古浪縣祁連山北坡退耕還林現(xiàn)狀生態(tài)效益探討及可持續(xù)經(jīng)營(yíng)對(duì)策

陳浩功

摘 要：本文闡述了古浪縣祁連山北坡退耕還林現(xiàn)狀，分析了其中存在的問(wèn)題，并提出一些可持續(xù)經(jīng)營(yíng)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：古浪縣：祁連山；退耕還林；生態(tài)效益；可持續(xù)經(jīng)營(yíng)

中圖分類號(hào)：S-9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170332022

古浪縣位于甘肅省河西走廊東部祁連山支脈，烏鞘嶺、毛毛山北麓，騰格里沙漠南緣，該縣祁連山區(qū)處縣域東南部，為全縣南部山區(qū)天然林主要分布區(qū)及退耕還林、水源涵養(yǎng)林建設(shè)實(shí)施區(qū)。在地理位置上處N37?12?～37?45?，E102?45?～103?48.3?之間，面積約18.67

萬(wàn)hm2，占全縣總面積的1/3。海拔1825～3469m，最高可達(dá)3700m，年均溫1.9～5.2℃，極端高溫32～36℃，極端低溫-26～32℃，年降水量290～440mm，無(wú)霜期110～140d，干燥度2.0～2.8之間，氣候特征具有青藏高原氣候特征，土壤為：亞高山草甸土，分布于海拔1800～3400m；山地灰褐土，分布于2400～2900m；山地黑鈣土，分布于海拔2600～2800m，坡度>25?的山坡及坡地；山地栗鈣土，分布于山地黑鈣土下緣以下至2200m左右的山坡、山地及陽(yáng)坡。森林植被垂直分布為：海拔3000～3500m之間，主要分布金露梅（Potentilla fruticosa L）、青海杜鵑（Rhododendron przewalskii Maxim）等高山草甸類植物；海拔2400～3000m之間，分布有高山柳（Salix cupularis Rehd）、毛枝山居柳（Salix oritrepna schneid）等為代表的耐寒植物；海拔2100～2400m之間則為喬灌、針闊混交林分布帶，其天然樹(shù)種有：青海云杉（Picea crassifolia Kom）、油松（Pinus tabulaeformis Carr）、刺柏（Juniperus formosana Hayata）、祁連圓柏（Sabina przewalskii Kom）、叉子圓柏（Sabina vulgaris Ant）、山楊（Populus davidiana Dode）、白樺（Betula platyphylla Suk）、河柳（Salix chaenomeloides kimura）、沙棘（Hippophae rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi）、金露梅（Potentilla fruticosa L）、灰栒子（Cotoneaster acutifolius Turcz）、小葉錦雞兒（Caragana microphylla Lam）等。人工栽培的樹(shù)種有華北落葉松（Larix principis-rupprechtii Mayr）、山桃[Amygdalus davidiana （Carr.） C. de Voss. ex Henry]、山杏[var. ansu （Maxim.） Yü et Lu]、檸條（Caragana korshinkii Kom）、檉柳（Tamarix chinensis Lour）、白榆（Ulmus pumila L）、沙棗（Elaeagnus angustifolia L）、青楊（Populus cathayana Rehd）等，主要分布于1825～2300m之間。

1 退耕還林現(xiàn)狀

1.1 面積及分布特點(diǎn)

古浪縣南部祁連山區(qū)退耕還于2002年起實(shí)施，2002—2005年完成，2006—2009年進(jìn)行補(bǔ)植完成，林總面積4133hm2，碎片化分布于海拔2200～2600m，東西長(zhǎng)180km的祁連山北坡低山丘嶺區(qū)和低中山區(qū)，其間或分布于祁連山北坡青海云杉天然林或楊、樺天然次生林。其中：25以上坡地4.63067 hm2，25以下1067 hm2，陰坡半陰坡地占65%左右，約2685hm2，陽(yáng)坡緩地占35%左右約11467 hm2。

