干龍梅，劉 屹，覃志剛，彭 建，熊定偉，郭 聰，史 亮

(四川省林業(yè)科學研究院，四川 成都 610081)

地震是地殼某一區(qū)域極短時間內(nèi)釋放出能量而引起地殼的震動，是一種突發(fā)性的自然現(xiàn)象[1～2]。我國是地震多發(fā)的國家，據(jù)統(tǒng)計，中國大陸地區(qū)自20世紀以來共發(fā)生強震(震級6級及以上)475次，巨大地震(8級及以上)8次[3]。較強的地震常常會給自然生態(tài)系統(tǒng)(尤其是山地生態(tài)系統(tǒng))帶來災難性的損壞[4]，并且可能產(chǎn)生次生災害，如滑坡、泥石流、海嘯等。次生災害對自然生態(tài)系統(tǒng)所帶來的毀壞和影響有時甚至會超過地震災害本身，并且大大增加救援難度[5]。

近年來我國地震頻發(fā)，汶川地震等強震使生態(tài)系統(tǒng)受到極大干擾，森林被破壞，野生動物棲息地受損破碎，次生災害頻發(fā)，生態(tài)功能嚴重退化。地震災后生態(tài)修復(又名“生態(tài)恢復”)是指在地震對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞之后，利用生態(tài)系統(tǒng)所具有的自我組織、調(diào)解能力，結合適度的人工干預，使受損的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復或向良性循環(huán)方向發(fā)展的恢復與重建過程，其主體是森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復[6～7]。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 震損地立地類型劃分與評價

對震損地立地類型進行劃分可為提高植被存活率、推進生態(tài)環(huán)境重建等提供科學依據(jù)，是生態(tài)修復的基礎工作。常用的立地類型劃分的方法有：(1)主導環(huán)境因子法；(2)生活因子法；(3)立地指數(shù)法；(4)逐步回歸法[8]。立地質(zhì)量評價通常用林地上一定樹種的生長指標來進行。通過立地質(zhì)量評價可確定某一立地類型上生長不同樹種時各自的適宜程度，實現(xiàn)“適地適樹”，使土地生產(chǎn)潛力得以充分發(fā)揮。

鄧東周等將四川省受災區(qū)劃分為川西高山峽谷區(qū)、盆周山地區(qū)、盆周丘陵區(qū)[6]；黃光忠等將岷江上游震損林地劃分為岷江干旱河谷區(qū)、岷江上游中山地帶山地、岷江上游高山峽谷區(qū)[9]；在對汶川地震北川羌族自治縣的震損林地的生態(tài)修復研究中，王娟等運用因子分析法篩選出主導因子，使用主導環(huán)境因子法對震損林地立地類型進行了分類。在此基礎上，運用層次分析法和專家打分法對立地質(zhì)量分級并評價其宜林性[10]。

震損地常常坡面類型復雜，對應的植被恢復方法多樣，針對這種情況，田佳等提出了微立地因子植被恢復法，以不同的微立地因子為依據(jù)，將植被破壞面劃分為若干個微立地單元，分別篩選出最適合每一微立地單元的植被恢復技術，最后將所有微立地單元對應的最佳植被恢復技術相加[11]。運用這種方法，駱宗詩等將地震崩塌山體劃分為碎石坡面、碎石地、巨石坡面、溝槽地和洼地，以及石面、石叢、石縫3種超微境，來進行災區(qū)植被修復[12]。目前這種方法主要面臨的兩大問題：一是微立地因子的選擇困難；二是與微立地因子所對的植被恢復技術太少[11]。

1.2 地震災后生態(tài)修復技術

震后生態(tài)修復技術主要分為生物技術和工程技術兩大類，根據(jù)受損生態(tài)系統(tǒng)類型(森林、草地、濕地、農(nóng)田等)和受損程度進行選擇不同的恢復方法[13]。

作為典型的生物修復技術，物種框架法是建立一個或一群物種，作為恢復生態(tài)系統(tǒng)的基本框架，這些物種通常是植物群落中的演替早期階段(或稱先鋒)物種或演替中期階段物種[14]。其優(yōu)勢在于種植的物種品種較少，生態(tài)系統(tǒng)的演替和維持依賴于當?shù)氐姆N源而非外部，適用于植被損害嚴重的震損地。

