山 侖，徐炳成

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室，陜西 楊凌 712100;2.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所，陜西 楊凌 712100）

退耕還林(草)是我國生態(tài)文明建設(shè)史上的標志性工程。然而,隨著退耕還林(草)的持續(xù)深入實施,在取得顯著成效的同時也逐漸顯現(xiàn)一些新問題,如退耕地植被的結(jié)構(gòu)不夠合理、大范圍植被建設(shè)的水資源承載力下降、退耕還林(草)生態(tài)建設(shè)可否持續(xù)等,因此有必要就該工程實施以來取得的成效及面臨的新問題進行科學(xué)評估和系統(tǒng)梳理[1-2］。

延安市地處黃河中游、位于黃土高原腹地,其地形地貌、氣候、植被特征以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式等在黃土高原地區(qū)均具有典型性和代表性。延安市作為國家制定退耕還林(草)政策的發(fā)源地,被譽為“全國退耕還林第一市”,自1999年開始實施退耕還林(草)以來,生態(tài)建設(shè)取得了顯著成效,成為黃土高原乃至全國連片增綠幅度最大的地區(qū),為全國提供了生態(tài)修復(fù)的“延安樣本”。本文基于中國工程院農(nóng)業(yè)學(xué)部咨詢研究項目“黃土高原典型地區(qū)退耕還林(草)成效、問題及對策”對延安市的實地調(diào)研資料和1990—2020年典型年份遙感影像解譯資料,對延安市實施退耕還林(草)及林草植被建設(shè)取得的成效和面臨的問題進行綜合評估分析,并根據(jù)延安市的區(qū)位特點有針對性地提出林草植被建設(shè)的建議和對策,以期為新時期延安市乃至黃土高原地區(qū)的生態(tài)建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展提供依據(jù)與參考。

1 延安市實施退耕還林（草）取得的成效

1.1 生態(tài)質(zhì)量明顯提高

延安市轄2個區(qū)(寶塔區(qū)和安塞區(qū),其中寶塔區(qū)為延安市城區(qū)、安塞區(qū)由原安塞縣于2016年撤縣設(shè)區(qū))、10個縣(延長縣、延川縣、志丹縣、吳起縣、甘泉縣、富縣、洛川縣、宜川縣、黃龍縣、黃陵縣)和1個縣級市(子長市,由原子長縣于2019年撤縣設(shè)市,陜西省直轄、延安市代管),總面積37037 km2；地形地貌以梁峁、溝壑為主,為典型的黃土丘陵溝壑區(qū)；氣候?qū)侔霛駶櫚敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū),其中寶塔區(qū)以南為半濕潤區(qū)、寶塔區(qū)以北為半干旱區(qū)；按照植被類型分帶,延安市處于森林帶向草原帶的過渡區(qū)。

自1999年開始實施退耕還林(草)以來,延安市生態(tài)改善的面積為31761.80 km2,占總面積的86%。遙感影像解譯表明,延安市植被覆蓋度由2000年的47.98%提高到2020年的72.57%,森林(含果園)覆蓋率由2000年的32.85%提高到2020年的59.75%。

1990—2020年延安市的歸一化植被指數(shù)(NDVI)呈先降后升趨勢(見圖1)。1990—2000年NDVI呈下降趨勢,10 a間下降了0.04,這與該時期耕地面積增加、林草面積下降有關(guān)；2000—2020年NDVI呈上升趨勢,由0.50上升到0.68。

圖1 延安市典型年份NDVI空間分布

1990—2020年全市水土流失總面積減少6716.2 km2,中度及以上土壤侵蝕面積占比下降23.87%(2020年輕度以下土壤侵蝕面積占比為63.57%),土壤侵蝕模數(shù)由9000 t/(km2·a)降至1077 t/(km2·a),生態(tài)較為脆弱的北部縣(市、區(qū))土壤侵蝕等級由以強烈侵蝕為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐暂p度侵蝕為主。

延安市所處的延河流域(面積為7725 km2)多年平均輸沙模數(shù)由退耕前的15058 t/(km2·a)降至退耕后的2988 t/(km2·a),降幅達80.2%；多年平均徑流量由2000年前超過2.0億m3降為2000年以后的約1.5億m3；多年平均輸沙量由2000年前高于0.3億t降為2000—2010年的0.17億t和2010—2020年的0.05億t。

