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1、论文资料黄土高原生态环境问题研究【论文资料】黄土高原生态环境问题研究摘要 生态恢复及其重建作为生态环境建设的重要内容之一, 受到越来越多重视，生态恢复的目标在于通过生态恢复，提高植物覆盖率和土壤肥力，实现区域的生物多样性和生态系统的稳定性，保持生态系统的健康减少对人类的污染，并尽可能带来视觉和美学的享受。文章从生态恢复的概念和基本理论出发,重点探讨了恢复生态的工程与技术在恢复生态中的调控作用，并详细介绍了生态建设的三种模式，为不同环境特征设计和优化调空提供了可以参考的模式。 关键词:黄土高原、恢复生态、空间分析 Abstract: Ecological restoration and reco

2、nstruction as one of the important contents of the ecological environment, by more and more attention, The objective is to restore the ecological restoration ecology, plant coverage and improve soil fertility. regional biodiversity and ecosystem stability, and maintain the health of ecosystems to hu

3、man reduce pollution and, if possible, bring the visual and aesthetic enjoyment. From basic theory and the concept of ecological restoration. focusing on the ecological restoration of the ecosystem restoration projects in the regulation. and a detailed briefing on the construction of three models, d

4、ifferent features for the design and optimization of air regulation could provide a reference model. Key words : Loess Plateau, ecosystem restoration, spatial analysis 一、选题目的和意义 陕北黄土高原位于陕西北部,是中国黄土高原的主体部分,它介于北纬34?248,39?35和东经107?28,111?15之间.总面积8.06104km,约占陕西省总面积的39.05%,行政上包括延安市和榆林市.该地区是我国水土流失最为严重、社会经

5、济发展落后的贫困地区之一,生态环境问题较为突出.黄河中的泥沙每年有8亿吨来自陕北地区,占三门峡以上河段输沙量的一半,因此,陕北黄土高原生态环境的有效治理是陕北地区乃至整个黄河流域急待解决的问题. (一)自然地理状况 陕北黄土高原以土壤侵蚀作用强烈、水土流失严重而著称.其特殊的地质、地貌和气候条件形成了独特的自然地理特征.黄土层深厚,土壤侵蚀作用强烈;降水量相对较少且时空分布不均、自然灾害频繁等.实际上,陕北黄土高原目前已成为一种支离破碎的沟壑农业生态系统. (二)黄土高原生态环境问题 黄土高原生态环境问题主要是由以下两因素共同作用的结果:(1)特殊的自然地理特征为生态环境问题的形成提供了自然基

6、础条件.陕北黄土高原地区地表大部分被50,200m厚度不等的第四纪黄土所覆盖,特殊的黄土地质为该区强烈的土壤侵蚀提供了物质条件.其次,地表起伏大和地面破碎是引起严重水土流失的地貌条件.另外,该地区降水时空分布不均,多暴雨,为水土流失提供了动力条件.总之,黄土高原地区特殊的地质、地貌及气候条件是造成目前严重生态环境问题的基础.(2)人口增加和需求上升对生态系统过分施压,超出了资源和环境承载能力,改变了自然生态系统中物质要素的循环规律导致生态破坏.如1998年,全省范围内,陕北地区经济承载力为0.65,仅为关中地区的一半左右(正常值=1).其次,当地的社会经济落后,城镇化水平低,小农意识根深蒂固,

7、居民长期习惯于传统农业生产和生活方式.把满足生存需要、提高福利水平和改善生活条件的一切希望都寄托在以土地为生产资料和劳动对象的农业生产上,因人口增加而导致的需求增长,主要靠扩大资源开采力度来满足,技术和其它因素的贡献率则很小. 目前,陕北黄土高原地区的自然植被绝大部分已为人工植被所代替,直接导致了该地区的土壤肥力降低, 而土壤肥力低又反过来限制的植被的发展,因此在黄土高原地区这种人口增加、需求不断上升和当地社会生产力水平又很低的情况下,就会出现“需求上升?土地超载(如过垦、过牧)?环境破坏(水土流失)?土地生产下降?资源投入增加(扩大垦、牧范围)?需求上升?土地超载”的恶性循环。 综上所述，进

