书城自然黄土高原生态建设效率研究
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第18章 生态自然修复研究(1)

黄土高原现有天然次生林在人类的不断破坏之下,已处于极度退化状态。本区天然次生林区阔叶林主要以辽东栎、白桦、山杨等树种为建群种,针叶林主要以油松、侧柏、白皮松、华山松、华北落叶松、云杉等为建群种。次生阔叶林由于受人类长期的破坏,很多地区尚处于小乔木或者是灌丛演替的阶段,呈现所谓的“杂木林”状态,栎类由于是多次砍伐后的萌生林,干形多弯曲不良。而杨桦林也多处于生长不良的状态。早在20世纪70至80年代,我国的植物分类学家在对黄土高原进行考察时,就已注意到这个问题。而次生针叶林则多处于中幼龄林阶段,很多也存在密度过大等结构不合理的问题。多少年来,由于没有及时停止干扰与破坏,情况并没得到根本转变。随着对黄土高原生态环境治理经验教训的不断总结,人们逐渐认识到“保护”与“治理”的辩证关系,“改造自然”必须置于“尊重自然”的前提之下,保护好现有天然植被是进行植被恢复的基础和前提,必须把植被的封禁保护(包括禁牧、轮牧,禁樵、禁采等)提高到与人工造林种草同等重要的地位上来,双管齐下,才能起到较好的治理效果。因而从1998年开始国家实行了天然林保护工程,全面禁止采伐天然林。这对于黄土高原地区来说,为保护自然生态植被提供了政策保证,也是植被生态建设思路的一次重要转变。实践证明,生态自然修复是黄土高原地区保护和建设生态环境的主要形式之一。因为自然恢复、演替的植被结构合理,其稳定性和生态效益远优于任何人工植被,所以,通过生态本身的自适应、自组织和自调控能力,按生态系统自身规律演替达到休养生息,使其部分恢复其固有的调节气候、涵养水源、防风固沙、保持水土、净化空气和美化环境的功能。据考证研究,一个多世纪以前,子午岭林区在破坏后开始封禁,经过100余年的自然恢复,已经形成了较好的天然次生林区,与周围相邻地区形成了鲜明的对照。

同样,通过在黄土丘陵沟壑区的追踪观察,近些年来,黄土高原地区不少地方实行了封山禁牧、轮牧,提倡围栏圈养等措施,残存不多的次生林资源得到了一定程度上的恢复。在靠近白于山南坡的五星湾乡,封山封沟20年后,坡面现已恢复到以灌木为主的状态,沟谷则以小叶杨、杜梨等乔木为主,坡面侵蚀和沟谷侵蚀均得到了有效控制。由此可见,在现代社会经济和制度技术条件下,为了使已遭破坏的生态系统得到恢复。可辅之以人工措施为生态系统健康运转服务,使之加快修复的速度,甚至可提高质量。

正是基于这一认识,为了区别完全依靠自然与带有人工辅助的恢复,本研究赋予生态修复以特定内涵,即指带有人工辅助印记而主要依靠自然恢复的过程。这既区别于人工建设,也区别于放任的“自然恢复”。因为,在现实人口负载、经济发展压力、生态环境条件下,纯粹意义上的自然恢复过于消极,就大多数地方而言,缺乏可行性,首当其冲的是人的生存问题及去往何处的问题难以解决。特别是在人口密度比较高,在以几千甚至几万平方公里计的大面积上进行大规模的人口迁徙,至少在很长一段时期内是不具可操作性的,或许压根就是一道无解方程。就理论层面而言,自然界的生态系统存在着一定的自我调节能力,在其受到轻度损伤时,它会通过自我修复和调节而恢复到原来的状态,从而保持整个生态系统的平衡和稳定。因此,如果对生态环境的破坏程度轻,且没有人类的威胁,自然生态系统通过比较长的时间是可以恢复到以前状态的。但是,当自然生态系统受到长期重创而丧失其部分自组织能力时,生态环境的恢复在实践中很难实现。

特别是在半干旱黄土高原地区,干旱缺雨,耕地资源短缺、人口密度大、经济相对贫困,人为防范和补救措施就显得尤为关键和重要。很有必要进行刻有人类印记的自然修复,以区别于放任的自然恢复。即在特定(能够尽可能避开人类侵扰)区域,主要依靠生态自身的演替功能,并辅之以社会制度和价值伦理体系的呵护,达到生态系统的自我恢复,保证生态资源的可持续发展和利用。

