秦嶺的生態(tài)安全屏障作用及森林植被的治霾功能探討

趙胤翔　?王莉　葛鴻

摘 要：本文介紹了秦嶺的自然地理和生態(tài)環(huán)境，以及秦嶺的生態(tài)安全屏障作用，探討秦嶺森林植被的治霾功能，提出保護建議。

關(guān)鍵詞：秦嶺；生態(tài)安全屏障作用；森林植被；治霾功能；

中圖分類號：S718 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150935014

秦嶺，位于中國大陸中西部，雄峙中原，氣勢磅礴，蔚為壯觀，被尊為華夏文明的龍脈，與黃河一起并稱為中華民族的“父親山”、“母親河”。在地理學(xué)家、水文氣象學(xué)家心目中，秦嶺是南北方地理、亞熱帶與暖溫帶氣候的分界線，是長江、黃河2大流域的分水嶺；在植物學(xué)家、動物學(xué)家心目中，秦嶺是珍稀植物、動物的寶庫，是瀕危動物的棲息地和避難所。在生態(tài)環(huán)境學(xué)家、水利、水土保持學(xué)家心目中，秦嶺是陸地生態(tài)系統(tǒng)中的最大碳庫，是“綠色水庫”，是中國中西部生態(tài)安全屏障。

然而，在人類社會發(fā)展進程中，尤其是在近百年來的工業(yè)化、城市化的發(fā)展進程中，由于社會整體對秦嶺的生態(tài)功能了解不夠，對開發(fā)建設(shè)造成的生態(tài)效益損失認識不足，生態(tài)保護意識不強，而對生態(tài)資源占有的欲望強烈，秦嶺生態(tài)資源基礎(chǔ)薄弱，生態(tài)保護的體制不夠健全完善，生態(tài)補償機制不完善，不能通過經(jīng)濟手段調(diào)節(jié)秦嶺資源開發(fā)行為，出現(xiàn)的過度的開發(fā)、泛濫的消耗、超標(biāo)排放，導(dǎo)致土地、水源和空氣等資源、環(huán)境遭受嚴重污染，霧霾肆虐，嚴重威脅經(jīng)濟、社會和資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 秦嶺生態(tài)功能區(qū)植被多樣性

秦嶺生態(tài)功能區(qū)以森林生態(tài)系統(tǒng)為主體，且具有植被類型豐富、植被垂直帶譜完整等特點。秦嶺是我國中部最重要的生態(tài)屏障。秦嶺南坡為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，屬長江水系，分布著北亞熱帶落葉闊葉、常綠闊葉混交林和東洋界動物。秦嶺北坡為暖溫帶半濕潤、半干旱季風(fēng)氣候，屬黃河流域，廣泛分布著暖溫帶落葉闊葉林和古北界動物，其生態(tài)服務(wù)范圍涉及陜西、河南、湖北、甘肅、四川等區(qū)域，涉及長江漢江流域和黃河中游流域，保障南水北調(diào)中線工程受益的京津地區(qū)。秦嶺對于維系我國中部生態(tài)安全有著舉足輕重作用。

1.1 秦嶺生態(tài)功能區(qū)以森林生態(tài)系統(tǒng)為主體

秦嶺生態(tài)功能區(qū)主要生態(tài)類型有：森林、灌叢、草甸、灌草叢、荒草坡、山地、農(nóng)田、果園、河溪、水潭、石海等。其中森林生態(tài)系統(tǒng)為該區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng)，占其總面積的70%。森林植被生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中面積最多、最重要的自然生態(tài)系統(tǒng)，它具有重要的生態(tài)調(diào)節(jié)功能和生態(tài)服務(wù)價值。

1.2 植被類型豐富，珍稀瀕危、特有植物豐富

從中國植被分布區(qū)系看，秦嶺位于中國華北、華中、唐古特及橫斷山脈等植被地區(qū)交匯處，是東亞植物區(qū)中的中國-日本森林亞區(qū)和中國-喜馬拉雅森林亞區(qū)的交匯帶，是華北區(qū)系和華南區(qū)系的交匯區(qū)。使得該區(qū)植被區(qū)系同時兼有各種成分，也是許多在分類學(xué)上比較古老、原始的植物類型的分布區(qū)之一。秦嶺區(qū)系組成不僅豐富，而且種屬科在全國植物區(qū)系中所占的比例依次升高，尤其是科級和屬級的分類學(xué)單位所占比例相當(dāng)高。