工程技術措施一般被用來穩(wěn)定邊坡或創(chuàng)造適宜的造林條件，主要包括坡面穩(wěn)定工程、排水和水土保持工程以及造林工程。在治理邊坡時，根據(jù)震損程度、分布、類型和立地條件等，采用以植被恢復為主的生態(tài)工程治理技術，劃分交錯帶內(nèi)邊坡類型及土質(zhì)邊坡、巖石邊坡工程措施[15]。付詩雨等使用鐵絲籠擋土墻穩(wěn)定邊坡基層，大量使用土袋階梯工程和竹柵欄工程將邊坡分層來緩解基層壓力，修筑土袋渠系和排水渠緩解降雨對邊坡帶來的沖擊[16]。王雅飛等發(fā)現(xiàn)應用在綿竹漢旺鎮(zhèn)的日本治山技術中的木(竹)柵欄工程等措施能基本防止滑坡、泥石流、塌方等次生災害，并能顯著改善水土流失狀況，但這種技術由于單位治理成本偏高目前較難在我國推廣[17]。彭培好等以龍門山震區(qū)為研究主體，構建了一套生態(tài)恢復技術體系，包括生態(tài)恢復規(guī)劃技術和生態(tài)恢復工程體系，其中生態(tài)恢復工程體系包括：(1)水土流失治理和水土保持技術；(2)重金屬污染治理技術；(3)受損植被的生態(tài)恢復重建技術；(4)自然保護區(qū)生態(tài)恢復工程技術[18]。胡碧英根據(jù)汶川地震災區(qū)公路沿線邊坡坡位、坡比、坡高、震后破壞情況及邊坡整體穩(wěn)定性的不同提出了結合防護掛三維網(wǎng)噴播植草灌喬防護、骨架內(nèi)掛網(wǎng)噴播植草灌喬防護、錨桿框架內(nèi)填土植被護坡、預應力錨索框架地梁植被護坡等四種工程技術的綜合防護方法[19]。

1.3 地震災后生態(tài)修復植物選擇與配置

通常在受損生態(tài)系統(tǒng)中，植被恢復是生態(tài)修復的關鍵[20]。植被恢復主要有3種途徑：(1)植物種子自然傳播形成植被自然演替；(2)引入外來植物種子或種苗；(3)利用土壤種子庫恢復自然植被[21]，目前國內(nèi)地震災后生態(tài)修復使用得較多的是前兩種。基于恢復生態(tài)學理論，植物物種選擇的原則主要包括以下5點：(1)生態(tài)適應性；(2)先鋒性；(3)地帶性；(4)抗逆性和自我維持性；(5)生物多樣性[22]。例如，在土壤干旱、貧瘠地區(qū)，植物選擇的標準為根系發(fā)達、保水能力強、根冠比大[7]。

張俊云等通過試驗證明，選根系發(fā)達且入土深的植物，可提高邊坡淺層的穩(wěn)定性[23]。許旭等的試驗結果表明，在提高土壤抗蝕能力的表現(xiàn)上，慈竹林>茶樹林>喜樹林>柳杉林>農(nóng)耕地，慈竹林土壤抗蝕性最好，主要因為慈竹根系較為發(fā)達、生長較快且每年有大量的枯落物歸還土壤[24]。

禾本科植物適合作為先鋒物種，在群落中優(yōu)勢明顯，與菊科均具明顯入侵性，喬木的鄉(xiāng)土種則較缺乏競爭力[25]。引種外來植物種類時應先進行安全性評價，控制入侵物種的入侵[26～27]。張翔等通過調(diào)查棲息在汶川地震極重災區(qū)部分滑坡、崩塌、泥石流等災害體上的先鋒植物，發(fā)現(xiàn)先鋒植物以蕨類、禾本科和菊科為主，先鋒植物的植物區(qū)系結構與該地區(qū)原有的植物區(qū)系結構基本相同，先鋒植物中有7種入侵植物，均為農(nóng)田惡性雜草[27]。

植物的配置主要根據(jù)海拔、溫度、土壤、水分等立地條件及地帶性、功能性等綜合設計。鄢武先等通過結合震損地立地條件和地帶性植物生物學特性，從區(qū)域鄉(xiāng)土植物中篩選出60余種適宜臥龍自然保護區(qū)震后修復的主要植物[21]。王春振等在海拔高度低于1600m的地區(qū)營造常綠闊葉林，選用樟科、山毛櫸科、山茶科、冬青科植物；海拔 1 600 m～2 000 m的地區(qū)營造常綠落葉闊葉混交林，常綠林種選用山毛櫸科、樟科樹種，落葉林選用樺木科、胡桃科、槭科樹種；海拔 2 000 m～2 600 m的地區(qū)營造針闊葉混交林，闊葉林種為紅樺、椴樹、槭樹等，針葉林種為鐵杉、麥吊杉、四川紅杉；海拔 2 600 m～3 600 m的地區(qū)營造寒溫性針葉林，如麥吊杉、方枝柏、四川紅杉、冷杉等[7]。王了德等在舟曲縣災后森林植被恢復中采用喬灌混交型和林草混交型兩種模式，喬灌混交型主要是以發(fā)揮水源涵養(yǎng)水效能為主，適宜區(qū)域溝系兩側的中山陰坡、半陰坡，海拔 1 600 m～2 200 m；林草混交型以發(fā)揮水土保持效能為主兼具水源涵養(yǎng)，適宜陽坡、半陽坡及部分陰坡地段，海拔 1 400 m～1 800 m[28]。

