【生態復育】六和緣如何照顧受石化、重金屬汙染的土地變成健康的森林
六和緣 2015-06-11
指導/陳永陵    編輯撰文/楊俊朗

一、緣起

慣行農法所使用的除草劑1、農藥2與化肥,會對土壤中的微生物與昆蟲產生嚴重殺傷力,並迫使微生物與昆蟲發生突變,以適應多量石化殘存的環境。同時慣行農法種植出的農作物,因為含有農藥,對人體內的微生物也具有傷害性。
  1. 皆含時常改變配方之重金屬,請注意檢驗
  2. 皆含時常改變配方之重金屬,請注意檢驗八項以外之項目
 

二、靜置休養三年,砍草養蟲養菌

六和緣照顧受石化、重金屬汙染的土地第一個步驟是『靜置』,並隔離鄰田與道路緩衝農藥、化學肥料與除草劑進入復育的土地,請參考照片二-1。靜置可以讓受傷的土地藉由陽光、雨水與自行長出的草本植物帶走、吸收、轉化殘留於土地中的重金屬。

依六和緣的經驗靜置滿二年後會長出芒草,第三年起每年砍芒草4~6次以提供土地腐植質,並於芒草頭覆蓋砍下芒草莖葉、低汙染枯枝、落葉(果)與腐植質,將腐植質中的昆蟲、微生物等(參考照片二、2)帶入復育土地,這些昆蟲、微生物可以幫忙降低土壤重金屬含量。

土地上長出的先驅樹種,例如:構樹、山黃麻等天然樹苗(種)需小心留意加以保留。


▲ 照片二-1、道路旁乾枯的植被是富里鄉公所於5月初僱工噴灑除草劑所造成。緊鄰道路處刻意挖一壕溝以隔離農藥、除草劑進入復育土地,並於壕溝邊緣架設鐵絲網,防堵不明人士進入。(地點:花蓮縣富里鄉富南村,2015-5-27攝)


照片二-2、六和緣前庭腐植質內有螞蟻在吃菌絲,照片左側白色微生物外型類似花朵。


照片二-3、六和緣前庭腐植質內有螞蟻、淡粉紅色蟲、橘紅色蟲。


照片二-4、六和緣前庭腐植質內有橘紅色蟲在吃墨綠色菌絲,照片左上角枯葉長出咖啡色微生物。


照片二-5、六和緣前庭腐植質內有咖啡色蟲在吃黑色菌絲,照片中左下角看到植物根系延伸進入腐質層。

 

三、施撒發酵穀物以養菌、養動物

受傷土地靜置、砍草休養1~3年後,重金屬殘留會降低,接著可以在土地上施撒極低汙染的穀物1,以吸引附近昆蟲、鳥類、哺乳類動物進入土地覓食、排泄(參考照片三-1、三-2),並帶入合適的微生物與樹木種子;這些微生物可以幫助降低土壤中重金屬濃度,天然下種樹木種子則可有效替代人為植樹。

極低污染穀物與有利發酵之植物成分(如:有機糖、低汙染枯枝、落葉(果)、天然林下腐植質等)混和發酵,依天氣溫溼度與節氣變化調整放置1~3周後使用2
  1. 極低的重金屬污染,比照歐盟有機標準
  2. 若砍草休養期較短,則需搭配較高發酵穀物施灑頻率,以加速降低土地重金屬含量。

 照片三-1、金龜子前來復育第二年的土地上低頭覓食低汙染發酵物(地點:花蓮縣富里鄉富南村,2015-5-27攝)


 照片三-2、蟋蟀前來復育第二年的土地上覓食低汙染發酵物(地點:花蓮縣富里鄉富南村,2015-5-27攝)
 

四、收集極低污染腐植質與樹苗

原始林、次生林或者極低汙染雜木林1底層腐植質含有多樣、豐富、健康的蝸牛、蠕蟲、昆蟲與微生物群(參考照片四-1、四-2、四-3、四-4),微生物種類的豐富度依次為原始林>次生林>雜木林。就近取得低汙染林下的枯枝、落葉(果)、腐植質移到復育土地上,可以加速土壤中重金屬之轉化能力,但是復育土地重金屬濃度與低污染林下腐植質重金屬濃度不宜超過5~10倍,以避免低污染林下微生物群在復育土地大量死亡,達不到復育土地目的。
 
枯枝、落葉(果)、腐植質移到復育土地上必須以就近取的的石頭、泥土或草本植披加以覆蓋,以避免住在裡面的蠕蟲、昆蟲與微生物群因日曬雨淋而傷亡。
 
原始林、天然林或低汙染的雜木林底層會有樹木小苗,就近採集天然下種小苗,可移入陶盆放於特別培養區特別照顧,等待土地重金屬含量降低再搭配適合節氣種樹。
 
種植苗木需要挖掘樹穴,依據土地貧瘠程度來決定挖掘樹穴大小與形狀,在立地條件較差的地方需要給予較多的照護。
 
六和緣房舍上方表土過去曾被沖刷達60公分以上,該處土質為黏土加上表土沖刷使植被根部生長困難。為了種植樹木,挖掘深度60公分、寬60~90公分、長數公尺樹穴(壕溝),先填入低汙染腐植質,再種植附近天然下種的小樹苗,並引原始林區山水澆灌樹苗1到3個月(受傷嚴重又無水管可澆灌的區域需人工提水澆至少1到2個月,直至樹苗健康挺拔為止)。

