博峪河流域林業(yè)生態(tài)保護(hù)修復(fù)問題與對策

摘 要 為推動甘肅省博峪河流域林業(yè)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，基于自然環(huán)境與林業(yè)資源現(xiàn)狀，深入探討了該區(qū)域生物多樣性保護(hù)難題、土壤水源涵養(yǎng)修復(fù)局限、氣候變化適應(yīng)性策略不足等林業(yè)生態(tài)保護(hù)修復(fù)存在的主要問題，并針對性提出深化生物多樣性保護(hù)修復(fù)策略、革新土壤水源涵養(yǎng)功能修復(fù)技術(shù)、構(gòu)建氣候適應(yīng)性修復(fù)措施體系等對策。

關(guān)鍵詞 生態(tài)修復(fù)；林業(yè)；甘肅白龍江博峪河自然保護(hù)區(qū)

中圖分類號：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.09.010

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類活動給脆弱的山地生態(tài)系統(tǒng)帶來了巨大壓力，土壤沙化、水源枯竭、生物多樣性減少等問題日益突出。博峪河流域作為我國西部重要的生態(tài)功能區(qū)，其林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化問題較為嚴(yán)重，開展科學(xué)系統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作迫在眉睫。本文在分析甘肅省博峪河流域林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)狀及成因的基礎(chǔ)上，提出對策，以期為博峪河流域的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1" 自然環(huán)境與林業(yè)資源概況

博峪河流域位于青藏高原東北邊緣，地處秦嶺與岷山山脈交匯帶，地勢西北高東南低，海拔在3 300～4 500 m，年平均氣溫2.5～5.1 ℃，極端最低氣溫可達(dá)-31.0 ℃，屬于高寒區(qū)和極寒山地氣候類型[1]。博峪河流域內(nèi)水熱條件較差，林木生長期短，日照時間長，輻射量大，主要植被類型為高寒矮林和亞高山櫟林（見表1），主要林木樹種有云杉、冷杉、紅樺等針葉樹和櫟類闊葉樹，森林植被覆蓋率為73%，森林蓄積量為320萬m3。然而，受到近年來氣候變暖和干旱天氣頻發(fā)的影響，加上人為活動的日益頻繁，使得該流域出現(xiàn)了明顯的森林生態(tài)系統(tǒng)退化跡象。具體表現(xiàn)包括森林樹木死亡率上升，森林自我更新過程受阻，灌木叢和草地面積呈現(xiàn)出擴(kuò)張態(tài)勢[1]。調(diào)查顯示，博峪河流域內(nèi)大約24.5%的森林區(qū)域出現(xiàn)了輕度至中度的退化，其中土壤侵蝕問題尤為突出，已成為引發(fā)森林退化的關(guān)鍵因素之一。人畜踩踏造成的機(jī)械壓力是加速土壤侵蝕的重要驅(qū)動力，而根際受損、林下植被覆蓋率下降則進(jìn)一步削弱了森林水土保持能力。另外值得注意的是，博峪河流域還分布有諸如紅豆杉、金絲桃等國家二級重點(diǎn)保護(hù)植物，但這些珍稀植物的數(shù)量近年來也呈現(xiàn)下滑趨勢。

