胡宜剛,李 睿,辛玉琴,朱學超,王增如,趙 洋
(1.中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所 沙坡頭沙漠試驗研究站,甘肅 蘭州730000;2.國家電網(wǎng)公司科技部,北京100031;3.西藏信和監(jiān)理咨詢有限公司,西藏 拉薩850000;4.蘇州綠化建設(shè)發(fā)展有限公司,江蘇 蘇州215008)
青藏高原素有“世界屋脊”、“地球第三極”和“亞洲水塔”之稱,在水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、水土保持和碳源/碳匯等方面具有舉足輕重的生態(tài)安全屏障作用[1-2],其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值遠勝于經(jīng)濟價值[3]。社會的不斷進步和科學技術(shù)的快速發(fā)展逐漸跨越了青藏高原嚴酷的自然地理條件限制,一項項重大民生工程,如青藏公路(G6、109國道)、青藏鐵路、拉(拉薩)日(日喀則)鐵路、國家電網(wǎng)青藏聯(lián)網(wǎng)和川藏聯(lián)網(wǎng)工程、中小型水利水電工程的實施,極大地改善了當?shù)孛癖姷慕煌l件和生活狀況。近期即將計劃實施的一系列鐵路、公路、光電水電和礦產(chǎn)開發(fā)等項目以及旅游業(yè)的發(fā)展也必將推進青藏高原的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和社會文明的進步,同時,也對這一區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。由于其特殊的地理環(huán)境和氣候條件,青藏高原具有明顯的環(huán)境脆弱性[4]和敏感性[5]的特點,生態(tài)安全閾值幅度窄,環(huán)境人口容量低,使之對氣候變化和人類活動異常敏感[6]。不合理的人類活動極易引起生態(tài)系統(tǒng)的破壞,并導致一系列生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)[7]。在全球變化和人類活動的綜合影響下,青藏高原已呈現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低、資源環(huán)境壓力增大等許多問題,突出表現(xiàn)為:冰川退縮顯著、土地退化形勢嚴峻、水土流失加劇、生物多樣性威脅加大與珍稀生物資源減少、自然災(zāi)害增多等[2]。因此,如何采取各種措施和技術(shù)手段,做好植被恢復(fù)工作,最大限度地降低人類活動對青藏高原生態(tài)環(huán)境所帶來的負面影響將對維護該地區(qū)的穩(wěn)定、促進社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展、充分發(fā)揮其生態(tài)安全屏障作用具有深遠的影響。
受氣候條件變化的影響,以及退牧還草工程、三江源生態(tài)治理工程等一系列政策的實施使青藏高原總體植被蓋度和凈初級生產(chǎn)力(NPP)變好,但由于氣候變暖變干和人類活動(如超載放牧等)的雙重影響,在海拔較高、生態(tài)更為脆弱的藏北高原西部的高寒草原和高寒荒漠、西藏“一江兩河”和青海“三江源”的部分地區(qū)仍存在著較為嚴重的草地退化[1]。其中,具有代表性的有以青藏公路和青藏鐵路工程以及三江源區(qū)的“黑土型”退化草地。目前,針對青藏鐵路工程擾動區(qū)域和“黑土型”退化草地的治理已進行了眾多植被恢復(fù)方面的試驗研究和嘗試。本研究將從植被恢復(fù)的角度出發(fā),在對青藏鐵路植被恢復(fù)和“黑土型”退化草地治理兩個典型案例分析的基礎(chǔ)上,總結(jié)現(xiàn)有的植被恢復(fù)技術(shù)和經(jīng)驗,提出在青藏高原進行植被恢復(fù)的基本原則和注意事項,為今后青藏高原其他大型工程擾動和草地退化后進行植被恢復(fù)提供建議和對策。
