古浪縣祁連山北坡退耕還林現狀生態效益探討及可持續經營對策

陳浩功

摘 要：本文闡述了古浪縣祁連山北坡退耕還林現狀，分析了其中存在的問題，并提出一些可持續經營對策。

關鍵詞：古浪縣：祁連山；退耕還林；生態效益；可持續經營

中圖分類號：S-9 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170332022

古浪縣位于甘肅省河西走廊東部祁連山支脈，烏鞘嶺、毛毛山北麓，騰格里沙漠南緣，該縣祁連山區處縣域東南部，為全縣南部山區天然林主要分布區及退耕還林、水源涵養林建設實施區。在地理位置上處N37?12?～37?45?，E102?45?～103?48.3?之間，面積約18.67

萬hm2，占全縣總面積的1/3。海拔1825～3469m，最高可達3700m，年均溫1.9～5.2℃，極端高溫32～36℃，極端低溫-26～32℃，年降水量290～440mm，無霜期110～140d，干燥度2.0～2.8之間，氣候特征具有青藏高原氣候特征，土壤為：亞高山草甸土，分布于海拔1800～3400m；山地灰褐土，分布于2400～2900m；山地黑鈣土，分布于海拔2600～2800m，坡度>25?的山坡及坡地；山地栗鈣土，分布于山地黑鈣土下緣以下至2200m左右的山坡、山地及陽坡。森林植被垂直分布為：海拔3000～3500m之間，主要分布金露梅（Potentilla fruticosa L）、青海杜鵑（Rhododendron przewalskii Maxim）等高山草甸類植物；海拔2400～3000m之間，分布有高山柳（Salix cupularis Rehd）、毛枝山居柳（Salix oritrepna schneid）等為代表的耐寒植物；海拔2100～2400m之間則為喬灌、針闊混交林分布帶，其天然樹種有：青海云杉（Picea crassifolia Kom）、油松（Pinus tabulaeformis Carr）、刺柏（Juniperus formosana Hayata）、祁連圓柏（Sabina przewalskii Kom）、叉子圓柏（Sabina vulgaris Ant）、山楊（Populus davidiana Dode）、白樺（Betula platyphylla Suk）、河柳（Salix chaenomeloides kimura）、沙棘（Hippophae rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi）、金露梅（Potentilla fruticosa L）、灰栒子（Cotoneaster acutifolius Turcz）、小葉錦雞兒（Caragana microphylla Lam）等。人工栽培的樹種有華北落葉松（Larix principis-rupprechtii Mayr）、山桃[Amygdalus davidiana （Carr.） C. de Voss. ex Henry]、山杏[var. ansu （Maxim.） Yü et Lu]、檸條（Caragana korshinkii Kom）、檉柳（Tamarix chinensis Lour）、白榆（Ulmus pumila L）、沙棗（Elaeagnus angustifolia L）、青楊（Populus cathayana Rehd）等，主要分布于1825～2300m之間。

1 退耕還林現狀

1.1 面積及分布特點

古浪縣南部祁連山區退耕還于2002年起實施，2002—2005年完成，2006—2009年進行補植完成，林總面積4133hm2，碎片化分布于海拔2200～2600m，東西長180km的祁連山北坡低山丘嶺區和低中山區，其間或分布于祁連山北坡青海云杉天然林或楊、樺天然次生林。其中：25以上坡地4.63067 hm2，25以下1067 hm2，陰坡半陰坡地占65%左右，約2685hm2，陽坡緩地占35%左右約11467 hm2。

1.2 樹種配置 構成比例及栽植密度

樹種配置及比例 根據祁連山區立地環境條件和氣候自然狀況，造林規劃設計，遵循“因地制宜，適地適樹”原則，以當地先鋒樹種和適宜樹種沙沙棘（Hippophae rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi）、山杏[var. ansu （Maxim.） Yü et Lu]、檸條（Caragana korshinkii Kom）、白榆（Ulmus pumila L）等樹種構成，白榆、檸條、山杏、沙棘各樹種配比為1：1：3：14。