1.2 樹(shù)種配置 構(gòu)成比例及栽植密度

樹(shù)種配置及比例 根據(jù)祁連山區(qū)立地環(huán)境條件和氣候自然狀況，造林規(guī)劃設(shè)計(jì)，遵循“因地制宜，適地適樹(shù)”原則，以當(dāng)?shù)叵蠕h樹(shù)種和適宜樹(shù)種沙沙棘（Hippophae rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi）、山杏[var. ansu （Maxim.） Yü et Lu]、檸條（Caragana korshinkii Kom）、白榆（Ulmus pumila L）等樹(shù)種構(gòu)成，白榆、檸條、山杏、沙棘各樹(shù)種配比為1：1：3：14。

栽植密度 栽植密度因坡地、樹(shù)種不同而不同，坡度25 以上栽植密度為2m×3m，坡度25 以下為2m×2m，山杏、白榆為2m×3m，沙棘、檸條為2m×2m。

1.3 林分構(gòu)成及郁閉度及地被植物

林分構(gòu)成為沙棘—山杏混交林占25%約1033hm2，平均郁閉度0.72，沙棘純林占65%約2686hm2，郁閉度0.75；山杏及白榆純林各占5%左右，各約206hm2，郁閉度分別為0.6、0.53。山杏平均高度3.6m，沙棘平均高度2.2m，白榆平均高度4.8m，檸條高度1.5m。

下層植物有芨芨草、鼠掌老鸛草、頭花苜蓿、山苦荬、硬質(zhì)早熟禾、甘露子、艾蒿、白蓮蒿、委陵菜、拉拉藤、冰草、細(xì)葉亞菊、米口袋、高山點(diǎn)地梅、紫菀、蒲公英、馬藺、車前、鱗莖堇菜、香青、紫包風(fēng)毛菊、紫花地丁、鵝冠草等地被草本植物，蓋度為0.4。

2 生態(tài)功能測(cè)算與評(píng)估

祁連山森林植被是河西走廊商品糧基地的重要水源涵養(yǎng)屏障，為河西地區(qū)56條河流水源補(bǔ)給地，生態(tài)功能巨大。古浪縣退耕還林為古浪縣祁連山區(qū)水源涵養(yǎng)林的有效補(bǔ)充，業(yè)已承載著水源涵養(yǎng)、水土保持、逕流調(diào)節(jié)等生態(tài)功能，現(xiàn)實(shí)意義重大。

森林的水源涵養(yǎng)、水土保持、徑流調(diào)節(jié)功能，其核心是對(duì)天然降水量的再分配，有效接納，合理釋放為其作用機(jī)理，平衡調(diào)節(jié)，持續(xù)作用為其健康標(biāo)準(zhǔn)。本文以祁連山區(qū)斑駁分布的天然青海云杉林、山楊次生林及廣泛分布的山地草原為對(duì)比對(duì)象進(jìn)行論述。

2.1 樹(shù)冠截流效應(yīng)

根據(jù)張理宏等研究北京九龍山灌木林郁閉度0.5～0.7，林冠平均截流率21%～23%，據(jù)觀測(cè)測(cè)算，降雨量為0.1～5.0mm時(shí)，退耕還林沙棘灌木林平均截流效為30.1%，降雨量≥40mm，截流量為21%，而云杉天然林和山楊天然次生林分別為8.6和12.8%（≥40mm降水量，幾乎是祁連山東段單次降水量的最大值）。由此可以判定祁連山退耕還林灌木林對(duì)天然降水量具有較強(qiáng)的首次分配（截流）功能，能夠有效地削弱雨滴沖擊地面的能量，減小雨水對(duì)地表的沖擊力和地表流動(dòng)速度速度，延長(zhǎng)入侵時(shí)間，增加地面滲水和土壤滲水量，減小徑流，增加水源涵養(yǎng)功能作用。

2.2 地被層及其容水功能

落葉枯枝層不僅具有強(qiáng)大的持水能力，而且具有促進(jìn)水分下滲，抑制水分蒸發(fā)，減少雨滴濺蝕功能，對(duì)天然降水量進(jìn)行第2次分配，該層在水分平衡中具有接納與分配（涵養(yǎng)和調(diào)節(jié)）的顯著作用。