青藏高原是由一系列高大山系及其間的高原寬谷盆地組成的獨特自然地理單元,其面積為256萬k m2,占我國國土面積的26.8%。平均海拔在4 500 m 以上,處于我國地勢最高的第三階梯。因地勢格局和大氣環(huán)流特點的制約,形成了獨特的水熱狀況地域組合,氣候特點整體上呈現(xiàn)出從東南暖熱濕潤到西北寒冷干旱的大致趨勢[8],青藏高原內(nèi)部“三向地帶性”相互交錯、聯(lián)結(jié)分布,在自然景觀上從東南向西北表現(xiàn)出森林、草甸、草原和荒漠的帶狀更迭的特點[8-9]。其自然地域系統(tǒng)復(fù)雜多樣,可分2個溫度帶、10個自然地帶和28個自然區(qū)[10]。植被類型主要包括山地森林、山地針葉林、高寒灌叢草甸、山地灌叢草原、高寒草原、山地草原與針葉林、山地半荒漠和荒漠、高寒半荒漠和荒漠以及山地荒漠[8]。在寬緩的高原腹地分布著廣袤的內(nèi)陸湖泊、河流以及沼澤等水域生態(tài)系統(tǒng)類型。植物多樣性非常豐富,已報道的高等植物就有13 000余種,但因所處地域氣候條件的差異,植物組成差異巨大[11]。由于嚴酷的自然地理條件,其生態(tài)系統(tǒng)極度脆弱,對氣候變化和人類活動異常敏感,特別是“三江源”地區(qū)和藏北的羌塘高原[6]。
2.1.1 青藏鐵路的影響 青藏鐵路是世界上海拔最高的鐵路,新建的格爾木至拉薩段全長1 118 k m,大部分位于高原腹地,86.3%的路段處于海拔4 000 m 以上。青藏鐵路的成功修建和通行創(chuàng)造了人類鐵路史上的一個新的奇跡,在改善青藏高原的交通環(huán)境、加強西藏與內(nèi)地的聯(lián)系、促進民族團結(jié)、推動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和保持社會穩(wěn)定等諸多方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而,鐵路沿線的植被類型復(fù)雜多樣,包括高寒荒漠、高寒草原、高寒草甸、高寒沼澤和高寒灌叢5種植被類型、10種植被亞型[12]和10個土壤亞型[13],大多都處于重度或極度脆弱區(qū)[4],一旦遭到破壞,恢復(fù)難度極大。雖然在施工過程中采用了一系列的保護措施,但由于工程浩大且高寒環(huán)境的脆弱性和敏感性,施工過程中路基的修建、取棄土場、施工便道等臨時工程用地等不可避免地對原生植被和生境造成破壞[14],主要表現(xiàn)在表層土壤向粗?;拓汃せ较虬l(fā)展[15]、凍土上限深度增加[16]、土地沙化與沿線沙害形勢嚴峻[17-20]、風 蝕和凍融侵蝕加劇、影響地表徑流[21]和水土流失[22-23];植被覆蓋度、生物多樣性和生產(chǎn)力降低[16],景觀破碎化、濕地生態(tài)系統(tǒng)萎縮和退化[24-25]、野生動物的遷移和繁殖發(fā)生改變等一系列連鎖反應(yīng),最終影響鐵路沿線生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能(圖1)。應(yīng)用植被影響指數(shù)分析發(fā)現(xiàn),青藏鐵路工程對高寒草原和高寒草甸的影響最大,其次是荒漠和流石坡稀疏植被,影響較小的是高寒河谷灌叢、沼澤濕地和墊狀植被[14]。各種工程干擾中路基工程的影響最大,取棄土場、橋涵和隧道工程有重要影響,施工便道、站場和施工營地產(chǎn)生一般或輕微的影響。
