塔里木河河岸林胡楊的生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)利用
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塔里木河河岸林主要是以胡楊(Populuseuphratica)、灰楊(Populus pruinosa)等喬木樹種組成[1]?;哪影读质俏鞅备珊档貐^(qū)的重要森林資源,也是維持生態(tài)的天然屏障。塔里木河干流荒漠河岸林植物群落主要依靠洪水泛濫形成的有利生境而生存。河流的洪枯變化及河道變遷均對荒漠河岸林的形成、發(fā)展與衰亡具有重大影響[1]。但是近60年來,由于自然及人為的原因,塔里木河干流上、中、下游的水資源時空分布不均,導(dǎo)致近河岸區(qū)域生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重退化,以胡楊林為代表的荒漠河岸林日益衰敗,沙漠化過程加劇,土壤鹽堿及次鹽漬化現(xiàn)象加速明顯,生物多樣性嚴(yán)重受損[2][3]。目前在塔里木河流域的胡楊林是原始林破壞后發(fā)展起來的次生林[4],要使塔里木盆地綠洲生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展,就必須深入研究河岸胡楊林本身的特點,從而科學(xué)合理的保護(hù)和利用河岸胡楊林資源,充分發(fā)揮其生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益,這對塔里木河沿岸綠洲區(qū)域生態(tài)安全具有極其重要的意義。
1 研究區(qū)域
沙雅縣屬于新疆阿克蘇地區(qū),位于天山中段以南、塔里木盆地北緣的渭干河沖洪積平原南部(圖1)。地理坐標(biāo)東經(jīng)81°45′~84°47′,北緯39°31′~41°25′。南北長約220km,東西寬約180km,總面積31955.15km2,北接天山南麓的新和、庫車兩縣,南隔塔克拉瑪干大沙漠,塔里木河由西向東從縣域中偏北部橫穿220km而過。沙雅縣屬于大陸性暖溫帶干旱型氣候,全年平均降水量64.9mm,主要集中在夏季,年總蒸發(fā)量2072.6mm,蒸發(fā)量是降水量的31.9倍,夏季降水較多,約占全年降水量的50%以上;冬季降水較少,約占全年降水量的10%以下。本論文的研究區(qū)屬于塔里木河流域上游段。[5]
2沙雅縣河岸胡楊林資源概況
胡楊目前分布于地中海、中東、中亞、蒙古國和我國新疆、甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙等省區(qū)的干旱、半干旱區(qū)域。而在我國的在塔里木河谷地分布最廣,它從阿克蘇河、和田河與葉爾羌河交匯的三河口開始,向東斷續(xù)分布到低洼的羅布泊平原,并零星散布于塔冤木盆地的邊緣和嘎順戈壁的扇緣地帶。由于大生產(chǎn)時期的毀林造田、攔河筑壩,沙雅縣胡楊林面積1979年比1959年的面積減少了18.2%[6],上世紀(jì)80年代開始國家開始重視塔里木河流域的生態(tài)保護(hù),胡楊林區(qū)均開始退耕還林,據(jù)1979年航拍資料沙雅縣胡楊林面積為21.54萬hm2[4]到2009年面積增加到22.67萬hm2(由沙雅縣胡楊林管理站提供)
2.1胡楊林群落分布及開發(fā)情況
