滇西北程海流域干熱河谷區(qū)不同林種植物種類選擇研究

趙金龍, 徐映雪

1. 國家林業(yè)和草原局昆明勘察設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650216；

2. 國家林業(yè)和草原局，北京 100714

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(nèi)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化[3]，水土流失嚴(yán)重，石漠化程度加劇。因此，進(jìn)行程海流域干熱河谷區(qū)不同林種植物種類選擇，并開展植被恢復(fù)工作，對筑牢金沙江上游生態(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地區(qū)，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(rèn)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(fù)一直深受人們重視。近年來，在金沙江河谷[7-17]、怒江河谷[18-20]等干熱河谷區(qū)已開展了一些人工造林樹種選擇[13,15,21-27]，植被恢復(fù)技術(shù)[12,28]等方面的研究工作，但程海流域干熱河谷區(qū)截至目前未開展過相關(guān)研究。鑒于此，研究人員對程海流域1 600 m以下干熱河谷區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查，并就植被恢復(fù)中不同林種植物種類選擇做了深入探討，以期為干熱河谷區(qū)植被恢復(fù)植物種類選擇提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理?xiàng)l件

程海流域干熱河谷區(qū)地處麗江市永勝縣金沙江流域，為一近南北向展布的長條形區(qū)域，南北長約50 km，東西最寬約5 km，海拔位于1 400～1 600 m之間，東面、西面與北面山體連綿高聳，南面地勢較低，流域河水注入金沙江。屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，全年盛行南風(fēng)，常有強(qiáng)烈的“焚風(fēng)”，氣候干旱炎熱，且干旱時(shí)間長，晴朗少云，光照強(qiáng)度大，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(dá)6 400 ℃，日照時(shí)數(shù)2 700 h左右，降雨量較少，主要集中在7—9月，年均降雨量755.9 mm，年均蒸發(fā)量1 814.2 mm。土壤母質(zhì)主要為玄武巖，土壤有紅壤、棕壤、紅棕壤、紅褐土和水稻土，程海周邊分布有一定數(shù)量的鹽堿土。

1.2 植物植被

根據(jù)《云南植被區(qū)劃》，程海流域植被屬干熱河谷稀樹灌草叢，即“河谷型薩王納植被（Savanna of valley type）”。主要分布植物有木棉（Bombax ceiba）、紅椿（Toona ciliata）、楝 (Melia azedarach)、綠黃葛樹（Ficus virens）、滇刺棗（Ziziphus mauritiana）、滇欖仁（Terminalia franchetii）、車桑子（Dodonaea viscosa）、清香木（Pistacia weinmannifolia）、巖柿（Diospyros dumetorum）、余甘子（Phyllanthus emblica）、麻瘋樹（Jatropha curcas）、金合歡（Acacia farnesiana）、龍舌蘭（Agave americana）、黃茅（Heteropogon contortus）、黃背草（Themeda japonica）、叢毛羊胡子草（Eriophorum comosum）、戟葉酸模（Rumex hastatus）等。

2 研究方法

2019年3月，在查閱資料初步了解研究區(qū)自然環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，對程海流域干熱河谷區(qū)的氣候條件、土壤條件、自然植被、人工造林綠化樹種、地質(zhì)地貌、河流水系、農(nóng)業(yè)發(fā)展情況、旅游業(yè)發(fā)展情況、程海保護(hù)治理等進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，并對調(diào)查收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，然后查閱資料掌握云南省干熱河谷區(qū)造林樹種情況，結(jié)合研究區(qū)林業(yè)、農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)發(fā)展的需要，根據(jù)植物的生物學(xué)特性，科學(xué)論證篩選適宜的造林植物種類。

2.1 數(shù)據(jù)收集及野外調(diào)查

通過文獻(xiàn)搜集，以及對程海流域干熱河谷區(qū)的實(shí)地調(diào)查，整理得到現(xiàn)階段國內(nèi)各地干熱河谷區(qū)人工造林綠化樹種（見表1）。

2.2 立地分類與評價(jià)

（1）立地分類

科學(xué)客觀的立地現(xiàn)狀調(diào)查和立地分類是植物種類選取的基礎(chǔ)。本研究采用氣候（溫度帶、濕度帶），地形地貌和土壤（土壤質(zhì)地、pH值）3個(gè)因子作為立地劃分依據(jù)。經(jīng)外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)檢測分析，研究區(qū)域立地分類及特征見表2。