8、行黄土高原生态恢复的空间分析具有十分重要的意义。 二、黄土高原生态恢复研究现状分析 生态恢复(ecological restoration)是相对生态破坏而言的，生态破坏可理解为生态系统的结构发生变化功能退化或缭乱(因此生态恢复就是重建已损害或退化的生态系统恢复生态系统的良性循环和功能退化。 土壤学家朱显谟先生在20世纪80年代初在承德召开的黄河中游黄土高原水土保持考察总结会上提出的“28字方略”“全部降水就地入渗拦蓄,米粮下川上塬,林果下沟上岔,草灌上坡下坬”。这一黄土高原整体治理方略非常明确地指出造成黄土高原地区水土流失严重的主要原因所在,那就是降水不能最大限度汇入“土壤水库”,而是形成过

9、多的“地表径流”,从而导致冲刷地面,侵蚀土壤,形成与黄土高原自然规律完全相悖的人为地质过程的结果,水土严重地流失。由此可以看出,“28字方略”强调植被建设的目标就是应该最大限度地促进降水就地入渗。早在1998年在中国森林生态网络体系“面”的建设理论中就已经提出,生态环境脆弱的地区,应遵循“封山育林为主,辅之以人工措施”的经营策略。2003年中国工程院在“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究项目综合报告”中提出,在干旱区和半干旱区的植被建设应以封育为主。而在2004年的全国封山育林现场交流会上,国家林业局首次明确提出将封山育林提到与人工造林“同等重要”的地位上来。并提出今后几十年

10、全面实施封山育林的计划,努力使封山育林真正成为实施以生态建设为主的林业发展战略和推进林业快速发展的重要战略措施。黄土高原作为生态脆弱地区,现有天然植被资源非常宝贵,需要进行长期的封山育林,保护天然植物群落。在进行人工植被建设时,应该更多地应用乡土植物材料,模拟自然群落特征,才是植被恢复的最终出路。这也是人们在总结黄土高原地区几十年的人工植被建设的经验和教训后,得出的必然结论。黄土高原地区应该抓住这一大好机遇,及时开展封山育林技术和管理措施的研究和应用,真正把封山育林作为一项植被恢复的重要措施。 三、黄土高原不同立地空间的生态恢复 (一)恢复遵循的原则 生态恢复运用的理论，很多都是生态学的理论(

11、 限制性和耐性定律，能量流动与物质循环原理(种群密度制约与物种相互作用原理、生态位与生物互补原理，边缘效应与干扰原理，生态演替原理，生物多样性原理，食物链与食物网原理。在生产实践中我们要遵循自然生态规律原则，生态优先，兼顾经济原则，因地制宜原则，可持续发展原则(发展问题一直是世界各国普遍关注的问题(传统发展观基本上是一种工业发展观，他以工业增长作为衡量发展的标准，在现实生活中，这一发展观表现为对过内生产总值(cdp) 的热烈追求，认为cdp高的国家就是经济强国(因此追求cdp的增长就成了国家经济发展的目标和运动，但是这种单纯片面追求cdp增长的发展战略所带来的一个严重后果是环境急剧恶化资源日益

12、短缺(人民的实际福利水平下降，发展最终将难以持续而陷入困境(因此这种经济增长的资源和环境受到保护，有的生殖以牺牲资源和环境代价要求得发展(现行的cdp指标既没有反映资源和环境的实际价值，也没有揭示一个国家为经济发展所付出的资源和环境代价(相反环境越是污染，资源消耗的越快，cdp增长也就愈加迅速(因此现在我们准求生态优先，兼顾生态经济的原则( 生态学原则在生态恢复过程中必须考虑群落的演替，食物链，生态位等(根据演替规律分步骤分阶段进行，循环，渐进，不能急于求成( 因地制宜原则(由于不同区域具有不同的生态环境背景，如气候条件地质地貌和水文条件等，在生态恢复过程中要因地制宜，具体问题具体分析，在长期