1.2 土地利用結(jié)構(gòu)迅速優(yōu)化調(diào)整

1990—2020年延安市土地利用類型以農(nóng)(耕)地、林地、草地為主,典型年份這3種主要土地利用類型占總面積的比例見表1。由表1可知,實施退耕還林(草)后土地利用結(jié)構(gòu)得到迅速優(yōu)化調(diào)整,1990年和2000年3種主要地類的面積比例接近1∶1∶1,即林草地面積之和約為農(nóng)地的2倍,而2010年和2020年林草地面積之和約為農(nóng)地的11倍。

表1 典型年份主要地類面積占比 %

據(jù)延安市統(tǒng)計局提供的統(tǒng)計資料分析,延安市人均耕地面積2000年以前超過0.13 hm2(2畝),2018年約為0.11 hm2(1.67畝)、2020年約為0.10 hm2(1.5畝)。

1.3 促進了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，助推了農(nóng)民脫貧致富

延安市農(nóng)業(yè)人口占比在實施退耕還林(草)前的1998年為78.6%,到2019年降至65.0%；以種植業(yè)為主的第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比1998年為45.5%,到2017年降至9.2%(其中林果、棚栽、草畜等產(chǎn)業(yè)對農(nóng)民收入的貢獻比例達48%)。1994—2018年,全市果園面積由13.1萬hm2增加到23.7萬hm2,增幅達80.9%；干果總產(chǎn)量為11.6萬t,年均產(chǎn)量約為4600 t。

2000—2020年延安市年均糧食產(chǎn)量71.95萬t(其中:2000—2009年年均69.29萬t,2010—2020年年均74.37萬t),與1990—1999年年均72.77萬t相當,說明退耕還林(草)未對糧食總產(chǎn)量產(chǎn)生明顯影響。由于人口穩(wěn)定增長,因此2000年以來年均糧食自給率在90 %以下。

1999年全市農(nóng)民人均純收入約為1381元,2020年全市農(nóng)民人均可支配收入12845元。實施退耕還林(草)以來,農(nóng)村勞動力向二、三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)大量轉(zhuǎn)移(到2020年延安市城鎮(zhèn)化率達64.07%),其中從事二、三產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移勞動力占20%,累計建成生態(tài)村944個、美麗宜居示范村466個,有16個村被命名為全國綠色村、45個村被命名為省級美麗宜居示范村。2018年年底,全市整體脫貧“摘帽”。

1.4 林草面積快速增加，植被得到良好恢復(fù)

截至2018年年底,全市共營造生態(tài)林144.5萬hm2(占造林總面積的76.46%),營造經(jīng)濟林44.5萬hm2(占造林總面積的23.54%),生態(tài)林面積與經(jīng)濟林面積之比約為3∶1。營造的喬木林主要樹種為刺槐、側(cè)柏和油松,其造林面積分別占造林總面積的83.05%、10.45%和3.34%；營造的灌木林樹種以沙棘和檸條為主,其面積占比分別為96.71%和3.26%。

典型年份土地利用/覆被類型空間分布遙感影像解譯結(jié)果(見圖2)顯示,實施退耕還林(草)后延安市林地呈現(xiàn)南部蔓延擴展和北部面積快速增加的特點,新增林地和草地主要分布在生態(tài)相對脆弱的西北部吳起縣、志丹縣、安塞區(qū)和子長市,這四縣(區(qū)、市)植被覆蓋度從2000年的29.8%提高到2018年的70.6%,1990—2020年吳起縣、志丹縣、安塞區(qū)和子長市林地面積分別增加了55.62%、34.23%、39.11%、35.81%。實施退耕還林(草)后,全市天然草地占土地總面積的比例基本維持在30%左右,低覆蓋度(0%～30%)、中低覆蓋度(30%～45%)、中覆蓋度(45%～60%)草地面積占比分別降低了16.31、2.51、0.48個百分點,而中高覆蓋度(60%～75%)、高覆蓋度(＞75%)草地面積占比分別提高了5.83和6.63個百分點。