（2）立地評價(jià)

研究區(qū)地處亞熱帶干旱中高山峽谷盆域區(qū)，壩區(qū)面積較大，立地條件較好；其他山體區(qū)域坡向多為半陽坡和陽坡，土壤貧瘠，多呈酸性，礫石較多，保肥持水能力差，且多采石采沙活動，土壤侵蝕嚴(yán)重，立地條件較差。

3 結(jié)果與討論

3.1 植物種類選擇

針對研究區(qū)地質(zhì)地貌復(fù)雜，光照強(qiáng)度大，降雨量少，蒸發(fā)量大，氣候干旱炎熱，“焚風(fēng)”盛行，土壤瘠薄多缺水“干化”，極端干旱、洪澇、病蟲害等自然災(zāi)害頻繁等自然環(huán)境條件，以及人為活動干擾頻繁，過度放牧，過度開墾等破壞特點(diǎn)，在深入調(diào)查及數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，從營造防護(hù)林、特殊用途林、用材林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林等幾大林種的角度出發(fā)，系統(tǒng)的進(jìn)行了不同林種空間布局及其植物種類選擇的研究。具體研究成果如下：

表1 干熱河谷區(qū)人工造林樹種統(tǒng)計(jì)情況Tab.1 Statistics of artificial afforestation tree species in Dry-hot valley area

表2 立地分類及特征Tab.2 Site classification and characteristic

（1）防護(hù)林

防護(hù)林主要布局在程海湖周邊及程河（金沙江一級支流）兩岸的山麓、洪積扇、階地和灘地上，以及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作區(qū)和省道S214兩旁。以水源涵養(yǎng)林、水土保持林、防風(fēng)固沙林、護(hù)岸林、農(nóng)田防護(hù)林、護(hù)路林等6個(gè)亞林種為例，根據(jù)研究區(qū)天然植被的分布特征，以及植物的適生情況進(jìn)行了防護(hù)林植物種類選擇。選擇的植物主要是殼斗科（Fagaceae）、柏 科 （ Cupressaceae）、 木 棉 科 （ Bombacaceae）、桃金娘科（Myrtaceae）、楝科（Meliaceae）、蝶形花科（Fabaceae）、薔薇科（Rosaceae）、無患子科（Sapindaceae）、大戟科（Euphorbiaceae）等科的鄉(xiāng)土植物（見表3）。

（2）特殊用途林

試驗(yàn)區(qū)為一南北向分布的狹長形“壩子”，其間分布著云南省九大高原湖泊之一的程海湖，進(jìn)行區(qū)域景觀提升顯得尤為重要。特殊用途林重點(diǎn)布局在程海湖周邊，村屯，河流水系旁，大永高速和省道S214旁。研究人員從營造風(fēng)景林的角度出發(fā)，選擇了桑科（Moraceae）、木棉科、蝶形花科、夾竹桃科（Apocynaceae）、含羞草科（Mimosaceae）、薔薇科、樟科（Lauraceae）、紫葳科（Bignoniaceae）、菊科（Compositae）等科適宜的植物進(jìn)行景觀提升改造（見表4）。

（3）用材林

用材林主要布局在水熱條件相對較好的“壩子”區(qū)域，可利用荒地、灘地、退耕還林地、溝谷、村屯庭院等發(fā)展用材林。在調(diào)查研究區(qū)天然分布樹種及目前人工造林樹種的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他干熱河谷區(qū)造林樹種，選擇楝科、苦木科（Simaroubaceae）、蝶形花科、蘇木科(Caesalpiniaceae)、桃金娘科、楊柳科（Salicaceae）、椴樹科（Tiliaceae）、馬鞭草科（Verbenaceae）、樺木科（Betulaceae）和竹亞科（Bambusoideae）等科的植物營造用材林（見表5）。

（4）薪炭林

試驗(yàn)區(qū)荒地較多，應(yīng)積極鼓勵和支持農(nóng)戶發(fā)展薪炭林來解決局部地區(qū)能源問題。薪炭林主要布局在權(quán)屬為個(gè)人的宜林荒山荒地、農(nóng)田林網(wǎng)、村屯庭院等區(qū)域。薪炭林發(fā)展以桃金娘科、含羞草科、無患子科、蝶形花科、楊柳科、蝶形花科等科速生、繁殖能力強(qiáng)的樹種為主（見表6）。