13、是位实验的基础上总结经验(获取优化与成功模式，然后推广。 可持续发展原则指既要使当代人的各种需求得到满足，得到发展个人充分，又要保护生态环境，不对后代人的生存和发展构成危害。 黄土高原生态恢复遵循的基本原则就是“因地制宜”。“地”即水土流失发生发展规律，表现形式，危害程度;水土保持生态建设规划和措施配置要考虑的各种因素，包括自然、经济、社会、文化、人口等方面。“宜”即水土保持生态建设目标，关键措施选择与配置，工程建设与运行管理，水土保持有关规范、标准、制度、法律、法规的制定与实施都要与当地的生态环境条件，经济社会基础，人口文化等相适应。根据这一基本原则，结合不同类型区的特点，要实现水土保持生态

14、建设的目标，要在加快人工治理的同时，注重发挥生态系统自我修复能力，把造林、种草、基本农田建设、治沟工程建设与生态自我修复措施有机结合，统一规划，统筹安排。这是实现水土保持生态建设综合目标的必需的技术集合。将生态自我修复理念融入水土保持防治实践体系，作为水土保持生态建设综合技术体系的重要组成部分，在小流域综合治理规划和实施中，按照“因地制宜”和“因害设防”的原则，科学规划，综合配置。丰富小流域综合治理的内涵，使水土保持防治体系真正成为人与自然和谐共处的纽带、经济社会与生态环境协调发展的保障。 (二)恢复重点 黄土丘陵沟壑区 梁峁顶以封顶、自然、人工结合，建立多年生草地、疏林草地和灌丛草地等防护性

15、植被。梁峁坡以梯田、生物措施和保护耕作配合，发展林粮间作、粮草间套、人工草地、绿肥、饲草填闲以及经济林等，形成农、牧、果品基地。梁峁缘线营造护埂林带、护埂灌木带、护埂草地以及乔灌草搭配营建混交林草带。沟坡靠工程措施和生物措施相结合遏止产流，进一步拦截径流，以整地人工造林种草、封沟育林育草和飞播林草技术相结合恢复植被固土护坡。整体形成有主有次，重点突出，经济发展中保护生态，生态建设中孕育经济发展的模式构建思想。 1、黄土沟坝、川滩、阶地 农田防护林带模式:林带结构疏透，与主风向垂直，带宽1020米，同时兼做道路防护林。林下人工种低草，或依赖自然生长，宜林间放牧或收获枝叶补充舍饲饲草。 2、梁峁顶

16、 目标植被为水土保持。峁顶退耕后，最适宜建成草地系统，其次可以适当种灌木，不适宜乔木。采用封育、自然恢复为主，辅之以人工措施或封育与人工措施结合建造植被。 半封、人工、自然相结合水土保持灌草等高带状混交模式:适合一般梁峁顶。选用水土保持效果较好的植物种，灌木与草等高隔带间种，带宽灌木11.5m,草35m，形成草灌相间圈状盘绕梁顶的防护模式。草带采用多年生草种混播。建植后半封育，促进植被尽早郁闭。数年后，有组织地季节性间伐灌木，割草。 半封、多年生人工草地模式:采用完全混播，之后半封育，建成多年生混播草地，郁闭后实行季节轮牧。 全封、自然恢复辅助人工撒种模式:为促进自然恢复进度，全封前人工适量撒

17、种，然后封育。或者在原有植被基础上，通过封育，完全靠自然恢复。待完全形成植被后，实行轮牧。 3、梁峁坡 梁峁坡水平沟生态种草、灌草模式:适合25?-35?坡面完整的退耕地，实行水平沟单种护沟草，或草灌异沟间种、同沟混种。沟与沟之间的坡面波状点播1-2行草。基本以水土保持为目标，植被稳定后可适当割草。 水平阶半人工草地模式:适合面积大而平坦，天然植被较好但生产力低的荒山荒坡(天然草场)。采用修水平阶整地，均匀拦截径流。灌木1行，草带1m间作配置方式，灌木幼龄时草起到保护和促进作用。 背风向阳缓坡隔坡带子田山地果园模式:适合25?以下水分条件较好地段。梯田发展山地果园，早期林粮、林草间作，果园成熟

