黃土高原草地植被的嬗變

夏 悅，王國會(huì)，沈禹穎，馬景永

（蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 / 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730020）

草原是人類重要的自然資源，為人類生產(chǎn)生活提供了豐富的物質(zhì)資料和精神財(cái)富。草原具有保持水土、穩(wěn)增碳匯、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性、保障畜牧業(yè)生產(chǎn)和邊疆穩(wěn)定、民族團(tuán)結(jié)等諸多功能[1]。我國是草地資源大國，約41.7%的區(qū)域?qū)儆诓莸豙1]。維護(hù)草原生態(tài)系統(tǒng)健康不僅是我國的重大戰(zhàn)略需求，也是新時(shí)代構(gòu)建山水林田湖草生命共同體的必然選擇。近年來，草原與生態(tài)環(huán)境變化及人類活動(dòng)的相互影響日益深刻與廣泛。十八大以來，黨中央多次提出要統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，草的重要性進(jìn)一步凸顯。因此，加強(qiáng)草原生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與治理，對于我國生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

黃土高原是我國重要的草原分布區(qū)，也是我國水土流失嚴(yán)重的典型生態(tài)脆弱區(qū)。其作為中華民族和中華文明的發(fā)祥地，不僅記載了華夏民族幾千年的文明進(jìn)程，還反映了史前至今中華大地億萬年生態(tài)環(huán)境的演變軌跡[2]，是研究中國自然環(huán)境變化與干旱半干旱區(qū)人地矛盾及植被變遷的典型區(qū)域。從水草豐美、林木廣布的豐饒之地變?yōu)轼B無棲處、樹矮草稀的荒山禿嶺，經(jīng)過多年治理又重新煥發(fā)盎然綠意，黃土高原經(jīng)歷了不同草地植被的演變。了解黃土高原草地植被的演變歷程對于該區(qū)域植被的恢復(fù)重建及水土保持具有重要指導(dǎo)作用，對干旱半干旱地區(qū)的環(huán)境保護(hù)和生態(tài)治理也具有一定的借鑒意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 黃土高原概況

黃土高原位于我國中部偏北部，黃河中上游地區(qū)，地跨陜、甘、寧、晉、豫、青和內(nèi)蒙古等多省，總面積約為6.24 × 107hm2。黃土高原屬于我國第二級(jí)階梯，整體地勢呈西北高、東南低，海拔變化較大，在300～2 500 m[2](圖1)。區(qū)域內(nèi)地形地貌復(fù)雜，溝壑縱橫，在長期的風(fēng)力堆積與流水侵蝕的旋回中形成了以為塬、梁和峁等為基本單元的地貌格局[3]。黃土高原地處中緯度季風(fēng)帶，是典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候，降水季節(jié)分布不均且年際變化大，多年平均降水量為200～800 mm，并受地形和季風(fēng)環(huán)流影響呈現(xiàn)自東南向西北遞減趨勢[2]。黃土高原生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重，是黃河泥沙的主要來源[4]。

1.2 黃土高原草地植被現(xiàn)狀

黃土高原處于中國東部濕潤區(qū)向西部干旱區(qū)的過渡地段，受氣候、地形及地勢的影響，區(qū)域內(nèi)形成了一定的水熱梯度。植被區(qū)系成分過渡性特征明顯[5]，植被景觀自東南向西北呈現(xiàn)為落葉闊葉林–森林草原–典型草原–荒漠草原的地帶性分布格局[6]。目前，除耕地外，黃土高原的土地覆蓋類型中草地面積最大，占總面積的37.51%[7](圖1)，其草地廣泛分布于內(nèi)蒙古沙地和沙漠區(qū)、陜西中部和北部丘陵溝壑區(qū)，寧夏中南部和甘肅的大部分區(qū)域，發(fā)育的草地植被類型主要包括草甸草原、典型草原、荒漠草原以及灌叢草原。這些草原植物群落的總體特征表現(xiàn)為以旱生植被為主，結(jié)構(gòu)簡單，草層低矮稀疏，葉片較小，群落生產(chǎn)力較低[2]；但不同類型草原的分布區(qū)域和主要物種有所差異(表1)。