1. 極低石化污染,多年沒有施作農藥、除草劑等石化物質。


 照片四-1、六和緣生態農場復育超過十年,水泥車道看似平靜,其實腐植質內蘊藏豐富的生命力。


 照片四-2、六和緣生態農場水泥車道上腐植質內蘊藏豐富的生命力。(螞蟻、蚯蚓、蝸牛、甲蟲幼蟲、馬陸等)


照片四-3、六和緣生態農場水泥車道上腐植質內蘊藏豐富的生命力。(螞蟻、蚯蚓、蝸牛、甲蟲幼蟲、馬陸等)
 

五、為樹苗適時補充腐植質、微生物與水_【人工腐植質補充設施】的施作

填入樹穴的腐植質、昆蟲、微生物如果數量不足,小樹苗生長會較緩慢。此時可以施作【人工腐植質補充設施】以補其所需。
使用陶盆1(參考照片五-1、五-2、五-3)來作為【人工腐植質補充設施】(參考圖一)
  • 種樹苗的第一、二年,首先於離樹苗旁約40cm處2挖深度20cm*直徑45cm(由陶盆大小決定)陶盆穴。
  • 於穴的中心用鐵杵3(參考照片五-4)向下做出深度約65cm*直徑10cm的穴,並就近取得直徑3cm內礫石填入穴中。礫石穴的目的是為使陶盆內的腐植質與微生物能經此渠道下滲到土壤層中。
  • 接著陶盆底部缺口對準礫石穴放置固定,補充如上段所述低汙染的腐植質、落葉(果)、有機糖、有機穀物等物於陶盆中。
  • 接引低汙染水源適時澆灌入陶盆。水可協助將陶盆裡的有機質、微生物滲入礫石層,進而吸引附近樹苗的樹根、微生物與昆蟲前來串連並建立起完整的地下聯繫網絡,加速降低土壤中重金屬與石化濃度。
  • 【人工腐植質補充設施】也可以應用在協助中型樹發育,中型樹的根系較小樹苗深,所以在陶盆盆底與礫石穴間需額外加一層與陶盆同面積深約25~35cm的礫石層(參考圖二)。
  • 樹木枝條生長方向通常與根系生長在相反方向,如向東生長的樹幹會有與之對等的樹根生長在西邊。由於陶盆放置的位置會吸引根系生長過來,也就影響樹幹的生長方向。如若需要該樹木枝條向東生長以避免與其他樹木枝條相絆,【人工腐植質補充設施】位置則需擺放在樹幹西側。
  • 【人工腐植質補充設施】內的腐植質需定期補充,以六和緣的經驗第一年需30天以內補充一次,第二年至第五年需60天以內補充一次。初期最保險的做法是腐植質快消耗完就補充,以避免昆蟲與微生物因為缺乏食物而離開。
  • 【讓水泥道路旁樹木健康成長的經驗分享】長在陡坡的樹木對陡坡穩定有絕對助益可以避免陡坡崩塌,六和緣的一面陡(邊)坡剛好在水泥車道旁,此邊坡樹木立地條件較不佳,所以在鋪設水泥車道前先埋設60公分厚碎石層(由低汙染直徑約35公分大石、中石、碎石與泥土依次填成),此碎石層可以讓上下游地下水脈暢通不被水泥道路阻斷,並可讓上游健康森林內的腐植質、昆蟲、微生物遇大雨或暴雨時可以往下移動較長距離。同時於水泥車道與邊坡介面須隨時補充低汙染的腐植質,當成昆蟲、微生物的食物來源,讓昆蟲、微生物願意長期進駐在水泥車道下方碎石層,進而吸引邊坡樹木樹根往水泥車道下方生長4。(參考照片五-5、五-6)
  1. 如附圖所示的陶盆,盆底有直徑10cm的圓孔
  2. 距離由樹苗的大小所決定,隨著樹苗長大陶盆可以向外移動。依六和緣經驗,第三、四年陶盆可以離樹苗50公分,第五年陶盆可以離樹苗70公分。
  3. 如附圖所示的鐵杵,為六和緣特別訂製,兩端都是尖頭,相較鋤頭、鏟子較不易傷害到土壤中的生命。先用細的一端做穴,接著用粗的另一端將穴開口擴大,接著再用細的一端鑿深做穴,然後再用粗的一端將穴動擴大。
  4. 六和緣農場於2002年設置水泥車道,2008年進行水泥車道二次施工,二次施工主要目的於邊坡交界處加高水泥,防止車輛在水泥車道漏油(石化產品)流進邊坡。

