滇西北程海流域干熱河谷區(qū)生態(tài)修復關鍵技術研究

趙金龍，周建洪，徐映雪，姜麗娜

(1.國家林業(yè)和草原局昆明勘察設計院，昆明 650216； 2.國家林業(yè)和草原局，北京 100714；3.中國林業(yè)科學研究院，北京 100091)

程海是云南省九大高原湖泊之一[1-2]。近年來，程海水位持續(xù)下降，流域內生態(tài)系統(tǒng)退化[3]，水土流失嚴重，荒漠化程度加劇，資源開發(fā)利用與保護矛盾突出。如不及時采取保護治理措施，將嚴重影響當?shù)厣鷳B(tài)和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，加強程海流域的生態(tài)修復，對云南省爭當生態(tài)文明建設排頭兵、筑牢滇西北生態(tài)安全屏障意義重大。

干熱河谷俗稱干壩子[4]，主要分布在橫斷山脈的怒江、瀾滄江、金沙江等河谷區(qū)域。程海流域隸屬金沙江支流，海拔1 600 m以下區(qū)域多為干熱河谷區(qū)。長期以來，干熱河谷被認為是世界上環(huán)境最惡劣的地區(qū)之一[5-6]，其生態(tài)修復一直倍受人們重視。近年來，國內研究人員在金沙江河谷[7-17]、怒江河谷[18-20]、攀枝花[21-26]、元謀縣[27-42]、元江縣[4，43]、鶴慶縣[44]、武定縣[45]等干熱河谷區(qū)開展了一系列研究工作，研究內容涉及造林樹種論證與選擇[13，15，42，46-51]、植被恢復技術[12，52]、造林關鍵技術[6，10，16，53-55]、植物生理特性[8，38，40，46，50，56-65]、育種育苗[44，47，51，66-70]、植被恢復影響因素[20，24，71-74]等方面，部分研究已取得重大突破與進展，但在程海流域干熱河谷區(qū)還未開展過研究。鑒于此，研究人員在系統(tǒng)調查的基礎上，針對當前干熱河谷區(qū)生態(tài)修復過程中存在的問題，提出了未來生態(tài)修復的具體思路，以期為干熱河谷區(qū)生態(tài)修復的研究與實踐提供參考。

1 區(qū)域概況

程海位于云南省麗江市永勝縣金沙江干熱河谷區(qū)， 100°38′—100°41′E， 26°27′—26°38′N之間。屬亞熱帶高原季風氣候，全年盛行南風，常有強烈的焚風，氣候干旱炎熱，且干旱時間長，晴朗少云，四季不分明，年平均氣溫19.1 ℃[3]，月最高溫出現(xiàn)在5—7月，≥10 ℃的年活動積溫達6 400 ℃，日照時數(shù)2 700 h左右，降雨量少，降水集中在7—9月，年均降雨量755.9 mm，年均蒸發(fā)量1 814.2 mm。