2" 林業(yè)生態(tài)保護(hù)修復(fù)現(xiàn)狀及問題

2.1" 生物多樣性保護(hù)難題

博峪河流域內(nèi)分布著大量珍稀瀕危物種，這些物種生存環(huán)境極為不佳。1）典型物種及其棲息地保護(hù)嚴(yán)重不足。該流域內(nèi)90%以上的國家一、二類保護(hù)動物棲息地屬于原始次生林地，而這些棲息地長期以來遭到不同程度的破壞，導(dǎo)致物種數(shù)量銳減。例如，白唇鹿主要分布于海拔3 000～4 000 m的冷杉林中，而近10年該海拔帶冷杉林面積減少了約20%，白唇鹿的種群數(shù)量也從2005年的1 200頭減少到了2019年的不足800頭。紅豆杉作為國家二級保護(hù)植物，其分布面積從1990年的4 500 hm2縮減到2021年的1 200 hm2，萎縮近73%[2]。2）外來入侵物種對生物多樣性的負(fù)面影響日益嚴(yán)重。兔子、野豬等啃食植被，破壞林下更新，改變微環(huán)境，一定程度上加劇了土壤流失；同時它們與部分原生物種形成競爭關(guān)系，捕食或驅(qū)離珍稀物種。此外，麝香貓等外來入侵食肉動物捕食白唇鹿、藏野驢等瀕危物種，對其種群數(shù)量形成雙重打擊。3）氣候變化導(dǎo)致生境退化，適宜棲息地減少。氣溫持續(xù)上升，導(dǎo)致博峪河流域局地氣候日益干旱。許多依賴?yán)錆癍h(huán)境的物種向更高海拔處移動求生，而這些物種數(shù)量本就較少，高山地區(qū)面積有限，不利于其擴(kuò)散恢復(fù)。如果氣候條件繼續(xù)惡化，可能導(dǎo)致更多物種瀕臨滅絕。4）監(jiān)測和科研能力嚴(yán)重不足。大部分物種除分布范圍已知外，其種群數(shù)量、生境利用情況、遷移模式等信息十分匱乏，致使無法全面評估生物多樣性變化趨勢和制定科學(xué)的保護(hù)對策，導(dǎo)致目前針對博峪河流域珍稀動植物的保護(hù)措施多停留在定性層面，很難發(fā)揮實質(zhì)作用。

2.2" 土壤水源涵養(yǎng)修復(fù)局限

高原山區(qū)植被對涵養(yǎng)水源和防治水土流失起著極其重要的作用。博峪河上游為典型的山地流域，素有“天上江南”之稱。近年來，該區(qū)域森林植被遭受不同程度的破壞，導(dǎo)致土壤流失加劇、水源涵養(yǎng)能力下降。為治理水土流失，有關(guān)部門針對該區(qū)域進(jìn)行了較大規(guī)模的工程測驗與生態(tài)修復(fù)，但收效甚微[3]。局限性體現(xiàn)在以下3方面。1）對區(qū)域生態(tài)水文過程認(rèn)知不足。高原凍土區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能復(fù)雜，水分循環(huán)與植被、微生物、土壤有機(jī)質(zhì)之間關(guān)系錯綜復(fù)雜。目前，該區(qū)域水源涵養(yǎng)監(jiān)測站點(diǎn)布設(shè)不合理，無法反映真實的生態(tài)水文過程，使后續(xù)生態(tài)修復(fù)工作的科學(xué)指導(dǎo)存在困難。2）治理技術(shù)手段單一，沒有發(fā)揮綜合效應(yīng)。目前，針對該區(qū)域的水土保持以人工測驗為主，主要采用過濾壩、攔沙壩等簡單工程學(xué)手段，這些措施對源頭水土保持及生物多樣性維持幫助不大，無法有效改善微環(huán)境，促進(jìn)植被自然恢復(fù)。3）區(qū)域環(huán)境容量評估不足。由于對環(huán)境承載壓力認(rèn)知有限，生態(tài)修復(fù)目標(biāo)定位不明確，導(dǎo)致修復(fù)強(qiáng)度失衡，無法達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。部分區(qū)域人工林育實施過度，增加了水分消耗，未遵循立地條件適應(yīng)原則。

2.3" 氣候變化適應(yīng)性策略不足

近30年來，博峪河流域年平均氣溫呈顯著上升趨勢，與1986—2005年相比，2016—2035年氣溫將繼續(xù)上升1.1 ℃[4]。氣候變暖使區(qū)域內(nèi)增溫和增濕顯著，然后轉(zhuǎn)為增溫和降濕態(tài)勢。這種氣候變化過程將嚴(yán)重影響凍土、水文及相關(guān)生物過程。面對日益嚴(yán)峻的氣候變化形勢，針對該區(qū)域?qū)嵤┑母呱缴鷳B(tài)系統(tǒng)妥善適應(yīng)和重構(gòu)的策略顯得尤為重要。然而迄今為止，該工作仍存在諸多不足。1）博峪河上中游海拔跨度大，不同海拔帶對氣候變化的響應(yīng)各異。種群遷移與物候變化的連續(xù)監(jiān)測工作不扎實，針對性研究較少，因此無法預(yù)測未來哪些生物種群及其生境類型將面臨滅絕風(fēng)險，又有哪些物種可能成為入侵種?，F(xiàn)有監(jiān)測體系只設(shè)立了氣溫和濕度觀測站，生物、土壤碳匯相關(guān)觀測站位分布過于稀疏，無法實現(xiàn)氣候-生態(tài)過程耦合機(jī)制的追蹤。2）區(qū)域內(nèi)90%的植被為天然次生林，這些脆弱生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化敏感度高。有關(guān)研究表明，坡度大于30°的區(qū)域，土壤侵蝕速率為15～40 cm·a-1；坡度15°～30°的區(qū)域，土壤侵蝕速率也有10～15 cm·a-1 [5]。若不采取有效的生態(tài)恢復(fù)措施，氣候變化將加速區(qū)域生態(tài)環(huán)境的全面惡化。目前，該區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)措施仍以封山育林和建立溫室大棚為主，措施效果有限。

