談黃土高原植被構(gòu)建及水資源保護
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摘要：多年來，植被對黃土高原生態(tài)環(huán)境恢復起到了積極作用，但是大面積植樹造林加劇了水資源短缺，影響了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。今后應根據(jù)不同的立地條件，結(jié)合不同植物特性，遵循自然恢復為主、人工種植為輔的原則，因地制宜，合理布局，減少對水資源的浪費，恢復土壤水對地下水的補充。
關(guān)鍵詞：黃土高原；植被建設(shè)；土壤水分；自然恢復；人工植被
黃土高原溝壑縱橫、地形破碎、土質(zhì)松散，年降雨量少、時空分布不均，多以暴雨形式出現(xiàn)，土壤極易被地面徑流侵蝕，造成泥土和養(yǎng)分流失，影響植被生長，進一步加劇了水土流失。嚴重的水土流失造成生態(tài)環(huán)境不斷惡化，制約當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。同時，河水挾帶的泥沙不斷淤積抬高黃河河床，威脅著黃河下游河道的安全。經(jīng)過70余年的治理，黃土高原水土流失已經(jīng)得到控制，河流輸沙量明顯減少。黃河潼關(guān)站在2000—2015年測量的年均輸沙量為2.74億t，汛期含沙量為23.6kg/m3，相較于20世紀80年代分別減少了83％和61％。大面積退耕還林，植被耗水增加，造成土壤水分失衡，地下水得不到有效補充，不僅影響當前的生態(tài)修復效果，而且對生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展也極為不利。
1黃土高原水資源狀況
黃土高原處于大陸腹地的干旱半干旱地區(qū)，潛在蒸發(fā)量大于降雨量，土地干旱缺水。當?shù)厝司?41m3，相當于全球人均水量的5％，平均耕地水量2620m3/hm2，相當于全球耕地水量的7.4％。隨著全球氣候變暖，1961—2010年黃土高原的平均氣溫升高了1.91℃，年降雨量減少了29.11mm，暖干化趨勢明顯[1]，水資源缺乏狀況進一步加劇。水資源缺乏不僅影響當?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活，而且制約了當?shù)氐纳鷳B(tài)恢復。最新研究成果表明，在未來氣候變化條件下，黃土高原植被承載力閾值范圍在383～528gC•m-2•a-1之間波動，目前植被平均凈初級生產(chǎn)力為400gC•m-2•a-1，已達到這一閾值[2]。這就決定了在今后植被建設(shè)中不宜再擴大人工植被面積，而應遵循自然修復為主、人工種植為輔的原則，應根據(jù)不同植被的特性，科學規(guī)劃植被的配置，減輕土壤干燥化，逐步增加土壤水對地下水的補充。
2植被建設(shè)對水資源的影響
從國家開展退耕還林還草工程以來，黃土高原植被蓋度由1999年的31.6％增長到了2013年的59.6％，生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。但是由于氣候干旱少雨，植被配置不合理，沒有遵循演替規(guī)律，植被耗水量大于土壤水的補給量，造成土壤水分長期處于虧缺狀態(tài)，導致普遍存在林木成活率低、保存率低、生長率低，逐步出現(xiàn)退化問題。同時，土壤水分長期虧缺，土壤水無法補充地下水，導致流域河川徑流減小，長期下去會破壞生態(tài)環(huán)境[3]。植被及枯落物能夠增大地面糙度，對水流產(chǎn)生截留作用，增加降水的入滲率，在達到一定密度后還可減少地面水分蒸發(fā)，發(fā)揮涵養(yǎng)水源的作用。但植被的蒸騰和截留作用同時也消耗著水資源，其中蒸騰作用消耗的水資源較多。多項研究表明，植被覆蓋區(qū)的含水率高于裸地區(qū)，植被的耗水作用大于涵養(yǎng)水源的作用，因此植被密度越大，對水資源的消耗也越多。
