西南地區(qū)山地干熱河谷困難拉地生態(tài)修復(fù)措施

羅紹芹 徐凡迪 李帥鋒 李紅云

摘要：指出了近年來，造林綠化工程如火如荼進(jìn)行，造林工作重心已從宜林地和荒山造林轉(zhuǎn)移到困難立地植被恢復(fù)上。干熱河谷由于干旱土壤貧瘠等原因，造林成活率和保存率低，是生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵區(qū)域?？偨Y(jié)了近年來我國干熱河谷生態(tài)修復(fù)所取得成效，提出了適宜樹種選擇、整地方式、保水劑應(yīng)用技術(shù)及坡改梯工程等對(duì)干熱河谷的生態(tài)治理具有有效性。

關(guān)鍵詞：困難立地;干熱河谷;生態(tài)修復(fù);工程措施

中圖分類號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）14-0011-03

1引言

困難立地為自然條件較差的土地以及地形復(fù)雜的地方，如沙地、礫石戈壁、鹽堿地、灘涂、崩崗區(qū)、石灰?guī)r裸露山地、受損山體邊坡以及交通干線工程創(chuàng)面等地方，在困難立地上常規(guī)造林較為困難，通常需要改良土壤、人力與物力的大量投入以及必要的工程措施輔助。困難立地大多交通不便、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、生態(tài)條件脆弱，采用新材料與新技術(shù)可以有效促進(jìn)樹木生長，然而治理恢復(fù)具有投入大和見效慢的特點(diǎn)。干熱河谷是我國困難立地的典型類型之一。

干熱河谷屬于脆弱生態(tài)環(huán)境類型區(qū)域，是我國西南山區(qū)一種特殊的地理景觀，具有獨(dú)特的生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能。由于干熱河谷地形陡峭、氣候干熱、土壤結(jié)構(gòu)較差、植被覆蓋率低以及人類活動(dòng)頻繁干擾，在這些因素的綜合作用下，干熱河谷地形破碎，山地沖溝侵蝕極為嚴(yán)重，已受到眾多研究人員的廣泛關(guān)注。

2干熱河谷成因及特點(diǎn)

2.1干熱河谷成因

干熱河谷由原干熱河谷和次生干熱河谷疊合形成。其中：原干熱河谷是早已存在的，由于特殊地貌和局部小氣候綜合形成了特殊氣候。而且伴隨干熱河谷氣候的往往還有焚風(fēng)效應(yīng)，造成升溫和失水。干熱河谷森林植被恢復(fù)起來十分困難，主要是由于缺水使該區(qū)域大面積土地荒蕪，尤其是河谷坡面表土大面積喪失，露出大片裸土和裸巖地，造林成活率低。次生干熱河谷是由于人類的毀林開荒、亂砍濫伐等連續(xù)的消極干擾退化而形成的，有研究認(rèn)為，大約距今3000～5000年，金沙江兩側(cè)大部分區(qū)域原始植被為綠闊葉櫟類林。

2.2干熱河谷特點(diǎn)

我國干熱河谷地帶主要分布在西南岷江、大渡河、雅礱江、金沙江、怒江、瀾滄江等江河的河谷坡面，是干旱河谷的重要組成部分，主要位于北緯23°00～28°10，東經(jīng)98°50～103°50、海拔1500m以下的干旱半干旱沿江河谷地帶。真正意義上的干熱河谷一般都處于海拔500m以下地段，屬于西南地區(qū)典型山地生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，與周邊地區(qū)濕潤半濕潤等地區(qū)景觀有明顯差異。在河谷坡面植被茂密的區(qū)域，干熱河谷景觀分布面甚至?xí)陀诤０?00m，有的區(qū)段僅僅限于河床兩側(cè)50～150m的坡面。

干熱河谷地處高溫、低濕河谷地帶，區(qū)域內(nèi)光熱資源豐富，氣候炎熱少雨，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)十分脆弱，寒、旱、風(fēng)、蟲、草、火等自然災(zāi)害特別突出。干熱河每年旱季長達(dá)8個(gè)多月，年均降雨量800mm左右（雨量550～650mm，干季降雨量50～160mm），蒸發(fā)量卻為降雨量的3倍以上，相對(duì)濕度較小，干燥度1.5～2.5。4～5月份，裸地地表最高溫度可達(dá)75℃，40cm內(nèi)的表土含水量接近零值。干熱河谷多數(shù)立地土層較厚，但植被稀少，覆蓋率不足5%。

干熱河谷地區(qū)植被與非洲和印度等地分布的植被外貌與結(jié)構(gòu)相似，為半自然稀樹灌草原，該群落結(jié)構(gòu)簡單，季相變化明顯，物種豐富度較低，草本層優(yōu)勢(shì)度明顯，灌木層為次優(yōu)層，喬木較少，該區(qū)域植被遭受較大的人為干擾，其中火燒為主要干擾因子。