1.4 地震災后生態(tài)修復模式

植被恢復模式有喬木、灌木、藤本、草本及其混合模式[12]。多數(shù)學者在進行生態(tài)修復時因地制宜，根據(jù)植被地域類型及立地條件等具體條件，對震后災區(qū)分區(qū)進行修復。

張翔等在原有植被分區(qū)基礎上，結合區(qū)域生態(tài)功能區(qū)劃、氣候條件等，將汶川地震極重災區(qū)劃分為8個植被恢復小區(qū)，對每一小區(qū)分別設計相應的生態(tài)修復模式[29]。鄧東周等根據(jù)震損地的生態(tài)區(qū)位、自然資源、林業(yè)發(fā)展及經(jīng)濟社會等將災區(qū)劃分為川西高山峽谷區(qū)、盆周山地區(qū)和盆地丘陵區(qū)來進行生態(tài)修復規(guī)劃[30]。李雪楊等將震后的大熊貓主食竹主要分布區(qū)按主食竹受損程度分為1～5級，對受損重災區(qū)(4、5級)采取重造、補植為主的修復模式，對受損微災區(qū)(1、2、3級)采取以封育保護為主的修復模式[31]。

對于震后的岷江干旱河谷-山地森林交錯帶，劉彬等提出：輕度震毀植被以封育為主；退耕還林帶將林、畜、草相結合重建；中度震毀的植被使用快速恢復地表植被、補肥補水、加固土體、等造林或工程措施；完全震毀的植被，依據(jù)土壤母巖、母質(zhì)的性質(zhì)，遵循適時適地、宜草宜林的原則重構植被[32]。楊育林等結合川西干旱河谷立地類型、氣候環(huán)境、植被、土壤等的特點，提出采用循序漸進的方式，裸地裸巖覆土播種草本、荒草坡播種或栽植灌木、灌草地和疏林地栽植喬木、次生林地封育保護為主的植被恢復模式[33]。

張繼強等根據(jù)立地條件和生態(tài)修復物種的生物學特性及生態(tài)功能，將生態(tài)修復措施概括為以下幾種：(1)在坡度小于15°、水分條件較好、土層較厚的滑坡體上進行撒播或條播種草；(2)在坡度大于30°、坡面較完整的滑坡體上進行水平臺造林；(3)在坡度20°～30°、地形破碎、難以開挖水平臺的滑坡體上進行魚鱗坑造林；(4)在滑坡體、溝頭、道路及農(nóng)田帶狀穴植植物籬[34]。黃光忠等在對汶川地震后岷江上游地區(qū)采取以下恢復模式：(1)在岷江干旱河谷和盆周山地的大滑坡面上實施，主要針對坡度大于45°的地段實施封山育林為主的植被恢復模式；(2)在地震造成的滑坡體、崩塌體，落石損毀林地、泥石流灘地和堰塞湖的淹沒地等地段上實施人工植苗造林為主的生態(tài)恢復模式；(3)對于盆周西部海拔1 800 m以下，坡度小于35°的滑坡體、泥石流、堰塞湖、落石和崩塌造成的損毀林地實施山地喬灌混合型相結合的植被修復模式[9]。

1.5 地震災后生態(tài)修復效果研究

震損地的生態(tài)修復是一個持續(xù)的過程，其修復效果往往需要在幾年甚至更長的時間后才能體現(xiàn)出來。

王宇等對人工植被恢復兩年后的震損坡面進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)坡中下部的植被明顯比上部得到更好的恢復，提出在坡頂和坡上部多種植喬木和灌木[25]。王蕾等發(fā)現(xiàn)隨坡度和高程的增加，植被恢復度先增加，到臨界點后減小[35]。

劉千里等發(fā)現(xiàn)汶川映秀災區(qū)植被恢復7 a后，植被總覆蓋度達到90%以上，各品類聚集的群落取代了以草本植物為主的群落，喬木、灌木、草本植物的群落數(shù)量之比約1∶2∶5，群落結構已初步恢復[36]。王夢君等對四川王朗自然保護區(qū)1976年地震后30多年以自然更新為主的群落恢復狀況進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)干擾最嚴重區(qū)域植被主要為少量草叢，干擾相對嚴重區(qū)域主要為灌木，干擾較輕區(qū)域植被恢復較好，部分區(qū)域群落已恢復到震前狀態(tài)；并認為土壤養(yǎng)分含量及水分是影響地震干擾后群落恢復速度的主要因素[37]。

