河西胡楊林變化探析

馬劍平 滿多清 馬俊梅 張裕年 趙鵬 郭春秀 王飛

摘 要 胡楊是河西內(nèi)陸河流域生態(tài)屏障主要建群樹種，對維系當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境發(fā)揮了重要作用。隨著氣候變化和人類活動加強，生境因子發(fā)生變化，使胡楊林衰退，沙漠化加劇，生態(tài)安全受到威脅。文章分析了河西胡楊林生長特征與分布面積，歷史變遷，以及退化的自然和人為因素;介紹了近年來河西內(nèi)陸河流域綜合治理、生態(tài)恢復、天然胡楊林修復與人工胡楊林發(fā)展情況，提出了河西胡楊林恢復與發(fā)展途徑，以期對河西生態(tài)、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞 河西;胡楊林;變化;調(diào)查分析

中圖分類號：S792.11 ? ? ? 文獻標識碼：A ? doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2021.06.021

胡楊（ Populus euphratica ）是我國西北干旱區(qū)內(nèi)陸河流域中下游河、湖岸及荒漠唯一的天然喬木建群樹種和特有的自然森林資源，自古以來為干旱荒漠區(qū)天然生態(tài)屏障，對保護內(nèi)陸河流域水土、調(diào)節(jié)氣候、改善生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了重要作用。然而，長期以來，隨著全球變暖、生態(tài)環(huán)境變化與土地綠洲化發(fā)展，內(nèi)陸河流域天然胡楊林衰退嚴重，天然生態(tài)屏障消失，荒漠化和沙漠化加劇，導致內(nèi)陸河流域一系列生態(tài)變化，已嚴重影響西北地區(qū)的生態(tài)安全[1-8]。近年來，胡楊林生態(tài)適應(yīng)性、遺傳多樣性價值、高抗逆性及其資源保存保護與開發(fā)的應(yīng)用價值成為研究熱點[1-4，6，7]，開展河西胡楊林退化、變遷原因調(diào)查分析，對內(nèi)陸河流域鄉(xiāng)土樹種發(fā)掘、生態(tài)屏障恢復、防護林體系發(fā)展、保護和發(fā)展河西生態(tài)、經(jīng)濟具有重要意義。

1 河西胡楊林變遷

據(jù)河西西段疏勒河流域敦煌鐵匠溝發(fā)現(xiàn)的胡楊化石測定，其距今有300～600萬年，胡楊是伴隨著氣候冷暖周期性交替、干濕變遷、生態(tài)適應(yīng)性等過程中獨立演化形成的耐干旱、寒冷的植物，與楊柳科其他樹種相比，在生境、種群分布、形態(tài)、繁殖、演替等方面具有獨特性，其長期適應(yīng)于不斷變化的干旱大陸型氣候，適宜于生長在荒漠河、湖沿岸，河漫灘及地下水位較高沙質(zhì)土地上[1-4]。從古至近代，河西三大內(nèi)陸河流域中下游地區(qū)河流縱橫，多湖泊，天然胡楊林沿河、湖大面積分布，種群健康生長，根系所至種群繁衍，天然胡楊防護林體系保護著河西生態(tài)環(huán)境，防沙止漠，調(diào)節(jié)著當?shù)貧夂?，很好地維持了河西走廊的生態(tài)平衡[9-17]。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，歷史以來，河、湖不斷變遷，總體向干旱化發(fā)展，胡楊林逐漸衰退，在20世紀50年代前，甘肅河西內(nèi)陸河僅西段的疏勒河流域還有集中連片胡楊林15 000 hm2以上，黑河流域林分面積最大，石羊河流域中下游也多有分布[9-11]。而根據(jù)2017年甘肅省林地年度變更調(diào)查結(jié)果，河西胡楊林退化嚴重，多數(shù)已退化或消失，現(xiàn)存集中連片的胡楊林面積不足5 000 hm2。其中，胡楊林分布較集中的僅有金塔縣、瓜州縣、敦煌市、民勤縣等，各流域中下游的其他縣零星分布居多，集中片林少，胡楊分布區(qū)植被隨生境有一定差異（表1）。