1.3 植被垂直帶譜完整

秦嶺植被景觀呈現(xiàn)明顯的垂直分布規(guī)律。秦嶺北坡以太白山自然保護區(qū)為代表，自下而上形成了山麓農(nóng)耕植被帶、低中山落葉櫟林帶、中山亞高山樺木林帶、亞高山針葉林帶和高山灌叢草甸帶，構(gòu)成了典型的暖溫帶山地森林植被景觀。秦嶺南坡以湑水流域為例，自下而上包括丘陵農(nóng)耕植被帶、含常綠樹的落葉闊葉林帶、落葉櫟林帶、含針葉林的高山樺木林帶、以及高山灌叢草甸帶，構(gòu)成北亞熱帶森林植被景觀。秦嶺植被垂直帶譜完整，且南北坡植被垂直分布帶譜的性質(zhì)差異明顯，在我國乃至歐亞大陸均較為罕見。

2 秦嶺的生態(tài)安全屏障作用

秦嶺的生態(tài)安全屏障作用主要體現(xiàn)在以下3個方面：

2.1 涵養(yǎng)水源

森林植被可以有效攔截和儲存降水，并通過溫潤土壤補給地下水，維持水分的有效循環(huán)。形象地說，其生態(tài)系統(tǒng)就象無形水庫，水多可以儲存，水少可以釋放，被喻為“綠色水庫”。據(jù)測算，有林地區(qū)比無林地區(qū)每公頃多蓄水量300m3，密閉和多層結(jié)構(gòu)的森林可減少土壤侵蝕量90%，多林流域可將侵蝕模數(shù)降到1000t/km2的安全水平。據(jù)統(tǒng)計，秦嶺山地林區(qū)現(xiàn)有林地247.5萬ha，森林覆蓋率46.5%，占陜西省有林地總面積的54%。有林地蓄積量15257萬m3。秦嶺林區(qū)森林每ha年涵養(yǎng)的水量約800～1000 m3，粗估年涵養(yǎng)的水源總量相當(dāng)于一座總庫容30億m3大型水庫。

2.2 固碳釋氧

森林植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)中的最大碳庫，在維持地球碳循環(huán)中發(fā)揮著十分重要的作用。由于工業(yè)化帶來的大量能源消耗，排放CO2，導(dǎo)致大氣中CO2濃度不斷升高，形成“溫室效應(yīng)”，全球氣溫升高，這是當(dāng)今人類社會面臨的最嚴峻的挑戰(zhàn)，解決好這一問題，要求世界各國節(jié)能減排；應(yīng)保護和培育森林植被，充分發(fā)揮固碳釋氧作用。據(jù)測算，森林每生產(chǎn)1t干物質(zhì)，可吸收CO2 1.63t，同時釋放氧氣1.2t，被喻為地球之“肺”。據(jù)國家林業(yè)局2007年統(tǒng)計，中國森林面積為19545萬ha，森林覆蓋率20.4%，總碳儲量78.11億t，僅固碳釋氧、涵養(yǎng)水源、保護生物多樣性、保育土壤、凈化大氣環(huán)境、積累營養(yǎng)物質(zhì)等6項，生態(tài)效益年價值達10.01億元，在中國GOP中占有相當(dāng)比重。

2.3 培育并保護生物多樣性

秦嶺特殊的地理位置和復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，奠定了各種生物物種生存的基礎(chǔ)，使其成為中國東西南北生物交匯和過渡地帶，具有豐富而奇特的生物多樣化。其生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、物種的多樣性和遺傳基因的多樣性，在中國和東亞地區(qū)均具有重要的典型性和代表性。

3 秦嶺森林植被的治霾功能

森林植被是陸地上生態(tài)系統(tǒng)的主體，不僅為人類提供生產(chǎn)、生活必需的林木制品和各類林副產(chǎn)品，具有經(jīng)濟效益；通過固碳釋氧作用，還具有治霾功能。主要有以下5點：

3.1 凈化空氣

地球上60%的氧氣來自植物，1hm2闊葉林釋放的氧氣可供1000人呼吸用。

3.2 吸收有害氣體

生產(chǎn)生活中排放的各類有害氣體，其中CO2的60%被林草阻留吸收。

3.3 阻滯降塵

主要依靠植物葉面， 1hm2樹林1a可以吸附各種灰塵達300～400kg，綠地減塵達37%～60%，綠化地面的空氣含塵量比未綠化地面低50%；草地上空粉塵僅為裸露地的15%～30%。