沙雅縣胡楊林主要呈帶狀分布在塔里木河水系,包括河流、湖泊濕地沿岸漫灘和階地上,河岸胡楊林主要分布在距離塔里木河河岸200-1000m的范圍內(nèi),這一區(qū)域往往也分布一些農(nóng)田及灌木群落;在已改道的老河道兩岸還殘留有部分尚未完全枯死的老樹,但在沙漠化嚴(yán)重的區(qū)域則大部分胡楊已枯死,形成所謂的“魔鬼林”。沙雅縣境內(nèi)胡楊林群落主要為由胡楊形成多為單優(yōu)或寡優(yōu)群落,林下植物常見的有檉柳、蘆葦、鈴鐺刺、羅布麻等(見表1)。
表1研究區(qū)域植物名錄
Tab.1 The plant checklist in survey region
編號Code |
種名 Species |
編號 Code |
種名 Species |
1 |
胡楊Populus euphratica Oliv. |
13 |
葎草(拉拉秧)Humulus japonicus |
2 |
灰胡楊 P.pruinosa Schrenk |
14 |
大花羅布麻Apocynum venetum |
3 |
塔里木沙拐棗Calligonum roborovskii |
15 |
脹果甘草Glycyrrhiza inflata |
4 |
梭梭 Haloxylon ammodendrom |
16 |
牛皮消Cynanchum sibiricum |
5 |
多枝檉柳Tamarix ramosissima |
17 |
花花柴(胖姑娘)Karelinia caspica |
6 |
剛毛檉柳T.hispida |
18 |
假葦拂子茅 Calamagrostis pseudophragmites |
7 |
細(xì)穗檉柳T.leptostachys |
19 |
蓼子樸Inula salsoloides |
8 |
黑刺Lycium ruthenicum |
20 |
蒲公英Taraxacum sp. |
9 |
鈴鐺刺Halimodendron halodendron |
21 |
豬毛菜Salsola sp. |
10 |
疏葉駱駝刺Alhagi sparsifolia |
22 |
苦豆子Sophora alopecuroides |
11 |
蘆葦Phragmites communis |
23 |
河西菊Hexinia polydichotoma |
12 |
小獐毛Aeluropus pungens |
注:參考《沙雅縣志》(1995)整理
目前,沙雅縣對于胡楊林的利用模式主要是保護(hù)開發(fā)相結(jié)合。借助胡楊資源當(dāng)?shù)匾呀?jīng)初步開發(fā)出胡楊林自然公園、胡楊林休閑度假區(qū)(太陽島景區(qū))、科克卻勒胡楊藝術(shù)科考影視基地(月亮灣景區(qū))以及塔里木胡楊森林公園等一批旅游景點。胡楊林開發(fā)旅游雖然提高沙雅縣的知名度和帶來經(jīng)濟(jì)收入,但是對于胡楊林及其生境也有一定的負(fù)面影響。在胡楊林區(qū)土壤多為蘇打土,游客或車輛將已經(jīng)結(jié)板的土壤表層破壞后,在風(fēng)的作用下很容易形成揚沙;為接待游人,林區(qū)會開辟道路、餐飲服務(wù)區(qū),隨著游客的增多,這些區(qū)域的活動已經(jīng)加劇了對與林內(nèi)灌木植被、以及野生動物棲息環(huán)境的破壞;目前當(dāng)?shù)匾验_發(fā)胡楊林景區(qū)內(nèi)對游人產(chǎn)生的固體垃圾處理方式是就地掩埋,長此以往則會對土壤和地下水資源造成污染、破壞。
2.2 沙雅縣河岸胡楊林特點
