彭 彬,宋思?jí)?,張 艷,李 勛,周 揚(yáng)
(四川民族學(xué)院橫斷山區(qū)生態(tài)修復(fù)與特色產(chǎn)業(yè)培育研究中心,四川康定 626001)
干旱河谷是我國(guó)西南山地相對(duì)脆弱、存在問(wèn)題較多、治理和恢復(fù)較為困難的一種特殊地域類(lèi)型,多高山峽谷,植被稀疏,泥石流、滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),具有較低的生態(tài)安全閾值和較高的生態(tài)退化風(fēng)險(xiǎn),分布地區(qū)包括金沙江、怒江、雅礱江、瀾滄江、大渡河、白水河及元江等[1]。大渡河是岷江最大支流,涉及青海、四川6個(gè)地州市24個(gè)縣(市),91.5%流域面積處在四川省內(nèi)[2]。四川省甘孜州大渡河流域?qū)俅蠖珊恿饔蛏嫌味危饕緩降ぐ涂h、康定市、瀘定縣等區(qū)域,是青藏高原東南緣至川西盆地過(guò)渡地帶,四周均為崇山峻嶺,河流下切劇烈,沙灘沙洲發(fā)育[1,3]。由于變化多端的自然地理、氣候條件以及人類(lèi)不合理的開(kāi)發(fā)與干擾等諸多因素[4],使得其干旱范圍不斷擴(kuò)大,干旱化與次生干旱化問(wèn)題日益凸顯,直接威脅該地區(qū)生物多樣性,導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)功能?chē)?yán)重退化,同時(shí)影響了長(zhǎng)江中下游社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[2,5-7]。因此,了解甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及植被退化問(wèn)題,是實(shí)現(xiàn)該區(qū)域少數(shù)民族群眾與脆弱生態(tài)系統(tǒng)良性互動(dòng)的前提條件,對(duì)尋求維持區(qū)域生態(tài)安全機(jī)制有重要意義。
甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)地理上主要分布于東經(jīng)101°17′~102°38′、北緯29°39′~31°23′之間,巖性以中上三迭系砂巖、板巖及晚期黃崗巖侵入體為主,屬川西甘孜褶皺帶,瀘定部分屬川滇南北構(gòu)造帶,地形復(fù)雜,緯度跨度大,高差懸殊。氣候?qū)俅ㄎ鞲咴瓪夂?,寒冷而干燥,年平均氣溫?℃以下,年降雨量約700mm。徑流年際變化較小,水量較為豐沛,多由降雨形成,部分為融雪和冰川補(bǔ)給。人文主要為少數(shù)民族聚居,藏族占多數(shù),人口較中下游更為稀少,經(jīng)濟(jì)發(fā)展以農(nóng)牧業(yè)為主,糧食作物包括玉米(Zeamays)、土豆(Solanum tuberosum)等,經(jīng)濟(jì)林果包括櫻桃(Cerasus pseudocerasus)、糖心蘋(píng)果(Maluspumila)、梨果仙人掌(Opuntia ficus-indica),名貴中藥材包括冬蟲(chóng)夏草(Ophiocordyceps Sinensis)、川貝母(Fritillaria cirrhosa)、掌葉大黃(Rheum palmatum)等,珍稀動(dòng)物包括馬麝(Moschus sifanicus)、巖羊(Pseudois nayaur)、紅腹角雉(Tragopan temminckii)、牛羚(Boselaphus tragocamelus)、紅熊貓(Ailurus fulgens)、獼猴(Macacamulattavestita)、大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)等,世界珍品包括海螺斑(Busycon canaliculatu)、華西褐鳳蝶(Bhutanitis thaidina)等。森林、草地與礦產(chǎn)資源較為豐富,已探明的有色金屬包括Pt、Ni、Cu、Au等。