表1 黃土高原草原類型與分布情況[5,8-16]Table 1 The types and distribution of grassland on the Loess Plateau

圖1 黃土高原土地覆蓋類型圖Figure 1 A map of the Loess Plateau showing the different types of land cover

2 黃土高原草地的演變

目前，學(xué)界對黃土高原歷史植被的研究主要通過孢粉、同位素、植物硅體、土壤成分分析以及對歷史遺跡和文獻(xiàn)考證等方法來進(jìn)行[17-22]。由于黃土高原分布范圍廣，區(qū)域內(nèi)地貌復(fù)雜，實(shí)證探究的區(qū)域不同，光熱和水分等自然條件也存在較大差異，因而發(fā)育的植被類型也有所差別。而且，不同的研究方法，受技術(shù)和誤差的影響使得研究存在一定的不確定性。本研究結(jié)合前人的研究，以時(shí)間為尺度，以氣候及人類活動(dòng)為重要線索，通過文獻(xiàn)查閱、史料探究等方法系統(tǒng)闡述了黃土高原草地植被的嬗變歷程，以期為黃土高原的生態(tài)恢復(fù)與重建提供一定的科學(xué)指導(dǎo)。

2.1 黃土高原形成至更新世時(shí)期(距今250 萬年至距今約1.2 萬年)

黃土高原形成于250 萬年前[23]，這一時(shí)期自然環(huán)境變化是影響黃土高原草地植被演替的主要因素。受地球軌道要素周期性變化的影響，250 萬年以來黃土高原氣候呈現(xiàn)出明顯的干濕交替的現(xiàn)象[24]。進(jìn)入第四紀(jì)以后，氣候逐漸由暖濕變?yōu)槔涓蒣25]，黃土高原植物孢粉從松屬花粉占絕對優(yōu)勢變?yōu)檩飳?、藜科等草本植物花粉含量明顯增加[26]。更新世期間，氣候表現(xiàn)出溫和半干旱–寒溫半濕潤–溫和半干旱的變化過程，草地植被也隨之經(jīng)歷了森林草原、草原和荒漠草原的多次轉(zhuǎn)化。根據(jù)泥河灣盆地和渭河盆地孢粉分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，更新世草本植物是黃土高原植被的主體[26-27]。在更新世暖期，黃土高原主要是溫帶針闊葉疏林和草原景觀。到晚更新世，黃土高原蒿屬和藜科等旱生草本植被分布變廣，草原向干草原轉(zhuǎn)化，草地植被類型有疏林草原、草原、干草原和荒漠草原等[26]。

2.2 全新世早期–全新世中期(距今約1.2 萬年至公元前2029年)

全新世早期，受全球氣溫回暖的影響[28]，黃土高原植被類型開始向疏林草原轉(zhuǎn)變。有關(guān)學(xué)者通過對甘肅會(huì)寧和西峰地區(qū)的孢粉組合分析發(fā)現(xiàn)，該時(shí)期喬木花粉開始增多，其濃度與草本花粉濃度基本持平[29]，這表明在這一時(shí)期黃土高原主要發(fā)育草原和疏林草原[17-18]。到全新世中期，氣候變得更加溫暖濕潤，原有的草原和疏林草原向濕潤型轉(zhuǎn)變，關(guān)中、晉南和豫西北地區(qū)開始發(fā)育了亞熱帶落葉與常綠闊葉混交林[30]，陜北高原北部也形成了由松、榆及小喬木組成的森林草原景觀[31]。唐領(lǐng)余等[32]通過研究甘肅定西、秦安等地全新世黃土沉積剖面的孢粉記錄證明，在全新世早期至全新世中期，黃土高原古植被曾經(jīng)歷了荒漠草原–森林草原(或疏林草原) –針葉林或溫帶森林–森林草原的演變過程。

2.3 夏朝–戰(zhàn)國時(shí)期(公元前2029 至公元前221年)

全新世晚期(距今約4 000年)，全球經(jīng)歷了一次大的降溫，氣候開始變冷變干[28]。作為中華文明的發(fā)源地之一，黃土高原的墾殖活動(dòng)隨著農(nóng)耕文明的繁榮日益顯示出其破壞性。自此開始，黃土高原的植被演變過程中人為因素的影響逐漸增加。

