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第7章 黄土高原生态建设研究主要观点综述(2)

6关于人工植被建设李裕元等认为,在黄土高原地区,除一年生的农田作物及半湿润区的油松人工林地的土壤水分基本保持平衡以外,多数人工林草植被甚至一些次生天然植被均不同程度地存在着土壤干层问题,这从一定程度上反映出黄土高原气候仍在向干旱化方向发展。

吴东秀、王根轩等(1999)提出:在干旱、半干旱地区造林不能涵养水源,还会增加深层土壤的干旱,因此干旱地区造林会越造越干旱,年年造林不见林,起不到预期的保水作用。侯庆春认为,由于黄土高原降水量少,林草地衰败后,“土壤干层”的含水量也很难快速恢复,与天然草地相比,有效水仅是天然草地的1/7。因此,按这一速度,“土壤干层”的含水量达到天然草地含水量的水平至少需要20年以上的时间。因此“土壤干层”完全恢复需要的时间是相当长的,在这个时期很难保证造林种草的成功。所以,“土壤干层”是人为造林种草的产物,建议在造林种草中正确地处理立地条件类型和树草种选择问题,合理采用各种集流技术等,有可能防止“土壤干层”发生或削弱其危害。

申元村等在《黄土高原的植被恢复与建设》中提出:“保护与恢复并重,因地制宜,宜林则林、宜草则草、宜荒则荒”,“成也在水,败也在水”,“重在改善当地群众的生活和生产环境”的观点。

陈云明等(2004)提出,与天然荒坡水分条件比较,不同植被地带的人工林下均存在一定程度的水分亏缺和不同深度的土壤干化层现象,就其对林木生长的制约程度而言,典型草原带>森林草原带>森林带。刘孝利等研究了半干旱黄土高原区不同退耕模式下植被恢复的比较,对3种不同人工豆科牧草多年生紫花苜蓿、多年生沙打旺、2年生草木樨和一种自然撂荒进行了实地种植比较。通过3a研究发现:紫花苜蓿是耗水最严重的牧草,水分利用效率仅高于撂荒;沙打旺具有最高的地上总生物量和水分利用效率。紫花苜蓿和沙打旺地块中杂草生物量逐年降低,物种数量最低且没有增加。2年生草木樨地物种数和地上生物量逐年增高,草木樨对暴雨的入渗贮存能力最大,显著高于自然撂荒。草木樨结束生活史后第1年地上总生物量(和撂荒一样全为杂草)是撂荒地的两倍,且略高于紫花苜蓿的地上总生物量,同时物种数量也和物种数目最多的撂荒地没有显著差异(p<0.05)。草木樨显著降低了10cm~40cm土壤剖面的容重,草木樨结束生活史后残留根系有助于深层土壤水分恢复,水分状况恢复良好且优于紫花苜蓿和沙打旺。可见短期的人工干扰下两年生草木樨的种植有利于促进自然植被的恢复,优于自然撂荒和其他牧草种植的方式,容易推广且实际可行。

陈宏伟等引述了中国环境与发展国际合作委员会“生态补偿机制与政策研究”课题组研究成果:在财政转移支付中增加生态环境影响因素的权重,增加对生态重要区和保护效果良好区的支持力度,按照平等的公共服务原则,增加对生态功能地区的财政转移支付,对重要的生态区域或重要生态要素实施国家购买等。建立生态友好型的税费制度,通过调整和完善资源费、征收生态税,利用绿色理念改造现有税收制度,按生态规律相间校准市场信息,从而优化整个社会的生产生活方式。梁宗锁建议在黄土高原地区进行人工植被建造,应坚持“适地适树和适地适草”原则,根据同一个物种在不同立地条件下的生态表现差异,按照地带性分布和立地水分空间差异进行配置,改变目前在一个行政区域大面积造林选用统一的树种、确定统一的密度和建造统一的模式。

他提出并应用了一些有效保证苗木水分平衡的抗旱造林技术措施:主要策略是减少蒸腾失水,促进根系吸水,保证苗体内水分平衡,调控内源激素比例,以达到提高造林成活率的目的。

周晓红、赵景波认为,目前在黄土高原生态建设过程中,人们往往求快、求效率,从而栽培大量速生种。这些速生种虽生长较快,但其需水量较大,若过多栽种易导致土壤干层的出现,最终出现“小老头树”。因此,在黄土高原应栽培一些生长缓慢、需水量不大、周期较长的树种。且要以当地树种为主,杨树、槐树等外来种应避免过多种植。在植树造林过程中,人工林密度过大,会消耗大量的土壤水分,引起土壤含水量的减少,水分亏损。