從分布面積來(lái)看,甘孜州金沙江(干旱河谷面積149 166.7 hm2)、大渡河(干旱河谷面積50 575.9 hm2)、雅礱江(干旱河谷面積37 049.1 hm2)中,大渡河干旱河谷面積占甘孜州干旱河谷總面積(236 791.7 hm2)的21.36%。其中,瀘定縣干旱河谷面積(20167.2 hm2)占甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)總面積的39.88%,康定市干旱河谷面積(16454.1 hm2)占甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)總面積的32.53%,丹巴縣干旱河谷面積(13954.6 hm2)占甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)總面積的27.59%。
從干旱河谷類(lèi)型來(lái)看,依據(jù)《橫斷山區(qū)干旱河谷》對(duì)干旱河谷類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn),甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)由氣候與植被雙界定可分為3個(gè)類(lèi)型,即干暖河谷類(lèi)型(最冷月平均氣溫在5~12℃、最暖月平均氣溫在22~24℃、日均溫≥10℃日數(shù)在251~350d,植被以扭曲散生松林、硬葉常綠闊葉林為主)與干溫河谷類(lèi)型(最冷月平均氣溫在0~5℃、最暖月平均氣溫在16~22℃、日均溫≥10℃日數(shù)在151~250 d,植被以河谷小葉落葉灌從為主)、無(wú)干熱河谷類(lèi)型(最冷月平均氣溫在12℃及以上、最暖月平均氣溫在24~28℃、日均溫≥10℃日數(shù)在350 d以上,植被以稀樹(shù)灌木草叢為主)。瀘定縣、丹巴縣及康定市部分干旱河谷區(qū)屬于干暖河谷地帶,康定市干旱河谷區(qū)多屬干溫河谷地帶。
①降水少,蒸發(fā)大,干濕季分明,氣流下沉增溫、減濕及焚風(fēng)效應(yīng)顯著增加。瀘定縣、康定市、丹巴縣年均溫分別為15.5℃、7.0℃、14.3℃,年均無(wú)霜期分別為279d、177d、277d,年均降雨量分別為664.4 mm、69.35mm、600mm,年蒸發(fā)量(1500~2200mm)為降水量的2~7倍。雨季(5-10月)降雨量占全年總量的85%以上,而植物生長(zhǎng)期(3月始)月降雨量?jī)H10~25mm,水、熱配合嚴(yán)重“錯(cuò)位”。②全年光照強(qiáng),輻射強(qiáng)烈。瀘定縣、康定市、丹巴縣干旱河谷地區(qū)年均日照時(shí)數(shù)分別為1324h、1738h、2079h,冬季日照數(shù)略多于夏季,年均總輻射量35×108~45×108J/cm2。該地區(qū)具有強(qiáng)烈新構(gòu)造運(yùn)動(dòng),外營(yíng)力作用頻繁,使得巖石極易風(fēng)化剝離,水土流失嚴(yán)重,土壤瘠薄。干暖河谷與干溫河谷均以山地褐土為主,容重大,巖石疏松碎屑與游離碳酸鹽含量高(碳酸鹽含量13%~20%),土壤堿化明顯(pH值約7.6)[1]。且由于氣溫高,輻射強(qiáng),風(fēng)力指數(shù)高,土壤水分快速蒸發(fā)消散,土壤愈發(fā)干燥,通透性與蓄水保肥能力弱,對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育不利,加速了生態(tài)環(huán)境惡化。
總體來(lái)看,灌木以狼牙刺(Sophora viciifolia)、杭子梢(Campylotropismacrocarpavar.macrocarpa)、岷谷木藍(lán)(Indigofera lenticellata)、光果蕕(Caryopteris tangutica)、木旋花(Convolvulus tragacanthoides)、紫金標(biāo)(Ceratostigmawilllmottianum)、萬(wàn)年蒿(Artemisia gmelinii)等為主,帶有亞熱帶性質(zhì)的有小鐵仔(Myrsine africana)、叢生黃櫨(Cotinus coggyria)、小葉黃荊(Vitex negundo var.microphylla)、枸杞(Lycium chinense)等;草木以茅坪藎草(Arthraxonmaopingensis)、還魂草(Selaginella lamariscina var.pulvinata)、須芒草(Andropogon yunnanensis)、長(zhǎng)芒草(Stipa bungeana)、角蒿(Incarvillea arguta)、藎草(Arthraxon hispidus)、甘肅臭草(Melica przewalskyi)等為主。