世界上最大的一片胡楊林

世界上最大的一片胡楊林

Niels Thevis

在塔里木河沿岸的確胡楊林保護(hù)區(qū)內(nèi)，樹(shù)林非常茂密，簡(jiǎn)直成了叢林，人都很難走進(jìn)去，據(jù)說(shuō)20世紀(jì)50年代的時(shí)候還有老虎……

2008年6月，塔里木河——新疆南部的生命線再度斷流，約1D00公里的河床干旱無(wú)水，我第一次見(jiàn)到塔里木河和那些珍貴的胡楊林也是在6月，但那是2000年。我們站在塔克拉瑪干沙漠的公路橋上，看著塔里木河溢滿整個(gè)河床緩緩流過(guò)。

從那以后，我和新疆大學(xué)還有德國(guó)格拉夫瓦爾德大學(xué)的同事開(kāi)始了對(duì)塔里木河及其獨(dú)特的河岸生態(tài)系統(tǒng)的研究工作。2001年和2002年夏末，我目睹了夏季洪水充溢著塔河支流及沿河沼澤，認(rèn)識(shí)到正是洪水撫育了胡楊林和其他天然河岸植被。

當(dāng)我們2008年6月站在塔克拉瑪干沙漠公路大橋上時(shí)，一下子被眼前的景象驚呆了。河床已經(jīng)干涸，僅剩一些小洼地里還有一點(diǎn)點(diǎn)水。農(nóng)民們每天拖著水泵和水管去那些日漸縮小的洼地里抽水，想把最后一滴水都抽上來(lái)灌溉。這不僅給農(nóng)民增加了負(fù)擔(dān)，長(zhǎng)期下去還會(huì)威脅胡楊林及塔里木河沿岸其他生態(tài)系統(tǒng)的生存。

由于塔里木河流經(jīng)世界第二大沙漠——塔克拉瑪干沙漠北緣，沿河氣候極端干旱，塔里木胡楊林保護(hù)區(qū)及整個(gè)塔里木河流平原的年降水量不足50毫米，分別是北京及上海年降水量的7％和4％。因此，所有自然生態(tài)系統(tǒng)都依賴于河水，無(wú)論是地下水的補(bǔ)充還是農(nóng)業(yè)灌溉。灌溉若用地下水，成本要高得多。塔河是農(nóng)業(yè)及天然植被的水源與生命線，被當(dāng)?shù)厝朔Q為“母親河”。而且，“塔里木”一詞的土耳其語(yǔ)詞根意為“耕種”，這更體現(xiàn)了它對(duì)世代生活在塔克拉瑪干沙漠的人們的重要性。

塔里木河之旅

塔里木河近80％的河水來(lái)自于天山的阿克蘇河。和田河只有在汛期才能到達(dá)塔里木河，并為之輸入近20％的河水。葉爾羌河則是在洪水異常高漲的時(shí)候才能匯入塔里木河，貢獻(xiàn)的水量不到1％。

在山區(qū)，河流由冰川和積雪融水及降雨補(bǔ)給。天山的降雪，降雨都相當(dāng)豐富，從西面(里海甚至歐洲)來(lái)的氣流以及從北邊西伯利亞來(lái)的氣流還是能帶來(lái)一些濕氣。空氣沿著天山的坡面爬升并冷卻，從而形成云層并最終形成降雪和降雨。一旦氣流越過(guò)天山到達(dá)塔里木盆地，那里極端干旱的氣候就會(huì)使空氣中的濕氣蕩然無(wú)存。因此，來(lái)自山區(qū)的水是以河流的形式到達(dá)塔里木盆地的，同時(shí)從河流中滲入地下，維持天然植被的生存，或是被抽上來(lái)灌溉。

春季，天山較低海拔處的積雪開(kāi)始融化，雪水流入阿克蘇和塔里木河。夏季，冰川融化，同時(shí)降雨量也達(dá)到最大，大量水流入阿克蘇及塔里木河。塔里木河年流量的75％都集中在7—9月，這3個(gè)月同時(shí)也是塔里木河一年一度的夏季汛期。