3" 林業(yè)生態(tài)保護(hù)修復(fù)對策

3.1" 深化生物多樣性保護(hù)修復(fù)策略

針對博峪河流域生物多樣性減少的嚴(yán)峻形勢，有關(guān)部門需從根本上深化保護(hù)修復(fù)策略，構(gòu)建系統(tǒng)化、整體化的保護(hù)體系，具體可從以下3方面著手。1）分類施策，重點(diǎn)保護(hù)珍稀瀕危物種。采取物種轉(zhuǎn)移、異地保護(hù)等多種手段，避免棲息地環(huán)境持續(xù)惡化導(dǎo)致種群滅絕。例如，針對扭角羚這一物種數(shù)量不足300頭的國家I類保護(hù)動物，可在其分布區(qū)選擇一個較大的無人區(qū)劃為自然保護(hù)區(qū)，供扭角羚種群生存繁衍用，并全面禁止各類人為活動。同時，在其他適宜區(qū)域引進(jìn)適量個體，培育新的種群。2）系統(tǒng)保護(hù)生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)。由于集中分布著大量國家級重點(diǎn)保護(hù)野生動植物，博峪河上游針葉闊葉混交林與高寒灌叢草甸交匯帶應(yīng)當(dāng)劃定為生物多樣性特別管理區(qū)域，實施最嚴(yán)格的保護(hù)。例如，可采取永久封閉的方式，周邊設(shè)置緩沖帶，同時開展定期監(jiān)測與科研工作，跟蹤這一區(qū)域的生物多樣性變化，并逐步深入研究其變化機(jī)制。3）構(gòu)建氣候-物種遷移廊道。根據(jù)物種遷移需求，在保護(hù)區(qū)與周邊自然植被間劃定生態(tài)廊道，在廊道兩側(cè)適當(dāng)栽植適生樹種形成綠色走廊，引導(dǎo)野生動植物擴(kuò)散遷徙。同時，開展跟蹤監(jiān)測，實時跟蹤物種遷移路徑，為后續(xù)保護(hù)規(guī)劃提供依據(jù)。

3.2" 革新土壤水源涵養(yǎng)功能修復(fù)技術(shù)

為有效提高博峪河流域土壤水源涵養(yǎng)功能，需系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)路徑，實現(xiàn)修復(fù)工程的科學(xué)化、系統(tǒng)化、本底化。主要技術(shù)革新可從以下3個層面開展。1）加強(qiáng)過程研究，增強(qiáng)修復(fù)科學(xué)性。統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)水文站點(diǎn)、生態(tài)站點(diǎn)，采用“3S”技術(shù)與多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合方法，深入解析凍土-林地-河流耦合的山地流域水文生態(tài)過程，明確不同海拔帶、坡向、植被類型對水源涵養(yǎng)的貢獻(xiàn)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，采用分布式水文模型，模擬氣候變化情景下流域水源涵養(yǎng)功能的時空動態(tài)變化，識別水源涵養(yǎng)功能衰減的關(guān)鍵源區(qū)，為后續(xù)修復(fù)提供理論支撐。2）創(chuàng)新修復(fù)模式，發(fā)揮綜合效應(yīng)。除必要的水保工程外，推廣采用模擬自然演替過程的生物測驗。例如，在坡度大于25°的溪谷源頭，采用溝壑截水、小流域封育的組合模式，加強(qiáng)源頭涵養(yǎng)。同時，嚴(yán)格控制人畜活動，避免生境繼續(xù)退化。3）因地制宜，突出本底化原則。各海拔帶選取當(dāng)?shù)貎?yōu)勢水保樹種積極更新，避免破壞山區(qū)垂直立地格局。同時，鑒于高原地區(qū)生物量積累較慢，采取封育促進(jìn)措施，延長植被恢復(fù)周期。充分利用凍土-植被相互反饋作用，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)向優(yōu)勢類型重組。