邹厚远等在黄土高原草原区对植被自然恢复演替进行的人工调控试验表明,适当的人工干预可以有效地缩短植被恢复演替的时间。

程积民等认为,黄土高原森林草原区作为森林地带向典型草原地带过渡的中间地带,环境多变,是目前在林草植被建设中存在问题较多的区域。因此,系统地研究该区植被自然恢复过程及其养分变化,对克服人工恢复植被的不足,调控植被自然恢复或以自然恢复为基础进行人工建造植被可提供有效借鉴。同时由于生态过渡带所具有的边界现象和复杂独特的环境特点,研究该过渡带的植被自然恢复,对进一步认识植被恢复与环境变化及其相互作用、生态过渡带植被恢复与区域生态稳定的关系具有重要意义。

7关于降水量等值线

中国工程院课题组(2002)建议,在年降水量400mm以下的地区,应明确规定以灌、草为主的植被建设方向,并充分利用草原生态系统的自我修复能力。要修订和完善有关地方在执行退耕还林政策中一些不符合客观规律和当地实际情况的做法的建议。并提出,应打破部门界限,统一规划,让一些条件不好的退耕地恢复天然植被。实行生态移民,使人口与环境容量相适应。王晗生等(2005)对广泛认同的400mm年均降水量等值线提出质疑。一般文献将年均降水量400mm以上的地区确定为半湿润及湿润区,即400mm等值线大致为森林与草原的分界线,或干旱区进行造林靠雨养林的下限水分指标。王晗生等对此质疑的理由是:如按上述理论,黄土高原大部分地方年降水量都在400mm以上,大多数地区适宜于林木生长。但是,黄土高原长期的造林实践并非如此。事实上,目前黄土高原大面积天然林主要分布在降水量大于550mm的地区。

8关于生态植被自然修复

王守春认为,黄土高原植被具有一定自我恢复能力。虽然历史时期黄土高原的天然植被在人类活动影响下,总的趋势是面积越来越小,植被的结构也渐趋简单化,但在局部地区和特殊时期内,植被也有可能得到再生和恢复。如吕梁山北端的芦牙山,在明代,森林植被几乎被砍光,而到清代顺治时期,又长出“小杆桦柳”,可以“作椽木”之材。再如位于陕北黄土丘陵区的富县(明代称鄜县),在明代人口较稠密,土地开垦率很高,而经历明末社会动乱后,到清代初年,植被亦有所恢复:“明盛时人稠密而力耕,无旷地无游民也。自崇祯年间荒乱频仍,人民死亡殆尽,西乡二百里,东乡一百里,一望皆榛莽也。”

这就表明,黄土高原的某些地区,只要弃耕,植被就可以自然地恢复,无须人工绿化和专门培育,只要给予适当保护即可。

张信宝(2003)比喻黄土为巨大的土壤水库。土壤水库储存的巨量土壤水是地质历史时期长期积存的。黄土土壤水活跃层深度一般在2m左右,2m以下土层的土壤水一旦耗用,很难补充(补充需要很长的时间)。高生长量的人工牧草和木本植物,根系发达,耗水量大,浅层土壤水分不能满足植物生长需要时,不得不通过发达的根系耗用深层土壤水,一旦根系分布深度内的土壤水被大量耗用,形成土壤干层,植物势必衰亡。

因此,自然恢复的植被,最适应当地的自然环境,形成的群落最为稳定。程积民(2003)总结了黄土高原不同类型群落的演替规律。根据近20年在黄龙山、子午岭、六盘山林区的定点试验结果提出,这些林区的植被演替是从草原和草甸群落发展到灌丛群落,再由灌丛群落发展到森林群落。灌丛植被的演替分森林区灌丛植被演替和草原类型区灌丛植被演替。一般在草甸草原封育3~4年后演替成较稳定的草地→灌丛(毛黄栌)群落等。典型草原封育4~5年后演替为草地→灌丛(柠条锦鸡儿)群落,草地→灌丛(鬼箭锦鸡儿)群落等;荒漠草原封育4~5年后演替为草地→灌丛(柠条锦鸡儿)群落等。杨新民、李玲燕(2005)认为,生态自然修复不是所有地区都能实施,一定要在自然条件适宜的地区实施,切忌一哄而上,一刀切。如年降水量在300mm以下的地区,土地已沙漠化的地区,人口密度在300人/km2以上的丘陵区,都不具备实施生态自然修复的条件。赵传燕(2007)等认为,黄土高原人类活动历史悠久,原始天然植被在漫长历史时期受到人类的严重破坏,再加上研究者所采用的方法和观察问题的角度不同,对原始植被的复原难度较大。有人提出现代植被的地理分布是恢复植被的主要依据,因为天然植被分布的地带性是长期自然选择的结果,是自然条件变化规律的最直接、最准确的反应,天然植被分布的地带性与Reinhold于1956年提出的潜在自然植被一致。潜在自然植被是假定植被全部演替系列在没有人为干扰、在现有的环境条件下(如气候、土壤条件,包括由人类所创造的条件)完成时,立地应该存在的植被。因此,潜在自然植被不一定是植被现状,而是一种与它所处立地达到平衡的演替终态。一旦人类的干扰停止,潜在自然植被即可达到演替顶极。它既可以是多元顶极论中的气候顶极、土壤顶极、地形顶极或火烧顶极,也可以是单元顶极论中的亚顶极、偏途顶极、前顶极或超顶极,无论是哪一种顶极植被类型,都是和当地气候和环境条件保持协调与平衡的群落。因此,黄土高原植被恢复的参照标准应该是潜在自然植被,它是该区域植被建设的重要依据。