表1表明，沙棘灌木林枯枝落葉層干重為2.34（萬(wàn)t/ha），青海云杉枯枝落葉層干重為0.92（萬(wàn)t/ha），而沙棘灌木林的容水量為10.3 mm，是青海云杉林容水量2.6mm的近4倍，水源涵養(yǎng)作用優(yōu)良。

2.3 根系分布及其涵養(yǎng)功能

植被根系分布土壤層是土壤主要涵養(yǎng)水源層級(jí)，植被根系分布越多，土壤物理性質(zhì)越好，有效蓄水量越高。同時(shí)，保持水土，防止侵蝕作用就越大，是對(duì)天然降水量的第3次分配。

表2顯示，沙棘灌木林每公頃的根系總長(zhǎng)度為21090.60 km，根系密集深度為30cm，分布深度115cm，根系生物量而青海云杉林根系總長(zhǎng)度則為7692.84 km/hm2，較青海云杉林和草原根系發(fā)達(dá)，垂直分布深，水平分布密集，具有較強(qiáng)的水土保持能力；灌木林根系生物量?jī)H次于青海云杉林但高于草原，土壤物理性質(zhì)好，具有良好的水源涵養(yǎng)功能。

2.4 水分調(diào)節(jié)作用

古浪縣退耕還林是祁連山水源涵養(yǎng)林的有力補(bǔ)充，天然降水通過(guò)林冠層攔截，枯枝落葉層和土壤根系層阻攔、蓄儲(chǔ)，充分減少地表徑流，加大土壤涵水量，調(diào)節(jié)水分輸出速度具有強(qiáng)大的水土保持，水源涵養(yǎng)，調(diào)節(jié)穩(wěn)定河流作用。森林的水源涵養(yǎng)效益計(jì)量化主要根據(jù)森林土壤的降水儲(chǔ)存量來(lái)進(jìn)行，降水儲(chǔ)存量依據(jù)公式求出：降水儲(chǔ)存量（t/ha）=1000m2×土壤平均厚度×非毛管孔隙度（%）×水容重（t/m），據(jù)研究，青海云杉林孔隙度為56%～60%，非孔隙度為13.76%，灌木林孔隙度為49%～52%，非孔隙度為11.63%。土壤厚度平均按1m計(jì)，青海云杉每公頃貯蓄水量（t/ha）=10000m2×1m×13.76%×1t/m?=1376m3，灌木林每公頃貯蓄水量（t/ha）=10000m2×1m×11.63%×1t/m3=1163m?，青海云杉林每公頃貯蓄水量略大于灌木林貯蓄水量。古浪縣祁連山退耕還林總貯蓄水量為=4133×10000m2×1m×11.63%×1t/m3=4806679m3。即古浪縣祁連山區(qū)退耕還林可貯蓄約4806678 m3天然降水，經(jīng)調(diào)節(jié)，持續(xù)、穩(wěn)定、源源不斷的補(bǔ)充給流域河流。

3 存在的問(wèn)題

由于設(shè)計(jì)不僅合理，自然環(huán)境惡劣等主、客觀因素，古浪縣退耕還林工程存在著諸多不合理狀況，直接或間接影響工程所應(yīng)有的各項(xiàng)功能發(fā)揮和自身生態(tài)安全，須在其經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)中加以修正。

3.1 生物多樣性不足，抗御不良?xì)夂蚰芰暗钟謽I(yè)有害生物能力差

古浪縣退耕還林工程樹(shù)種配置種類不足，以沙棘、山杏為主，輔以檸條、白榆，林分結(jié)構(gòu)單一，沙棘—檸條混交林僅占總面積的25%，其余多為純林，林分結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，質(zhì)量不高，因此，在極端氣候環(huán)境條件下，存在大消亡、衰敗隱患。同時(shí)，對(duì)突發(fā)性、偶發(fā)性林業(yè)有害生物抵御嚴(yán)重不足，特別是沙棘木蠹蛾、舞毒蛾、沙棘干枯病、沙棘銹病等災(zāi)害性病、蟲(chóng)危害對(duì)其存在嚴(yán)重威脅。為此，此項(xiàng)工程存在不可持續(xù)經(jīng)營(yíng)性。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益低下，可持續(xù)經(jīng)營(yíng)利益驅(qū)動(dòng)力不足