楊昌旭和孫麗文分別用專家打分法和主成分分析法對震后不同修復模式下的植被恢復進行了評價，篩選出不同修復對象對應較優(yōu)的修復模式[38～39]。

2 存在問題

我國地震災后生態(tài)修復研究主要集中在2008年汶川地震之后，由于研究時間較短，還存在以下不足：

(1)注重生態(tài)恢復試驗與示范研究，基礎理論研究較缺乏，尚未形成系統(tǒng)的理論框架及技術規(guī)范。這一問題產(chǎn)生的原因有很大的客觀因素，如震后生態(tài)修復的迫切性等。

(2)相對更重視人工重建研究，而忽視自然恢復過程的研究。人工重建見效快，但不利于原有物種多樣性保護，存在外來物種入侵風險，且后期維護管理較多，經(jīng)濟成本高，而自然恢復則能避免上述問題。

(3)恢復重建的快速性和短期性突出，缺乏目標規(guī)劃與長期動態(tài)監(jiān)測。我國災后重建都是政府主導，災后重建任務一般3年左右完成，比如“5·12”汶川特大地震發(fā)生以后，我省按照“三年任務兩年基本完成”的要求，災后生態(tài)恢復重建雖然取得了巨大成績，但震后生態(tài)修復是一項長期復雜的系統(tǒng)工程，應加強災后生態(tài)修復的長期動態(tài)監(jiān)測，促進生態(tài)修復系統(tǒng)穩(wěn)定。

(4)缺乏對生態(tài)恢復重建生態(tài)功能和結構的綜合評價。自“5·12”汶川特大地震發(fā)生以來，地震頻發(fā)，災后生態(tài)恢復和植被恢復都取得了巨大成績，相關研究也主要注重恢復技術、模式等研究，但缺乏系統(tǒng)的、連續(xù)的、動態(tài)的定量研究，因而不能很好地揭示災后系統(tǒng)退化的本質(zhì)規(guī)律，缺乏具有可操行作性的監(jiān)測、評價指標，從而影響恢復效果的評價。

3 研究展望

結合研究現(xiàn)狀與存在的問題，筆者認為在地震災后生態(tài)修復研究中應重點關注以下幾個方面：

(1)加深基礎理論研究。震后生態(tài)修復的理論源自恢復生態(tài)學，雖然生態(tài)恢復與重建理論研究取得了重大進展[40]，但生態(tài)恢復與重建的理論支撐來自實踐、來自相關的學科、目前震后生態(tài)修復實踐歷時較短，技術還不夠成熟、隨著實踐的深入，其相關理論包括限制性因子、生態(tài)適應性、生物多樣性、生態(tài)位、群落演替、植物入侵等理論，可結合生態(tài)恢復試驗與示范實踐進一步完善，生態(tài)修復理論必將得到修正和發(fā)展。

(2)建立系統(tǒng)的生態(tài)修復模式體系。現(xiàn)有的生態(tài)修復模式很多，但大多數(shù)適用范圍較窄，推廣性較差。結合部分學者引入的分區(qū)治理及微立地因子理論，針對震后生態(tài)修復對象的共同特性及差別，對修復對象進行系統(tǒng)性分類，建立系統(tǒng)的生態(tài)修復模式體系，以便“對癥下藥”，采用有針對性的生態(tài)修復模式進行修復。

(3)重視近自然恢復研究。目前震后生態(tài)修復大多采用見效快的工程措施+人工植樹種草植被恢復模式，期望通過植物合理配置達到經(jīng)濟、生態(tài)等多重效益的共贏。但是震損地多處在生態(tài)系統(tǒng)脆弱地區(qū)，從有利于保護群落穩(wěn)定性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性，有效防止外來植物入侵等方面考慮，今后應加強近自然恢復研究。

(4)明確長期修復目標，建立長效修復機制。震損地往往穩(wěn)定性差、土壤結構不良、干旱、營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，其生態(tài)系統(tǒng)的修復是一個漫長的過程，短期修復目標對于生態(tài)系統(tǒng)的長期發(fā)展是不適用的，應結合社會需求、景觀生態(tài)等角度制定長期修復目標，制定合理的修復期限，建立長效修復機制。

(5)完善生態(tài)修復評價體系。目前，生態(tài)模式修復效果評價的研究較少。通過對恢復現(xiàn)狀的調(diào)查、分析，進而對生態(tài)恢復重建生態(tài)功能和結構進行綜合評價，建立科學、全面、實用、有效的生態(tài)修復評價體系，加強長期動態(tài)監(jiān)測，注重中長期和負面影響評價。