3.4 減少空氣含菌量

鬧市區(qū)的空氣含菌量比綠化區(qū)多出7倍；不同樹種殺菌作用不同，樟、桉、柏等樹種殺菌能力較強。

3.5 調(diào)節(jié)氣候

據(jù)統(tǒng)計，林地降水量比無林地高16%～17%，有的學(xué)者認為，我國西北地區(qū)綠化后可以增加年降水量110mm；還可調(diào)節(jié)氣溫，據(jù)實驗資料，夏季城市綠地氣溫比廣場水泥地面低10°～17°，比柏油路面低12°～22°；還可調(diào)節(jié)濕度，一棵闊葉樹每小時可蒸騰25kg水分到空氣中，1000棵樹的地方相當(dāng)于在地面灑水500t，相對濕度比路面高7%～14%。

據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)孫淑萍的研究成果《北京城區(qū)綠化對空氣可吸入顆粒物與降塵的影響》顯示，綠化覆蓋率增高，顆粒物濃度就降低。覆蓋率為98%的區(qū)域，總懸浮顆粒物濃度是覆蓋率5%的區(qū)域濃度的15%上下，比覆蓋率33%的區(qū)域低50%以上，覆蓋率33%的區(qū)域也比覆蓋率5%的區(qū)域低59%。

秦嶺森林覆蓋率為46.5%，有林地面積為247.5萬hm2，占全省有林地面積的54.1%；有林地蓄積量1.53億m3，占全省有林地蓄積量的66.13%。按面積比擬法和覆蓋率系數(shù)法計算，秦嶺森林碳儲量應(yīng)為2.89億t。若有林地蓄積量保持1%的增長率，可多吸收CO2 403.4萬t，同時多釋放氧氣297萬t。可以說，秦嶺既是碳庫，又是氧庫。

西安位于秦嶺北麓，受益于秦嶺的“白天上山風(fēng)、夜間下山風(fēng)”輸送空氣影響，緩解了大城市共有的熱島效應(yīng)，也驅(qū)散了部分霧霾，近3a來，霧霾不是很嚴重，2014年4月西安出現(xiàn)18個藍天，2012年、2013年分別為24d、16d，在北方城市中處于較好狀況。

為治理西安霧霾，西安市規(guī)劃局提出，實施生態(tài)隔離體系規(guī)劃，利用晝夜不同的“主導(dǎo)風(fēng)”，在秦嶺北麓以及周邊塬體的主要部位建設(shè)“楔狀”生態(tài)用地，形成順暢風(fēng)道，用秦嶺的“上山風(fēng)、下山風(fēng)”輸送空氣，將秦嶺新鮮空氣源源不斷地引入西安，此舉必將大大改善西安空氣環(huán)境。

4 秦嶺生態(tài)環(huán)境和森林植被保護存在的問題與建議

從總體來說，秦嶺生態(tài)環(huán)境和森林植被保護現(xiàn)狀是好的，但局部區(qū)域存在著一些不容忽視的問題。例如，秦嶺北麓環(huán)山帶是關(guān)中平原的南緣線，是渭河南岸各支流的出河口，在長達數(shù)百km的帶狀區(qū)域里居住著渭南、西安、寶雞3市16區(qū)縣86個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的10余萬農(nóng)業(yè)人口，分布著16個森林公園、30多座蓄水工程和眾多的旅游景區(qū)，有數(shù)百家工礦企業(yè)和很多采石場，亂墾、亂伐、亂建、亂排放現(xiàn)象相當(dāng)嚴重⑴，對秦嶺生態(tài)環(huán)境和森林植被保護構(gòu)成威脅。

因此，建議將秦嶺南北坡，尤其是北坡直接滋養(yǎng)的城鄉(xiāng)社會發(fā)展和城鄉(xiāng)聚居生活納入復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展之中，兼顧人、水、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，維護和發(fā)揮復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的整體效能。

以秦嶺生物垂直分布特征劃分生態(tài)保護和開發(fā)帶，重點是淺山、洪積扇、黃土臺塬、高階地和部分低山丘地帶。

以渭河較大支流為單元，加強規(guī)劃和治理。尤其是城市區(qū)段的保護性開發(fā)，使分區(qū)分片科學(xué)規(guī)劃與自然、歷史文化景觀相互融合，適度發(fā)展山區(qū)生態(tài)旅游以及生態(tài)農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)等節(jié)能低碳、無污染的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)。

因地制宜實施林、草、農(nóng)、灌、水工程和水環(huán)境建設(shè)，科學(xué)處理經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，調(diào)整好產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)生活方式，引導(dǎo)城鄉(xiāng)居民形成生態(tài)化的吃、穿、住、行、用方面的環(huán)保行為和消費方式，強化人們的“關(guān)愛秦嶺、保護生態(tài)”的環(huán)境意識。