夏朝至戰(zhàn)國時(shí)期，由于人類生產(chǎn)力低下，對自然資源的利用和開墾程度較低，黃土高原絕大部分地區(qū)仍保持著較好的疏林草原景觀，植被發(fā)育以疏林草原為主?！对娊?jīng)》、《山海經(jīng)》等史料及文獻(xiàn)記載表明，六盤山以東、呂梁山以西、渭河以北、長城以南的黃土高原分布著面積廣大的草地和灌叢。在離石–延安–慶陽這一植被分界線上，南部植被類型以疏林灌叢草原為主，其中櫟屬、桑屬為主的落葉闊葉喬木占比較大；北部植被類型為半旱生和旱生草原，草地和灌木占有重要的地位[33-34]。此外，在對董志塬和及蘇家灣等地黃土剖面的孢粉分析中也發(fā)現(xiàn)，此階段草本花粉和喬木花粉濃度較高，孢粉組合中松屬增多，蒿屬、禾本科、菊科略有下降，進(jìn)一步證明這一時(shí)期黃土高原的主要植被類型為疏林草原[32]。

2.4 秦–西漢時(shí)期(公元前221年至公元25年)

秦至西漢時(shí)期，氣候較為溫和濕潤，農(nóng)耕業(yè)興起[35]。秦國勢力向渭河上游和涇河流域擴(kuò)展，重農(nóng)政策的推行加速了黃土高原農(nóng)耕區(qū)向西北的拓展。秦統(tǒng)一六國后，又向西北地區(qū)大量移民屯墾，興建咸陽宮、阿房宮以及秦始皇陵等大型工程。人口涌入和修筑長城等工事使得黃土高原地區(qū)耕地緊張，兵民大規(guī)模屯田開荒，天然植被有所減少。直至秦末漢初，沿秦長城經(jīng)東勝東、榆林北、靖邊北到環(huán)縣一線以北為草原景觀，此線以南為疏林灌叢草原景 觀[30, 34]。

西漢年間，統(tǒng)治者吸取秦苛政速亡的教訓(xùn)，奉行輕徭薄賦、讓利于民的統(tǒng)治理念以修養(yǎng)生息。仁政之下人口激增，迫使統(tǒng)治者不得不“開關(guān)梁，弛山澤之禁”，以緩解土地壓力。國內(nèi)安平富庶，但邊疆卻戰(zhàn)禍連連，游牧民族侵?jǐn)_不斷。為鞏固邊防，漢文帝接受晁錯(cuò)建議，開始大規(guī)模“徙民實(shí)邊”。之后，歷代統(tǒng)治者基本延續(xù)這一政策。漢武帝時(shí)期，曾使“數(shù)萬人度河，筑令居，初置張掖、酒泉郡，而上郡、朔方、西河、河西開田官，斥塞卒六十萬人戍田之”[36-37]。大量移民、駐兵涌入黃土高原，西漢末年，該區(qū)域人口負(fù)載已過千萬[38]。此外，漢代建國之初便開始興修水利，民間耕作技術(shù)不斷改進(jìn)，農(nóng)業(yè)開發(fā)力度較之前大大增加。隨著人口的增加及農(nóng)耕的發(fā)展，黃土高原軍屯與民墾的規(guī)模不斷擴(kuò)大，草地面積萎縮，特別是南部的關(guān)中、洛陽盆地和天水盆地，墾草為田之風(fēng)盛行。然而，太原–龍門–寶雞這一農(nóng)牧界線以北除河谷平原外的大部分地區(qū)，草地植被仍保持自然狀態(tài)[39]。

2.5 東漢–魏晉南北朝時(shí)期(公元25年至公元581年)