圖1 青藏鐵路建設(shè)對沿線生態(tài)環(huán)境的影響Fig.1 Effects of the Qinghai-Tibet rail way construction on the ecological environ ment along the line
2.1.2 青藏鐵路沿線的植被恢復(fù) 生態(tài)系統(tǒng)具有自我修復(fù)的能力,主要通過土壤種子庫、有性生殖擴散和營養(yǎng)繁殖實現(xiàn)自我更新和演替。青藏鐵路工程擾動后的植被恢復(fù)能力與所在路段的地形、植被覆蓋度、氣候條件以及工程活動的強度都有關(guān)系,地勢越平坦、工程面積越大、植被覆蓋度越低、環(huán)境越脆弱的區(qū)域植被的恢復(fù)能力越差[26]。因青藏公路修建而受損的高寒草甸經(jīng)過12年的自然演替后,其蓋度和物種豐富度僅恢復(fù)到原生植被的10%~41%和12%~40%,工程碾壓路段需要30~40 年后其蓋度才能接近于原生植被[27]。在保留一定比例的地表原始土壤的情況下,工程結(jié)束后20~30年物種多樣性基本可恢復(fù)到破壞前的水平。而當工程建設(shè)破壞面積大于1 500 m2,植被難以恢復(fù)[28]。多年凍土區(qū)工程取土場恢復(fù)20年后,植被的蓋度、生物量和物種豐富度接近原生植被,土壤有機質(zhì)增加、堿性降低[28-29]。由此可見,由于高、寒和旱的特殊條件的影響,青藏高原生態(tài)系統(tǒng)植被的自我修復(fù)速率緩慢,土壤的恢復(fù)過程將更為漫長。
目前,就如何降低工程干擾所帶來的負面影響和對受損生態(tài)系統(tǒng)進行植被恢復(fù)已經(jīng)開展了多方面的研究和實踐,并在此基礎(chǔ)上提出了一系列建議和技術(shù)體系。工程建設(shè)中應(yīng)當減少對地形地貌的破壞,重視對地表土壤的保護并輔助人工植被恢復(fù)措施[28]。對取棄土場和路基邊坡采取人工植被重建,施工便道、施工營地采用松耙表土并補播草種后進行自然恢復(fù)[30]。在工程活動中采取有效的凍土環(huán)境保護措施,對維護高寒生態(tài)系統(tǒng)都具有重要意義[16]。對已被工程破壞的草地,盡量避免干擾,從而使其自然恢復(fù)[27]。并根據(jù)植被類型進行人工植被重建和自然恢復(fù)相結(jié)合的方式進行植被恢復(fù),荒漠地段可通過卵礫石覆蓋壓砂或結(jié)皮固沙等措施來控制施工后地表的穩(wěn)定,為植被恢復(fù)創(chuàng)造條件[31];高寒草原植被恢復(fù)施工前應(yīng)將表層土有序剝離,集中堆放保存,待工程結(jié)束后“就地回填”;高寒草甸地帶施工時將草皮分割保存,待工程結(jié)束后進行回鋪;部分地段可以選擇適宜草種進行植被重建。充分利用微地形,以當?shù)貎?yōu)勢植物種為主,輔以外來優(yōu)良種,以實生苗為主,輔以栽植苗木,以草灌為主,輔以適當喬木可對當雄車站進行植被恢復(fù)[12]。以紫花針茅(Stipa p ur purea)、垂穗披堿草(El y mus nutans)等鄉(xiāng)土草種,采取原生植被種子異地繁殖后再人工播種或栽培種苗,然后靠自然演替達到植被恢復(fù)的目的[32]。