3干熱河谷生態(tài)治理必然性

①金沙江屬于長江水系主要支流，其干熱河谷區(qū)域生態(tài)環(huán)境近年來惡化嚴(yán)重，尤其是水土流失嚴(yán)重，對(duì)長江流域中下游社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全造成較大威脅，特別是三峽大壩存在著極大負(fù)面影響。金沙江干熱河谷的生態(tài)治理是從源頭上治理長江流域，保護(hù)三峽大壩的重要措施;②干熱河谷坡面上的森林植被生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱，開發(fā)措施使用不當(dāng)，則會(huì)使干熱河谷景觀分布面積不斷擴(kuò)大，造成原生森林破壞，同時(shí)使稀樹灌木草原的河谷坡面退變?yōu)楦蔁岷庸壬鷳B(tài)景觀，對(duì)人類生存以及經(jīng)濟(jì)生活的可持續(xù)發(fā)展造成危害;③金沙江干熱河谷流域2300余km，覆蓋土地面積4000萬畝，該流域主要流經(jīng)云南、四川等貧困地區(qū)。如果將該區(qū)域治理難度適中的立地進(jìn)行合理改造，一方面，可以為我國落后山區(qū)的農(nóng)民帶來一定經(jīng)濟(jì)效益，助推西南地區(qū)脫貧攻堅(jiān);另一方面，金沙江干熱河谷與其他干旱立地相比具有明顯的地理優(yōu)勢(shì)（太陽能充足、河流水資源豐富），經(jīng)過科學(xué)利用，可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益，具有極大的開發(fā)潛力。

生態(tài)恢復(fù)對(duì)象主要是在自然或人為干擾條件下形成的偏離自然狀態(tài)的退化生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)恢復(fù)技術(shù)體系主要包括兩個(gè)方面，其一，工程技術(shù)主要針對(duì)干熱河谷區(qū)的自然干擾及土壤恢復(fù)，側(cè)重點(diǎn)在極度退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù);其二，生物技術(shù)則利用物種選育和培植技術(shù)、物種引入技術(shù)、群落技術(shù)、種群動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)、種群行為控制技術(shù)、群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與組建技術(shù)、群落演替控制與恢復(fù)技術(shù)等進(jìn)行干熱河谷區(qū)的生態(tài)修復(fù)措施，在實(shí)踐中，通常將兩種技術(shù)結(jié)合起來使用，從而達(dá)到最優(yōu)的生態(tài)恢復(fù)效果。

4干熱河谷區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

4.1技術(shù)造林措施

4.1.1適生性強(qiáng)造林樹種選擇

干熱河谷氣候類型屬于非地帶性氣候，主要由焚風(fēng)效應(yīng)形成，因此地帶性樹種對(duì)干熱河谷植被恢復(fù)未必適合，應(yīng)根據(jù)干熱河谷區(qū)域植被分布特征，選擇相應(yīng)喬灌草并結(jié)合適生植物進(jìn)行群落修復(fù)。樹種選擇的原則是根據(jù)不同江段、不同坡位、坡度選擇最適合的造林樹種，河谷上段選擇金合歡、黑荊樹等樹種造林，河谷下段選擇構(gòu)樹、川楝、山毛豆等樹種造林;陰坡可以選擇木棉、蝦子花、扭黃茅、牛角瓜等喬灌木為主要樹種進(jìn)行造林，陽坡稀樹灌木干草叢、石質(zhì)山地可選擇仙人掌、霸王鞭等肉質(zhì)多刺灌叢作為先鋒樹種。

近年來，許多學(xué)者不斷探索研究適應(yīng)金沙江干熱河谷惡劣環(huán)境的植物品種，一方面研究當(dāng)?shù)刂参锲贩N，另一方面引進(jìn)了一些理論上可行的植物品種，發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)土樹種耐旱能力強(qiáng)的主要有：仙人掌>黃連木>攀枝花>桑樹>合歡>花椒>葛藤;引入樹種如印楝、絹毛相思、馬占相思木豆等樹種都有較強(qiáng)抗旱性，生長良好。此外，甜角和印楝是干熱河谷優(yōu)良經(jīng)濟(jì)林樹種。

4.1.2主要造林技術(shù)

選對(duì)樹種可以很好的確保干熱河谷生態(tài)治理成功的可能性，但是要真正實(shí)現(xiàn)治理目標(biāo)，造林技術(shù)才是整個(gè)治理過程的重中之重。目前，主要造林技術(shù)包括4個(gè)內(nèi)容：①抗旱集水保墑?wù)丶夹g(shù)，魚鱗坑整地是造林成活的關(guān)鍵技術(shù)，適宜于土層較厚的各種坡地或被溝壑分割的不規(guī)則荒地，一般在大于5。的坡度坑內(nèi)植樹，使雨水有效匯集，同時(shí)覆蓋農(nóng)用地膜或麥草，減少樹根四周水分蒸發(fā)，從而保墑和增加地溫，可以有效提高造林成活率。②集水補(bǔ)充灌溉技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)主要是在陡坡地中上部修建集水窖來集存雨水，也可以通過太陽能發(fā)電機(jī)將江底的水抽到山頂?shù)募刂醒a(bǔ)充灌溉造林。以確保人工取水輔助灌溉的需要，有效提高了造林成活率。③根部注水栽植，根部注水栽植是在樹木根系附近用鐵釬子穿孔至根系分布深度，然后把注水管順人孔中注水，相隔一定距離再穿孔，再把注水管順入孔中注水。④其他輔助造林技術(shù)，包括一是保水劑與化學(xué)抗旱劑抗旱造林技術(shù)、生長調(diào)節(jié)劑和礦質(zhì)元素造林技術(shù)及高分子材料功能膜造林技術(shù)。