在夏季汛期，水平面升高至3—4米，塔里木河支流及沿岸凹地都溢滿了水。而且，洪水的力量還改變著塔里木河的河道，在我們的研究點(diǎn)附近每年都能見(jiàn)到河床的位移，歷史上有些洪水甚至重塑了整個(gè)塔里木河的河流系統(tǒng)。

地下水同樣依靠夏季洪水來(lái)補(bǔ)充，然而，在汛期內(nèi)地下水的入滲只能達(dá)到100米的寬度。因此，河床及支流的水越充盈，河水與地下水層的接觸面積就越大，地下水補(bǔ)充得也就越多。

一般來(lái)說(shuō)，每條河床都能維持寬1公里，深度超過(guò)5米的地下水帶，這樣對(duì)大多數(shù)天然植物來(lái)說(shuō)就足夠了。在500米的寬度范圍內(nèi)，地下水位在汛期升高，并在來(lái)年春季下降，出了這個(gè)范圍，地下水位就出現(xiàn)下降，再往外延伸就脫離河流影響了。

夏未及秋季，洪水消退之后，塔里木河及其支流沿岸的土地很潮濕，為種子發(fā)芽提供了條件。而且，洪水還把所有的鹽分都沖洗掉了。秋季氣候不再那么炎熱，蒸發(fā)也降低了。即使是在沙漠地區(qū)，直到冬季土壤還能保持潮濕。被夏季洪水充溢了的某些凹地依然能保持周期性湖泊的形態(tài)。

到了12月，塔里木河。支流以及周期性湖泊都封凍了，土壤中的水分也已經(jīng)凍結(jié)。因此，來(lái)年春季河床及周期性湖泊里仍然有水可用，被洪水浸泡過(guò)的土壤仍然是潮濕的。5月氣溫上升，周期性湖泊就消失了，土壤也變得極端干旱。

植物的生長(zhǎng)期從4月就開(kāi)始了，但直到7月才會(huì)有水補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，所以天然植被利用的是地下水。這里的地下水起到了水庫(kù)的作用，一部分洪水被儲(chǔ)存在地下直到來(lái)年春季和初夏，這對(duì)植物來(lái)說(shuō)是極其需要的。因此，天然植被很好地適應(yīng)了塔里木河流域的環(huán)境條件。

春季和夏初也是當(dāng)?shù)刂饕淖魑铩藁ê兔酃献钚杷募竟?jié)，為了克服夏季洪水到來(lái)之前的缺水期，塔里木河沿岸修建了水庫(kù)。

塔里木河沿岸的農(nóng)民都要靠這條河供水，2007和2008年河床干涸之后，許多農(nóng)民只好挖井抽取地下水，結(jié)果出現(xiàn)了與天然植被爭(zhēng)水的局面。水井和水泵抽上來(lái)的地下水很容易就超過(guò)了塔里木河的補(bǔ)給量，這就造成了地下水水位下降。

氣候變化使得冰川融化加速，目前的結(jié)果是夏季水量增加但最終冰川將越來(lái)越小，來(lái)自冰川的融水也將越來(lái)越少。塔里木河將來(lái)的水位很可能會(huì)下降，因此，塔里木胡楊林保護(hù)區(qū)應(yīng)成為一個(gè)示范區(qū)，在越來(lái)越缺水的情況下研究如何在保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)利用及其他形式的土地利用之間分配用水。

胡楊林及其他河岸植被

塔里木河沿岸的天然植被由胡楊林。蘆葦和檉柳組成，如同一道綠色長(zhǎng)城蜿蜒在塔克拉瑪干沙漠北緣。在Google地球上可以清晰地看到，這條植被帶正好形成了塔克拉瑪干沙漠的邊界。