根據(jù)《云南植被區(qū)劃》劃分，程海流域植被屬干熱河谷稀樹灌草叢。據(jù)現(xiàn)場調查，程海流域干熱河谷區(qū)分布的主要樹種詳見表1。

表1類型樹種喬木藍桉(Eucalyptusglobulas)、苦楝(Meliaazedaeach)、黃葛樹(Ficusvirens)、鳳凰木(Delonixregia)、木棉(Bombaxceiba)、紅椿(Toonaciliata)、山黃麻(Trematomentosa)、滇刺棗(Ziziphusmauritiana)、白頭樹(Garugaforrestii)、滇欖仁(Terminaliafranchetii)、慈竹(Bambusaemeiensis)等灌木車桑子(Dodonaeaviscosa)、火棘(Pyracanthafortuneana)、清香木(Pistaciaweinmannifolia)、鐵仔(Myrsineafricana)、巖柿(Diospyrosdumetorum)、余甘子(Phyllanthusemblica)、華西小石積(Osteomelesschwerinae)、雀梅藤(Sageretiathea)、白毛黃荊(Vitexnegundo)、麻瘋樹(Jatrophacurcas)、假煙葉樹(Solanumerian-thum)、金合歡(Acaciafarnesiana)、云實(Caesalpiniadecapetala)、小檗美登木(Maytenusberberoides)、牛角瓜(Calotropisgigantea)、龍舌蘭(Agaveamericana)、金剛纂(Euphorbianeriifolia)等草本扭黃茅(Heteropogoncontortus)、黃背草(Themedajaponica)、白茅(Imperatacylindrica)、斑茅(Saccharumarundinaceum)、叢毛羊胡子草(Eriophorumcomosum)、孔穎草(Bothriochloapertusa)、橘草(Cymbopogongo-eringii)、戟葉酸模(Rumexhastatus)、翼齒六棱菊(Laggerapterodonta)、兩頭毛(Incarvilleaarguta)、雙萼觀音草(Peristrophepamiculata)、黃細心(Boerhaviadiffusa)等藤本毛茛鐵線蓮(Clematisranunculoides)、地果(Ficustikoua)、炮仗花(Pyrostegiavenusta)、葉子花(Bougain-villeaspectabilis)、錦屏藤(Cissussicyoides)等

2 生態(tài)修復面臨的困難和存在的問題

2.1 自然環(huán)境惡劣，生態(tài)系統(tǒng)退化

程海流域干熱河谷區(qū)光照強度大，氣候干旱炎熱，干旱時間長，全年盛行南風，“焚風效應”明顯。區(qū)域內年降水量較少、而蒸發(fā)量則是降水量的2～3倍，空氣干燥，且降水年內分配不均勻，主要集中在7—9月，導致土壤經(jīng)常缺水干化。此外土壤瘠薄，多為燥紅壤，且石礫較多，土壤保水保肥性較差，非常不利于植物生長。

程海流域干熱河谷區(qū)原生植被是以硬葉櫟類為主的亞熱帶常綠闊葉林，由于長期人為活動干擾，以及過度放牧和過度開墾的破壞，目前區(qū)域內植被已逆向演替為干熱河谷灌草叢，環(huán)境越來越惡劣，生態(tài)系統(tǒng)退化嚴重。

2.2 自然災害嚴重

谷區(qū)內地質地貌復雜，山高坡陡、溝谷縱橫，僅大的沖溝就有47條之多。加之氣候干旱少雨、水熱不均衡，土壤瘠薄，植被恢復困難，植被覆蓋率較低，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力差，致使極端干旱、洪澇、火災、病蟲害等自然災害頻繁。

2.3 統(tǒng)籌協(xié)調力度不夠

生態(tài)修復是一項長期的系統(tǒng)性工程，須由發(fā)改委牽頭，林草、水利、農業(yè)、國土、財政等部門相互協(xié)調配合，共同推動。目前，程海流域的生態(tài)修復工作基本都是以林草部門為主導，其他部門配合開展工作，但是林草部門協(xié)調其他部門開展工作的能力相對較弱，加之一些部門只從自身的利益出發(fā)，致使生態(tài)修復工作難以持續(xù)推進。

2.4 資金投入不足

生態(tài)修復是一項需要資金長期投入的工程，不僅僅是加大生態(tài)建設的投入，還需持續(xù)投入資金改善區(qū)內群眾的生產、生活條件，尤其是能源和水源方面的生計問題，僅靠法律法規(guī)及宣傳手段來約束群眾對自然環(huán)境的破壞，效果并不理想。此外，程海流域地區(qū)因財政困難、資金配套不足，致使后期管護跟不上，生態(tài)修復成果難以鞏固，邊修復邊破壞的現(xiàn)象沒有得到根本性扭轉。

2.5 基礎性研究缺乏

目前，研究人員在金沙江沿線、攀枝花、元謀縣、元江縣、武定縣等干熱河谷地區(qū)已開展了干熱河谷形成、植被演化、植被恢復理論、造林技術、鄉(xiāng)土樹種應用、生態(tài)系統(tǒng)定位觀測等方面的研究。但在程海干熱河谷區(qū)還未開展相關研究，基礎數(shù)據(jù)缺乏，開展生態(tài)修復工作困難較大。