東漢至魏晉南北朝時(shí)期，氣候轉(zhuǎn)為寒涼[35]。從東漢獻(xiàn)帝建安十二年到東晉安帝義熙五年的200年時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)寒災(zāi)的次數(shù)多達(dá)46 次，北方農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重受限[37,40]。因此，游牧民族南下建立政權(quán)，戰(zhàn)禍頻仍的民族混戰(zhàn)由此開啟。由于混戰(zhàn)導(dǎo)致區(qū)域政權(quán)不穩(wěn)，百姓戶籍限制不強(qiáng)，流動(dòng)相對自由，黃土高原農(nóng)業(yè)人口大量遷出，落戶于更宜居宜產(chǎn)的南方地區(qū)。據(jù)《續(xù)漢書·郡國志》、《晉書》所記錄，東漢永和五年(公元140年) 黃土高原總?cè)丝谶€有507.6 萬人，至西晉，全區(qū)人口僅余208 萬人[38]。游牧民族逐漸占據(jù)山西河曲、偏關(guān)、保德、陜北、隴東馬蓮河流域等地，畜牧經(jīng)濟(jì)成為此時(shí)黃土高原主要的經(jīng)濟(jì)形式，農(nóng)牧界線回退到呂梁山–渭北–隴東一線[41]。人口壓力的下降及以游牧為主的畜牧經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得黃土高原秦漢大規(guī)模開發(fā)破壞的生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)，相當(dāng)一部農(nóng)田漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇紊菰凸鄥仓脖?，草原面積擴(kuò)大，部分黃土丘陵區(qū)呈現(xiàn)“雜樹交蔭”、“層松飾巖、列柏綺望”的繁盛景觀[34]，生態(tài)環(huán)境朝著良性的方向發(fā)展[35,42]。

2.6 隋唐時(shí)期(公元581年至907年)

隋唐時(shí)期是一個(gè)相對溫暖濕潤的歷史階段[42]。暖濕期帶來的是又一次的文化繁榮和人口增長，農(nóng)耕業(yè)繼秦漢以后達(dá)到新的高峰并不斷向黃土高原西部和北部邊緣推進(jìn)[41]。隋末戰(zhàn)亂也使得豐州一帶大量百姓向南遷徙至隴東慶州、寧州等地[43]，原有的草地、林地多被開墾為農(nóng)田。加之唐都城百萬人口的墾殖、柴薪、建材等需求，關(guān)中西部的岐山、隴山、山西北部的離石、嵐縣大量林草植被進(jìn)一步被破壞，農(nóng)牧界限向北推至陰山一線[37]。

唐末，暖濕期結(jié)束，氣候趨于干旱[33]。朔方縣從“臨廣澤而帶清流”的靈秀之地逐漸變?yōu)椤帮w沙為堆，高及城堞”的黃沙肆虐處，“清流”也變?yōu)椤皾n沙急流”的“無定河”。毛烏素沙地向南侵襲，榆林靖邊一帶“廣長幾千里，皆流沙”[44]。以上史料記載反映出，唐后期黃土高原土地沙化問題已不容樂觀，自然植被破壞嚴(yán)重，部分地區(qū)草原開始向荒漠草原和荒漠轉(zhuǎn)變。

2.7 宋元時(shí)期(公元960年至1368年)

宋代是中國封建社會(huì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巔峰時(shí)期，翻耕工具得以改進(jìn)，印刷業(yè)、冶礦業(yè)欣欣向榮，大興土木的社會(huì)風(fēng)氣蔓延民間，這些都導(dǎo)致人類對黃土高原的破壞再次升級(jí)，林草資源耗損嚴(yán)重。北宋中期，宋夏矛盾升級(jí)，宋政府在西北邊線修筑了近500 個(gè)城、關(guān)、堡、砦，大量砍伐周邊林木[45]。而且，為了“究地利，增廣人兵”，還規(guī)定凡川原、河谷、漫坡地帶，禁止放牧，牧業(yè)發(fā)展乏力。為謀兵餉邊糧，幾十萬駐軍在西北屯田墾荒，范圍之廣幾乎到達(dá)“無地不耕”的地步[46-47]。一些不宜耕種的草原、荒漠草原也被墾為農(nóng)田，黃土高原脆弱的生態(tài)環(huán)境遭受重創(chuàng)[41]，草地不斷退化。加之宋代火攻是對陣西夏的重要手段，作為戰(zhàn)場的黃土高原中西部(今陜西北部、甘肅東部、寧夏大部、內(nèi)蒙古河套地區(qū)和山西西北部等地)大火頻頻，草原焚毀“甚眾”，“不可勝計(jì)”[47]。人類活動(dòng)干擾的加劇和氣候的趨于干旱化，最終導(dǎo)致宋朝黃土高原植被出現(xiàn)明顯變化，一方面草原帶向南沿綏德、慶陽、平?jīng)鲆痪€延伸；另一方面某些耐旱植物的分布更廣，甘草(Glycyrrhiza uralensis)、白草(Pennisetum centrasiaticum)等旱生植物的生長區(qū)域增加[33]。此時(shí)，黃土高原不僅平坦的塬、峁、梁的頂部與河谷地被盡數(shù)開墾利用，緩坡和陡坡也遍布耕地。許多河谷平原以及黃土塬區(qū)已沒有天然森林，呈現(xiàn)草原景觀，且北部土地荒漠化也繼續(xù)南侵。