如果沿著輪臺(tái)縣以南的塔克拉瑪干沙漠公路走，你首先會(huì)進(jìn)入沙漠。令人驚訝的是，檉柳灌叢在沙漠里仍能生存。再往前走，你會(huì)突然看到沿著地平線出現(xiàn)一條綠色的帶子，等你進(jìn)入這條綠帶的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己置身于長(zhǎng)在沙子上的樹(shù)木之中。再往前一點(diǎn)兒，這些樹(shù)就形成了一片樹(shù)林，也就是河岸林。

在塔里木河沿岸胡楊林保護(hù)區(qū)內(nèi)，樹(shù)林非常茂密，簡(jiǎn)直成了叢林，人都很難走進(jìn)去，據(jù)說(shuō)20世紀(jì)50年代的時(shí)候還有老虎。在樹(shù)林里還有蘆葦叢生的湖泊或周期性水洼。穿過(guò)塔里木河并繼續(xù)往南進(jìn)入塔克拉瑪干沙漠，沙漠就被帶狀的河岸林切斷了，最遠(yuǎn)的胡楊林可以延伸到塔里木河以南100公里處。

中亞所有河流沿岸都有胡楊林，比如阿姆河、錫爾河，還有中國(guó)的塔里木河及黑河。這些樹(shù)以及檉柳叢是如何在遠(yuǎn)離河流數(shù)公里的沙漠中生存的?

胡楊、檉柳，以及塔里木河沿岸的其他大部分天然植被都具有極強(qiáng)的根系，能夠利用地下水來(lái)滿足它們對(duì)水的需求。胡楊和檉柳的根部能達(dá)到地下13米的深度，但檉柳能夠忍受含鹽量高達(dá)20克／升的地下水，而地下水的含鹽量超過(guò)12克，升的時(shí)候胡楊就不能生存了。

在地下水位低于8米的地方河岸林會(huì)變稀疏，往往是一株株分散在沙漠里。在地下水位高于5米的區(qū)域里，看起來(lái)就像真正的森林了，但往往沒(méi)有林下植被。而地下水位高于3米的地方，河岸林下會(huì)有非常茂密的林下植被，包括蘆葦、鹽豆木、甘草以及其他草本開(kāi)花植物，這種茂密的綠色森林為當(dāng)?shù)厝撕吐糜握咛峁┝穗y得的陰涼和美景。塔里木河沿岸的天然植被沒(méi)有遵循真正的沙漠植物比如仙人掌的節(jié)水策略，它們是利用深根吸取地下水來(lái)滿足對(duì)水的需求。

胡楊的繁殖

我們可以想象一下，一株健壯的胡楊或檉柳的根系有多么強(qiáng)大：它們可以吸取到8米、10米，甚至13米深的地下水。但是，它們的種子是如何發(fā)芽，幼苗又是如何存活下來(lái)的?對(duì)于一株小幼苗來(lái)說(shuō)，8米、10米甚至13米的地下水顯然是夠不著的。種子只有在夏季洪水過(guò)后的河岸上才能發(fā)芽，而幼苗早年的存活全靠來(lái)年夏季洪水的滋潤(rùn)，直到它們的根系發(fā)達(dá)到能夠吸取地下水為止。

夏季洪水為胡楊，檉柳以及塔里木河沿岸大多數(shù)植物的種子提供了必需的發(fā)芽條件：光板地、充足的光照、潮濕的土壤，以及極低的含鹽量。

在夏秋季節(jié)逐漸成熟的種子非常細(xì)小，可以隨風(fēng)飄蕩或隨水漂流，并最終被河水帶到河岸上。最佳的發(fā)芽時(shí)間是9月，10月，那時(shí)洪水已退，幼苗就不會(huì)被抬升的河水淹沒(méi)。通常成排站立的幼苗就標(biāo)志著種子被漂到河岸時(shí)的水位線。

