植被带划分理论与实证

1　植被带划分理论与实证

由于人类改造利用的历史十分悠久，黄土高原大部分天然植被在历史上已遭到严重破坏，导致了强烈的土壤侵蚀，植被的恢复成为这一地区土壤侵蚀治理中的重中之重。为了给这一地区的植被建设提供科学依据，前人已进行了大量研究，取得很多成果，包括本区天然植被的地带性和非地带性分布、历史上植被的变迁过程、不同地区植被恢复的水分承载条件与生态条件。黄土高原显域生境下的地带性植被从东南部向西北部呈带状变化，四个植被带基本上在全新世早中期已经形成，特别是在距今3000至2200年的西周至战国时期已与现代植被带基本相似，其间伴随着气候的变化，植被带界线虽有南北移动，但植被带格局没有发生大的变化。^［1］实践证明，修复生态环境必须遵循自然规律，否则，不仅收不到预期效果，不能持久延续，而且可能事与愿违，适得其反。比如，如果不能科学合理地利用水资源，不了解地下墒情，在短时期内可能表现出较好的生态建设和治理效果，但随着时间的推移可能会由于水的极度耗损而造成无法弥补的损失。研究表明，黄土土壤水活跃层深度一般在2m左右,2m以下土层的土壤水一旦耗用，就很难补充，既使补充也需要很长时间。这就意味着2m以下的土壤水分是不可动用的净储量。高生长量的人工牧草和木本植物，根系发达，耗水量大，浅层土壤水分不能满足植物生长的需要时，通过根系耗用深层土壤水，一旦根系分布深度内的土壤水被大量耗用，就会形成土壤干层，植物势必衰亡。专家认为，不顾立地水分条件，一味追求高生长量的人工林草建设，会导致掠夺性地利用土壤水资源，不可能营造出经得起时间考验的秀美山川，只能给子孙后代留下干涸的土壤水库。

研究证明，黄土高原由于缺乏足够的降水资源与光热资源匹配，降低了绿色植物对光温的转化利用率，从而限制了光热资源潜力的发挥。综合已有的研究结果，根据年降水量分区，大致可以判断黄土高原生态修复潜力。黄土高原东南部半湿润森林地带,降水量大于550mm，封育10～15年，即可达到恢复植被、实现林灌草3个层片结构目标，如辅以人工造林，10年即可成林，并能自然更新。此带西北为半湿润森林草原地带，降水量下限为500mm，封育10～15年，阴坡的林被也能恢复林灌草3个层片结构，阳坡通常可以恢复到灌草2个层片结构。此带西北属黄土高原的中北部半干旱草原地带，降水量300mm～500mm，属无天然林地带，封育5年即可恢复草本植被，盖度可达60%～70%，人工造林需补充灌溉，且林被结构不稳定，是人工造林小老头树集中分布区。小老头树改善生态环境功能差，并且由于耗水量较草本植被高而使土壤出现干层，加重生境条件恶化，因而不宜在草原地带种植乔木林。黄土高原最西北为干旱荒漠草原地带，年降水量小于300mm，只能生长旱生草本和小半灌木，属植被结构1个层片地带，封育3年盖度可达30%，接近天然植被覆盖值，是不宜种植乔木林地带。^［2］年降水量＜200mm的干旱区，分布于青海共和、甘肃景泰、宁夏上宁、内蒙古乌海以及宁蒙河套灌区，面积约4.1万km²。该区不适宜于实施生态修复工程。西部和西北部的宁夏、内蒙古黄河沿岸地带鄂尔多斯高原西部，甘肃靖远—景泰—永登一线，年降水量为150mm～250mm，是区内降水最少的地区，只能生长旱生草本和小半灌木，封育3年盖度可达30%。^［3］如图1。

图1　黄土高原植被自然带划分图

对于一定的地区来说，所规划的目标植被类型，不能超越该地区在天然条件下的优势植被类型。从图2（见下页）可以看出，尽管植被带、林分种类和地形地貌不同，但人工林地与人工草地或天然草地相比，其最显著的特点之一则是人工林地土壤水分含量远低于草地。特别是阳坡160cm以下土层，人工林地土壤含水量尚不到荒坡的1/2，仅略高于土壤调萎湿度^[A、B、C]。而且，即使在降水条件比较好的半湿润地区，雨季过后这种状况也未得到改善^［A、D］。在干旱季节，阳坡人工林地土壤水分从上到下处于调萎湿度边缘。由此进一步说明，自然状况下单纯依靠天然降水，人工林地土壤水分亏缺状况将难以恢复。^［4］

图2　黄土高原不同植被带人工林地和草地土壤水分状况图