淺談甘肅黃土高原區的植被恢復與重建

趙志煒，謝新平

（甘肅省林業科學研究院，甘肅 蘭州 730020）

1 引言

甘肅黃土高原地區位于我國西北腹地，南接隴南山地，東起甘陜省界，西至烏鞘嶺，土地面積約1.13×105km2，占甘肅省總面積的24.9%[1]。甘肅黃土高原大部分為厚層黃土覆蓋，徑流水長期強烈侵蝕，逐漸形成千溝萬壑、地形支離破，再加上區內降雨季節分配不均，自然災害頻發，致使黃土高原成為世界水土流失最為嚴重和植被群落系統最為脆弱的地區之一。陸地植被生態系統在調節氣候、生物多樣性保育、保持水土等方面具有非常重要的作用，植被恢復與重建一直是該區域生態建設的重要環節。自1999年實施退耕還林（草）、天然林保護等國家重大生態工程以來，黃土高原植被覆蓋率得到了顯著提高，水土流失得到了有效控制，土壤侵蝕治理成效顯著。但是，在人工林營造和發育過程中普遍存在一些問題，如人工林結構單一、違背適地適樹原則、造林密度過大、管理粗放等現象造成人工林過早衰退、生態效益低、景觀價值差、生產力不高等現象。尤其是在黃土高原干旱半干旱地區，地形地貌多樣，水熱條件差，地下水資源一般不易利用，普遍單一喬木樹種造林，致使很多地方出現“小老樹”現象。

在黃土高原植被恢復與重建的理念方面，經歷了改善農業生產條件、治理水土流失、退耕還林還草及封山育林等階段，并正在轉入生態系統綜合服務功能提升階段，其核心理念變遷突出體現在從解決個別問題到關注植被的多功能效益，從單一技術到綜合措施的運用，從提高植被蓋度為主到關注植被結構改善和功能提升的轉變；在黃土高原水土流失治理策略和技術方面，經歷了從坡面就地治理、小流域治理、流域管理等階段，并正轉入面向區域可持續發展宏觀布局的多尺度綜合管理階段。

隨著人類認識自然水平的不斷提高，和人類對自然需求的變化，人們越來越更多考慮人工植被多種功能的協同性和可持續性，植被建設從提高植被蓋度轉到水分限制下的植被群落結構的優化、“近自然林業”和“生態系統自然恢復”理念指導下的經營管理。追求的目標為人工植被生態系統的穩定性和多功能效益的最大化，以及對相鄰或下游其他生態系統的影響，在多個空間尺度上對多種功能的權衡而實現促進區域可持續發展，這也是當前甘肅黃土高原地區生態恢復與重建面臨的主要挑戰。

2 甘肅黃土高原植被恢復面臨的機遇和挑戰

中國黃土高原經過長期大規模的植被重建和恢復，在提高植被蓋度、水土流失防治、減少流入黃河泥沙等方面取得了明顯成效，但在植被建設的質量方面與滿足國家生態文明建設和區域經濟發展需求方面依然存在很大差距，諸如林地生態防護功能低且不穩、生態恢復與經濟產業發展不均衡、科學技術成果不能高質量轉化為林業建設的實踐能力、技術輻射與推廣方式單一、不易被技術使用者直接接受等問題。在植被建設理念方面，現代人類社會發展先后經歷了發展農業、保護與利用相結合、優先保護、綜合治理、生態文明等不同階段，其核心思想體現在從關注農業生產和經濟到關注自然-社會-經濟系統效益、從單一理念到系統綜合、從治理為主到保護為主、從關注當前發展到可持續性發展等轉變。這種理念的演進，既體現在水土流失綜合治理、植被保護等法規、法律的完善演化，也體現在國家行為上。