栽植密度 栽植密度因坡地、樹種不同而不同，坡度25 以上栽植密度為2m×3m，坡度25 以下為2m×2m，山杏、白榆為2m×3m，沙棘、檸條為2m×2m。

1.3 林分構成及郁閉度及地被植物

林分構成為沙棘—山杏混交林占25%約1033hm2，平均郁閉度0.72，沙棘純林占65%約2686hm2，郁閉度0.75；山杏及白榆純林各占5%左右，各約206hm2，郁閉度分別為0.6、0.53。山杏平均高度3.6m，沙棘平均高度2.2m，白榆平均高度4.8m，檸條高度1.5m。

下層植物有芨芨草、鼠掌老鸛草、頭花苜蓿、山苦荬、硬質早熟禾、甘露子、艾蒿、白蓮蒿、委陵菜、拉拉藤、冰草、細葉亞菊、米口袋、高山點地梅、紫菀、蒲公英、馬藺、車前、鱗莖堇菜、香青、紫包風毛菊、紫花地丁、鵝冠草等地被草本植物，蓋度為0.4。

2 生態功能測算與評估

祁連山森林植被是河西走廊商品糧基地的重要水源涵養屏障，為河西地區56條河流水源補給地，生態功能巨大。古浪縣退耕還林為古浪縣祁連山區水源涵養林的有效補充，業已承載著水源涵養、水土保持、逕流調節等生態功能，現實意義重大。

森林的水源涵養、水土保持、徑流調節功能，其核心是對天然降水量的再分配，有效接納，合理釋放為其作用機理，平衡調節，持續作用為其健康標準。本文以祁連山區斑駁分布的天然青海云杉林、山楊次生林及廣泛分布的山地草原為對比對象進行論述。

2.1 樹冠截流效應

根據張理宏等研究北京九龍山灌木林郁閉度0.5～0.7，林冠平均截流率21%～23%，據觀測測算，降雨量為0.1～5.0mm時，退耕還林沙棘灌木林平均截流效為30.1%，降雨量≥40mm，截流量為21%，而云杉天然林和山楊天然次生林分別為8.6和12.8%（≥40mm降水量，幾乎是祁連山東段單次降水量的最大值）。由此可以判定祁連山退耕還林灌木林對天然降水量具有較強的首次分配（截流）功能，能夠有效地削弱雨滴沖擊地面的能量，減小雨水對地表的沖擊力和地表流動速度速度，延長入侵時間，增加地面滲水和土壤滲水量，減小徑流，增加水源涵養功能作用。

2.2 地被層及其容水功能

落葉枯枝層不僅具有強大的持水能力，而且具有促進水分下滲，抑制水分蒸發，減少雨滴濺蝕功能，對天然降水量進行第2次分配，該層在水分平衡中具有接納與分配（涵養和調節）的顯著作用。

表1表明，沙棘灌木林枯枝落葉層干重為2.34（萬t/ha），青海云杉枯枝落葉層干重為0.92（萬t/ha），而沙棘灌木林的容水量為10.3 mm，是青海云杉林容水量2.6mm的近4倍，水源涵養作用優良。

2.3 根系分布及其涵養功能

植被根系分布土壤層是土壤主要涵養水源層級，植被根系分布越多，土壤物理性質越好，有效蓄水量越高。同時，保持水土，防止侵蝕作用就越大，是對天然降水量的第3次分配。

表2顯示，沙棘灌木林每公頃的根系總長度為21090.60 km，根系密集深度為30cm，分布深度115cm，根系生物量而青海云杉林根系總長度則為7692.84 km/hm2，較青海云杉林和草原根系發達，垂直分布深，水平分布密集，具有較強的水土保持能力；灌木林根系生物量僅次于青海云杉林但高于草原，土壤物理性質好，具有良好的水源涵養功能。

2.4 水分調節作用

古浪縣退耕還林是祁連山水源涵養林的有力補充，天然降水通過林冠層攔截，枯枝落葉層和土壤根系層阻攔、蓄儲，充分減少地表徑流，加大土壤涵水量，調節水分輸出速度具有強大的水土保持，水源涵養，調節穩定河流作用。森林的水源涵養效益計量化主要根據森林土壤的降水儲存量來進行，降水儲存量依據公式求出：降水儲存量（t/ha）=1000m2×土壤平均厚度×非毛管孔隙度（%）×水容重（t/m），據研究，青海云杉林孔隙度為56%～60%，非孔隙度為13.76%，灌木林孔隙度為49%～52%，非孔隙度為11.63%。土壤厚度平均按1m計，青海云杉每公頃貯蓄水量（t/ha）=10000m2×1m×13.76%×1t/m?=1376m3，灌木林每公頃貯蓄水量（t/ha）=10000m2×1m×11.63%×1t/m3=1163m?，青海云杉林每公頃貯蓄水量略大于灌木林貯蓄水量。古浪縣祁連山退耕還林總貯蓄水量為=4133×10000m2×1m×11.63%×1t/m3=4806679m3。即古浪縣祁連山區退耕還林可貯蓄約4806678 m3天然降水，經調節，持續、穩定、源源不斷的補充給流域河流。