2 河西胡楊林退化的主要因素

2.1 干旱退化

河西內(nèi)陸河中下游年均降水量低于110 mm，年均氣溫7～9 ℃，干旱，蒸發(fā)強烈，無效降水居多。天然胡楊林所需的水分主要靠潛水或河流泛濫水，喜濕潤土壤，地下水位不低于4 m時，胡楊生長發(fā)育旺盛;當?shù)叵滤唤抵?～6 m時生長減弱、退化，更新趨于停滯，水位降到6～7 m后，胡楊林生長弱，退化嚴重;若地下水位繼續(xù)下降，胡楊進一步衰退而死亡（表2）[1-8]。自1949年以來，河西內(nèi)陸河流域修建了100多座水庫調(diào)控水資源，主要用于綠洲農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，但伴隨著氣候變化，各流域中下游來水量減少，天然河流斷流，尾閭湖消失，河、湖岸胡楊衰退;同時，自20世紀70年代開始，利用機井提取地下水灌溉農(nóng)田，地表水彌補不足，中下游地下水位逐漸下降，地表、地下生態(tài)用水虧損，雨養(yǎng)生態(tài)面積擴大，原有靠地下水生存的植被衰退和消失。僅石羊河流域中下游的民勤縣就有10 166眼灌溉機井，地下水位從20世紀50年代的2～3 m，普遍下降到10 m以下，甚至20～30 m，土地旱化加強，植被退化，物種減少，土地干旱造成了天然胡楊林大面積衰退、死亡[12，16，18-22]。

2.2 土地綠洲化、沙漠化毀林

史前，河西地區(qū)為游牧區(qū)，漢朝開始農(nóng)業(yè)耕作，個別地域沙漠化發(fā)生，至明代，人口一直在10萬～50萬，明清以后人口持續(xù)增加，綠洲不斷擴展，沙漠化加速發(fā)展，人口從新中國成立后的200萬左右增加到目前的500萬，人工綠洲面積不斷擴大，沙漠化進一步發(fā)展。據(jù)2010年數(shù)據(jù)，河西走廊綠洲中僅耕地面積已達126萬hm2，在2002年退耕前綠洲耕地面積更大，在200萬hm2以上，綠洲外部土地沙漠化嚴重，一些綠洲又因沙漠化而萎縮[9-12]。長期以來，隨著人工綠洲面積持續(xù)增加，開荒種田，所到之處天然稀疏胡楊林木不斷被毀，使一定面積的胡楊樹林地因綠洲開發(fā)而消失，土地沙漠化也造成了胡楊林不斷退化和消失。

2.3 土地鹽漬化

胡楊具有強大的根壓，含碳酸氫鈉的樹葉及枝干具有泌鹽作用，耐鹽堿能力較強。胡楊幼苗耐鹽堿能力較差，隨著年齡增大，耐鹽堿能力顯著增強。一般來說，胡楊樹高在1 m以內(nèi)，土壤總鹽量1%以下，生長良好;總鹽量2%～3%，生長受到抑制;當總鹽量超過3%，衰退和死亡。在研究基礎(chǔ)上估算，河西內(nèi)陸河流域全部水資源僅能供養(yǎng)約100萬hm2綠洲，而實際的農(nóng)林牧綠洲面積遠大于水資源承載力，嚴重的生態(tài)用水短缺及氣候變化，導致一些胡楊林地生境因子發(fā)生了顯著變化，林地土壤鹽漬化加劇，并引起了其他生境因子的變化，導致了胡楊林退化和衰亡[1-12]。

2.4 胡楊自身生物學特性限制了發(fā)展

胡楊是干旱區(qū)內(nèi)陸河流域的鄉(xiāng)土樹種，長期適應(yīng)極端干旱氣候，具有耐大氣干旱，耐高溫、寒冷，耐鹽堿，抗風沙等特性，能夠忍耐45～40 ℃的氣溫，適生于10 ℃以上積溫2 000～4 500 ℃的中、暖溫帶的荒漠河流沿岸、河漫灘沙質(zhì)土地，喜濕潤土壤，具有在極端干旱氣候下生存的獨特生物學、生態(tài)學優(yōu)點。胡楊以種子繁殖和根蘗繁殖為主，扦插育苗率極低。種子很小，紫紅色，千粒質(zhì)量僅0.08～0.2 g，不易采集，種子成熟半年后大部分生活力喪失，發(fā)芽和成苗對土壤和水分要求較高，實生苗和根蘗繁殖大多僅滿足天然胡楊林的更新發(fā)育。目前，市場上少量胡楊苗木主要為人工種子繁育苗木，根蘗苗少，價格高，且因其成品苗主根發(fā)達，側(cè)根和毛細根少，造林成活率、保存率低;胡楊還具有很強的根蘗繁殖特性，在生境適宜條件下，離樹體25 m范圍內(nèi)大量滋生根蘗苗木，造成林木亂生長，不規(guī)則，生長慢，不易成林，影響到其他植被和農(nóng)作物的生長[1-8]。多年來，隨著林業(yè)技術(shù)在河西防護林體系的發(fā)展，荒漠綠洲防護林建設(shè)樹種具有育苗造林成本低、成活率高、成林快、操作技術(shù)簡單易行等特點，也限制了胡楊林的發(fā)展。