沙雅縣塔里木河河岸胡楊林大致可為三類。①原始河岸胡楊林:沒有受到過多的人為干擾,生長在塔里木河兩岸的胡楊林,它們受到洪水和河床徑流與潛水的補(bǔ)給,土壤鹽漬化不太強(qiáng),河漫灘上主要是幼林;②人工河岸胡楊林:主要是上世紀(jì)80年代開始施行退耕還林工程后人工種植的胡楊林,它們主要依靠人工灌溉及潛水補(bǔ)給,生境條件比較穩(wěn)定;③古河岸胡楊疏林:分布在沙雅縣境內(nèi)塔里木河以南的古河道區(qū)域,主要依靠地下水和目前人工的保護(hù)性灌溉,如進(jìn)一步旱化或遭受破壞,則可能完全變?yōu)榛哪坝^。(圖2)
2.2.1河岸胡楊林形成因素獨特
形成河岸胡楊林主要因素有河流彎曲擺動以及地下水位。
塔里木河流經(jīng)沙雅縣段屬于上游,這一段地勢平坦,河道縱坡為1/5700-1/7700,灘槽高差為1-3 m,水面寬度一般為200-500 m。該區(qū)域河床土質(zhì)松散,泥沙沉積嚴(yán)重,有些寬淺處年淤積10cm,致使河床不斷抬高,河道南北游蕩。沙雅縣境內(nèi)河段屬于過渡型和彎曲型河道,河床變形的特征表現(xiàn)是凹岸沖刷崩退,凸岸淤積。由于塔里木盆地北緣地勢為西北高東南低,再加上歷史上塔里木河老河道沖積,這一地區(qū)地勢較低,塔里木河汛期洪水漫溢地下水位較高,且水位與水量隨塔里木河水量變化[7]。而胡楊生長對于地下水要求較高,故在塔里木河沿岸200-1000m左右的范圍內(nèi)有較多胡楊分布。沙雅境內(nèi)塔里木河屬上游段歷史上是由南向北移動,故距現(xiàn)今塔里木河以南較近的古河道兩側(cè)所在位置有面積較大的原始胡楊林分布(圖3)。
注:根據(jù)2006年航拍圖解譯,新其滿水站至帕滿水庫段
圖3 塔里木河沿岸胡楊林分布示意圖
Fig.3 The diagram showing distribution of Populus euphratica of the Tarim River
根據(jù)學(xué)者研究,胡楊與地下水的關(guān)系是:地下水位2~5m、礦化度1~3g/L時,適宜胡楊生長; 5~8m或3~5g/L時受到抑制;8m以下或10g/L以上時就開始死亡[8]。由于沙雅縣地處塔河上游,地下水資源豐富,河水補(bǔ)給較多,這種特有的條件,對胡楊的生長和恢復(fù)極為有利。據(jù)測算:境內(nèi)有60%以上的胡楊林地面積,其地下位在2-4m之間,這是新疆其他胡楊林分布的縣無法比擬的。因此,沙雅縣境內(nèi)的胡楊林生長繁茂,成林樹干通直,最大樹徑達(dá)2.5m。沙雅縣境內(nèi)的上游段沙雅縣鹿場以西為游蕩型河段,歷史上這部分河道南北游蕩的幅度很大,從而形成了沙雅縣境內(nèi)的古河道兩岸枯死的胡楊林[7]。
2.2.2大面積原始胡楊林,生物多樣性相對較高
當(dāng)?shù)卣恢敝匾暠Wo(hù)天然胡楊林資源,特別是沿塔里木河兩岸的原始胡楊林,2008年1月14日,上海大世界基尼斯總部正式向沙雅縣頒發(fā)了“大世界基尼斯之最”證書,確認(rèn)沙雅縣面積為13.25×104hm2的原生態(tài)胡楊林為世界最大面積的原生態(tài)胡楊林。
由于塔里木河近岸水資源較充足,因而孕育著相對較為豐富的動植物資源。據(jù)統(tǒng)計,沙雅縣常見哺乳動物有9種,一般分布在胡楊—檉柳喬灌林中;胡楊林區(qū)鳥類分布較密,尤其是沙雞、野鴨、黑雨燕、黃鴨等,在沙雅塔里木河畔的胡楊林區(qū)還生活著天鵝、鸛、黑鸛和鴉鸝[10]。
3沙雅縣胡楊林的生態(tài)服務(wù)功能