物種的選擇是進行人工植被恢復(fù)的重要內(nèi)容,人們已開展了許多研究并取得了一些成果。通過3年的種植試驗篩選出以垂穗披堿草、老芒麥(E.sibiricus)和達烏里披堿草(E.dahuricus)為主要草種,無芒雀麥(Bromus iner mus)、扁穗冰草(Agropyron cristatum)和賴草(Ley mus secalinus)為輔助草種的植被恢復(fù)草種組合,并提出了相關(guān)土壤改良和后期管理技術(shù)[30]。梭羅草(Kengyilia thorol diana)和垂穗披堿草在青藏鐵路工程取土場進行植被恢復(fù)是可行的,其出苗率分別接近50%和60%,越冬率在75%和50%以上,恢復(fù)第2年的植被蓋度在41%和50%以上,群落地上生物量和地下生物量均達到較高水平[33-34]。多年生鄉(xiāng)土物種,如垂穗披堿草、賴草、冷地早熟禾(Poa cr y mophil a)和中華羊茅(Festuca sinensis)是次生裸地的重要先鋒植物,對高原地區(qū)氣候環(huán)境具有較好的適應(yīng)性,在植被恢復(fù)中值得推廣,且?guī)追N植物混播的群落更加穩(wěn)定[35]。此外,青藏公路植被恢復(fù)實踐中采用的生態(tài)袋技術(shù)和三維網(wǎng)植草,保水劑、復(fù)合肥及專用肥與種子按配比使用提高植被恢復(fù)效果[36],以及普通噴播中增加保水劑和凝結(jié)劑的用量、采用客土噴播工藝進行植被建植同樣可以借鑒[37]。近期的研究[35]發(fā)現(xiàn),青藏鐵路格拉段工程的植被恢復(fù)措施是成功的,植被個體及群落指標均表現(xiàn)較好,生態(tài)恢復(fù)和自然景觀效果明顯,全線景觀格局沒有發(fā)生顯著變化,外部環(huán)境也表現(xiàn)穩(wěn)定,其群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)穩(wěn)定,符合自然演替規(guī)律。由此可見,在青藏高原工程擾動后采用多種手段和措施進行植被保護,利用人工植被重建進行植被恢復(fù)是可行的。同時,也說明青藏鐵路的植被恢復(fù)是一種行之有效的模式,對其他工程擾動后的植被恢復(fù)具有很好的借鑒意義。
2.2.1 “黑土型”退化草地的現(xiàn)狀及其成因 “黑土型”退化草地是指青藏高原海拔3 700 m 以上高寒環(huán)境條件下,以嵩草屬(Kobresia)植物為建群種的高寒草甸草地嚴重退化后形成的一種大面積次生裸地,或原生植被退化呈丘島狀的自然景觀,因其裸露的土壤呈黑色,故名“黑土型”退化草地[38],俗稱“黑土灘”、“黑土坡”或“黑土山”?!昂谕列汀蓖嘶莸厥乔嗖馗咴珊挡莸閲乐赝嘶蟮奶赜挟a(chǎn)物[39],集中分布于青藏高原三江源區(qū)的山地陽坡和半陽坡山麓和山前灘地,其面積約為703.19萬h m2,占青藏高原退化草地面積的16.54%[38]。僅在黃河源區(qū)高寒草甸上7個不同植物優(yōu)勢種類型的“黑土灘”草地已完全失去了牧用價值,短期內(nèi)自然恢復(fù)的物質(zhì)基礎(chǔ)也已喪失[40]。因其所處地理環(huán)境的脆弱性、植被恢復(fù)后易退化等特點嚴重威脅著畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,成為青藏高原難以治理的生態(tài)難題。