金元時(shí)期，游牧民族實(shí)力不斷壯大，侵占中原。黃土高原地區(qū)夷狄聚集，胡化傾向嚴(yán)重，元朝統(tǒng)治者雖在隴東平?jīng)龅鹊赝吞?，但農(nóng)田不如前代面積廣大，關(guān)中地區(qū)仍是“人稀地廣，蒿萊滿野”[48]，灌草等植被較之前有所增加[43]。

2.8 明清時(shí)期(公元1 368 至1911年)

明清時(shí)期，人類活動(dòng)對黃土高原的破壞達(dá)到了頂峰。明代初期，為御夷狄，黃土高原北部修筑長城和堡寨，長城沿線兵民大量樵采墾殖。同時(shí)，統(tǒng)治者還制定鼓勵(lì)墾荒種糧的農(nóng)業(yè)政策，山西北部寧武、偏關(guān)、雁門等地的山地近乎全墾，屯田“錯(cuò)落在萬山之中，崗阜相連”，“即山之懸崖峭壁，無尺寸不耕”[47]。至明中葉，“小冰期”到來，植被恢復(fù)能力減弱。加之燒荒不禁，開墾不止，黃土高原本就脆弱的生態(tài)更加失衡。據(jù)《明神宗實(shí)錄》及正德《大同府》記載，燒荒幾乎成為明長城守軍的一項(xiàng)軍事政策，長城外側(cè)數(shù)百里范圍要做到“務(wù)將野草林木焚燒盡絕”，這使得黃土高原草地植被生境遭受重創(chuàng)[49]，草原退化嚴(yán)重，大片地表裸露[50]。長城沿線荒漠化加劇，地方縣志記載了不少城鎮(zhèn)因流沙湮沒而廢棄的實(shí)例[51]。

到清代，該地區(qū)焚林焚草、毀田開荒現(xiàn)象變得更加普遍，農(nóng)耕區(qū)發(fā)展至長城以北[52]。黃土高原水土流失加劇，土壤肥力明顯下降。在這樣惡劣的生境下天然植被難以恢復(fù)和更新，不斷向高山和陡坡萎縮[53]。在汾河流域的縣志中常見“土地多燒瘠”、“地瘠貧”此類描述，《重修延綏鎮(zhèn)志》也記錄“鎮(zhèn)(榆林) 之山蕩然黃沙而已，連岡迭阜而不生草木”[36]?？偟膩碚f，明清時(shí)期的濫墾、濫牧、戰(zhàn)亂使黃土高原自然森林和草地植被幾乎破壞殆盡，長城以南的草原基本消失[52]，草原荒漠化程度加深。

2.9 民國以來(1912年至今)