观察总结黄土高原地区生态演替的轨迹,特别是近几十年来的演替轨迹,尽管在微观尺度上存在差异,但就宏观尺度而言,天然降雨是植被存活和生长的核心因子。科学实验表明,在年降水量500mm左右的森林草原区,通过封山育林措施,森林植被得到恢复,林分质量明显提高;荒坡经过2~3年的封育,植被覆盖度由30%~40%提高到60%~90%,牧草产量由1500kg/hm2~2250kg/hm2提高到3750kg/hm2~6000kg/hm2;在年降水量35mm0~400mm的灌丛草原区,封禁10年后,产草量由450kg/hm2~750kg/hm2提高到1050kg/hm2~2250kg/hm2;在天然降雨300mm以上的半干旱地区,凡是人类扰动相对轻微的区域,总能见到比较良好的植被覆盖度,而且,相当稳定而无荒漠化之虞;即使在300mm天然降雨以下区域,在人迹、羊蹄罕至之地,植被状况也比其他地带有明显的生态优势,这都证明了半干旱黄土高原地区实施生态修复的必要性和可行性。黄龙县南坡的荒山灌丛经过15年封山育林,并人工栽植少量油松,现已形成油松、辽东栎、山杨混交林,平均树高6.5m,平均胸径8.0cm,林分的郁闭度达0.6;张家山西沟实施封山育林措施,利用沟道散生的山核桃母树天然下种更新,经过16年的封育,已形成了山核桃幼林,林分密度为1230株/hm2,平均树高7.8m,平均胸径7.9cm;吴旗县在封山育林中也取得了显著成绩,成为全国封山育林示范区。可见,采用封山育林技术,可充分利用自然力促进植被的恢复。

黄土高原地区荒山荒坡很多,大都是具有一定自然恢复功能的半干旱山地,人工建设只能是有限的辅助行为,因人力、财力、自然条件限制,只能“有所为,有所不为”。另外,人工林若不顾地带、立地条件,再加上人为的不适宜密度要求,必将既干扰植被的自然演替,又加剧土壤水分的负补偿效应,形成更为严重的“干层”,破坏了植被恢复的土壤生态基础条件,成活率和保存率难以保证。所以,通过对现有植被的封护管理,减少和避免人类扰动,可以使退化植被自然更新与恢复,促进草、灌自然植物发育,防止造成新的破坏和荒漠化土地的蔓延,形成有利于加速适地植被演替及稳定生物群落形成的自然植被。根据黄土高原水土流失严重地区106个县的统计资料,现在有林地中,天然林占总面积的59.8%,而人工林占40.2%。另外,灌木林地面积与天然林面积基本相当甚至稍高一些。灌木林以天然次生灌丛为主,因而可以看出,天然森林植被资源在数量上仍然占有主导地位。而它在生物多样性维持以及涵养水源、保持水土等生态功能方面,也是人工林不能比拟的。现存不多的天然次生森林植被资源,是黄土高原植被生态系统最核心和关键的部分,也是最需进行封育保护的珍贵资源。

1黄土高原植被封禁保护中存在的问题

通过多年的努力,封山育林使天然次生林资源自然植被得到了较大的恢复,但是,从目前来看,黄土高原地区封山育林工程还存在需要继续加以解决的诸多问题。

1.1封山育林目标不明确,缺乏长期的封育计划

黄土高原地区目前实行的封山育林主要依托于国家的林业生态项目工程,封育的目标主要是为了保护现有天然林资源。但是,次生林区的长期经营目标并不明确,工程期满以后,如何经营次生林分是需要考虑的关键问题。现有封山育林技术规程确定的封育年限最多也不过10年左右,在如此短的时间内,次生森林只是得到了初步的恢复,大多数处于灌丛或幼龄林阶段。这时,如果停止封禁,重新受人为干扰后,次生林资源将会很快受到再一次的破坏,封育工作将会前功尽弃。总之,这主要还是从恢复植被盖度的角度来考虑的,是一种“自然造林”的概念,并没有考虑后续经营的问题。

1.2现有天然次生林在人类的不断破坏之下,已处于极度退化状态本区天然次生林区阔叶林主要是辽东栎、白桦、山杨等树种,针叶林主要是油松、侧柏、白皮松、华山松、华北落叶松、云杉等树种。