圖2 延安市典型年份土地利用/覆被類型空間分布

2 當前延安市林草植被建設(shè)面臨的問題

2.1 大規(guī)模植被恢復(fù)改變了地表水文過程

基于Landsat遙感影像解譯結(jié)果進行測算表明:延安市植被凈初級生產(chǎn)力(NPP)表現(xiàn)為南高北低的分布特征,與植被、氣候地域特征相符。實施退耕還林(草)以來,延安市植被總體恢復(fù)良好,NPP由2000年的80.33 tDW/(hm2·a)提高至2020年的108.86 tDW/(hm2·a)。

基于MODIS-ET產(chǎn)品分析表明:延安市的實際蒸散發(fā)量(ET)呈增大趨勢(見圖3,圖中R2為擬合線的決定系數(shù)、P為顯著性水平),由2000—2004年的年均262.67 mm增加至2015—2019年的年均434.27 mm,增速為11.96 mm/a；實施退耕還林(草)后,延安市實際蒸散發(fā)量占降水量的比例呈顯著增大趨勢(見圖4),降水通過蒸散發(fā)損失的比例由2000年的約35%增大到2019年的75%；延河甘谷驛站年徑流量由1960—2000年的年均2.17億m3減少至2000—2019年的年均1.51億m3,減幅達30.6%(見圖5)。植被生物量快速增加和有限降水量被大量蒸散發(fā)將影響區(qū)域水文循環(huán)和水分平衡,并將影響已建植被的后續(xù)穩(wěn)定生長和生態(tài)服務(wù)功能的持續(xù)發(fā)揮,這是當前需要關(guān)注的問題之一[3］。

圖3 延安市2000—2019年蒸散發(fā)量變化情況

圖4 延安市2000—2019年蒸散發(fā)量占降水量比例變化情況

圖5 1960—2019年延河甘谷驛站徑流量變化情況

2.2 退耕造林林分類型單一問題突出

調(diào)查結(jié)果顯示,在“造林優(yōu)先”思想指導(dǎo)下,延安市退耕造林主要在北部半干旱地區(qū)開展,人工營造的喬木林和灌木林林分類型均較單一。統(tǒng)計結(jié)果表明,生態(tài)林喬木樹種中刺槐、側(cè)柏和油松面積合計占比達96.84%,灌木樹種中沙棘和檸條面積合計占比達99.97%,人工喬木純林(如刺槐)存在密度較大且不成材、林地自我更新能力弱、撫育過程中不能進行砍伐、撫育副產(chǎn)品利用率低等問題,灌木純林(如沙棘)易發(fā)生嚴重病蟲(特別是木蠹蛾)害等問題。經(jīng)濟林雖有發(fā)展(面積約占造林總面積的24%),但受自然因素和產(chǎn)品運輸條件等的影響,經(jīng)濟效益較低甚至部分地區(qū)的經(jīng)濟林無經(jīng)濟效益,實際發(fā)揮的是生態(tài)效益。

2.3 人工草地建設(shè)規(guī)模具有局限性

人工草地建設(shè)一直是黃土高原半干旱區(qū)植被建設(shè)體系中的薄弱環(huán)節(jié),這受當?shù)亟涤昙竟?jié)分配不均、地形破碎、可用于種草的土地面積少等條件影響,也與適應(yīng)性強的優(yōu)良草種缺乏以及人工草地建設(shè)中的種植、栽培、管理、運輸、利用等配套技術(shù)體系不完備有關(guān)[1］。2011—2019年,延安市年均人工草地保留面積與新種草地面積分別為20.96萬hm2和1.60萬hm2,北部7個縣(市、區(qū))的人工草地保留面積是南部6個縣的10.88倍。從調(diào)查結(jié)果來看,目前人工草地建設(shè)存在面積不穩(wěn)、利用不足、分布分散、持久性差、經(jīng)濟效益低等問題。人工草地發(fā)展緩慢與其未被正式納入種植制度有關(guān),這在一定程度上影響了草食畜牧業(yè)的健康發(fā)展。

2.4 大面積天然草地亟待合理開發(fā)利用

從統(tǒng)計數(shù)據(jù)和遙感資料分析得知,延安市天然草地面積約占土地總面積的30%,若加上人工林地擠占的天然草地及林下草地面積,則實際草地面積占比更大。資料顯示,目前天然草地恢復(fù)良好,總體平均覆蓋度在60%以上,但存在生產(chǎn)力偏低、優(yōu)質(zhì)牧草占比偏小、草地恢復(fù)進程偏慢等問題。如何在確保草地生態(tài)效益前提下,利用好這些退耕和封禁形成的廣袤的天然草地資源,綜合提升生態(tài)經(jīng)濟服務(wù)功能,也是當前需要考慮的重要問題之一。