為了從更深的土壤中獲得水分，幼苗的根部生長(zhǎng)速度要比地上部分快，到11月份，根部已經(jīng)有20-25厘米長(zhǎng)了，而地上部分只有5厘米高。由于秋季的溫度及太陽(yáng)輻射都低于夏季，土壤只是表層變干了，20-25厘米長(zhǎng)的根系已足以獲得水分。11月份之后，河流結(jié)冰，土壤中的水分也凍結(jié)，一直到來(lái)年春季都不會(huì)蒸發(fā)掉。

春季土壤迅速變干，河岸邊的地下水位下降到3米左右，胡楊幼苗的根部在這個(gè)春季和夏季(也就是夏季洪水到來(lái)之前)能長(zhǎng)到1.2米。在這段時(shí)問(wèn)里，幼苗靠沙地里的粘土層生存，因?yàn)檎惩羶?chǔ)水的能力強(qiáng)于沙子。正是河流動(dòng)力造成了沙地中內(nèi)含粘土層的這種河岸土壤結(jié)構(gòu)。檉柳的種子利用土壤水分的能力更強(qiáng)，因此幼苗分布的范圍比胡楊還要大。

如果沒(méi)有洪水來(lái)抬升地下水的水位，胡楊幼苗仍然無(wú)法活過(guò)整個(gè)夏季，如果來(lái)年夏季洪水開(kāi)始的太晚或者水量太少，幼苗也無(wú)法存活。因此，僅僅有一次合適的洪水是不夠的，接下來(lái)的兩三年內(nèi)還必須每年都要有合適的洪水才能保證小胡楊的萌芽和生長(zhǎng)。

追蹤株成年的胡楊或檉柳的生活史我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一旦存活下來(lái)，它們就會(huì)長(zhǎng)出水平根，并由此長(zhǎng)出“根出條”。通過(guò)這些根出條，胡楊和檉柳在沒(méi)有洪水的情況下也能再繁殖，但來(lái)自同一株母樹(shù)的根出條的基因完全相同，屬于無(wú)性繁殖。如果想維持塔里木河沿岸植物的基因多樣性，就必須有洪水以及河流動(dòng)力來(lái)讓種子發(fā)芽，讓幼苗成活。

近百年來(lái)胡楊林的毀滅

110年前斯文·赫定在塔里木河上漂流的時(shí)候，他所穿越的是一片真正的荒野，僅有的居民是幾個(gè)牧民和漁夫。我們今天所說(shuō)的塔河只能算是斯文·赫定那個(gè)年代的塔河的支流之一。1949年之后，先前的塔河河道上游被引流去灌溉阿拉爾周圍的兵團(tuán)農(nóng)場(chǎng)，從此塔河水便流入了現(xiàn)在的河床。

1950年前后，塔河沿岸還有50萬(wàn)公頃河岸林，到了1978年，其中三分之二已經(jīng)被毀。大多數(shù)被毀的河岸林都在塔河的上游和下游，也就是阿拉爾周圍和尉犁縣內(nèi)，以及尉犁到鐵干里克鄉(xiāng)之間的兵團(tuán)范圍內(nèi)，河岸林里土壤非常肥沃，被視為開(kāi)墾的最佳地點(diǎn)，而且樹(shù)木被砍伐之后還可以用作建材和燃料。因此，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，河岸林就困土地開(kāi)墾大量被毀。土地開(kāi)墾得越多，從塔里木河取水灌溉的需求就越大，結(jié)果塔里木河下游變得干涸，那里的河岸林也大多死去。

塔里木河中段的河岸林相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較完好，因此1983年在那里成立了塔里木河胡楊林自然保護(hù)區(qū)，從那以后胡楊林的砍伐受到越來(lái)越嚴(yán)格的控制。盡管到目前為止保護(hù)區(qū)內(nèi)還有11萬(wàn)多畝耕地，那里仍然算得上是近乎天然狀態(tài)的完好的河岸林，蘆葦蕩和檉柳沙地。這些分布著蘆葦蕩和檉柳叢的天然胡楊林，以及河流位移和植被繁殖的自然過(guò)程，在當(dāng)今世界上是絕無(wú)僅有的。