▲ 照片五-1、以低汙染陶盆當腐植質補充設施。


▲ 照片五-2、上層陶盆可以適度保護腐植質內的動物與微生物,陶盆有洞口可以讓蝸牛進入度冬並生產小蝸牛。


 照片五-3、下層陶盆內有新舊不一的落葉、落花與落果。


 照片五-4、以六和緣特製鐵杵做穴,可以減少對地下層生命與樹根的衝擊。


 照片五-5、照片左側為水泥道路,水泥道路底下埋設60公分厚低汙染碎石層,方便地下水脈暢通以及昆蟲、微生物生存。照片右側為陡坡,六和緣隨時於水泥車道與陡坡介面補充低汙染腐植質,至今已經超過十年,協助陡坡樹木根系往水泥道路下碎石層健康成長。


 照片五-6、在特別照顧十多年後,水泥車道旁陡坡上的樹木已經健康長成兩樓高,對邊坡穩定有很大助益。



 

六、為微生物與昆蟲建立庇護所_【人工土丘】的施作

受石化、重金屬汙染的土地因為樹苗尚未長高,地表遮蔽物有限,土壤表層的微生物與螞蟻、馬陸、蚯蚓等容易受到強烈日曬、狂風與驟雨侵襲而死亡,六和緣在復育土地上擺置上下顛倒(開口朝地面、甕底朝上)的低重金屬汙染陶甕(不上釉更佳),作為微生物與昆蟲的常駐庇護所,協助微生物與昆蟲度過嚴峻天氣考驗(參考照片六-1)。隨著土地復育進展,小樹長高、山蘇、蕨類與爬藤類植被出現在復育土地上(參考照片六-2、六-3),人為庇護所數量可以適度逐步減少[i]
 

 照片六-1、在污染量較車道少的水泥人行通道與復育土地邊界擺放低汙染石板、陶甕等,當成隔離汙染物進入復育土地的隔離帶,並可當成昆蟲與微生物的人為庇護所,這些昆蟲與微生物擔任降低隔離帶重金屬與石化汙染的角色。


 照片六-2、將山蘇種植在樹幹旁、石頭縫,當作昆蟲與微生物的庇護所。


▲ 照片六-3、將山蘇種植在樹幹上,當作昆蟲與微生物的庇護所。

如果低重金屬汙染陶甕難以取得,可以採用當地低汙染(符合歐盟標準或取自雜木林)碎石(或磚頭)、土壤(符合歐盟標準或取自雜木林)興建人工土丘。人工土丘內層以當地直徑5~10公分低汙染碎石與低汙染腐植質、有機糖、有機豆粉堆置直徑35公分、高45公分碎石堆(碎石與腐植質比率5:1)(參考照片六-4),碎石堆外層鋪上30公分厚當地低汙染土壤,土丘勿夯實以保持透氣,並在土壤表層種植最少6種當地天然林移植之草本植物(參考照片六-5)。人工土丘位置距離【人工腐植質補充設施】位置約1.5公尺。
 
土地復育第一年,因為土壤中除草劑與農藥殘留量高,昆蟲與微生物不喜歡趨近高污染土壤,所以在人工土丘與【人工腐植質補充設施】間鋪設就近取得低汙染三根竹子,並在竹子上施灑有機糖,方便指引人工土丘內的昆蟲與微生物前往【人工腐植質補充設施】攝取養分,此舉可更快吸引昆蟲與微生物進駐人工土丘,請參考圖三。
 
經過土地復育一年半後,因為地表土壤除草劑、農藥殘留量降低,竹子人工通道可以改為深15公分、寬15公分的槽溝,並在槽溝適時補充低污染腐植質、落葉(果)、有機糖、有機穀物等。人工通道改為【槽溝】型態的目的是方便收集雨水進入【人工腐植質補充設施】,以協助樹苗發育,請參考圖四。
 
土地復育超過1000天後,可以取用【雜木林或天然林下土壤】混和低污染腐植質、落葉(果)、有機糖、有機穀物等置入工通道【槽溝】。雜木林或天然林下土壤中含多樣天然種子,種子發芽長成可以促進土地恢復成多樣性森林。
 
若人力、物力充足,【人工腐植質補充設施】與人工土丘可安排呈網狀分布,數量越多可加快樹苗成長速度,請參考圖五。


▲ 照片六-4、以低汙染石頭、有機豆粉、腐植質、有機果皮堆置人工土丘(尚未覆土),並以竹管充當昆蟲與微生物進出人工土丘的通道。


▲ 照片六-5、覆土後的人工土丘外觀,以竹管充當昆蟲與微生物進出人工土丘的通道。





 
[i] 一般農村泥土上方與地面石板間縫隙以及石板下方皆住有眾多昆蟲與菌絲(微生物),可資證明昆蟲與微生物需要適度的人為庇護所。
 
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楊俊朗 於2015-07-09 18:10:41
【農委會特生中心在接種試驗中,發現菌根菌明顯改善植物生長狀況,並在惡劣環境中扮演極重要角色。研究人員將收集不同棲地、耐酸抗旱菌種,用在復育劣化棲地、提升植樹造林成效。】資料來源 http://e-info.org.tw/node/108740

特生中心的發現與六和緣的復育經驗有部分呼應,值得進一步驗證!
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