等作为常用生态屏障进行绿化,在保护水土、固碳、提供食源的同时却也在一定程度上阻碍了林下植被的更新:过密的人工林冠遮云蔽日,低矮的灌木、草本不易获得赖以生存的阳光,多样性和数量降低,动物的食源(包括蜜源、粉源)和栖息空间也因此缩减。

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油松人工针叶林

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山杨-蒙古栎混交的天然阔叶林

多项研究也表明,温带地区的天然林(即使是次生林而非原始林)可以支持比各类人工林(纯林、混交林)更丰富的生物多样性。

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在京西天然林中生活的果子狸一家

其实,为了提升绿化质量,我们也需要林地中阔叶乔木的帮助。所幸的是,京西林场这片样地里还是有多种原生阔叶树天然落种的,我们期待的自然恢复也因此相当有可能实现:如果没有天然落种的条件,那人工补植势在必行。图片

03 林窗下的植被恢复图片

回到文章开篇那棵欣欣向荣的蒙古栎。疏伐开出的人工林窗的效果在这棵树苗上可窥一斑。疏伐前,我们测量了样地中每棵胸径大于5cm的乔木,除了为疏伐方案设计做准备外,也是为了在将来(可能至少得5到10年后)量化乔木更新的效果。

考虑到乔木的生长速度,一年之间乔木的情况不会有太大的变化。但相对而言,疏伐对灌木和草本的效果可是立竿见影。为了了解林窗下的灌草变化,我们设立了一系列样方,在开林窗前后调查了林下草本植物和灌木,用以评估林窗的效果。每个林窗中设置了1个5m×5m的灌木样方和2个1m×1m的草本样方,统计物种、数量和盖度。

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开林窗前进行的样方调查

今年北京降水比往年高出好多,7月份的降水量能到常年同期的2倍。很自然地,良好的降水情况利于甚至可以促进草本和灌木的生长。

各个样方中灌木和草本的各项参数都有所变化,其中郁闭度0.2和0.4的样方中,草本和灌木的盖度和物种丰富度提升最为明显。

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样本草本和灌木盖度及物种丰富度对比

我们又进一步计算了每个样方中的多样性指数。综合来看,不论是着重衡量优势度的辛普森指数还是进一步包含了均匀度的香农-威纳指数,郁闭度0.2和0.4的样方在疏伐后均有提升(虽然这个提升并没有统计学上的显著性),而实际上没有进行疏伐的0.6和0.8的样方却在多样性指数上略有下降。(注:通过比较不同郁闭度下灌木和草本的生长情况,我们可以知道什么样的郁闭度下林下植被能更好地生长和更新。)

在区分计算灌木层和草本层的多样性后,草本层对于整体多样性提升的贡献就凸显出来了(2021年的草本层辛普森指数甚至显著高于2020年)。尤其是许多菊科、禾本科草本,它们萌发早、生长快、竞争力强,一旦拥有充足的阳光,这些喜光植物就大片地生长起来。

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树木倒下之后,喜光植物迅速占领了空地。图片

04 多个物种的监测图片

在这个基础上,我们也对样方内的各类动物进行了监测。目前的监测主要集中在兽类、鸟类和步甲,以红外相机记录情况(拍摄率)、观察到鸟类的种类及数量、昆虫陷阱中步甲的种类及数量作为量化指标。

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2020-2021年两年调查中,每年从1月1日起累计记录到的鸟类物种数量,通过对比两年的数据我们想初步了解鸟类对恢复措施的响应。

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图中是2020年和2021年改造区域分别用昆虫陷阱调查到的步甲数量和种类分布。步甲是一类地行性为主的甲虫(鞘翅目步甲科),它们的多样性可以作为植被群落变化的指示之一。2020年,改造区域记录到5种共122只步甲,2021年,改造区域记录到9种共163只步甲,物种数量增加了4种。

然而,各种动物对生境变化的响应可能也有滞后,我们短期内的监测并不一定能够有明确的结果。一年内动物物种数量上的增加,也未必全是改造措施的功劳,还有可能与降水增加等多种因素有关。当然,除了冷冰冰(但是最有说服力)的数据之外,我们也希望在一段时间之后,一些标志性的物种能够出现在样地。

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布设在疏伐区域的红外相机拍摄到的褐马鸡图片

05 有多少地方可以推广?图片

侧柏、油松和落叶松按海拔从低到高,在北京乃至华北山地都有广泛种植。然而,我们这套看起来简单的疏伐方案在华北地区的山地阳坡肯定是不适用的。因为阳坡光照强、蒸发量大,土壤发育也不如阴坡;在稍微平缓些的地方,除了侧柏、油松这类抗性较强的乔木,上文提到的落叶阔叶树种也较难存活。而人工种下的油松在这些条件较为苛刻的地方就能起到非常重要的保持水土的作用,在冬天,果实也能够为多种鸟兽提供食物。

然而阴坡湿度更大,土壤发育程度更深,如果完全被针叶纯林占据,那的确是浪费了良好的自然条件。

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京西林场森林分布图 供图/京西林场

在北京市所有林地都已经从原来的生产功能转型到关注生态功能,转变为生态公益林的大背景下,为提升绿化质量,我们希望现有的林地能够支撑更加完善的生态系统。

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京西保护地

京西保护地位于北京郊区,是在华泰证券和蚂蚁森林共同支持下,由中华环境保护基金会、山水自然保护中心以及北京市京西林场共同执行的保护项目,项目还获得COP15执委办和北京市园林绿化局支持。该项目致力于保护褐马鸡等物种和华北森林生态系统,感谢1900万蚂蚁森林网友的参与。

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