18、后，可实行果园空隙地种草。坡面种牧草，割草利用。 阴坡、半阴坡人工、自然恢复结合生态经济混交植被模式:适合25?以下发展。目标植被为生态经济型，一般采用一种经济树种与一种生态植物行间混交或带状混交，密度掌握在目标树种成林后郁闭度再20-30%。其余空地种伴生树种，或牧草，或任自然郁闭，形成混草水保林，兼顾打草舍饲。 阴坡人工、自然恢复结合型水保混交植被模式:坡度在25?左右或以上的退耕地、荒山荒坡上应用，以水保为唯一或基本目标。应发挥自然力量恢复植被，人工种植灌草密度不宜过高，灌草为主，灌草乔发展方向，实行全封。 阳坡半封式自然恢复为主水土保持混交植被营建模式:适合坡度较大坡地，采取自然恢复为

19、主，人工辅助的办法营建水土保持混交林草。乔木比例不宜大，应以灌草为主，采用草灌混交、灌草混交、草灌乔结合的模式。尽量不破坏原有植被，不大面积动土，林密度在每公顷500-600株，林间撒草种，造林后半封，充分利用自然恢复。 阳坡人工、自然结合生态经济混交植被模式:适合坡度在20?左右的坡地，技术要点是:工程措施配套，以隔坡梯田为主，梯田坡面采用种草护坡。梯田面上种经济植物或与生态植物间作混交，但密度要把握在植被稳定形成后20-30%的郁闭度为宜，空地人工种草或靠自然郁闭。尤其在幼林阶段要充分利用林间空隙地种草。 4、沟坡 阳沟坡全封、自然恢复草灌、灌草护坡模式:适合坡度35?以上阳向沟坡，沟蚀严

20、重，地形破碎，土壤干旱贫瘠。人工种植难度大，采用全封，依赖自然力量恢复植被。自沟顶顺坡播撒种源，任自然发展。 阴沟坡、高海拔阳沟坡疏林灌草混交植被模式:坡度25?以上，重点技术是封沟、自然恢复为主，人工辅助供种源，任自然发展。25?以下，沿等高线乔木单株为中心，两侧间种灌木带、草带，不同等高线之间灌木带、草带错位间植。塌积坡地、坡洼缓坡地段，水分较好时适当营建小片经济林。) (三)恢复技术 黄土高原水土流失及风蚀地区的植被恢复重建工作,存在或经历着“自然型”、“灌溉型”、“集流型”的变化历程。这是因为,水分是影响该地区植物生长的主导因子。解决了水分问题,可以提高植物的成活率,促进生物产量及经济

21、产量的形成;同时,还可以扩大植物的分布范围,使分布地区较南、耗水量较大的植物逐步向北迁移。“自然型”植被的恢复重建是区内植被建设较为原始的一种类型,延续了数千年。这一类型十分被动,“靠天吃饭”,“等雨下种”,完全受潜势盖度制约。这可以说是完全按照自然生态环境条件布局的一种类型,能在什么地段栽植就在什么地段栽植,能栽植什么植物就栽植什么植物,没有掺杂任何人为改造因素,栽植的植物种类全部为地带性植被类型。“灌溉型”植被的恢复重建相对于“自然型”植被建设而言,在考虑人为主观能动性方面有所进步,注意了河水、井水等水资源的有效利用。这样在潜势盖度较小的地区,可以建设远大于潜势盖度、并与有效盖度较为接近的

22、“隐域性”植被类型。但是,由于区内大部分地区水资源十分有限,可以发展的区域也受到限制,只能运用于生态地位十分重要的地段。“集流型”植被的恢复重建是指在每一地区的每一立地条件类型下,合理利用所有可能利用的地表径流,充分利用人为设计能力,发挥主观能动性,力争将降水、径流全部就地拦蓄,用于植被恢复重建,使每一滴水的生产价值发挥到极致。这是黄土高原地区抗旱造林技术的精华所在。在黄土高原地区,几乎所有地区均可采用这种手段的植被恢复重建。应用这种手段建设的植被类型,既包括“显域性”植被类型,也包括“隐域性”植被类型。植被恢复重建的3种类型中,“灌溉型”适用在有限区域内、生态地位十分重要的条件下建立;“自然