3 生態(tài)修復關鍵技術

遵循“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念，突破單一的植樹造林模式，采用生物措施與工程措施相結合，以灌木為主體，喬、灌、草、藤立體配置。本著綜合治理、系統(tǒng)修復的思路，統(tǒng)籌生態(tài)治理、景觀營造與經(jīng)濟發(fā)展的需要，著力推進程海流域干熱河谷區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的修復與重建，全面提升生態(tài)系統(tǒng)服務水平，穩(wěn)步實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的正向演替。

3.1 合理布局，突出重點

3.1.1 總體布局

結合程海旅游區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢，推進生態(tài)系統(tǒng)修復與旅游產業(yè)及地方經(jīng)濟融合發(fā)展，按照生態(tài)防護、生態(tài)景觀、生態(tài)經(jīng)濟3種類型進行布局。

1)生態(tài)防護型。主要分布在荒(石)漠化程度較重的區(qū)域，多為車桑子—扭黃茅為主的稀樹灌草叢，立地條件較差。選擇耐旱、耐貧瘠的地帶性喬木和灌木樹種，輔以水利等工程措施，進行系統(tǒng)修復治理。在重要節(jié)點外圍營建生物圍欄，種植火棘、龍舌蘭、仙人掌、霸王鞭、金剛纂等樹種組成的隔離帶，防止人畜破壞。

2)生態(tài)景觀型。主要分布在大永(大理—永勝)高速、程海環(huán)海公路、S220省道等道路兩側區(qū)域，一些重要景觀節(jié)點，以及程海生態(tài)紅線外圍區(qū)域，立地條件較好，建設高起點、高標準、高質量的生態(tài)景觀林。以木棉、鳳凰木、葉子花等鄉(xiāng)土景觀喬木樹種及觀花植物為主，通過喬、灌、草、藤的立體配置，營造風景優(yōu)美的生態(tài)空間。

3)生態(tài)經(jīng)濟型。主要分布在程海流域原農業(yè)耕作區(qū)，立地條件相對較好，土層較厚。選擇具有較好經(jīng)濟效益的果木或多用途的樹種栽植，既能滿足綠起來的要求，又能創(chuàng)造經(jīng)濟價值，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益雙贏。

3.1.2 修復要點

因自然環(huán)境惡劣，決定了樹種選擇是生態(tài)修復成敗的關鍵，生態(tài)修復應作為一項長期性工作來開展，必須提前謀劃，絕不能搞一夜成林、成景。首先，必須在當?shù)亟ㄔO培育鄉(xiāng)土樹種的苗圃，初步選擇出抗逆性較強的樹種；其次，開展不同立地條件下的造林試驗及研究，進一步確定優(yōu)生樹種；最后，遵循由易到難的原則，統(tǒng)籌“山水林田湖草”進行系統(tǒng)修復。

3.2 樹種

3.2.1 樹種選擇原則

樹種選擇須遵循因地制宜、適地適樹、效益最大化的原則。一方面，選擇適生性強、抗逆性強、根系發(fā)達、改良土壤效果好的地帶性鄉(xiāng)土樹種，營造生態(tài)林，確保生態(tài)系統(tǒng)結構與功能穩(wěn)定，促進植被正向演替；另一方面，在構建綠水青山的同時，要兼顧當?shù)厣鷳B(tài)旅游發(fā)展，以及脫貧攻堅的需要，營造景觀林和經(jīng)濟林，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益最大化。

3.2.2 樹種選擇

1)生態(tài)防護型樹種。主要選擇速生、抗逆性強、耐干旱瘠薄、保水保肥能力強、水土保持功能較強、改良土壤能力效果好的樹種，詳見表2。

2)生態(tài)景觀型樹種。選擇形態(tài)優(yōu)美、枝葉茂盛、色彩濃重的植物，需具有較強的觀葉、觀花、觀果、觀型的功能和作用，力求達到“四季有花、四季常綠”的效果，詳見表3。