沙雅縣屬于塔里木盆地暖溫荒漠及綠洲農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū),縣域內(nèi)從北到南分屬三個生態(tài)功能區(qū),依次為:渭干河三角洲綠洲農(nóng)業(yè)鹽漬化敏感生態(tài)功能區(qū),塔里木河上中游喬灌草及胡楊林保護(hù)生態(tài)功能區(qū),塔克拉瑪干東部流動沙漠景觀與油田開發(fā)生態(tài)功能區(qū)。而沙雅縣胡楊林就分布在塔里木河上中游喬灌草及胡楊林保護(hù)生態(tài)功能區(qū)。由于塔里木河的作用,區(qū)域內(nèi)河床低淺,湖泊星布,是天然胡楊林及荒漠灌木的主要生長地,它們構(gòu)成一條綠色的屏障,是沙雅縣綠洲外圍防風(fēng)、固沙、阻沙的天然綠色屏障,是防止塔克拉瑪干沙漠北移、固定塔里木河河道、減輕風(fēng)沙危害的重要生態(tài)屏障。
3.1維持塔里木河上游生態(tài)穩(wěn)定的重要因子
胡楊林群落是南疆河谷荒漠地帶獨特的森林生態(tài)系統(tǒng),在維護(hù)荒漠脆弱的生態(tài)平衡中起著十分重要的作用。胡楊是干旱內(nèi)陸區(qū)唯一成林植物物種,它是干旱區(qū)荒漠河岸林穩(wěn)定的基礎(chǔ),為其它各種植物生長提供適宜的生境,并且是各種生物種群(動物、微生物)的棲息地,沙雅縣境內(nèi)的胡楊林是維持塔里木河上游生態(tài)穩(wěn)定的重要因子。胡楊林豐富了綠洲生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)中能流物流的復(fù)雜關(guān)系, 使綠洲自然環(huán)境能保持穩(wěn)定。其作用主要包括:(1) 養(yǎng)分循環(huán)與積累;(2) 保護(hù)土壤;(3) 凈化水質(zhì),減少當(dāng)?shù)貍魅拘阅c道疾病的發(fā)病率;(4)胡楊還可以吸收SO2,凈化空氣。
3.2生物多樣性保育價值
胡楊是綿延1321km的塔里木河沿岸森林的建群種,是綠色走廊的生態(tài)屏障。當(dāng)初,塔里木河流域水量充沛,胡楊等天然植被茂密,是水多林茂動物密集的好地方,還是候鳥遷徙、動物遷移的通道。胡楊林對于維持塔里木河流域生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要意義。據(jù)學(xué)者對和田河流域天然胡楊林進(jìn)行研究得出其生物多樣性維持價值0.515億元/ hm2[11],沙雅有天然胡楊林22.67×104hm2,則其生物多樣性維持價值近11.68×104億元。
3.3 涵養(yǎng)水源,防風(fēng)固沙
胡楊林涵養(yǎng)水源功能主要表現(xiàn)在能夠增加有效水量、改善水質(zhì)和調(diào)節(jié)徑流等方面。胡楊具有發(fā)達(dá)的根系,主根長達(dá)6m,水平延伸可達(dá)近10m,從而保證了對水分的充分吸收[8]。其根系還可以從土壤中吸收鹽分,以增大細(xì)胞壁內(nèi)外的滲透壓,從而增強(qiáng)從土壤中吸收水分的能力,還可以防止土壤的鹽滯化。即使主干完全枯死,其根系也能完全抓住沙土。沙雅縣幾乎所有的綠洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)都位于塔克拉瑪干沙漠北部,而胡楊林可以有效阻止風(fēng)沙,防止突發(fā)性災(zāi)害的發(fā)生,維持沙雅居民的正常生產(chǎn)活動,保證綠洲農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3.4 社會經(jīng)濟(jì)功能
3.4.1改善居民生活的環(huán)境,提高居民的生活水平