具體來(lái)看,以瀘定縣、丹巴縣為代表的干暖河谷區(qū)代表植被為云杉(Picea asperata)、冷杉(Akjes fabri)、鐵杉(Tsuga chinensis)、尖葉木犀欖(Olea europaea)、余甘子(Phyllanthus emblica)、梨果仙人掌[Opuntia ficus-indica(Linn.)Mill.]、金合歡(Acacia podalyriifolia)、青香木(Pistaciaweinmannifolia)等。以康定市為代表的干溫河谷區(qū)代表植被為羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)、金合歡[Acacia farnesiana(Linn.)Willd.]、青香木(Pistacia weinmannifolia)、川甘亞菊(Ajania potaninii)、梨果仙人掌[Opuntia ficus-indica(Linn.)Mill.]、錦雞兒(Caragana sinica)、繡線菊(Spiraea thunbergii)、金老梅(Potentillafruticosa)等。植物群落結(jié)構(gòu)是由多因素耦合梯度所決定[1-2,8],由于干旱少雨,土地貧瘠,受到人為干擾破壞,甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)植被向干旱灌叢(低矮、多刺)、稀草坡、半荒漠化演變趨勢(shì)發(fā)展。
甘孜州大渡河流域干旱河谷形成原因主要包括:①地貌影響大氣環(huán)流。該地區(qū)主要由青藏高原抬升形成,冬季主要受南支西風(fēng)環(huán)流(伊朗、印度大陸干燥氣團(tuán))控制,從近地到高空較干暖而形成降水較少的輻射下沉區(qū);夏季主要受孟加拉灣暖流回流影響[1,5-8]。②地形影響水熱分配。該區(qū)山體高大,橫斷南北,濕潤(rùn)的氣流受層層山脈屏障阻隔,水汽含量在長(zhǎng)距離運(yùn)輸過(guò)程中越來(lái)較少,而受地形抬升及熱力對(duì)流影響,氣流越山下沉后增溫減濕,此時(shí)谷坡受輻射強(qiáng),升溫快,焚風(fēng)效應(yīng)明顯,促使干暖干溫加劇。③人類(lèi)不合理經(jīng)營(yíng)活動(dòng)[2]。尤其是20世紀(jì)60年代以來(lái),農(nóng)牧民及企業(yè)對(duì)森林掠奪性濫砍濫伐、對(duì)草原超載放牧、破壞性濫采中草藥材,大大加劇了干旱河谷的形成進(jìn)程,迫使植被朝耐旱方向逆向演替。
甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)生態(tài)退化模式為“原始天然林→松櫟林→灌叢→干旱灌叢→稀疏草坡→半荒漠”發(fā)展,且缺水高鹽的生境使得植被旱生特征突出,結(jié)構(gòu)愈發(fā)單一,植被覆蓋率下降,自然植被退化嚴(yán)重[1,5-6]。再者,坡陡谷深和過(guò)度開(kāi)墾,也使得本就貧瘠的土壤進(jìn)一步惡化,以此引發(fā)地形破碎區(qū)滑坡泥石流等高發(fā)頻發(fā),對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)與人民生活安全造成威脅[7]。此外,干旱河谷邊界有所擴(kuò)大,向更高海拔和流域上下游延伸,林線上移,部分森林被消失殆盡,干旱程度加劇,稀疏灌木草叢上限不斷抬升。
4.2.1 進(jìn)一步劃分干旱河谷生境類(lèi)型。甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)的兩大類(lèi)(干暖河谷、干溫河谷)可進(jìn)一步劃分亞類(lèi),如干暖干旱偏干貧瘠、干溫干旱偏干貧瘠、干暖干旱偏濕半肥沃、干溫干旱偏濕半肥沃、干暖干旱貧瘠、干溫干旱貧瘠等[9]。根據(jù)劃分的生境亞類(lèi)型,進(jìn)一步區(qū)分不同亞類(lèi)型生境的土壤、氣候特點(diǎn),因地制宜,建立相應(yīng)生態(tài)恢復(fù)措施。