4.2工程措施

4.2.1工程造林方式

工程造林主要是為了提高立地保水、保土、保肥能力。干旱河谷地區(qū)立地改良主要涉及坡改梯工程、土地整治工程及水利工程。①改梯工程主要是坡改梯，就是把坡形改成梯形臺(tái)階狀，該技術(shù)是實(shí)施水土保持的主要內(nèi)容之一。②土地整理工程，土地整理是解決土壤干旱和貧瘠的關(guān)鍵措施之一，是提高造林成活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。適地適樹，并結(jié)合細(xì)致整地，是解決土壤干旱區(qū)域造林的有效措施，該工程的技術(shù)關(guān)鍵是整地季節(jié)和整地方式，因而土壤含水量影響著苗木的成活率和生長。③灌溉工程，主要是針對(duì)金沙江干熱河谷這樣特殊立地環(huán)境而采用的生態(tài)修復(fù)輔助措施。主要涉及到電力、土木、水利等工程措施。

4.2.2 工程措施對(duì)干熱河谷生態(tài)修復(fù)的重要作用

坡改梯工程、土地整理工程及灌溉工程對(duì)干熱河谷的生態(tài)治理功不可沒，尤其是坡改梯工程及土地整理工程，對(duì)該地區(qū)立地條件的改善起了舉足輕重的作用，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①攔截徑流泥沙。有研究表明，坡改梯前，當(dāng)降雨量增加79.5%時(shí)，徑流泥沙量增加了239%，在坡改梯之后，同樣的降雨量徑流泥沙量僅為47.8%左右;②保持土壤含水量，梯地可將降雨攔截蓄在該水平面中，并逐漸入滲至土壤內(nèi)。有研究表明：與坡耕地相比，梯地的土壤含水量，至少可提高1.58%左右;③提高土壤保肥能力，改良土壤結(jié)構(gòu)才會(huì)影響到土壤其他性狀，目的是使土壤具有自我調(diào)節(jié)和孕育其他生物物種條件;④更有利于開展其他輔助灌溉措施。干熱河谷地處金沙江沿岸的區(qū)位優(yōu)勢(shì)為全區(qū)域的人工灌溉提供了可能，而通過工程措施處理后的耕地地勢(shì)平坦，具有較高的保水、保土、保肥能力，這為人工灌溉創(chuàng)造了更多有利條件，從而保證了金沙江干熱河谷生態(tài)治理的可行性。

5西南地區(qū)干熱河谷生態(tài)治理展望

西南干熱河谷生態(tài)環(huán)境極其脆弱，具有逆向演替特征，其破壞影響近期內(nèi)難以消除，在實(shí)踐中，生態(tài)恢復(fù)及修復(fù)治理一直是難點(diǎn)，以至于常規(guī)的植樹造林對(duì)該區(qū)域的綠樹青山的實(shí)現(xiàn)效果不大。未來干熱河谷區(qū)域的生態(tài)治理則采取工程措施為主、生物措施結(jié)合的方式進(jìn)行專項(xiàng)治理，制定長遠(yuǎn)的目標(biāo)，不急于求成，穩(wěn)步推進(jìn)，使干熱河谷區(qū)成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展后國家生存發(fā)展空間的拓展區(qū)域。只有國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展到一定的高度和水平后，工程治理就成為應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害而采取的必要生態(tài)修復(fù)活動(dòng)，成為人工促進(jìn)自然恢復(fù)的重要環(huán)節(jié)之一。此外，保障措施對(duì)干熱河谷生態(tài)治理十分必要，包括國家重視、科學(xué)研究、合理規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)投入以及精細(xì)施工等。

我國西南地區(qū)干熱河谷擁有特殊的自然資源，為干熱河谷的有效治理提供了充足的自然條件，通過適當(dāng)?shù)娜藶楦深A(yù)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行生態(tài)治理是可行的。干熱河谷生態(tài)治理的當(dāng)前目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)其生態(tài)價(jià)值，更進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以后的工作可以結(jié)合困難立地的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，將第一、三產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合，發(fā)展具有區(qū)域特色的地方經(jīng)濟(jì)。困難立地坡改梯后，可將離城鎮(zhèn)較近且交通便利的區(qū)域打造成具有坡改梯特有景觀的樹木公園或果園，引入特色農(nóng)家樂，開發(fā)鄉(xiāng)村旅游景觀。改造后土壤條件好的地塊，可以考慮林下種植、養(yǎng)殖業(yè)，構(gòu)建復(fù)合經(jīng)營體系，充分開發(fā)利用土地資源。