【22WLA获奖项目|Needle作品集成果】Imitating nature三北地区退化防护林修复设计| N

Imitating nature

三北地区退化防护林修复设计

该项目为Needle作品集成果项目项目

获2022 WLA分析规划类优秀奖

“三北”防护林工程是在中国三北地区（西北、华北和东北）建设的大型人工林业生态工程。从1979年开始建设的四十多年来，在改善我国生态薄弱地区的生态环境方面发挥了重要作用。然而由于三北防护林建设周期长，建设初期树种选择不当等原因，使得部分地区防护林退化严重，生态防护功能下降。通过数据查询以及前后卫星图对照表明，三北防护林退化最严重的区域位于中国黑龙江省。本项目旨在通过“模仿自然”的低干扰方法，帮助三北防护林退化区域完成恢复，并对后续防护林建设提供方法。

项目选取三北防护林退化最严重的黑龙江省三北防护林区，主要分布在西部松嫩平原，包括齐齐哈尔、大庆和绥化地区。经过查阅资料后发现，区域内树木退化的主要原因是当初的人工林建设时树种选择单一，种植密度过大。同时由于此区域是建立较早的人工防护林区，造林主要树种杨树和樟子松已逐渐进入生理过熟期，退化不可避免。场地自身立地条件不佳，生态系统简单，加上自然灾害频发，使得树木退化情况日益严重。通过Arcgis可以得出该区域防护林的退化具体程度。

模仿自然是指模仿自然干扰和模仿自然结构。自然干扰包括森林火灾、病虫害、风倒等，自然森林就是在这种干扰—恢复—再干扰—再恢复的循环中所维持与发展的，自然干扰而产生的枯木也是森林生态系统重要的一部分。自然结构是指自然森林的结构组成特点，包括树木混种，疏密不同，高中低分层等，是已经趋于稳定的结构。
模仿自然干扰分为模拟森林火灾、模拟森林中枯木的存在、模仿自然森林引入昆虫和真菌。模仿森林火灾是通过可控人工火燃烧部分退化枯木，在改变种植密度的同时，草木灰也可为其他树木提供基质

模仿森林火灾
模拟森林中枯木的存在是先将退化树木砍倒，保留整体枝干自然分解，在此过程中枝干可以吸引动植物前来作为其的栖息地，这样逐渐提升防护林物种多样性，稳定森林结构

模拟森林中枯木的存在
模仿自然森林引入昆虫和真菌是在模拟森林中枯木的存在的基础上，引入当地常见分解树木的昆虫和真菌帮助分解枝干，分解腐殖质以改变土壤条件不佳的现状。

模仿自然森林引入昆虫和真菌
模仿自然结构主要是将不同树龄的树木混种，在增加树木和去除退化树木的过程中逐渐形成不同密度，不同种类以及不同层次的树木群落。将富含土壤微生物的土壤替换贫瘠的土地，提升营养物质在土壤和植物根系中循环。

不规则种植

不同树龄混种

加快基质循环

区域中的防护林分为三种类型——第一种是防风固沙林，防风固沙林是为降低风速、固沙、改良土壤而建的防护林，可以防止风沙吹向城市和农田。通常需要种植灌木和草本植物来固定流沙，然后在此基础上种植树种，逐步达到防风固沙和改造沙地的目的。在修复时首先用可控人工火燃烧退化枯木，然后将燃烧后的草木灰播撒，种植固沙植物，将退化后的枯木作为鸟类栖息地，最后引入昆虫和真菌，形成完整的生态结构。

第三种是农田防护林，农田防护林是为改善农田小气候，保证农作物高产稳产而建的防护林。多为带状和网状，可降低风速，调节温度，增加大气湿度和土壤湿度。农田防护林一般分布规律，因此在修复时首先不规则砍伐和燃烧过熟的退化树木，将燃烧后的草木灰作为农田肥料，再不规则的补种一些可以吸引当地鸟类前来栖息的树木。

三种类型场地种植平面
该区域内各类防护林交错混乱，没有形成系统分布，因此应该重新规划防护林带。区域内有大片农田，地势平坦，需要大面积农田防护林。因此在三种林带类型中，农田林带所占比例最大；在嫩江及其支流沿线种植水土保持林，减少水土流失；为防止风沙侵蚀农田，在沙化土地的进风口附近建立防风固沙林。

效果图
2050年，历时73年的三北防护林将建成。到那时希望通过各项策略，完成退化的防护林的修复工作，使三北防护林具有稳定的生态结构。