3 存在的問題

由于設計不僅合理，自然環境惡劣等主、客觀因素，古浪縣退耕還林工程存在著諸多不合理狀況，直接或間接影響工程所應有的各項功能發揮和自身生態安全，須在其經營管理活動中加以修正。

3.1 生物多樣性不足，抗御不良氣候能力及抵御林業有害生物能力差

古浪縣退耕還林工程樹種配置種類不足，以沙棘、山杏為主，輔以檸條、白榆，林分結構單一，沙棘—檸條混交林僅占總面積的25%，其余多為純林，林分結構過于簡單，質量不高，因此，在極端氣候環境條件下，存在大消亡、衰敗隱患。同時，對突發性、偶發性林業有害生物抵御嚴重不足，特別是沙棘木蠹蛾、舞毒蛾、沙棘干枯病、沙棘銹病等災害性病、蟲危害對其存在嚴重威脅。為此，此項工程存在不可持續經營性。

3.2 經濟效益低下，可持續經營利益驅動力不足

在主觀上由于設計缺陷，配置不僅合理，經濟開發潛力不足，客觀上布局廣大，交通不暢、環境嚴酷，不利開發挖潛，缺乏內在驅動動力。呈不可持續經營趨勢。

3.3 立地環境嚴酷，撫育措施欠缺，局部林分成林緩慢，不利整體功能的發揮

主要為，淺山陽坡退耕區，降雨稀少，土壤堅硬。土壤水分含量嚴重不足是制約林木生長不良的主要因素，須人工撫育，加以改造，以利林木生長。

4 可持續經營對策

根據退耕還林現行狀況，采取不同經營策略（更新改造模式加以改造，提高林分質量）加以改造，使工程具備生物多樣性、穩定性及經濟開發性，以期達到可持續經營效果。

4.1 全封全育

對分布于祁連山二陰山地天然青海云杉林或天然次生林北緣或與天然林間或分布的退耕還林林地。與天然林合成，統籌實施全封全育封山育林模式，可迅速擴展林地面積，在3～7a內完成退耕還林與天然林閉合，形成草、灌、喬結合的混交復合層林分，極大的提高林分多樣性，提高林分抗御不良氣候和有害生物能力。同時，由于林分質量的提高，可促進多種經營的發展，是一項多快好省的營林措施。

4.2 人工輔助，促進天然更新

對分布于二陰山區中端，降雨較高，立地條件較好，已郁閉成林，業已充分發揮其生態效益，面積廣大。可在林間空地、林緣、地頭少量栽植本區域先鋒、適生樹種，培植母樹，增加天然下種種源，促進林分進展演替，有效提高林分質量。此更新模式7～10a可見成效。適宜本區的樹種有白樺、山楊、華北落葉松等。

4.3 灌木放牧林改造

對淺山地區、陽坡緩地等降水稀少、立地條件差，郁閉度低，生長不良的退耕還林林地進行灌木放牧林改造。有限度實施人工整地，改良立地條件，栽植耐干旱、耐瘠薄、耐啃食灌木林，以發展畜牧業，利益驅動，促進可持續經營。此改造模式在4～6a內可見成效，據研究，灌木放牧林生產的生物量是草場生產生物量的3～4倍。適宜本區的樹種有紫穗槐、錦雞兒、檸條等。

4.4 加強科學研究，加大橫向開發

加強本土優良植物栽培、開發利用，如青海杜鵑、金銀花、芍藥等。加強林下經濟開發研究，積極開展林藥模式、林禽模式、林菌模式、林草模式的合理性、可行性研究，為可持續經營提供必要的理論支撐和實踐示范。

參考文獻

[1]張理宏.北京九龍山不同植被水源涵養作用的研究[J].西北林學院學報，1994（3）.

[2]宋秉明.祁連山水源林灌木林重要性及其保護發展對策[J].甘肅林業科技，1995（24）.