黄土高原地区植被生态修复策略与对策张文辉1,刘国彬2(1.西北农林科技大学西部环境与生态教育部重点实验室;2.中国科学院水利部水土保持研究所:712100,陕西杨凌)摘要󰀁根据近年来黄土高原地区实施植被生态修复的经验和黄土高原生态安全考察成果,论述植被生态修复的特点和功能,提出植被生态修复的核心内涵是将人为促进群落演替的人力与天然群落演替的自然力结合起来,实现区域生态系统整体恢复与局部快速恢复相结合的有效途径。黄土高原植被生态修复的目标是:区域内植物群落物种多样性平均增加10%~15%;地带性植被的代表种盖度在群落中占到20%~25%;植被总覆盖度75%~85%;水土流失强度有显著性减少。目前植被生态修复的关键问题是有关基础理论研究和技术措施积累不足,方法简单,效益不高。未来应采取正确生态修复思路,尽快解决生态修复中关键技术理论;科学规划,在典型地区黄龙森林区和安塞森林草原区建立示范点,实施综合的植被生态修复措施,建立法律保障体系,为黄土高原植被生态修复奠定基础。关键词󰀁生态修复;指导思想;目标;黄土高原

收稿日期:2008󰀁11󰀁24󰀁修回日期:2009󰀁04󰀁01项目名称:中国科学院西部行动计划课题󰀂林草植被恢复与生态稳定性研究与示范 (KZCX2󰀁XB2󰀁05);国家󰀂十一五 科技支撑课题󰀂植被优化配置与可持续建设技术 (2006BAD09B03);中国科学院百人计划项目(KZCX2󰀁YW󰀁BR󰀁02)第一作者简介:张文辉(1954!),教授,博士生导师。主要研究方向:植物生态、生物多样性保护与利用。E󰀁mail:zwhckh@163.comCountermeasuresandstrategytovegetationrehabilitationinLoessPlateau,ChinaZhangWenhui1,LiuGuobin2(1.TheEnvironmentandEcologyKeyLaboratoryofofEducationMinistryinWestChina,NorthwestA&FUniversity;2.SoilandWaterConservationInstituteofCASandMWR:712100,Yangling,Shaanxi,China)Abstract󰀁AccordingtotheexperienceofvegetationrehabilitationandtheresultofecologicalsafetyinvestigationintheLoessPlateau,thefunctionsandcharactersofvegetationrehabilitationhadbeenexplained,andthecorecontentofvegetationrehabilitationcombiningtheartificialpowerforpromotingvegetationrestorationwiththenaturalpowerofplantcommunitysuccessionisshowninordertoachievethatallareavegetationrehabilitationcombingwithpartareavegetationrehabilitationquickly.TheaimsforthevegetationrehabilitationintheLoessPlateauarethatbiodiversityincrease10%-15%onaverage.Thecoverageoftypicalspeciesofthegeographybeltshouldacheive20%-25%.Thetotalvegetationcoverageshouldacheive75%-85%.Thesoilerosiondecreaseevidently.Atpresent,thedisadvantageforvegetationrehabilitationisnoenoughresearchaccumulationfortechnologyandthetheoryofvegetationrehabilitationandecologicalefficiencyofrehabilitationisnotideal.Inthefuturethekeytechno-theoreticproblemsshouldbesolvedasquicklyaspossiblebythesketchideas.Thetypicaldemonstrationareaforvegetationrehabilitationshouldbesetupforcomprehensivemeasurementsforrehabilitation.ThelawandregulationsystemforvegetationrehabilitationshouldbeformedfortheLoessPlateau.Keywords󰀁ecologicalrehabilitation;leadingideas;aim;LoessPlateau󰀁2009年6月7(3):114󰀁118中国水土保持科学ScienceofSoilandWaterConservationVol.7󰀁No.3Jun.2009󰀁󰀁生态建设的基础是植被恢复与建设[1],但是,由于人力物力所限,在生态建设中,人们不可能短时间投入足够的财力用于植被的人工恢复和建设。目前实行的退耕还林(草)工程,国家投入比较大,参与农户收益大,政府部门积极;但面对更大范围、更长时间的退化天然森林和草地恢复,国家不可能像退耕还林一样进行足额经济补偿。为了能在西部大范围的生态环境脆弱地区以最少资金投入,恢复起能够持续利用、实现自然更新的植被系统,水利部决定在全国5个水土流失重点地区,开展生态修复的试点工程。经过近8年的实践证明,植被生态修复确实是投入少,效益显著,是非常有效的植被恢复措施;但是,迄今为止,尽管植被生态修复被不少学者作为建议或对策提出,而植被生态修复的界定、特色和目标等系统论述尚未见到[2]。凡属于大的生态工程,在实施前必须有成熟的技术措施,成套的可操作性模式,作为工程实施单位(或政府部门)才可能将其推广应用,体现其功能,发挥其效果,否则可能导致措施实施不力,浪费资财。面对黄土高原更大范围的植被生态修复工程,明确植被生态修复概念、目标、实施策略和对策,显得更为迫切,对未来植被恢复和生态建设意义更为重大。2005年,中国科学院、中国工程院和水利部组织了全国7大区域的󰀂中国水土流失与生态安全综合科学考察 活动。西北黄土区考察组对黄土高原植被生态修复情况进行了全面的调查,对退耕还林、天然林保护、生态修复工程及其效果进行了全面评价,发现植被生态修复深受干部群众欢迎,效益突出。植被小组将植被生态修复作为重点内容之一,对其在环境建设中的定位、指导思想、目标和存在问题进行了全面剖析,明确了未来植被生态修复应该解决的关键问题、技术路线和对策。笔者根据西北黄土区考察组的考察成果,对黄土高原植被生态修复的功能、目标和存在问题进行深入分析,从亟待解决的植被生态修复技术理论问题着眼,提出黄土高原植被生态修复技术对策和策略,为黄土高原植被恢复提供参考。1󰀁植被生态修复的概念与特色生态修复是一定区域内在充分发挥自然恢复潜力基础上,通过人为对山水田林路综合治理,使自然恢复力与人为促进的恢复力有机结合,促使群落向良性方向发展(演替),实现社会、经济、生态效益最大化的措施体系,也是以当地天然植被恢复为核心内容的生态系统功能修复技术体系。植被生态修复是生态修复的一个分枝,从大尺度看,植被生态修复是在人为促进条件下,一个区域植被系统质量整体提高;从小尺度看,可以是一种植被类型,甚至一个天然群落在人为促进条件下的恢复,特点是以天然生态系统的自我恢复能力为轴心,顺应群落自然演替规律,人工补植或播种乡土植物种苗,提高群落持续恢复速度。通过生态修复的植被类型或者群落具备一般生态系统基本功能,建群种能够自我更新,群落能不断向更高级阶段演替。生态修复不仅适合天然植被类型或群落的促进恢复,也适合人工退化群落的天然化培育。很多人工群落由于在建群种选择、培育措施上没有做到适地适树,出现了明显的衰退特征,如󰀂小老树 󰀂土壤干层 等问题,通过生态修复,完全可以实现持续发育。例如适当间伐退化人工林(草地)的建群种,补植乡土植物或者抚育自然侵入的乡土灌草种,促进建群种自我更新,可以逐步实现人工林持续发育和永续利用。植被生态修复可以改变人工群落建群种单一的纯林现象,使人工群落向天然化发育,物种多样性增加,病虫危害下降,也可避免由于人工群落建设中由于传统整地而引发水土流失。在一个地区,对天然林草植被全面生态修复,对人工群落进行天然化培育,再加上合理的农业、经济、生态防护植被景观布局调整,对该地区抗御自然灾害、维护生态安全方面将产生深远影响。植被生态修复不同于简单封禁,不是简单地将一定区域保护起来,让植被类型或者群落通过相当漫长的时间实现自然恢复。植被修复增加了人为促进的措施,调整群落中种间关系,促进能量流动和物质循环,使目的植物充分发育,群落演替速度加快。如果说封禁后的植被恢复是一辆缓慢行进的列车,人为修复就是为修复增加了动力和能源;因此,生态修复与单纯封禁恢复比较,缩短了植被恢复时间,使群落尽快发挥生态功能。植被生态修复也不是低产群落的改造,不会对现有群落进行大幅度间伐或者清除非目的植物,而是在现有群落中栽植一些演替后期才出现的建群种或优势种,通过增加它们的繁殖体,加速群落演替。