“黑土型”退化草地的特征突出表現(xiàn)為土壤含水量下降、土壤趨于堿性、有機質(zhì)減少、速效養(yǎng)分增加[38,41-42]、植被生產(chǎn)力下降、優(yōu)勢禾草比例降低而毒雜草類滋生[41-43]、禿斑塊面積增加以及嚙齒類動物的危害加?。?4]。隨著其退化程度的增加,高山嵩草的無性系克隆生長受阻,分株、分蘗和葉片生物量及數(shù)量下降非常明顯[45]。植物群落組成演替序列從嵩草屬到早熟禾屬、雜類草最后演替為毒雜草為主的群落[46]。其產(chǎn)草量是未退化草地的13%,植被平均蓋度為45%,植物物種組成的60%~80%為闊葉毒雜草,基本上失去了生態(tài)和牧用價值[46]。以禿斑地蓋度、可食牧草比例、嚙齒類的危害、退化指示種的比例和土壤有機質(zhì)含量為指標可分為未退化、輕度退化、中度退化、重度退化和極度退化共5 個退化程度[46-48]。當禿斑地蓋度大于40%、可食牧草比例小于35%、退化指示種超過50%、表層土壤(0~10 c m)有機質(zhì)含量低于7.5%時高寒草甸可界定為“黑土型”退化草地[47]。據(jù)調(diào)查,三江源區(qū)重度和極度退化草地(“黑土型”)面積在330萬h m2左右,占中度以上退化草地總面積的1/3[46]。
“黑土型”退化草地形成的原因是多方面的(圖2),其主要原因是對草地的長期超載放牧[44,49]和害鼠破壞[39,48],強大持久的風蝕、水蝕和凍融交替剝離加速了“黑土灘”的形成[46,49]。以植被稀疏的過牧地段或土質(zhì)疏松的鼠害地段為起點,風蝕和水蝕為原動力,終點是融凍剝離[46]。此外,氣候的干旱化給過牧對草地的影響起到了推波助瀾的作用,其疊加效應(yīng)加速了青藏高原高寒草地的退化[48,50]。因此,“黑土型”退化草地是由氣候變暖、冰川退縮、過度放牧、鼠害等綜合因素共同引起的[51-55]。
圖2 “黑土型”退化草地的形成過程Fig.2 For mation of the“black soil type”degraded alpine meadow
2.2.2 “黑土型”退化草地的植被恢復(fù) 針對青藏高原高寒“黑土型”退化草地的恢復(fù)已開展了多方面的研究和實踐,并提出了一系列的建議和對策。早在1998年,有學者就曾提出通過建立草業(yè)系統(tǒng),加強天然草地管理,建立栽培草地,調(diào)整畜群結(jié)構(gòu),發(fā)展季節(jié)畜牧業(yè),減輕天然草地壓力,逐步恢復(fù)“黑土型”退化草地的構(gòu)想[54]。也有學者認為“黑土灘”的預(yù)防和治理應(yīng)該從控制過度放牧、減輕放牧壓力入手,本著不同退化類型的“黑土灘”分而治之的原則,綜合采用滅鼠、施肥和補播等措施達到恢復(fù)的目的[48-49]。按退化草地的等級采取相應(yīng)的恢復(fù)措施,中度和輕度退化草地改良通過禁牧封育、滅鼠、毒雜草防除等措施靠自然恢復(fù)能力進行恢復(fù);重度和極度“黑土型”退化草地通過建植栽培、半栽培草地的手段進行恢復(fù)[47,55]。土壤是進行草地生態(tài)恢復(fù)的立地條件,“黑土灘”的治理應(yīng)該盡快從土壤改良研究入手,從而加快植被恢復(fù)的進程[43]。也可以將“三江源”區(qū)按生態(tài)功能、經(jīng)濟功能劃分為生態(tài)核心區(qū)和生態(tài)經(jīng)濟保障區(qū)進行分區(qū)治理,在生態(tài)經(jīng)濟保障區(qū)推行“草地農(nóng)業(yè)家庭牧場模式”[56]。在國家層面上,應(yīng)持續(xù)加強向江河源區(qū)生態(tài)建設(shè)的投資和牧區(qū)人民的文化教育,提高牧民的文化素質(zhì)[56]。同時,全面貫徹落實“草原法”和“草地有償承包責任制”的實施[48]。