3 對未來林草植被建設(shè)的建議

3.1 開展區(qū)域農(nóng)業(yè)綜合評估和規(guī)劃，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整確定方向和目標

受退耕還林(草)進度要求影響,多數(shù)地區(qū)的退耕還林(草)在快速推進中缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。當前,應(yīng)根據(jù)各縣(區(qū)、市)資源環(huán)境特征和生產(chǎn)實際,綜合評估實施退耕還林(草)以來取得的成效和遇到的新問題,結(jié)合土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整,圍繞國土空間規(guī)劃要求,科學(xué)編制退耕還林(草)后續(xù)發(fā)展總體規(guī)劃,把維護退耕還林(草)政策和培育新產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合起來,做好頂層設(shè)計,為鞏固退耕還林(草)成果、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展提供依據(jù)。

3.2 加強退耕還林（草）生態(tài)效應(yīng)的監(jiān)測與評估

有限水資源是半干旱地區(qū)影響植被恢復(fù)和植物生長的主要決定性因子。研究結(jié)果表明,實施退耕還林(草)20 a后,延河流域的水沙關(guān)系和地表水文過程發(fā)生了顯著變化,隨著退耕和封禁后林草植被的持續(xù)恢復(fù),植被覆蓋度和生長量逐漸提高,對區(qū)域水文循環(huán)和水分平衡將產(chǎn)生更顯著的影響。從目前林草植被恢復(fù)和分布情況來看,延安市北部地區(qū)應(yīng)暫停大規(guī)模擴張式造林,通過監(jiān)測和評估大范圍實施退耕還林(草)后植被恢復(fù)的環(huán)境生態(tài)效應(yīng),根據(jù)水資源(主要是降水)承載能力,制定使退耕還林(草)環(huán)境生態(tài)效益持續(xù)和穩(wěn)定的措施。當前可首先從兩方面著手:一是加強林草植被生長和水分利用等相關(guān)基礎(chǔ)資料的收集和監(jiān)測,為植被恢復(fù)的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)準確評價和未來林草植被建設(shè)發(fā)展決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；二是鼓勵林草植被功能提升相關(guān)的應(yīng)用類和應(yīng)用基礎(chǔ)類科技項目直接面向生產(chǎn)實際,增強科技在生態(tài)質(zhì)量改善和特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的服務(wù)與支撐能力。

3.3 有計劃、有步驟對部分林分和樹種進行調(diào)整

根據(jù)退耕還林(草)政策,退耕還生態(tài)林被納入生態(tài)效益補償范圍,享受森林撫育補貼,并與管護責(zé)任掛鉤,這有利于調(diào)動退耕農(nóng)戶管護積極性、提高退耕還林質(zhì)量、增強生態(tài)林功能,但前期在退耕地和部分荒山營造的生態(tài)林存在樹種單一、密度過大等問題,導(dǎo)致林分質(zhì)量不高、抵抗病蟲害能力差、部分灌木枯死等。當前,應(yīng)在全面普查基礎(chǔ)上,根據(jù)立地條件和植被特征,在不造成新增水土流失前提下,按照“以水定林”原則有計劃、有步驟地對部分退耕還生態(tài)林進行樹木密度調(diào)整和林分改良,如對過密刺槐純林進行間伐、逐步替換耗水量大的樹種以優(yōu)化林分結(jié)構(gòu),加強生態(tài)與經(jīng)濟兼用樹種的培育和利用,提升退耕還林的穩(wěn)定性和可持續(xù)性,實現(xiàn)退耕林地由單一生態(tài)功能向多功能、多效益轉(zhuǎn)變[4-5］。同時,針對已經(jīng)形成的大面積退耕林地和封禁林地,在做好撫育管理和提升質(zhì)量的同時,培育和建立具有長效生態(tài)功能的生態(tài)-經(jīng)濟產(chǎn)業(yè),因地制宜地積極發(fā)展林下經(jīng)濟、開發(fā)高附加值林副產(chǎn)品,如發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)、養(yǎng)牛業(yè)、中藥材和香菇種植業(yè)等。