（5）經(jīng)濟(jì)林

試驗(yàn)區(qū)“壩區(qū)”土地肥沃，物產(chǎn)豐富，素有麗江市商品糧基地之稱。因此，經(jīng)濟(jì)林主要布局在傳統(tǒng)農(nóng)耕區(qū)、退耕還林地、村屯庭院等條件較好的區(qū)域。現(xiàn)油橄欖（Olea europaea）、龍眼（Dimocarpus longan）、杧果（Mangifera indica）、石榴（Punica granatum）、 枇 杷 （Eriobotrya japonica）、 柑 橘（Citrus reticulata）、香蕉（Musa acuminata）等產(chǎn)業(yè)已有一定的規(guī)模，下一步應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展食用原料林，及具有高附加值的林草林藥（見表7）。

3.2 討論

（1）研究區(qū)自然環(huán)境條件惡劣，生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重，因此構(gòu)建以水源涵養(yǎng)林、水土保持林、防風(fēng)固沙林、護(hù)岸林、農(nóng)田防護(hù)林、護(hù)路林等類型防護(hù)林來改善生態(tài)、生產(chǎn)和生活空間顯得尤為重要。防護(hù)林植物種類選擇必須遵循自然規(guī)律，因地制宜、適地適樹。可選擇殼斗科、柏科、木棉科、楝科、蝶形花科、薔薇科、大戟科等科長效、適生性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、改良土壤效果好的地帶性鄉(xiāng)土植物，適當(dāng)引種柏科、桃金娘科、含羞草科等表現(xiàn)優(yōu)良的域外植物，構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，并促使其持續(xù)地進(jìn)行正向演替，才能保證造林的成效和質(zhì)量。

表3 防護(hù)林植物種類選擇情況表Tab.3 Plant species selection for the shelter forest

表4 風(fēng)景林植物種類選擇情況Tab.4 Plant species selection for the landscape forest

表5 用材林植物種類選擇情況Tab.5 Plant species selection for the timber forest

表6 薪炭林植物種類選擇情況Tab.6 Plant species selection for the firewood forest

（2）研究區(qū)自然環(huán)境條件獨(dú)特，要充分利用好“壩區(qū)”、溝谷、河流水系等立地條件較好的區(qū)域，通過發(fā)展以木棉科、?？?、蝶形花科、含羞草科、薔薇科、樟科等科植物為主的風(fēng)景林，提升區(qū)域生物多樣性及景觀多樣性水平，帶動生態(tài)旅游業(yè)；通過發(fā)展以楝科、蝶形花科、馬鞭草科等科植物為主的珍貴用材林，及以桃金娘科、楊柳科、禾本科（竹亞科）等科植物為主的速生豐產(chǎn)林來補(bǔ)齊生產(chǎn)生活所需木材；通過發(fā)展以薔薇科、蕓香科、鼠李科、無患子科、蝶形花科、石榴科等科植物為主的果樹林，以木犀科、胡桃科、山龍眼科、姜科等科植物為主的食用原料林，以及以大戟科、蕓香科、茄科、茜草科、漆樹科等科植物為主的其他經(jīng)濟(jì)林來助推脫貧攻堅(jiān)；通過發(fā)展以桃金娘科、楊柳科、含羞草科、薔薇科、無患子科等科植物為主的薪炭林來遏制目前破壞森林的現(xiàn)象。通過以上方式，將干熱河谷打造成宜居、宜游、宜業(yè)的“美麗河谷”，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益利益最大化。

（3）干熱河谷區(qū)開展不同林種植被恢復(fù)工作難度大，是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)性工程，必須統(tǒng)籌“山、水、林、田、湖、草”進(jìn)行系統(tǒng)性治理。要全面掌握干熱河谷區(qū)不同立地條件下的環(huán)境特征，進(jìn)行分區(qū)施策；要提前開展造林試驗(yàn)研究，科學(xué)論證篩選植物，然后在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)苗圃進(jìn)行擴(kuò)繁和培育；要遵循自然規(guī)律，堅(jiān)持常綠與落葉搭配，宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草、宜藤則藤、宜荒則荒，立地條件差的地塊宜模仿“河谷型薩王納植被”空間分布特征進(jìn)行植被修復(fù)。

表7 經(jīng)濟(jì)林植物種類選擇情況Tab.7 Plant species selection for the economic forest