研究發(fā)現(xiàn)高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)有較強的自我恢復(fù)能力[57]。然而,土壤的粗骨性、養(yǎng)分和種子庫的匱乏是三江源“黑土灘”型退化草地難以進行自然恢復(fù)的瓶頸[58]。因此,靠自然恢復(fù)將會是一個非常漫長的過程[43,46,58]。栽培草地的建立是提高“黑土型”退化草地生產(chǎn)力、調(diào)控植被群落結(jié)構(gòu)和土壤養(yǎng)分的一種有效方法[59-60]。通過建立多年生栽培草地可以在短期內(nèi)恢復(fù)植被生產(chǎn)力、改善土壤微環(huán)境,并為地帶性植被的入侵創(chuàng)造適宜條件,從而大大縮短了“黑土型”高寒退化草地的恢復(fù)進程[46-47,58]。盡管有學者認為圍封、補播和自然恢復(fù)對“黑土型”退化草地的恢復(fù)不一定會成功[61],但多年的恢復(fù)實踐發(fā)現(xiàn),中、輕度退化草地通過減輕放牧壓力和消滅鼠害,在3-6年內(nèi)即可恢復(fù)到較好的狀態(tài)[55]。封育和補播3年后“黑土灘”草甸植物群落的蓋度、高度、地上生物量、可食牧草比例、物種豐富度和多樣性均顯著提高,封育后補播相比于單純的封育是一種更為有效的“黑土灘”退化草甸的恢復(fù)措施[62]。配合施氮肥和磷肥,結(jié)合圍欄封育對退化高寒草甸群落的恢復(fù)比僅施氮肥的效果更為顯著[63]。利用禾本科適宜牧草在重度和極度退化草地上改建的栽培和半栽培草地,其植被的蓋度基本上接近于原生植被,地上總生物量是未退化和退化草地的4~5 倍和10~15倍[55]。然而,“黑土灘”上單播垂穗披堿草的人工植被在自然演替狀態(tài)下短期內(nèi)就會發(fā)生嚴重退化[39,64]。人工補播多年生禾本科牧草5 年后土壤含水量和地下生物量顯著提高,禾草也會開始衰退[39]。封育垂穗披堿草栽培草地3年后,原生莎草科植物的侵入受阻,大量立枯體和凋落物的產(chǎn)生會抑制植物的再生和幼苗的形成,不利于草地的繁殖更新,物種多樣性明顯降低[65-66]。不同草種單播或混播試驗發(fā)現(xiàn)多種多年生禾草配置的栽培草地可有效地優(yōu)化人工植被的群落結(jié)構(gòu),遏制單一種建植的快速退化現(xiàn)象,3 年的試驗研究選出了“垂穗披堿草+冷地早熟禾+中華羊茅+波伐早熟禾+西北羊茅+短芒老芒麥”的混播優(yōu)化組合[60]?!昂谕翞弊躺亩倦s草能充分利用空余生態(tài)位,靠其高密度特征完成群落更新,建議加強干擾以減弱“黑土灘”次生毒雜草群落穩(wěn)定趨勢[67]。因此,后期的施肥[55,64]、鼠害防治[64]、毒雜草 防除[46,68]以及適度放牧利用[55,65-66]等人工調(diào)控措施能有效地遏制其快速衰退,使植被的蓋度、高度和干草產(chǎn)量保持在90%、60 c m 和5 000 kg·h m-2以上[46,55]。因此,選擇適宜草種和農(nóng)藝措施是“黑土型”退化草地建植栽培草地成功的關(guān)鍵。在建植栽培草地時,應(yīng)優(yōu)先考慮混播,并配以科學、合理的調(diào)控,有助于提高栽培草地生產(chǎn)力[46,55]。此外,牧草種子丸?;笤凇昂谕翞蓖嘶莸胤N植表現(xiàn)良好[69]。