在主觀上由于設(shè)計(jì)缺陷，配置不僅合理，經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)潛力不足，客觀上布局廣大，交通不暢、環(huán)境嚴(yán)酷，不利開(kāi)發(fā)挖潛，缺乏內(nèi)在驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。呈不可持續(xù)經(jīng)營(yíng)趨勢(shì)。

3.3 立地環(huán)境嚴(yán)酷，撫育措施欠缺，局部林分成林緩慢，不利整體功能的發(fā)揮

主要為，淺山陽(yáng)坡退耕區(qū)，降雨稀少，土壤堅(jiān)硬。土壤水分含量嚴(yán)重不足是制約林木生長(zhǎng)不良的主要因素，須人工撫育，加以改造，以利林木生長(zhǎng)。

4 可持續(xù)經(jīng)營(yíng)對(duì)策

根據(jù)退耕還林現(xiàn)行狀況，采取不同經(jīng)營(yíng)策略（更新改造模式加以改造，提高林分質(zhì)量）加以改造，使工程具備生物多樣性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)性，以期達(dá)到可持續(xù)經(jīng)營(yíng)效果。

4.1 全封全育

對(duì)分布于祁連山二陰山地天然青海云杉林或天然次生林北緣或與天然林間或分布的退耕還林林地。與天然林合成，統(tǒng)籌實(shí)施全封全育封山育林模式，可迅速擴(kuò)展林地面積，在3～7a內(nèi)完成退耕還林與天然林閉合，形成草、灌、喬結(jié)合的混交復(fù)合層林分，極大的提高林分多樣性，提高林分抗御不良?xì)夂蚝陀泻ι锬芰?。同時(shí)，由于林分質(zhì)量的提高，可促進(jìn)多種經(jīng)營(yíng)的發(fā)展，是一項(xiàng)多快好省的營(yíng)林措施。

4.2 人工輔助，促進(jìn)天然更新

對(duì)分布于二陰山區(qū)中端，降雨較高，立地條件較好，已郁閉成林，業(yè)已充分發(fā)揮其生態(tài)效益，面積廣大。可在林間空地、林緣、地頭少量栽植本區(qū)域先鋒、適生樹(shù)種，培植母樹(shù)，增加天然下種種源，促進(jìn)林分進(jìn)展演替，有效提高林分質(zhì)量。此更新模式7～10a可見(jiàn)成效。適宜本區(qū)的樹(shù)種有白樺、山楊、華北落葉松等。

4.3 灌木放牧林改造

對(duì)淺山地區(qū)、陽(yáng)坡緩地等降水稀少、立地條件差，郁閉度低，生長(zhǎng)不良的退耕還林林地進(jìn)行灌木放牧林改造。有限度實(shí)施人工整地，改良立地條件，栽植耐干旱、耐瘠薄、耐啃食灌木林，以發(fā)展畜牧業(yè)，利益驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。此改造模式在4～6a內(nèi)可見(jiàn)成效，據(jù)研究，灌木放牧林生產(chǎn)的生物量是草場(chǎng)生產(chǎn)生物量的3～4倍。適宜本區(qū)的樹(shù)種有紫穗槐、錦雞兒、檸條等。

4.4 加強(qiáng)科學(xué)研究，加大橫向開(kāi)發(fā)

加強(qiáng)本土優(yōu)良植物栽培、開(kāi)發(fā)利用，如青海杜鵑、金銀花、芍藥等。加強(qiáng)林下經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)研究，積極開(kāi)展林藥模式、林禽模式、林菌模式、林草模式的合理性、可行性研究，為可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供必要的理論支撐和實(shí)踐示范。

參考文獻(xiàn)

[1]張理宏.北京九龍山不同植被水源涵養(yǎng)作用的研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，1994（3）.

[2]宋秉明.祁連山水源林灌木林重要性及其保護(hù)發(fā)展對(duì)策[J].甘肅林業(yè)科技，1995（24）.