近代中國飽受戰(zhàn)火之苦，大量人口內(nèi)遷西北。為滿足遷入人口生產(chǎn)生活的基本需要，不得不在黃土高原進(jìn)行大規(guī)模的墾殖活動(dòng)。建國后，人口快速增加，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)欠收的自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，人地矛盾更加突出。這一時(shí)期，奉行“以糧為綱”農(nóng)業(yè)政策，強(qiáng)調(diào)牧區(qū)糧食自給，黃土高原純牧戶近乎消失[54]。以農(nóng)退牧，過度的開墾造成黃土高原植被退化驚人，植被生境極度惡劣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1960–1962年陜甘晉三省開荒約百萬公頃[55]，草地植被不斷退化，水土流失問題日益嚴(yán)重。為保黃河安瀾，遏制黃土高原水土流失問題，國家對黃土高原生態(tài)環(huán)境治理與保護(hù)工作進(jìn)行了諸多探索與實(shí)踐。其中，在20 世紀(jì)50年代至70年代，開展了一系列植樹造林、梯田和淤地壩建設(shè)工程[56]。但受理論和技術(shù)條件的限制，尚未形成系統(tǒng)的治理模式與方案，在植被建設(shè)中重喬木而輕灌草、樹種草種結(jié)構(gòu)單一等問題造成了造林保存率低，大面積人工林草地在建植5～10年后陸續(xù)退化、死亡或成為“小老頭樹”，生態(tài)治理成效并不顯著[12]，從根本上未能扭轉(zhuǎn)黃土高原草地植被持續(xù)退化的趨勢。20 世紀(jì)50年代到80年代初期，約30年，山西呂梁山北部山麓至分水嶺處茂密的喬木和灌木區(qū)就已成退化成裸露的山地[57]，陜西延安宜牧草地也從186.7 萬hm2減少到120 萬hm2[12]。

20 世紀(jì)80年代以后，隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，生態(tài)建設(shè)資金投入力度不斷加大，黃土高原生態(tài)建設(shè)進(jìn)入了集中規(guī)模治理階段，植被逐漸得到恢復(fù)，草地退化現(xiàn)象也得到顯著改善。在1981年11月舉行的黃河中游水土保持委員會(huì)會(huì)議上第一次提出了“治理與預(yù)防并重，除害與興利結(jié)合；工程措施與植物措施并重，喬灌草結(jié)合，草灌先行；坡溝兼治，因地制宜；以小流域?yàn)閱卧y(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施，綜合治理，集中治理，連續(xù)治理”的生態(tài)環(huán)境建設(shè)理念[58]?；诖死砟?，國家在黃土高原繼續(xù)落實(shí)70年代末期規(guī)劃布局的“三北”防護(hù)林工程，之后又實(shí)施了小流域治理工程、水土保持重點(diǎn)工程、退耕還林(草)工程、坡耕地整治工程、草原生態(tài)保護(hù)補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)政策、旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)示范基地建設(shè)項(xiàng)目、保護(hù)性耕作試驗(yàn)示范項(xiàng)目、山水林田湖草系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)等一系列生態(tài)工程和可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目[59-61]，不但對當(dāng)?shù)貝毫拥纳鷳B(tài)環(huán)境進(jìn)行了改造，還推行了適合黃土高原地區(qū)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的合理模式，政策激勵(lì)與科技支撐并舉，有效地扭轉(zhuǎn)黃土高原生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化趨勢，推動(dòng)了區(qū)域植被的恢復(fù)與重建。尤其是在1999年退耕還林(草)工程實(shí)施以后，黃土高原草地植被的改善進(jìn)入了快車道。相關(guān)研究表明，1982–1998年黃土高原草地覆蓋度年均增速僅為0.32%，到1999–2014年就已經(jīng)達(dá)到1.76%[62]。截至2018年，黃土高原地區(qū)退耕還林(草)工程的實(shí)施面積已達(dá)3.33 × 107hm2(包含荒山禁牧)，植被覆蓋度已由原來的31.6% 提高到65.2%，有力地推進(jìn)了生態(tài)環(huán)境的向好發(fā)展[63-64]。

3 黃土高原草地植被嬗變的影響因素

通過對黃土高原草地植被演化歷程的探究，可以發(fā)現(xiàn)，自然條件是造就黃土高原脆弱生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)，不合理人類活動(dòng)的干擾及其累積效應(yīng)是造成黃土高原近幾千年來林草植被退化，生態(tài)環(huán)境幾經(jīng)崩潰的主要?jiǎng)右?。黃土高原作為我國主要的農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)，歷史上屬于民族混戰(zhàn)之地，其農(nóng)耕業(yè)和畜牧業(yè)的范圍隨朝代更迭和民族勢力變遷呈現(xiàn)交替消漲的局面。在黃土高原，草地生態(tài)系統(tǒng)適宜發(fā)展的農(nóng)業(yè)類型為畜牧業(yè)，以游牧為主養(yǎng)畜方式實(shí)際上有利于草地植被的恢復(fù)。但農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式因與生產(chǎn)環(huán)境不匹配而逐步破壞黃土高原穩(wěn)定的生態(tài)基礎(chǔ)，致使該地種植業(yè)效率低下，長期處于“廣種薄收”、“越墾越荒，越荒越墾”的惡性循環(huán)[55]。