目前,治理“黑土型”退化草地的研究也從草種的選擇上開展了大量試驗[70]。多年的引種試驗發(fā)現(xiàn)外來草種無法適應(yīng)青藏高原的特殊氣候環(huán)境,在“黑土灘”上種植很難成功,而鄉(xiāng)土草種對高寒環(huán)境有很強的適應(yīng)性[65]。扁莖早熟禾(P.pr atensis)、波伐早熟禾(P.poophagor u m)、冷地早熟禾和草地早熟禾(P.pr atensis)的越冬率均在80%以上[71]。草地早熟禾、垂穗披堿草、星星草(Puccinellia tenuif lor a)都能順利完成生活史并可自然更新[39,60,72]。因此,鄉(xiāng)土草種是青藏高原“黑 土灘”植被恢復(fù)的主要草種,目前已篩選出適宜推廣的鄉(xiāng)土草種主要有垂穗披堿草、老芒麥、冷地早熟禾、中華羊茅、西北羊茅(F.r yl oviana)、毛稃 羊茅(F.kirilovii)、紫羊茅(F.r ubr a)、星星草、紫野麥草(Hor deu m viol aceum)[60,73]。此 外,還 有 小 花 堿 茅(Puccinellia tenuif lor a)、梭羅草、異針茅(Stipa aliena)、賴草、無芒雀麥、西北冰草(Agr op yron smithii)、細莖冰草(A.tr achycaul us)、短芒老芒麥(E.breviaristatus)也具有較高推廣價值[74]。但由于市場上商品種子供應(yīng)短缺或部分草種還處于馴化選育階段,扁莖早熟禾、小花堿茅、麥賓草(E.tangutor u m)、梭羅草和疏花針茅(S.l axif or a)等適宜“黑土灘”栽培的優(yōu)良牧草只能作為后備草種[70]。
通過近期(2000-2011年)對青海達日縣境內(nèi)Land Gsat T M 資料的解譯與分析發(fā)現(xiàn),前8年草地呈現(xiàn)退化趨勢,黑土灘總面積逐漸增大。2007年以后,黑土灘總面積有所減小,草地退化和黑土灘擴展趨勢得到有效遏制[75],這說明通過以上多渠道的聯(lián)合恢復(fù)措施使三江源區(qū)生態(tài)保護和建設(shè)工程在“黑土灘”綜合治理方面取得了顯著成效。
縱觀植被恢復(fù)的歷程,其主要教訓可以概括為缺乏恢復(fù)生態(tài)學理論的指導、植物物種的選擇不合理、種植和養(yǎng)護措施不當以及監(jiān)管執(zhí)行不力4個方面。綜上所述,雖然青藏鐵路工程干擾和“黑土型”退化草地的植被恢復(fù)實踐中仍存在許多的不足之處,但從目前短期的效果來看,是比較成功的。這也為今后青藏高原地區(qū)針對工程干擾和過度的人類活動進行植被恢復(fù)給予如下啟迪:
1)依法行事,合理利用。加大法律宣傳,增強民眾的法律意識,依法保護、建設(shè)和合理利用草原,有效進行青藏高原生態(tài)安全屏障的保護與建設(shè)。正如美國的“羅斯福大草原工程”、蘇聯(lián)的“斯大林改造大自然計劃”、北非五國的“綠色壩工程”以及我國的“三北”防護林工程和退耕還林工程,一項大型的生態(tài)工程項目需要從國家層面上制定一系列相關(guān)的法律法規(guī)和政策規(guī)劃。其實,早在1985年我國就通過了《草原法》;國務(wù)院等部門還批準并實施了一系列的規(guī)劃、保護與建設(shè)項目,相繼通過了《青海三江源自然保護區(qū)生態(tài)保護和建設(shè)總體規(guī)劃》、《青海湖流域生態(tài)環(huán)境保護與綜合治理規(guī)劃》、《西藏生態(tài)安全屏障保護與建設(shè)規(guī)劃》以及《青藏高原區(qū)域生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護規(guī)劃》[2],為改善青藏高原生態(tài)環(huán)境,保護生物多樣性,發(fā)展現(xiàn)代畜牧業(yè),促進經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展提供了法律支持和戰(zhàn)略依據(jù)。大型生態(tài)工程的成功實施更離不開有關(guān)部門的大力支持、協(xié)調(diào)與配合,青藏高原的生態(tài)恢復(fù)與保護工作也需要各級相關(guān)單位齊心協(xié)力,認真貫徹有關(guān)方針、嚴格落實各項恢復(fù)工作、加強監(jiān)管土地的不合理利用。