3不同類型植被耗水特性比較
根據(jù)不同類型植物地下與地上部分生長的相關(guān)性[4]，喬木的冠層、根系密度、深度大于草灌，草類根系密度最小也最淺，因此喬木蒸騰作用最強，生長發(fā)育所消耗的水量大于草灌，消耗土壤水分深度也比草灌深。在植被建設(shè)中采取不同類型植物混合搭配形式，可以減少植被之間水分消耗的競爭，提高土壤水分的利用效率。研究數(shù)據(jù)表明，在坡地上采用草、灌帶狀混合配置，有利于形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)及不同組成層次的相互作用，在防止土壤侵蝕方面比單一的植物類型效果更好。在土壤水分方面，草灌混交地的含水量平均在6.82％，比天然草地3.65％多3.17個百分點，比喬木林地3.59％多3.23個百分點，涵養(yǎng)水分也具有明顯優(yōu)勢。而且草、灌帶狀混交，每年大量的生物枯死覆蓋地表，在減少水土流失的同時，也減少了土壤水分蒸發(fā)[4]。植物的耗水量除了與日照、季節(jié)、溫度和濕度相關(guān)，還與植物的生長階段和生長年限密切相關(guān)。一般來說，同種植物生長旺盛期消耗水分多，多年生的植物比一年生的植被消耗水分多。因此在植被建設(shè)中，根據(jù)土壤水分狀況，結(jié)合不同植物耗水特性合理配置植物的品種、類型和密度，對于水資源的充分利用有重大意義。
4不同立地條件植被類型的選擇
4.1不同氣候條件下植被類型的選擇
黃土高原面積廣闊，氣候差異明顯，降雨量從東南到西北逐級減少，跨越半濕潤區(qū)、半干旱區(qū)和干旱區(qū)。氣候決定了植被的類型：在干旱的荒漠地帶，年降雨量僅有300～350mm，僅能生長稀疏的草被和灌木，不適宜發(fā)展人工植被；年降水量350～500mm的半干旱區(qū)屬于草原氣候，草類和灌木可良好生長，適宜發(fā)展草原生態(tài)；在降水量500～600mm的半干旱向半濕潤過渡地帶，較適宜林木生長。目前，在降雨量550mm的延安地區(qū)，子午嶺、黃龍山、清泉溝已有成片的矮生喬木林生長[5]。如果在植被建設(shè)中沒有遵循這種生態(tài)適應性規(guī)律，在不適宜林木種植的區(qū)域發(fā)展森林，必然出現(xiàn)樹木“三低”現(xiàn)象，不但無法取得預期的生態(tài)效果，而且會浪費水資源。
4.2不同地形地貌植被的選擇
黃土高原溝壑縱橫、坡陡溝深、水資源短缺，植被建設(shè)完全依靠人工灌溉不切實際，主要應靠自然降水來解決，因此要根據(jù)土壤水分情況種植植物。在黃土層較厚的區(qū)域，土壤水分較差，只適合種植草類和低灌木，發(fā)展草原生態(tài)系統(tǒng)。而薄層黃土坡地由于下伏不透水層巖層埋藏淺，地下水位較高，樹木往往可以通過發(fā)達的根系汲取地下水[6]，適合種植林木和高灌木，適合發(fā)展森林生態(tài)。塬面、梁峁由于地勢較高，地表徑流和土壤重力自由水向下運移，土壤水分較差，再加上風較大，日照較強，潛在的蒸發(fā)量較大，只適合配置草灌。溝谷及溝坡中下部等負地形部位，土壤含水量較高，地下水埋藏淺，可種植林木或灌木[7]。坡位和坡向不同，土壤水分也存在差異，由于日照和風速的原因，導致坡位較高的土壤水分也越差，陰坡土壤水分條件比陽坡好?？筛鶕?jù)土壤水分條件在陰坡和坡底適當種植喬灌，并配合魚鱗坑或水平溝，不但可以預防水土流失，還可以為植物生長截留蓄水。4.3自然演替規(guī)律對植被類型的選擇自然植被恢復遵循特定的演替規(guī)律，經(jīng)歷由初級階段到高級階段的發(fā)展過程。在不同階段，植物經(jīng)過競爭產(chǎn)生不同的優(yōu)勢品種，適合不同類型植被生長。人工植被建設(shè)中也應順應這種規(guī)律，選擇與演替階段相應的植被類型，宜樹則樹、宜草則草。并根據(jù)演替階段的變化，適時調(diào)整植物配置類型，與自然植被形成穩(wěn)定和諧的植物群落[8-9]。