9关于水土保持

李光录使用PI模型对黄土高原坡地生产力的自然衰退过程,以及在水土保持和施肥管理措施下土地生产力的变化趋势进行了模拟,结果显示:在自然侵蚀环境中,土地生产力的衰退速度很快,平均每年以0.25%到0.5%的速度衰减,若采取水土保持措施则其衰退速度较自然侵蚀下年均减缓0.07%(水平梯田)、0.15%(坡式梯田)和0.21%(等高带状种植),而采用水土保持措施并结合施肥管理措施则可使土地生产力得到明显恢复。水土保持措施可以减缓土地生产力衰退的速度,但不能使其生产力得到有效恢复,只有采用水土保持措施并结合合理的施肥管理措施才能使土地生产力水平得到恢复和提高。

10关于退耕还林

退耕还林能否取得预期效果,取决于能否解决好植被恢复的一系列策略和技术问题。例如退耕的适度规模和速度,退耕后植被重建的方向和方式,造林种草的品种选择和如何提高成活率和保存率等。其中,适度的退耕规模和稳妥的时间进程是退耕还林(草)工程成败的关键。因此,需要分不同类型区,对黄土高原退耕还林(草)的模式和规模进行分析研究,根据主要生态和社会因子对退耕还林(草)过程的响应,对黄土高原不同类型区退耕还林(草)过程的人工调控途径、技术和方法进行研究,包括退耕还林(草)模式、规模、内容和手段等,成为当前亟待研究解决的问题之一。

李军等的研究结果显示,14~8年生苜蓿草地土壤干燥化趋势十分强烈,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动,随生长年限的延长,苜蓿草地“土壤干层”逐年加深和加厚,旱作苜蓿草地土壤干燥化危害不可避免,应合理选择苜蓿草地利用年限,防止土壤水分生态环境过度恶化。

贺金红等建议,从退耕还林(草)工程这项运作态势看,它将有长期循环的特征。因此推行这一工程必须要有较强的结构层次和循序渐进的运行方案。因此,有必要建立黄土高原退耕还林(草)监测与评价指标体系,随工程进程识别和诊断不同类型区退耕还林(草)工程的限制性因素及其制约程度,从而量化不同类型区退耕还林(草)进展和可持续发展的基本框架,为黄土高原退耕还林(草)工程的顺利进行提供工作方向和运行指导。

张文辉等认为,退耕还林和禁伐禁牧措施实施以来,黄土高原地区植被覆盖率、质量已经呈现稳定提升的势态,民众生态环境保护意识增强,植被恢复措施优化,多元化投资与城镇化发展使黄土高原植被恢复前景较好。目前存在的主要问题是:植被恢复投资力度不够;政策不稳定使农户无远期规划,政策不配套,使大户承包治理停滞;过分注重经济效益,人工经济林比例过大,生态功能不强;禁伐禁牧等封禁措施缺乏技术支撑,许多重大理论问题亟待解决。

未来植被恢复策略包括:明确不同时期植被恢复目标和完善恢复途径;保护现有成果,增加自然恢复和生态修复比例;用政策保护承包大户植被建设的积极性;加大植被建设和科研投资力度,培育黄土区植被恢复方面的科技创新能力。

在宏观地域尺度上,黄土高原天然植被类型的分布具有地带性,是一定气候条件的产物,与地表水分热量条件有密切关系。人类出现以来,特别是有史料记载以来,黄土高原地区的植被状况曾发生了很大程度的变迁。其总体趋势是:优良植被界线逐渐南移,森林面积逐渐缩小。

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