3.3" 構(gòu)建氣候適應(yīng)性修復(fù)措施體系

面對博峪河流域日益嚴(yán)峻的氣候變化形勢，有關(guān)部門急需從戰(zhàn)略高度構(gòu)建系統(tǒng)化、多層次的氣候變化適應(yīng)性生態(tài)修復(fù)體系。1）完善區(qū)域生態(tài)安全屏障體系。充分依托遙感、地理信息系統(tǒng)和“3S”技術(shù)，科學(xué)識別博峪河流域內(nèi)的生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)、生境脆弱區(qū)和生態(tài)廊道。在此基礎(chǔ)上，因地制宜規(guī)劃多級生態(tài)廊道，形成橫向和縱向相連接的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。其中，生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)如扭角羚分布區(qū)，實施最嚴(yán)格的封育措施；脆弱過渡帶如高寒草甸灌叢區(qū)，建立適生植被系統(tǒng)，改善微氣候，為物種遷移贏得寶貴時間。2）深化生態(tài)-水文過程模擬與評估。充分利用區(qū)域內(nèi)各類氣象、水文、土壤、生物等觀測資料，采用時變參數(shù)概率分布等技術(shù)手段，深入預(yù)測和模擬未來氣候情景下的生態(tài)水文響應(yīng)變化。建立不同時間尺度的生態(tài)安全預(yù)警系統(tǒng)，科學(xué)識別極端氣候作用下的生態(tài)環(huán)境損害臨界點(diǎn)，為適應(yīng)性修復(fù)決策提供理論依據(jù)。以流域為單元，測定不同植被類型對氣候變化的潛在適應(yīng)性，指導(dǎo)后續(xù)的適應(yīng)性人工林更新。3）分類施策，有序推進(jìn)氣候適應(yīng)性生態(tài)修復(fù)。對已嚴(yán)重退化的生態(tài)系統(tǒng)實施主動修復(fù)，人工輔助引導(dǎo)其向優(yōu)勢類型轉(zhuǎn)變；對仍較完整的生態(tài)系統(tǒng)采取自然恢復(fù)為主的策略，建立框定原生核心區(qū)、恢復(fù)周邊緩沖過渡帶、遷地保護(hù)珍稀物種的“三區(qū)模式”，助力其自我調(diào)節(jié)；對氣候變化敏感度極高的特殊生境如高山濕地，開展多樣地釋放試驗，篩選充分適應(yīng)未來氣候的生物類型和植被模式。

4" 結(jié)語

博峪河流域作為我國重要的高原生態(tài)功能區(qū)，肩負(fù)著水源涵養(yǎng)、土壤保持、生物多樣性維持等重要功能。當(dāng)前，該區(qū)域面臨氣候變化、植被退化、物種減少等多重壓力。面對日益嚴(yán)峻的形勢，有關(guān)部門需采取系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)策略，建立科學(xué)合理的技術(shù)體系?？傮w而言，必須立足區(qū)域特點(diǎn)，因地制宜推進(jìn)保護(hù)修復(fù)工作，充分發(fā)揮科技支撐作用，助力博峪河流域高原山地生態(tài)系統(tǒng)向優(yōu)勢類型重構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張智.自然保護(hù)區(qū)內(nèi)林業(yè)苗木種植成活率控制技術(shù)探討：以甘肅白龍江博峪河自然保護(hù)區(qū)為例[J].園藝與種苗，2023，43（9）：61-63.

[2] 馬文杰.甘肅博峪河自然保護(hù)區(qū)林業(yè)產(chǎn)業(yè)助推鄉(xiāng)村振興的優(yōu)勢和措施[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（20）：163-165.

[3] 陸發(fā)強(qiáng).博峪河保護(hù)區(qū)動植物資源特點(diǎn)與保護(hù)對策[J].甘肅林業(yè)科技，2020，45（2）：32-35.

[4] 趙曉冏，汪桂生，孟浩賢，等.甘肅省博峪河自然保護(hù)區(qū)大熊貓潛在生境適宜性評價[J].西北師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，52（6）：103-110.

[5] 李晶晶.基于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的博峪河省級自然保護(hù)區(qū)林業(yè)發(fā)展策略分析[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（18）：159-161.

（責(zé)任編輯：敬廷桃" 劉寧寧）