5人工植被建設(shè)與自然恢復的關(guān)系
自然植被恢復形成的群落是不同植物在長期環(huán)境變化中，通過競爭和互惠形成的動態(tài)平衡和功能穩(wěn)定的組合。群落植物種類豐富、層次結(jié)構(gòu)復雜，相較于人工植被有較高的適應性、穩(wěn)定性和抗逆性，在涵養(yǎng)水源方面也具有優(yōu)勢。但是自然植被的恢復需要一個漫長的過程，特別是在土壤貧瘠、干旱少雨的黃土高原地區(qū)，時間可能會更長。在惡劣的立地條件下，單純依靠自然恢復不科學，應采取人工播種或種植的方式，加速植被的恢復。而在較好的立地條件下，應以封禁、封育自然修復為主，人工種植為輔的方式，成活的人工植被不但可以減少恢復期的水土流失，而且可以促進群落的演替進程。自然植被的恢復是自然選擇平衡調(diào)整的過程，對土壤水分的影響較小，不需要考慮水資源承載能力。而在人工植被建設(shè)中，土壤水分的平衡可能會打破，造成水分長期虧缺，對水資源保護極為不利。在植被的規(guī)劃布局方面，必須以水資源承載能力為條件，合理控制植被覆蓋面積和密度，避免土壤干旱化加劇。
6問題和建議
黃土高原地區(qū)黃土層深厚，地下水的補給機理尚不明確，科學界也存在頗多爭論，但近些年地面長年徑流逐漸減少，不排除是由于植被面積擴大、土壤水分消耗增加，從而導致地下水補給減少造成的。因此，有必要對水土保持治理措施對地下水的影響進行深入研究，在植被建設(shè)和工程建設(shè)中加強對水資源的保護，增加土壤水對地下水的補充，逐步恢復地下水平衡，為生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供保障。
參考文獻：
［1］李裕元，邵明安.黃土高原氣候變遷，植被演替與土壤干層的形成［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2001（1）：72-77.
［2］任宗萍，李占斌，李鵬，等.黃土高原植被建設(shè)應從擴大面積向提升質(zhì)量轉(zhuǎn)變［J］.科技導報，2018（14）：12-14.
［3］管亞兵，趙長森，楊勝天，等.退耕還林（草）工程對黃土高原地表產(chǎn)沙的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)信息，2019（1）：125-136.
［4］龍毅，孟凡棟，王常順，等.高寒草甸主要植物地上地下生物量分布及退化對根冠比和根系表面積的影響［J］.廣西植物，2015（4）：532-538.
［5］劉巽浩.大西北種樹種草要遵循自然與經(jīng)濟規(guī)律［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2000（2）：8-10.
［6］張金屯.黃土高原植被恢復與建設(shè)的理論和技術(shù)問題［J］.水土保持學報，2004（5）：120-124.
［7］張寶慶，邵蕊，趙西寧，等.大規(guī)模植被恢復對黃土高原生態(tài)水文過程的影響［J］.應用基礎(chǔ)與工程科學學報，2020（3）：594-606.
［8］焦醒，劉廣全，土小寧.黃土高原植被恢復水資源承載力核算［J］.水利學報，2014（11）：1344-1351.
［9］余漢章.黃土高原水資源特征與利用對策［J］.干旱區(qū)地理，1992（3）：59-64.
作者： 張榆興 單位：黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局