23、型”作为一种传统、落后的手段,将随着区内社会经济条件的逐步改善而淡出绿化舞台;“集流型”应为目前植被恢复重建工作的主体。集流技术的重点在于集水面的整修。在坡地上,可利用自然坡度,对坡面上凹凸不平的地方进行处理,使坡面基本平整;结合整地将杂草彻底清除;在整平的坡面上,原则上以每株林木为对象,也可在坡面较平整时以2,3株为对象,垂直等高线,修建15,20;,高的集水区土埂,将径流全部导入栽植穴内。集水面防渗处理主要有机械处理方法、化学处理方法、生物处理方法等。生产实践中多用机械处理方法,虽然投资少,但集水效果较差;采用黄果地衣等的生物处理方法,将是未来看好的发展方向。 (四)恢复模式 “草灌为主”

24、或“草灌先行” 1、黄土高原地区多年以来营造乔木林的造林成活率和保存率较低， 而且在高原北部地区还形成相当面积的所谓“小老树”的低质林分。这也引起了关于“黄土高原地区植被建设如何应用乔木树种”的诸多争议。另外， 人们也就必然想到， 在该地区植被建设中应该更多应用适应性更强、更容易成活和推广的灌草植被。很多学者也就提出了“灌木为主”，或“灌草为主”的观念。王正秋提出灌木较乔木更为适应干旱严酷的自然条件， 因而在黄土高原地区应优先发展有经济价值的“灌木”树种,5,。另外， 也有不少学者提出“草灌先行”的论点， 力图通过先栽植灌木植被， 对土壤等生态条件进行改善后， 再栽培乔木树种。也有学者对这一观

25、点提了疑义,6,。 王国宏等提出黄土高原地区应该以发展草地畜牧业为主的植被建设思路， 指出从地形地貌、水热分布及自然植被特征的角度分析， 黄土高原实施以农为主或农林牧综合发展的方略， 均有悖于黄土高原生态地理背景。而草地畜牧业产业的生产要素及其过程， 在较大程度上吻合了黄土高原的生态地理背景， 具有生态的适应性和生产的有效性。未来黄土高原产业的发展格局， 应该是以草地畜牧业为主导， 农业和林业作为补充的完善产业发展体系,7,。 2、“封山育林为主，辅之以人工措施” 黄土高原属于我国一种特殊而又典型的干旱生态脆弱地区， 水土流失相当严重。人工造林等植被建设在黄土高原地区多年以来并没有达到理想的效

26、果。人们开始反思黄土高原多年来的植被建设策略与方法是否合适。逐渐认识到， 黄土高原长期以来的生态环境问题是由于人类长期不合理开发，造成人地关系失调所致。因而， 也就不可能寄希望于在短期内依靠人工植被来完全代替天然植被功能和作用， 因为黄土高原这种极度干旱的生态环境条件与我国南方及东部山地及平原等生态弹性较大地区是不能相提并论的。因而， 不少学者也提出黄土高原地区应该实行植被封禁培育为主， 人工措施为辅的理论,8-12, 而早在,年在中国森林生态网络体系“面”的建设理论中就已经提出， ,13,生态环境脆弱的地区，应遵循“封山育林为主， 辅之以人工措施”的经营策略。,年中国工程院在“西北地区水资源

27、配置、生态环境建设和可持续发展战略研究项目综合报告”中提出， 在干旱区和半干旱区的植被建设应以封育为主,14,。而在,年的全国封山育林现场交流会上， 国家林业局首次明确提出将封山育林提到与人工造林“同等重要”的地位上来。并提出今后几十年全面实施封山育林的计划， 努力使封山育林真正成为实施以生态建设为主的林业发,15-16,展战略和推进林业快速发展的重要战略措施黄土高原作为生态脆弱地区， 现有天然植被资源非常宝贵，需要进行长期的封山育林， 保护天然植物群落。在进行人工植被建设时， 应该更多地应用乡土植物材料， 模拟自然群落特征， 才是植被恢复的最终出路。这也是人们在总结黄土高原地区几十年的人工植