2)優(yōu)化施工,減輕干擾。針對工程施工造成的人為干擾和破壞,施工過程中以“減少布點、集中建設(shè)”為原則布設(shè)站點、施工場地和宿營地,盡可能的降低人類活動的強度。貫徹“保護優(yōu)先、預(yù)防為主”的對策,科學合理地設(shè)計施工便道。做好表層土壤和凍土的保護工作,及時按土層結(jié)構(gòu)回填土壤并回鋪草皮。同時,減少對施工周圍區(qū)域地形地貌的破壞,盡力維護其原始生態(tài)景觀。對于放牧造成的草地退化,注意控制牲畜數(shù)量,推行以草定畜、劃區(qū)輪牧、休閑育草的放牧制度,發(fā)展季節(jié)畜牧業(yè),草地退化和環(huán)境破壞嚴重的地區(qū)可在一定時期建立禁牧區(qū)。并建立一定數(shù)量的人工飼草料生產(chǎn)基地、發(fā)展舍飼養(yǎng)殖業(yè),通過定量補飼降低畜牧業(yè)對天然草原的依賴性。
3)積極恢復(fù),養(yǎng)護結(jié)合。推廣現(xiàn)有的可靠植被恢復(fù)技術(shù)和體系,加強特殊區(qū)域植被恢復(fù)與重建的攻關(guān)技術(shù)研究,重視并支持牧草的栽培和新品種的育種等基礎(chǔ)研究。人工植被建設(shè)應(yīng)以生物地帶性為科學依據(jù),物種的選擇要以適應(yīng)性為原則,遵循物種的生物學特性,以當?shù)氐泥l(xiāng)土物種作為植被恢復(fù)的首選物種,做到適地適種。對引進的外來物種的堅持安全性原則,除了考量其適應(yīng)性外,更要注重評估生物入侵的風險。物種的組合堅持生物物種多樣性原則,選擇多種鄉(xiāng)土物種配置。依據(jù)施工過程中的破壞程度,采取圍封、補播和建植人工植被等多種措施及時進行植被恢復(fù),配合土壤改良、施肥和灌溉技術(shù),進行注重后期的管理和養(yǎng)護。建成后,選取典型地段對其植物群落和土壤環(huán)境進行長期定位觀測,跟蹤生態(tài)系統(tǒng)的演替過程,推進恢復(fù)生態(tài)學的理論研究,及時評估生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,預(yù)防人工植被恢復(fù)區(qū)的草地退化。
4)強化監(jiān)管,杜絕違規(guī)。施工單位配合監(jiān)理部門做好環(huán)境保護宣傳工作,加強環(huán)保意識。監(jiān)理部門要恪敬職守,確保施工嚴格按照各項規(guī)定及條例規(guī)范進行,加大對違規(guī)施工的處罰,必要時進行停工整頓。推遲對環(huán)水保方面的驗收工作,可依據(jù)3~5年后的植被保護與恢復(fù)的效果決定是否通過驗收,執(zhí)行獎懲制度。草原管理部門需注意做好宣傳教育工作,重視對當?shù)剞r(nóng)牧民相關(guān)知識的培訓工作、充分發(fā)揮其對當?shù)匦竽翗I(yè)生產(chǎn)與發(fā)展的指導作用。同時,加強對草原生產(chǎn)力的監(jiān)測以及對基層家畜數(shù)量、草地利用和圍欄建設(shè)等方面的監(jiān)管,防止亂挖、開墾和違規(guī)建設(shè),嚴懲不合理的土地利用行為。
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