次生阔叶林由于受人类长期的破坏,很多地区尚处于小乔木或者是灌丛演替的阶段,呈现所谓的“杂木林”状态,栎类由于是多次砍伐后的萌生林,干形多弯曲不良。而杨桦林也多处于生长不良的状态。早在20世纪70至80年代,我国的植物分类学家在对黄土高原进行考察时,就已注意到这个问题。而次生针叶林则多处于中幼龄林阶段,很多也存在密度过大等结构不合理的问题。多少年来,由于没有及时停止过多的人为干扰与破坏,情况并没得到根本好转。天然次生林处于如此退化状态之下,如不及时排除人为干扰,进行封禁培育,将会使现存不多的森林资源进一步退化甚至有枯竭的危险。

1.3次生林封育技术粗放,重封禁、轻抚育,对人工辅助措施不重视

目前,黄土高原封山育林仍然存在不少需要及时解决的技术问题,主要是封育技术粗放落后,多采取简单的“一封了之”的措施,对于封育后的人工辅助措施(抚育、补植、补播等)重视不够。这种消极的封山育林方式存在很多不足之处。比如,次生阔叶林由于受到人类的反复破坏,很多都处于“杂木林”(小乔木或灌丛)状态,林相不整齐,进展演替缓慢,很长时间内难以成林,在林场经营中多被称为“残次林分”。而次生针叶林主要以中幼龄林为主,而且多存在林分密度过大、树木个体生长不良的现象。由于枯枝落叶层较厚和密度过大等因素,也容易发生火灾和森林病虫害等问题。次生林区的经营既要求森林发挥最大的生态效益,长期保持健康稳定的状态,而且还需要有一定的经济效益来维持林区的长期发展。所有上述这些问题,决定了单靠次生林分的自然演替是难以达到这一要求的。只有辅助以人工措施,进行积极主动的封山育林,才是天然次生林区维持长期可持续经营的有效途径。通过适当的人工辅助措施(包括抚育、补植、补播乡土树种等),加快森林生态系统进展演替的速度,提高林分质量和健康状况,是非常必要的。人工辅助措施可以起到尽快提高该地区总体森林资源数量和质量的目的。因为天然次生林既是黄土高原地区维护生态安全的屏障,同时,也是一种非常重要的可再生资源,如何在最大程度地恢复森林植被的基础上,实现森林植被资源保护和利用的良性循环,才是封山育林的最终目标。

1.4封山禁牧措施过于简单,生态与经济矛盾突出

封山禁牧措施虽然能起到植被恢复的效果,但不容回避的是,过于简单的全面禁牧方式在一定程度上影响当地畜牧业的发展和农民的经济收入,使得生态与经济矛盾更加突出。在无天然次生林分布地区,往往以农牧业为主,尤其是黄土高原的北部地区,牧业是一个非常重要的产业,千百年来形成的生产生活习惯不可能在短时间内完全改变。

如果没有解决好当地人民的生产生活问题,禁牧也不可能长期实施下去。有关学者也提出,在封山禁牧过程中,应防止出现“矫枉过正”的现象,不宜盲目全面禁牧,而应遵循“以人为本”、“草畜平衡”的原则,应采用更为灵活的方式,更多地实行休牧和轮牧措施。同时,要帮助农牧民解决在荒山放牧向围栏圈养的经营方式转变过程中遇到的问题。比如,牲畜优良品种的引进,以及人工草地建设技术等。实行围栏圈养是黄土高原以农牧业为主地区今后实现经济发展和改善生态环境的必然选择,但是,这种转变需要有一个渐进的过程,需要在经营方式上进行反复的试验和探索,积累经验,循序渐进。

1.5管理不完善,防火、防病虫害形势严峻

黄土高原地区经过多年封育形成的天然林分,其中很多郁闭度高,枯枝落叶层厚。但是,由于经费所限,护林人员很少,森林防火隔离带布置不充分,不合格,造成防火管理工作的不完善,给防止森林火灾带来了隐患;同时,由于管理不完善,形成的天然次生针叶或阔叶纯林,也存在大面积发生病虫害的可能性,各个林场每年的森林防火形势均十分严峻,个别地段森林病虫害发生较为严重。

2生态自然修复对策探讨

2.1制定长期的切实可行的修复规划

黄土高原各地区应该依据本地地理气候实际,确定一个长期的封山育林经营规划,确定明确的封山育林目标。封山育林的规划至少应该包含一个完整的林分经营周期,至少应该是跨十几年甚至是几十年的时间。可以通过国家投资、公益林补偿金以及非木质产品的收入等途径,来维持林区封育期间的生产经营。也可采取灵活多样的封育方式,包括长期封山、定期封山、轮流封山等办法,完成这样长期的封育计划。

2.2要重视微观尺度上的“封山育林”,更要重视宏观尺度上的“封山育植”