28、被建设的经验和教训后， 得出的必然结论。黄土高原地区应该抓住这一大好机遇， 及时开展封山育林技术和管理措施的研究和应用， 真正把封山育林作为一项植被恢复的重要措施。 四、实例分析 ,、安塞纸坊沟试区水土保持型生态农业示范模式:从立体角度，实行 “山上山下林草地，山坡山腰修梯田”。具体做法:梁峁山顶隔坡、反坡水平阶整地种植草灌，如沙打旺等。坡上部窄条田种苹果、山楂等经济林;坡中部水平梯田发展基本农田;坡脚营造乔灌林;沟道以柳谷坊、淤地坝拦蓄降水。25-30?坡耕地退耕前或修梯田前实施草粮等高带状间轮作。30?以上坡地全部退耕，分别采用单种草、单种灌木以及草灌带状间作搭配。对牧荒坡草地改良，一是阴

29、坡、半阴破补种柠条、锦鸡儿，建成柠条+锦鸡儿-长芒草(或白羊草)型草场，撂荒坡补种沙打旺、红豆草等;二是制订合理放牧制度，实行封沟轮牧。 从平面角度，采取以居民点为同心圆的圈状配置结构。内圈以基本农田和经济林为主，开发粮食与生态经济林;中圈以水保耕作为主，开发治理并重;外圈作为生态保护屏障，种植草灌，兼三料基地。) 2、安塞县地处陕北黄土高原丘陵沟壑区，南北长92km，东西宽约36km，2土地总面积约2950.2km。地形地势西北高、东南低，海拔高程在997-1731,之间，地面相对高差多在100-200,之间。地貌类型主要为黄土梁涧、黄土峁状丘陵、黄土梁峁丘陵和沟谷阶地。丘陵、沟壑、山川交织

30、分布，沟壑密度约4.7km2,k m。年平均气温8.80,，无霜期约157天;多年平均年降水量为 505.3mm，年际变化大，年内降水多集中在七、八、九三个月;气候湿润指数为0.53，属于半干旱区。地带性植被为森林灌丛草原，具有明显的过渡性特色，已完全破坏;南部有少量天然次生林，人工林多由小叶杨、山杏、刺槐及白榆等树种构成;天然草地主要为灌木草丛、干草原及低湿草甸等。土壤以黄绵土、绵沙土等黄土性土和灰褐土为主，耕层土壤有机质含量较低。延河由北向南在汇入杏子河支流后转向东南出境。境内水土流失严重，水土流失面积占土地总面积的比重约,%，2土壤侵蚀模数一般在4000-15000,(k m.,)，多年

31、平均输沙量2388104,2年平均输沙模数达8373,km，属于强度水土流失区。 参考文献 1朱复成。生态经济学与环境经济学的异同J。气象教育与科技，2001，3:18-20 2谭立明,解决西部开发中生态环境问题的对策J。环境保护，2000，10:34-35 3段汉明，李传斌，西北地区生态重建的对策J，盐湖研究，2001，3:9-12 4桑晓靖，李纯，西部地区农业资源优势与产业化开发途径J。西北农林科技大学学报(社会科学版)，2002，4:18-21 5王正秋(黄土高原造林中几个问题的思考(中国水土保持，2000;(4):37-39 6梁一民(从植物群落学原理谈黄土高原植被建造的几个问题(西北

32、植物学报，1999;(5):26-31 7王国宏，张新时(从生态地理背景论草地畜牧业产业在黄土高原农业可持续发展中的战略地位(生态学报，2003;(10):20172026 8费世民，彭镇华，周金星，等(我国封山育林研究进展(世界林业研究，2004;(5):29-33 9古开弼(我国封山育林从民间习俗走向民族传统和民族精神(古今农业， 2001;(1):30-38 10史念海(历史时期黄河中游的森林和草原的变迁(西安陕西人民出版社，1981 11史念海(黄土高原及其农林分布地区的变迁(历史地理，1981;(1):10-15 12史敏华，侯德恒，霍履远(封山育林是恢复和重建晋西黄土高原森林植被的重要途径(山西林业科技，2003;(2):17-19。 13彭镇华，董林水，张旭东，等(黄土高原水土流失严重地区植被恢复策略分析(林业科学研究，2005;(5):471-478 14中国工程院“西北水资源”项目组(西北地区水资源配置生态环境建设5(4):1-26 和可持续发展战略研究(中国工程科学，2