3)生態(tài)經(jīng)濟型樹種。生態(tài)經(jīng)濟型樹種要求具有良好的生態(tài)防護功能、綠化美化效果，還要兼顧周邊群眾的接受度及良好的經(jīng)濟收益，詳見表4。

表2 生態(tài)防護型樹種類型優(yōu)選植物名稱備用樹種植物名稱喬木木棉、鳳凰木、云南松、云南油杉、尼泊爾榿木、球花石楠、紅椿、滇樸、山黃麻、黃葛樹、大青樹、黃連木、麻櫟、栓皮櫟、滇青岡、清香木、滇欖仁、馬甲子、滇刺棗、西南杭子梢、墨西哥柏木、慈竹、龍舌蘭等云南樟、樟、華山松、滇合歡、山合歡、毛葉合歡、臭椿、苦楝、川楝、滇楊、高山榕、錐連櫟、滇石櫟、刺槐、臺灣相思、頭狀四照花、假煙葉樹、大葉女貞、構樹等灌木車桑子、馬桑、白刺花、火棘、牛筋條、余甘子、杭子梢、華西小石積、沙針、鐵仔、雀梅藤、扁核木、灰毛蕕、白毛黃荊、麻瘋樹、密蒙花、木豆等銀合歡、滇黔黃檀、金合歡、巖柿、大葉千斤拔、云南山螞蝗、云南土沉香、小檗美登木、西南栒子、牛角瓜、蓖麻等草本戟葉酸模、決明、小藍雪花、仙人掌、金剛纂等類蘆、披堿草、黑麥草、斑茅、象草等藤本地果、石山羊蹄甲、忍冬、地不容、云實、薔薇、懸鉤子、葉子花、葛、薜荔、絡石等爬山虎、常春藤、常春油麻藤、紫藤等

表3 生態(tài)景觀型樹種類型優(yōu)選植物名稱備用樹種植物名稱喬木木棉、鳳凰木、黃花夾竹桃、云南櫻花、冬櫻花、紫薇、藍花楹、烏桕、黃連木、雞冠刺桐、黃葛樹、大青樹、高山榕、羊蹄甲、頭狀四照花、西湖垂柳、紅千層、黃花風鈴木、慈竹等銀樺、白蘭、白頭樹、滇合歡、山合歡、毛葉合歡、楓香樹、銀杏、日本櫻花、紫葉李、垂絲海棠、貼梗海棠、欒樹、銀葉金合歡等灌木夾竹桃、蝦子花、滇素馨、雞爪槭、紫荊、云南含笑、木本曼陀羅、紅葉石楠、杜鵑等金合歡、云實、月季、薔薇、金鈴花、雞蛋花、馬纓丹等草本小藍雪花、假杜鵑、多花百日菊、波斯菊、蘆葦、墨西哥鼠尾草、薰衣草、粉黛亂子草、狼尾草等紫茉莉、孔雀草、向日葵、戟葉酸模等藤本葉子花、炮仗花、薔薇等毛茛鐵線蓮、紫藤、常春油麻藤、錦屏藤等

表4 生態(tài)經(jīng)濟型樹種類型優(yōu)選植物名稱備用樹種植物名稱喬木油橄欖、大樹楊梅、美國山核桃、軟籽石榴、番石榴、甜酸角、桑等澳洲堅果、泡核桃、棗、杧果、梨、蘋果、甜脆李、番木瓜、辣木等灌木沃柑、食用玫瑰等花椒、褚橙、油牡丹、刺梨、咖啡等草本砂仁、香蕉、芭蕉等天麻、重樓、白及、甘草等藤本葡萄、豆薯等天門冬、提子、忍冬等

3.3 修復措施

3.3.1 整地方式

據(jù)相關研究，干熱河谷地區(qū)宜采用的整地方式有：漏斗底魚鱗坑整地[75]、月牙形魚鱗坑整地[76]、塊狀整地[77]、水平溝整地[6]、大塘整地[33]、穴狀整地[78]等。程海流域生境脆弱，為了保護原有植被，防止水土流失，生態(tài)修復時應禁止全面整地。建議在地塊完整，坡度平緩區(qū)采用水平溝整地；在地形破碎，沖溝較多，侵蝕嚴重，且土層較薄的地塊采用魚鱗坑整地；其他宜造林地塊采用穴狀整地。