3 河西生態(tài)恢復中胡楊林變化

河西內(nèi)陸河流域生態(tài)退化，沙漠化發(fā)展，沙塵暴和自然災(zāi)害多發(fā)，生態(tài)安全受到威脅，引起了國內(nèi)外高度關(guān)注。近年來，國家相繼對三大內(nèi)陸河流域進行了綜合治理，開展了天然林保護、退耕還林草、封育封禁、造林治沙、生態(tài)屏障建設(shè)、草畜平衡、生態(tài)補償、平衡用水、恢復荒漠區(qū)生態(tài)等工程建設(shè)，有效促進了生態(tài)修復進程，促進了河西生態(tài)文明建設(shè)。

近年來，流域系統(tǒng)性協(xié)調(diào)用水，各流域中下游來水量顯著增加，一些河流、河漫灘、尾閭湖有所恢復，生態(tài)用水明顯增加，大部分區(qū)域地下水位下降減緩或緩慢上升，局部區(qū)域地下水位得到恢復，一些地表水、地下水恢復較好的區(qū)域天然胡楊林逐步修復;伴隨著沙區(qū)封育封禁力度加大，一些胡楊林地植被逐漸修復，促進了胡楊林的更新發(fā)育;同時，胡楊是河西地區(qū)生態(tài)適應(yīng)性極強的鄉(xiāng)土樹種，是生態(tài)安全屏障和多樣性防護林建設(shè)不可多得的重要樹種，其秋季金黃色葉子形成的風景帶具有良好的生態(tài)旅游價值。近年來，開始在城鎮(zhèn)、公園、濕地、生態(tài)旅游地、生態(tài)修復工程中進行造林應(yīng)用，促進了胡楊林發(fā)展。

4 河西胡楊林恢復與發(fā)展途徑

自古以來，胡楊就是我國干旱區(qū)內(nèi)陸河流域生態(tài)屏障的關(guān)鍵樹種。近年來，西北地區(qū)的生態(tài)胡楊林逐漸成金秋十月的旅游熱點，其生態(tài)、旅游價值得到了明顯提升，并產(chǎn)生了良好的生態(tài)經(jīng)濟效益。然而，甘肅河西地區(qū)雖然在金塔、瓜州、玉門等地有較大的天然胡楊林，一些縣也營造了一定面積的人工胡楊林，但規(guī)模小，成林少，與其他地區(qū)相比發(fā)展滯后，需進一步恢復天然胡楊林，大力營造人工林，促進生態(tài)屏障建設(shè)與生態(tài)旅游，以點帶面，帶動區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展。

（1）加強天然胡楊林生態(tài)修復，完善生態(tài)屏障。應(yīng)調(diào)查摸清各區(qū)域胡楊分布現(xiàn)狀，因地制宜地采取封育封禁、生態(tài)用水供給、輔助更新與造林等措施對現(xiàn)有天然胡楊林加以管護和修復，促進胡楊林更新發(fā)育，加大依法保護和病蟲害防治，逐步恢復和發(fā)展天然胡楊林。

（2）結(jié)合河西產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快胡楊生態(tài)旅游資源開發(fā)。借鑒國內(nèi)外先進技術(shù)，探索胡楊更新機理，開展胡楊種源試驗、優(yōu)樹選擇、良種繁育等研究， 挖掘胡楊資源多樣性，培育適宜河西的胡楊良種，發(fā)展高效低成本的育苗、造林技術(shù)[23-27]，在較高的起點上發(fā)展河西人工胡楊林，推廣胡楊生態(tài)林、防護林，形成金色胡楊林生態(tài)旅游帶，進一步推動河西旅游業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，使河西獨特的自然地理、生態(tài)及旅游資源發(fā)揮更大的生態(tài)、經(jīng)濟效益。

（3）結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，促進生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展。河西走廊是一塊塊綠洲鑲嵌于廣大荒漠之中的自然與人文地理景觀，沙漠化一直威脅著綠洲的發(fā)展，其穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境是河西綠洲經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。胡楊林是河西生態(tài)變化的指示性植物，河西大面積天然胡楊林退化，沙漠化加劇，嚴重影響著河西社會、經(jīng)濟的發(fā)展。結(jié)合西部大開發(fā)，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，修復天然胡楊林、營造人工胡楊林，促進防護林多樣化發(fā)展，建設(shè)和完善生態(tài)防護體系，是恢復河西生態(tài)、經(jīng)濟的重要途徑。在生態(tài)恢復和發(fā)展中，挖掘胡楊生態(tài)、經(jīng)濟價值，打造特色資源品牌，帶動其生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將積極推動當?shù)厣鐣?、?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

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