黨的十九大做出了關于中國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段的重大歷史判斷，高質量發展要求對發展理念創新，對社會經濟結構調整、對社會-經濟-自然復合系統管理、對生產力要素配置等提出了更高標準。2019年9月18日，習近平總書記在鄭州主持召開了黃河流域生態保護和高質量發展座談會并發表重要講話，黃河流域生態保護和高質量發展上升為國家戰略，黃河流域由此也將迎來“大治時代”。2021年10月8日，中共中央、國務院印發《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》，指出黃河流域生態保護和高質量發展關系到中華民族偉大復興，學習新發展思想，尊重自然和社會發展規律，系統推進山水林田湖草沙綜合治理、系統治理、源頭治理，優化水資源利用配置，促進黃河流域生態綜合整治，全面推進黃河流域高質量發展，提高人民生活質量，保護傳承弘揚黃河的歷史文化，讓黃河成為造福人民的幸福河。依據國家黃河流域高質量的戰略部署，2021年10月27日，甘肅省委、省政府印發《甘肅省黃河流域生態保護和高質量發展規劃》，明確了生態治理和可持續發展的新理念，其技術和戰略思想體現在生態治理及其多功能效益的發揮，強調系統結構的優化配置、近自然發展思想指導“生態經濟社會協同可持續發展”，利用系統性治理措施，提升系統的多功能效益。具體實施要根據區域社會-經濟發展差異特點，實現景觀林、生態林和經濟林等宏觀布局，最終實現資源高效利用，環境改善，生態保護和社會經濟發展協同提升的目標。

水分是黃土高原植被恢復關鍵因子，區域多年平均降水量200～600 mm，多為暴雨，約50%～80%集中于7—9月份。降水是干旱半干旱黃土高原地區土壤唯一的補給來源，一部分降水形成土壤入滲，但地表植被強烈的蒸散發、形成長期土壤虧缺，導致土壤干層嚴重。該區氣候特點為旱災出現頻率較高、降雨有效利用率低、土壤侵蝕嚴重。從而導致黃土高原生態過程閾值低、反應快，自身恢復能力差。黃土高原生態系統對極端氣候及人類干擾響應敏感，易出現退化現象，導致林分結構不良、生長量低、早衰、自然更新缺乏、穩定性差、土壤干化等問題[2]，限制了生態系統多種效益的發揮。黃土高原人工林草系統健康及穩定性、生態功能及系統結構、演化過程及生態修復技術等方面，在時間和空間較大尺度上成為制約黃土高原生態恢復的關鍵科學問題。探索人工林草系統結構和功能、水分環境和土壤演變的過程，進行理論和技術創新，支撐區域植被建設與保護，促進人工植被可持續恢復，將為我們進一步創新研究提供了方向。

3 甘肅黃土高原植被健康與可持續發展及途徑

3.1 統籌“山水林田湖草沙”系統治理

2020年，國家將隴中和隴東黃土高原的生態保護和修復列入《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃（2021—2035年）》。當前，全省國家公益林面積7.44×104km2，其中人工林面積5.61×104km2。但這些人工林存在林分結構單一、生物多樣性低以及大面積衰退的問題，主要是已有人工林建設僅考慮了短期水土流失治理的效果，沒有關注土壤水分條件與林草系統穩定性的關系，故需從土壤水分約束林草植被系統的視角，重新優化和改造已有人工林結構。“要統籌山水林田湖草沙系統治理”，維持黃土高原生態系統正常運行[3]。做好山水林田湖草沙一體化保護和系統治理工作，深刻認識和把握生態文明建設規律，突出人與自然和諧共生的價值追求，從更好保護生態系統完整性出發，立足各生態系統自身條件，遵循“宜耕則耕、宜林則林、宜草則草、宜濕則濕、宜荒則荒、宜沙則沙”的原則，既不能一味放任、屈從生態系統的變化，也不能僅僅按照主觀意志對生態系統進行人為干預；堅持自然恢復為主、人工修復為輔，整體考慮生態系統的完整性，以對流域、山體山脈等為管理和治理單元，結合行政地域劃分，科學開展生態保護修復。深刻理解習近平生態文明思想，遵循客觀規律，堅持系統觀念，增強各項舉措的關聯性和耦合性，更好統籌山水林田湖草沙系統治理。