4.2.2 人工種植菌草。甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)土壤貧瘠,蒸騰作用強(qiáng),水分虧損過(guò)高,風(fēng)力指數(shù)高,大氣濕度低,植被稀少,造林難度較高,應(yīng)基于生態(tài)條件種植極耐干旱、耐高溫、耐貧瘠的速生草類(lèi)型,在此基礎(chǔ)上選擇根系發(fā)達(dá)、有一定土壤改良效果的草種,且以可供畜牧業(yè)青飼料、青貯飼料、顆粒加工飼料等用途的牧草最佳。國(guó)家菌草工程研究中心發(fā)明菌草技術(shù),建立新時(shí)代新生態(tài)“植物-菌物-動(dòng)物”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)發(fā)展模式[10-11]。甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)干暖河谷尤其可試引種菌草來(lái)保護(hù)生態(tài)環(huán)境,改善畜牧業(yè)發(fā)展瓶頸。菌草區(qū)別于草坪草與一般牧草,適應(yīng)能力極強(qiáng),耐旱、耐熱、耐貧瘠,部分品種耐寒、耐澇,在沼澤、河灘、河岸、陡坡、沙荒或曠野地上都能正常生長(zhǎng)。一方面可作為畜牧飼料,適口性好,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高;另一方面,可作為優(yōu)質(zhì)的食、藥用菌生產(chǎn)原料,以草代木,生物學(xué)效率高;還可作為清潔的生物質(zhì)燃料代替煤炭來(lái)發(fā)電,用于生產(chǎn)沼氣以及治理水土流失,改善土壤侵蝕等效果[12],在甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)有極高的栽培潛力、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益。目前45種菌草中可試種巨菌草(Pennisetumgiganteum)、綠洲一號(hào)(Arundodonax'LvzhouNo.1')、雜交狼尾草(Pennisetumamericanum×P.Purpureum)、蘆竹(Arundo donax)、象草(Pennisetumpurpureum)、高丹草(Sorghum hybrid)、香茅草(Cymbopogoncitratus)等。在引種進(jìn)行適應(yīng)性研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開(kāi)展穩(wěn)定性和產(chǎn)業(yè)建設(shè)等綜合效益的動(dòng)態(tài)研究。
4.2.3 分區(qū)造林與經(jīng)營(yíng)。甘孜州大渡河流域干旱河谷區(qū)墾殖指數(shù)高,廣種薄收。因此,退耕還林要與地區(qū)經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),深度挖掘林業(yè)及其副產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)潛力[13],提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民收入水平,以進(jìn)一步擴(kuò)大森林面積,促進(jìn)林業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。在進(jìn)行造林恢復(fù)與重建過(guò)程中,要遵循“先易后難,先河流上游再下游,先河谷坡面上、下部,再向中部逐步推進(jìn),先宅旁、水源豐富的溝谷,再向四周適應(yīng)性擴(kuò)展”的原則,尤其對(duì)水源充足的河谷及1200m以上的山中上部半干旱地段,應(yīng)作為重點(diǎn)選造林,輔以集水措施、攔蓄措施等。對(duì)于極度干旱且植被退化特別嚴(yán)重地區(qū),應(yīng)封山育林,采用休閑制度。對(duì)于瀘定縣、丹巴縣干暖河谷,可選擇樹(shù)種有毛白楊(Populustomentosa)、岷江柏木(Cupressuschen-giana)、巴旦杏(Amygdaluscommunis)、大黃(RhusTyphina)、刺槐(Robiniapseudoacacia)等;對(duì)于康定市干溫河谷,可選擇樹(shù)種有青楊(Populuscathayana)、西南楊(Populusschneideri)、杭包特氏柳(Salixhumboltiana)、西藏沙棘(HippophaethibetanaSchlechtend)、大果沙棘(FructusHippophae)、大黃等,加大林木保護(hù)力度,提高林副產(chǎn)品附加值。