揆諸歷史，黃土高原林草植被的退化與其農(nóng)耕業(yè)的發(fā)展歷程基本吻合，偶有幾次灌草植被得到適度恢復(fù)都是在區(qū)域人口減少、游牧經(jīng)濟(jì)占據(jù)主導(dǎo)的背景下出現(xiàn)(表2)。自新石器晚期一直到漢初，這里的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)程度一直高于黃河下游平原和南方各區(qū)，是重要的經(jīng)濟(jì)中心和人口聚居地，人口負(fù)載較高，但區(qū)域內(nèi)嚴(yán)狁、鬼戎、土方、羌、薰育等游牧部族較多[65]，農(nóng)耕人口優(yōu)勢并不明顯。且由于耕作技術(shù)及勞動(dòng)工具的限制，對黃土高原的開發(fā)力度還比較小，黃土高原原有的林草植被發(fā)育良好。秦至西漢時(shí)期黃土高原人口增加近3 倍，鐵農(nóng)具和牛耕的推廣應(yīng)用有力促進(jìn)農(nóng)耕業(yè)發(fā)展迎來第一個(gè)高峰，耕作區(qū)向陰山、賀蘭山推進(jìn)。之后動(dòng)亂頻繁，受旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的生態(tài)限制，黃土高原在我國農(nóng)業(yè)中的主導(dǎo)地位逐漸讓位于華北平原，區(qū)域人口大量流出。到東漢時(shí)期，黃土高原大約只有300 萬人[38]。魏晉之際，游牧民族南下占據(jù)黃土高原大部分區(qū)域，畜牧業(yè)進(jìn)而農(nóng)耕退帶來草地面積的增加，草地植被有所恢復(fù)。隋唐盛世，統(tǒng)治者農(nóng)業(yè)上興修水利，政策上推行均田制等重農(nóng)政策，農(nóng)耕業(yè)再次繁榮，耕作區(qū)沿渭河向西到達(dá)天水、隴西、直至湟水谷地，連地勢較高的黃土臺(tái)塬也被開墾利用。唐以后，氣候變化和戰(zhàn)亂影響，黃土高原人口再次大幅度減少。直至宋朝，該地區(qū)人口恢復(fù)到1 000 萬左右，華夷軍事力量在此對峙，農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展，黃土高原屯田墾荒的范圍和程度均急劇增加。后來，元統(tǒng)治中原，大肆屠殺漢人的政策致使農(nóng)耕業(yè)人口大量減少，農(nóng)區(qū)銳減，黃土高原灌草植被有所增加。明清時(shí)期黃土高原人口持續(xù)增加，農(nóng)耕業(yè)發(fā)展迎來大繁榮，對黃土高原的開發(fā)利用達(dá)到頂峰，河川谷底的平地基本已經(jīng)被開墾并向坡地、山地延伸，長城以南疏林灌叢連片消失，黃土高原丘陵溝壑區(qū)徹底淪為農(nóng)田[39]。

表2 歷史時(shí)期黃土高原的人口變化與草地變遷[38]Table 2 Changes in the human population and grassland on the Loess Plateau during the historical period

這樣不合理的開發(fā)一直持續(xù)到20 世紀(jì)中后期，黃土高原區(qū)頻繁的自然災(zāi)害使政府逐漸認(rèn)識(shí)到生態(tài)保護(hù)的重要性，水土保持工作由此大規(guī)模展開。但由于缺少植被建設(shè)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在植被選擇、布局、造林種草技術(shù)等方面并不成熟，建設(shè)成效甚微，并沒有扭轉(zhuǎn)黃土高原生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢[12]。20 世紀(jì)80年代，國家從預(yù)防破壞和強(qiáng)化治理兩端協(xié)同發(fā)力，采取工程措施、耕作措施和生物措施相結(jié)合的綜合治理模式，先后在黃土高原布局實(shí)施了一系列生態(tài)建設(shè)工程，成效顯著。70 多年間，