因此，從生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的角度來(lái)看，也就是說(shuō)不僅要保護(hù)珍貴物種，同時(shí)還要保護(hù)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)及自然過(guò)程，塔里木胡楊林保護(hù)區(qū)為我們提供了難得的機(jī)會(huì)去保護(hù)天然胡楊林以及洪水和河流動(dòng)力的自然過(guò)程。

為了保護(hù)塔里木河沿岸的天然河岸植被，必須維持足夠高的地下水位，這樣植物才能吸取到地下水，滿足它們對(duì)水的需求；必須有足夠的洪水及河流動(dòng)力。這是基因繁殖的先決條件，這樣才能保護(hù)天然生態(tài)系統(tǒng)的基因多樣性。

維持地下水位在塔河上游和中游是可以做到的，盡管塔里木河07，08年連續(xù)斷流，2004年也幾乎干涸，但夏季洪水還是補(bǔ)充了地下水。然而，沿塔里木河中游及上游修建的防洪堤壩卻起到了相反的作用。堤壩會(huì)切斷大多數(shù)支流的水源供應(yīng)，腹地的地下水位因此下降，塔里木河下游沿岸的天然生態(tài)系統(tǒng)也因此退化。

種子發(fā)芽和幼苗成活取決于洪水與河流動(dòng)力，很難得到滿足。幼苗很難成活，尤其是胡楊的幼苗，雖然一次洪水就可以使種子發(fā)芽，但往往第二年的洪水不是太小就是太晚，幼苗失去了成長(zhǎng)條件。

保護(hù)與土地利用——可持續(xù)發(fā)展的兩大支柱

在塔里木河中游地區(qū)，自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)是可持續(xù)發(fā)展的組成部分。這意味著這個(gè)區(qū)域的利用方式不應(yīng)造成生態(tài)系統(tǒng)功能退化，讓后代也有機(jī)會(huì)使用這個(gè)地區(qū)，享受生態(tài)系統(tǒng)的功能。

生態(tài)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能涉及到土壤，土壤為天然植被及農(nóng)作物提供了生長(zhǎng)的地方。一旦塔里木河沿岸的土壤鹽漬化，這種功能就會(huì)失去。灌溉通常會(huì)造成土壤鹽漬化，因?yàn)樗挥糜谕寥辣韺樱徊糠炙芸毂徽舭l(fā)并留下鹽分，每年還必須把鹽分從土壤中瀝濾出去。然而塔河水通常是有限的，沒(méi)那么多水去壓鹽堿。

生態(tài)系統(tǒng)的另一項(xiàng)功能是生物量的積累。現(xiàn)在大量地下水的抽取遠(yuǎn)多于塔河的補(bǔ)給，造成了地下水位下降天然植被干死的結(jié)果。在地下水位5米的地方，河岸林郁郁蔥蔥，生物量非常豐富，一旦這片林子死去，要在那里人工種植一片林子就要付出極其商昂的成本。因此，過(guò)度抽取地下水造成河岸林死亡將帶來(lái)長(zhǎng)期的破壞。為了防止過(guò)度利用，對(duì)所有用水者都必須做出全面限制，在這一框架下土地利用者在獲得大份額水量的同時(shí)，也必須給天然植被留出一部分水。

由此，人們的發(fā)展或許可以找到另一種出路：利用能夠吸取地下水的天然植物，比如蘆葦和羅布麻，它們能夠吸取3到6米深的地下水。蘆葦可以用來(lái)造紙，還可以作為建筑的原材料。羅布麻的葉子可以做茶，而且，冬天把它的莖收割之后還可以提取纖維用于紡織品制造。這條出路如果能成功，塔里木河依然可以在滿足人的需求同時(shí)恢復(fù)自然的面貌。