3.2 “量水而行”是植被健康的關鍵

甘肅省黃土高原地區極易遭受持續干旱和強暴雨侵蝕等自然災害，導致區域水土流失嚴重、植被覆蓋度低、森林退化等問題，雖歷經幾十年生態治理并在植被恢復、侵蝕控制等方面取得了顯著成效，但上述自然災害問題依然十分突出，尤其是干旱缺水的狀況不但沒有扭轉反而更加嚴重，表現為生態環境脆弱、土壤干層嚴重，徑流大幅減少，上中下游之間以及行業之間的用水矛盾愈加尖銳，《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》計劃實施生態優先、量水而行、因地制宜、分類施策、區域均衡的流域治理。開展“量水而行”的旱區植被恢復，是實現“高質量發展”的前提和保障。區域水分植被承載力是黃土高原旱區“量水而行”的植被恢復不可超越的上界，水資源不足是限制植被恢復及影響植被穩定性的最大因素，黃土高原過去有很多實例表明，超過植被承載力的植被恢復，尤其大規模造林，即使在短時間內看來是成功的，但長期穩定性很差，抵御干旱和其他次生災害如病蟲害的能力很低，甚至出現森林的大面積退化或者成為“小老頭”樹[4-5]，導致造林成效低，造成人力、物力的巨大浪費。超過區域水分植被承載力的植被恢復還會導致流域產水量減少[6]，出現土壤干層等生態退化現象。因此，黃土高原旱區植被恢復，必須考慮對供水安全和多種生態系統服務功能的影響，即需要同時考慮水分限制下的植被穩定、產水影響和多功能需求的植被承載力，在深入研究各類植被的數量、結構和分布格局對生態水文過程與功能影響的基礎上，開展植被承載力指導下的科學造林，從而實現“高質量發展”要求的旱區植被恢復與水資源合理利用。

3.3 實施鄉村振興戰略，科學植樹種草

科學植樹種草是推進鄉村振興戰略、實現美麗鄉村建設的主要內容，也是滿足人民對美好環境需要的必然選擇。依托退耕還林（草）、天然林保護等國家重大生態工程建設成果的基礎，進一步提升我省黃河流域生態建設質量，推進城市綠化、村鎮綠化和通道綠化，形成點、線、面結合，城鄉一體化協同發展的生態建設格局；充分尊重自然規律，建設穩定的人工植被生態系統，促進黃土高原生態系統健康發展，提升水土流失整治的效益最大化。同時堅持生態恢復與產業經濟發展和美麗鄉村建設相結合，因地制宜促進生態產業發展，支持和培育特色經濟林、碳匯林、森林旅游與康養基地建設。以全面貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，牢固樹立新發展理念，落實高質量發展要求，統籌推進“五位一體”總體布局和“四個全面”戰略布局，按照產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富?？傄?，堅持以人民為中心，滿足人民對美好生態環境的需求為目標，全面推進鄉村科學綠化，切實提升鄉村綠化建設的質量，努力建設“村美、業興、家富、人和”的生態宜居美麗鄉村。

4 未來和展望

人類社會經濟的發展和氣候演化背景下生態環境的演變規律、水土資源利用、土地自然承載力系統評價是當前的國際前沿研究領域。在國家大規模植被建設和生態修復背景下，生態景觀時空變化、水土資源利用與其生態效應、土地的自然承載力方面的研究急需進一步深化。受林草生態格局的多樣性、跨尺度的系統復雜性等因素的影響，生態治理與社會經濟協同發展已成為新時代生態文明建設急需解決的技術瓶頸。因此，探明人工植被生態系統結構與水土資源可持續利用的相互作用，以及人工植被群落結構對實現其多功能效益的影響機制，為量化區域綜合植被承載力提供理論依據，從而進一步選育適宜甘肅黃土高原生態建設的林（灌）草種、提出黃土高原脆弱生態系統分區保護、分類修復和調控途徑，構建可持續林草生態系統及多功能效益的技術體系，是未來黃土高原實現高質量發展的重要保障。