沙雅縣的沙漠化土地面積比例為 86.64%[12],當(dāng)?shù)氐纳睢⑸a(chǎn)主要集中在在塔里木河以北的渭干河三角洲,而塔里木河河岸胡楊林群落為大風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害提供了一個自然屏障,對沙雅縣各族人民的生活環(huán)境的改善有著不可低估的作用;胡楊林林下生長著多種草本植物,其中可以利用的經(jīng)濟(jì)類植物有羅布麻和甘草,沙雅縣境內(nèi)塔里木河兩岸胡楊林地帶的疏林低地草甸草場總面積912.67 km2,適于綿羊、牛等各類農(nóng)畜放牧,無論是以種植業(yè)為主的農(nóng)民還是牧民都可以從中得到益處。
胡楊的樹干、枝、葉可提取胡楊堿—碳酸氫鈉(蘇打) ,是當(dāng)?shù)厝嗣竦闹饕秤脡A,也可用來洗衣物。唐代的《新修本草》還將它列為一種藥物[13]。此外,胡楊樹干可以蓋房子、做獨木舟,樹枝可以作燃料、取暖,枝葉可以喂養(yǎng)牲口[14]。胡楊樹干甚至還可以儲存水,可以為干旱區(qū)居民的應(yīng)急只需。除了以上這些草編制品功能以外,還有一種寄生在腐朽胡楊根部的胡楊蘑也是純綠色食品、菜肴佳品和菌中珍極[15],目前還有待進(jìn)一步開發(fā)。
3.4.2文化、科研和森林生態(tài)旅游服務(wù)價值
沙雅縣境內(nèi)河岸胡楊林是理想的天然基因庫和試驗地,具有很高的文化科研價值。發(fā)展河岸胡楊林的森林旅游業(yè)可以直接加強(qiáng)對胡楊林的保護(hù)和管理,培養(yǎng)全社會愛林護(hù)林的良好風(fēng)尚,為豐富人們的精神生活提供了理想的場所,提高了河岸胡楊林資源的綜合利用效益。胡楊還是小編創(chuàng)作、根雕、木刻,工藝品等藝術(shù)創(chuàng)作的良好素材。
4胡楊林的保護(hù)和利用措施
4.1合理修筑堤壩適時引入洪水育林
胡楊種子萌發(fā)和幼苗的成長需要濕地環(huán)境,塔里木河沿岸胡楊林的廣布就是河水定期漫溢的結(jié)果。但是有關(guān)部門為了保護(hù)下游胡楊、農(nóng)田灌溉以及防汛的需要,在沿塔里木河修建了硬質(zhì)生態(tài)大壩和防洪堤防。提壩的修建阻斷了洪水漫溢機(jī)制,使河岸林植物區(qū)群落的自我更新演替無法實現(xiàn),生態(tài)退化成為必然結(jié)果[16]。塔里木河的墾荒和灌溉體系的建立,的確是人們對自然界的肚利,但僅是第一步,如果忽視了對荒模森林的保護(hù)、管理和營建,荒摸化的加強(qiáng)和風(fēng)沙的侵襲將必不可免地導(dǎo)致后果嚴(yán)重的“報復(fù)”。因此,建議在村莊旁和須要保護(hù)的農(nóng)田邊修筑防洪堤代替在河道兩旁的防洪堤,這樣塔里木河的河水會漫流河道兩旁的流域,如確實須要建堤壩的地方,在洪水期也要開閘放水,否則離堤防較遠(yuǎn)的地下水層就不能得到足夠的填充,胡楊也將退化。洪水還有沖洗鹽的作用,這樣洪水為土胡楊的存在、物種的豐富,繁茂提供了必需要場所同是也為胡楊提供至關(guān)重要的繁殖場所—河漫灘。有試驗表明,這樣的河漫灘地,只要采取封禁措施,杜絕牧放,3-5年即可形成如同苗圃一樣的胡楊幼林[17]。
4.2調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,生態(tài)旅游保育胡楊
4.2.1退耕還林,限牧治蟲