3.3.2 配置模式

程海流域干熱河谷生境類似非洲稀樹草原的生境，因此，在進行面山生態(tài)修復時，樹種的配置模式宜“師法自然”，即采用稀樹(喬木)+灌木+草本，或灌木+草本的方式；種植點的配置方式宜采用“品字形”配置，有利于降低“焚風”效應的影響。

3.3.3 造林密度

費世民[54]認為在干熱河谷地區(qū)營造高密度的人工林會導致林分環(huán)境差，難以形成結構良好的林分。經(jīng)現(xiàn)場調查，在程海流域按照常規(guī)密度營造的喬木純林、喬喬混交林和喬灌混交林，林木保存率都較低。因此，應降低造林密度，減小土壤水分承載力。建議喬木樹種的造林密度應控制在1 110株/ hm2以內，即株行距大于3 m×3 m；灌、草可適當密植和播種。

3.3.4 栽植

栽植時間。經(jīng)調查，以雨水集中的7—9月為宜，且選擇陰雨天氣栽植。在已配套水利設施的造林地塊，可合理安排時間提前造林，以延長其生長期，促進苗木生長。

栽植技術。在栽植之前，有條件的要進行浸根處理，提高苗木體內含水量。在栽植過程中，容器苗要去除營養(yǎng)袋，若為裸根苗，則應保持根系舒展。針對程海流域干熱河谷環(huán)境條件，還應進行客土栽培，以及使用保水劑、覆蓋地膜或枯草、噴施旱地龍等。栽植后，要將土踩緊踏實，并澆足定根水。

3.3.5 撫育管護

“三分栽七分管”是成林的關鍵[79]，造林后需安排長期性的專職管護人員定期灌溉，除草，松土，施肥，增加土壤含水量和肥力，以滿足苗木生長所需要的條件。此外，在干擾較大的區(qū)域，除營造生物圍欄外，還要設置網(wǎng)圍欄防止人畜進入破壞。

4 結語

1)程海流域干熱河谷區(qū)自然環(huán)境惡劣，自然災害和生態(tài)系統(tǒng)退化均較嚴重，但在深入調查當?shù)厣镔Y源及自然地理環(huán)境條件的基礎上，通過開展科學而系統(tǒng)的生態(tài)修復工作，重構地帶性森林生態(tài)系統(tǒng)是可行的。

2)生態(tài)修復是一項綜合性較強的系統(tǒng)工程，涉及多學科、多部門配合，在制定修復方案時，必須牢固樹立“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念，統(tǒng)籌兼顧，將生物措施與工程措施相結合，有效推進生態(tài)建設，加快植被恢復及其正向演替進程。

3)生態(tài)修復工作是一項長期性工作，樹種選擇是關鍵，必須提前謀劃和布局，在當?shù)亟ㄔO苗圃，培育長勢較好的鄉(xiāng)土樹種，并開展造林試驗研究，進而科學的優(yōu)選出長效、耐旱、耐瘠薄的樹種。在此基礎上，遵循由易到難的原則，穩(wěn)步推進生態(tài)修復工作。

4)程海流域干熱河谷區(qū)氣候干旱炎熱，降雨較少，土地承載力有限，為保障生態(tài)修復成果的長效性，在開展生態(tài)修復工作前必須配套好水利設施。開展生態(tài)修復時，要根據(jù)不同的立地條件科學整地，采用多種造林模式進行適宜密度造林，要采用更多的新技術、新工藝和新方法。修復完成后還要加強林木的撫育管護，才能保證修復的成效和質量。

5)程海流域干熱河谷區(qū)生態(tài)修復資金投入較大，地方政府難以長期持續(xù)投入，建議把項目納入國內大規(guī)模國土綠化、長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護、云南省九大高原湖泊保護治理等國家重點計劃實施項目的范疇，使資金得以保障，同時拓寬融資渠道，引入社會資本，共同推進生態(tài)修復持續(xù)發(fā)展。