黃土高原生態(tài)治理模式從“單一工程措施為主”向“工程措施、耕作措施與生物措施相結(jié)合”的發(fā)展，工作側(cè)重點(diǎn)也從“坡面治理–溝坡聯(lián)合治理–小流域綜合治理–退耕還林還草–退耕還林還草與治溝造地”的轉(zhuǎn)變[62]，在這個(gè)過程中人為因素對黃土高原植被環(huán)境的影響開始變?yōu)檎?。黃土高原不再是濯濯童山、草木蕭疏的荒涼景象。目前，黃土高原植被恢復(fù)已接近該地區(qū)水資源植被承載力的閾值，區(qū)域生態(tài)治理和修復(fù)進(jìn)入新的階段，仍需繼續(xù)探索新的治理思路和措施[66]。

4 結(jié)語

世易時(shí)移，山河換顏，250 萬年間黃土高原的植被生境幾經(jīng)巨變，但草地始終是其最主要的植被類型。在較早的地質(zhì)時(shí)期，黃土高原植被演替的主要驅(qū)動(dòng)力是自然條件的改變，氣候、地形地貌、水文等變化對草地植被類型的演變具有重要影響。在更新世，黃土高原草地植被隨氣候變遷經(jīng)歷了森林草原、草原、荒漠草原的多次嬗替，晚期草原向干草原轉(zhuǎn)化。隨著氣候的回暖，在全新世早期至中期的幾千年，黃土高原草地植被大致經(jīng)歷了荒漠草原–森林草原(或疏林草原) –針葉林或溫帶森林–森林草原演化過程。到全新世晚期，黃土高原草地植被的退化主要是自然環(huán)境背景下人類活動(dòng)的作用。人口負(fù)載的增加、農(nóng)耕業(yè)的縱深發(fā)展，超載放牧、過度樵采、燒荒、戰(zhàn)亂等不斷侵蝕黃土高原脆弱的生態(tài)基礎(chǔ)，使得植被的自然恢復(fù)能力大大減弱。黃土高原原有的森林草原向草原、荒漠草原甚至荒漠演變，草原帶南移，草地退化嚴(yán)重，不少地區(qū)地表裸露，儼然荒山禿嶺。直至20 世紀(jì)80年代大規(guī)模的生態(tài)建設(shè)因地制宜的開展，黃土高原的生態(tài)環(huán)境惡化趨勢才被遏制，破壞嚴(yán)重的草地植被逐漸得以重建與恢復(fù)。

以古鑒今，結(jié)合黃土高原草地植被的嬗變史及該區(qū)域多年的生態(tài)治理實(shí)踐，可以得出對未來黃土高原生態(tài)建設(shè)的幾點(diǎn)啟示：一要堅(jiān)持防治結(jié)合、系統(tǒng)治理的工作原則，在統(tǒng)籌考慮山水林田湖草生命共同體各組分的基礎(chǔ)上綜合實(shí)施工程措施、耕作措施和生物措施，遏制黃土高原生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化的態(tài)勢；二要以地質(zhì)、歷史時(shí)期的植被情況為參考，基于現(xiàn)有氣候條件和區(qū)域水文條件科學(xué)設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)建植植被的種類和密度[66]，構(gòu)建起結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能持續(xù)高效的植被體系，充分考慮草在區(qū)域植被重建與恢復(fù)中的重要性；三要調(diào)動(dòng)群眾參與黃土高原生態(tài)保護(hù)的積極性，以政策和法律為保障，為黃土高原生態(tài)建設(shè)工作的有效開展保駕護(hù)航；四要合理規(guī)劃農(nóng)牧資源，因地制宜地發(fā)展草地農(nóng)業(yè)，構(gòu)建新型的農(nóng)林草牧耦合系統(tǒng)[67]，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。