3.4 加強天然草地的撫育管理和合理利用

優(yōu)質(zhì)飼草料的穩(wěn)定供應(yīng)是發(fā)展可持續(xù)草食畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。由上述分析可知,延安市人工草地的大規(guī)模發(fā)展仍將受到自然條件和耕地紅線的約束。調(diào)查結(jié)果顯示,生長旺盛期的天然草地植被覆蓋度在80%以上,達到了保持水土所需的65%,也超過了放牧要求的70%[6］。研究表明,具有高覆蓋度的天然草地若不適當利用將會影響草地自然演替和更新,導(dǎo)致草地退化。在連續(xù)實施退耕還林(草)和封禁20余a后,當前草地建設(shè)應(yīng)以天然草地恢復(fù)管理為重點,從植物群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化和土壤質(zhì)量提升兩方面入手,加強天然草地資源的管理與合理利用,這包括天然草地的人工撫育調(diào)控和提質(zhì)增效、天然草地的合理利用,以及人工草地與天然草地協(xié)同發(fā)展和利用[1,7-8］。根據(jù)延安市的自然條件,建議以小流域為基本單元,按照流域內(nèi)的土地利用和人口狀況,采用個人承包或者集體合伙承租的形式,在嚴格控制利用強度前提下,開展封禁恢復(fù)草地的適度放牧利用試點(如季節(jié)性短期放牧、有限度輪牧等),積極探索廣闊草地資源的合理利用方式,為草食畜牧業(yè)的健康快速發(fā)展奠定基礎(chǔ),這對退耕還林(草)后續(xù)政策的調(diào)整也具有重要意義。

3.5 培育和建立畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展體系

當前,除了要依法依規(guī)保護退耕還林(草)形成的林草資源外,還要積極探索符合區(qū)域特點的鞏固退耕還林(草)成果的機制。畜牧業(yè)既是陜北地區(qū)重要的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),也是整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的重要組成部分,但目前存在產(chǎn)業(yè)鏈不完整、整體效益不高、支撐保障體系不完善等問題。調(diào)查和統(tǒng)計分析表明,2001—2020年延安市畜牧業(yè)年均產(chǎn)值為20.47億元,約占農(nóng)林牧業(yè)總產(chǎn)值的15.66%(2020年僅占11.0%),遠低于國際半干旱地區(qū)50%左右的比例,也低于全國平均水平(全國平均比例約為1/3)。畜牧業(yè)產(chǎn)值偏低與當前退耕還林(草)政策實施中對天然林草和人工林草植被的嚴格封禁有關(guān),也與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)未能適時調(diào)整以及畜牧業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化水平偏低等有關(guān)。隨著人們飲食習(xí)慣和食品消費模式的轉(zhuǎn)變,對畜牧業(yè)產(chǎn)品的需求將快速增加。當前,推動畜牧業(yè)的現(xiàn)代化和健康可持續(xù)發(fā)展,是促進延安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略選擇,是農(nóng)業(yè)增效、退耕農(nóng)民增收、加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的重要途徑和重要動力,也是鞏固和提升退耕還林(草)成果的重要保障[8］。因此,建議實施草食畜牧業(yè)專項扶持和培育,改原來的針對退耕戶的糧食和現(xiàn)金直補為發(fā)展畜牧業(yè)補助,通過扶持形成高質(zhì)量畜牧業(yè)發(fā)展的全產(chǎn)業(yè)鏈及其配套體系,將發(fā)展畜牧業(yè)與廣袤的退耕林草資源管護和合理利用銜接起來,逐步建立鞏固和提升退耕還林(草)成果的長效機制。

致謝：本項目組在調(diào)研過程中得到延安市委市政府、延安市林業(yè)局、延安市退耕辦和吳起縣、安塞區(qū)、洛川縣等縣（區(qū)）政府及其有關(guān)部門的支持。在調(diào)研資料和調(diào)研報告的整理中，西北農(nóng)林科技大學(xué)張歲岐研究員、陳云明研究員、溫仲明研究員、焦峰副研究員、孫文義副研究員和王智助理研究員等參與了相關(guān)工作，在此一并表示感謝！