通过在现有群落林间空地补植植物,有意识保留入侵的乡土植物,使群落覆盖度整体性提高,群落质量、生态功能更加完善。生态修复大幅度节约资金,经济高效。植被生115󰀁󰀁第3期张文辉等:黄土高原地区植被生态修复策略与对策态修复的植物是从当地选择土著种,通过播种、补植等促进自然演替,免去了人工群落建设时必须的整地过程、苗木购买、栽植、管护等一系列费用。一定范围的植物群落一旦修复成功就会进入持续演替,达到具有全面功能的生态系统,能够自我更新,不再需要资金投入。达到一定阶段后,还可以有限制地利用,如适度放牧、砍柴、间伐木材等,从而获取经济效益。2󰀁植被生态修复现状近年来,黄土高原相关省区已经开展不少植被生态修复工程,特别是天然林保护区,退耕还林(草)区,以及实施禁伐、禁牧的地区。有些地区在实施植被生态修复过程中积极开展有关研究,设立固定样进行效果监测,有些科研院所结合国家、省部级研究项目,进行生态修复的研究和学术积累工作,使植被生态修复研究很快成为热点。例如,中国科学院水利部水土保持研究所从2000年开始,结合西部行动计划项目和国家科技支撑项目,积极开展生态修复研究工作,根据适地适树(草)的原则,在延安安塞县,在不同年限的退耕地上,补植乡土植物,取得了很好的效果[3]。在退耕3a以内自然恢复群落(1年生草本为主的群落)中补植多年生乡土草本植物;在退耕3~7a自然恢复群落(多年生草本为主的群落)中补植灌木;在退耕7~10a自然恢复群落(灌木为主的群落)或林间空地中,补植先锋乔木树种,促进了群落演替,提高了覆盖率。西北农林科技大学林学院卢彦昌等[4]、吴涛等[5]在黄龙山林业局采用了森林近自然经营的理念,在对地带性植物群落油松(Pinustabulaeformis)林、辽东栎(Quercuswutaishanica)林、白桦(Betulaplatyphylla)林中进行间伐或封禁的同时,抚育或补植乡土优势树种的幼苗,促进同龄林的异龄化发育、纯林混交林发育、人工林天然化发育,取得突出成果。连续3a监测表明,试验群落比对照群落综合效益明显提高,目的树种生长速度提高,幼苗幼树比例增加,物种多样性增加,土壤水肥条件改善。这些积极的探索和研究为植被修复这一重大课题积累经验和相关技术理论。3󰀁植被生态修复存在的问题对比其他植被恢复措施,植被生态修复措施是黄土高原地区目前的最佳选择;但是,从严格意义上讲,目前对植被修复的技术理论探索主要是在科研院所开展的研究课题中进行,更大范围实施黄土高原植被生态修复,只有封禁,人为修复活动很少,生态效益有限。1)针对一定区域的生态修复技术、理论研究积累不够。生态修复通常是较大尺度上的植被恢复措施。地理位置、生境条件差异,必然导致修复的技术途径、补种植物种类、修复方式以及生态修复后的效果监测、评价等有差异。只有对当地自然条件和生物因素及其关系作出客观判断,才能提出快速、高效的恢复措施;但目前相关理论和技术问题深入研究不多,特别是在人为促进时机选择、补植物种选择、适宜生境选择、群落持续发育进程判断等方面还有待深入研究。如何做到人工补植的物种与原有物种互利互惠?采用什么样的整地方式,才能够最大限度保护物种多样性,而不导致新的水土流失?中小尺度修复如何与大尺度修复结合,实现小流域景观格局优化?如何在一个区域内将人力与自然恢复力结合起来,促使植被生态系统局部快速恢复和区域内生态系统整体恢复?这方面的技术理论研究积累很少。很多内在机理、群落演替的原动力、人工修复的功能不清,使植被生态工程实施带有很大有盲目性,效果不明显。2)生态修复适宜范围、技术途径有待确定。植被恢复措施必须与环境条件相适应。黄土高原地区环境条件多样,有些地区适合单纯封禁;有些地区适合封禁的同时,再加上人工抚育;有些生境适合轮封轮放;有些植被类型适合人为促进。不同气候、土壤条件,生态修复标准有差异。就是在同一地区,由于生境条件差异,生态修复的途径、技术路线也有差异。只有针对不同区域生态条件,对生态修复地区实行合理地理区划,制订具体措施,才能达到预期效果。这些都需要进行深入研究,此外,不同植被类型需要生态修复的急切程度也存在差异。例如,植物群落处在水土保持关键部位,如沟头、峁顶等,直接影响区域内水土保持效果,必须优先安排。因此,植被生态修复范围、措施和优先程度需要深入研究之后才能得到合理的答案。3)生态防护、生态修复成果的维持缺乏法制化管理。植被生态修复涉及生态建设的基本思路,时效长久,有些生态恢复工程可能延续多年,修复成果的维持和利用更关系到子孙后代;因此,植被生态修复与政府行为、公民意识密切相关,对生态修复工程规划、投资、维护必须通过行政法规约束,才可能确保持续发展。目前主要问题是,从农户到乡、县级政府部门都存在急功近利思想,农户期待着立竿见影116󰀁中国水土保持科学2009年