沙雅阿克蘇地區(qū)的棉花種植大縣,當(dāng)?shù)鼐用穸嘣谘睾泳G洲種植棉花,常年的種植棉花會導(dǎo)致地下水位下降和土壤鹽漬化,最后,棉地將變成貧瘠、高鹽分撂荒地。這些撂荒地對胡楊也很難加以利用[18]。如果實施退耕還林計劃,同時為了能給棉農(nóng)提供一個替代性收入來源,可以讓棉農(nóng)改種蘆葦。蘆葦是一種優(yōu)良的原材料植物,而且蘆葦還可以從地表土壤吸收水分,起到適當(dāng)降低地下水位作用,減輕土壤鹽漬化。
過度放牧?xí)鷹町a(chǎn)生不可替代性的破壞,如損壞,踩壞胡楊幼苗(秧苗)。因此,應(yīng)采取嚴(yán)格有計劃的限制性放牧,加強(qiáng)對胡楊敏感地帶的保護(hù),特別是在塔里木河兩岸進(jìn)行封灘育林的時空內(nèi),要禁止放牧[19]。近年來楊尺蠖(Apocheima cinerarius)在塔里木河沿岸天然胡楊林暴發(fā)成災(zāi),嚴(yán)重威脅沙雅縣胡楊林的生存和生態(tài)功能的發(fā)揮。由于胡楊樹體高大,且分布面積廣,地面噴藥防治實施困難。為了提高防治效果,可以對天然胡楊林春尺蠖實施飛機(jī)生物防治[20]。
4.2.2發(fā)展胡楊林生態(tài)旅游
2010年3月《新疆沙雅縣胡楊生態(tài)旅游策劃暨主要節(jié)點控制性詳細(xì)規(guī)劃》在國家旅游局評審?fù)ㄟ^,沙雅縣開發(fā)胡楊生態(tài)旅游有了新的指導(dǎo)實施規(guī)劃。當(dāng)?shù)卣畱?yīng)樹立發(fā)展胡楊林生態(tài)旅游與生態(tài)保護(hù)都是為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境,以及讓這些胡楊林資源成為帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的源動力這一指導(dǎo)思想。應(yīng)組織科研單位對沙雅縣塔里木河岸胡楊林的分布特點開展的科學(xué)勘察,合理地進(jìn)行保護(hù)及生態(tài)旅游規(guī)劃,在此基礎(chǔ)上建設(shè)一系列觀光、休閑、體驗旅游景點(區(qū))。鼓勵旅游者來胡楊林觀光、學(xué)習(xí),也為國內(nèi)外研究者提供較方便的政策支持,這樣既能提高沙雅胡楊林的知名度和整體形象,同時也為胡楊林資源的保護(hù)贏得輿論和資金支持。要以可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)旅游開發(fā)實踐工作,注意保護(hù)好胡楊林的生境,把胡楊林建設(shè)成生態(tài)保護(hù)與旅游發(fā)展相得益彰的典范景區(qū)。
4.3加強(qiáng)宣傳教育力度,公眾參與保護(hù)胡楊
加強(qiáng)對胡楊林的生態(tài)環(huán)境教育。通過大眾媒體向各族人民宣傳胡楊林的真實價值以及保護(hù)意義;有效利用當(dāng)?shù)靥烊粴赓Y源,改變過去簡單粗放的伐薪能源使用方式;培訓(xùn)專業(yè)護(hù)林員,讓他們了解胡楊生長繁殖機(jī)理及胡楊種群恢復(fù)補(bǔ)救方法;支持各種關(guān)于對胡楊的學(xué)術(shù)交流會議和學(xué)術(shù)研究,并邀請學(xué)者專家做專題講座,提高其學(xué)術(shù)知名度。為了更好地保護(hù)好胡楊,可以邀請國際人與生物圈組織、世界遺產(chǎn)組織或國際濕地保護(hù)組織等國際組織的認(rèn)可,這樣就可以能為塔里木河和胡楊林提供一個更廣闊的交流和建議的平臺,提升沙雅胡楊林的整體形象,并獲得政策和資金的支持。