喬楓,王祥福(國家林業(yè)局西北林業(yè)調查規(guī)劃設計院,陜西 西安 710048)
拉薩河流域中下游河谷造林綠化自然適宜性分析
喬楓,王祥福
(國家林業(yè)局西北林業(yè)調查規(guī)劃設計院,陜西 西安 710048)
從氣候、水文、地形、土壤和植被5個方面對拉薩河流域中下游地區(qū)造林綠化的適宜性進行了分析,并針對不同區(qū)域提出了造林模式。結果表明:該區(qū)域海拔4 500 m以下的河谷、麓原和階臺地的自然氣候滿足林木生長所需的熱量要求,結合人工措施進行提水灌溉、客土栽植等人工措施,可開展造林綠化工程,進行生態(tài)建設。
拉薩河流域中下游;造林綠化;自然適宜性;造林模式
拉薩市地處西藏高原中部雅魯藏布江支流拉薩河的中下游,是世界知名的旅游城市,也是西藏高原人類活動影響最顯著和最深刻的地區(qū),生態(tài)環(huán)境脆弱。在《西部大開發(fā)“十二五”規(guī)劃》中拉薩市屬重點經(jīng)濟區(qū)和農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)區(qū),在《長江流域防護林體系建設三期工程規(guī)劃》中屬江源高原高山生態(tài)保護水源涵養(yǎng)治理區(qū),在《生態(tài)安全屏障》中屬雅魯藏布江中游寬谷土地沙化和水土流失控制及經(jīng)濟重點發(fā)展亞區(qū),生態(tài)區(qū)位非常重要,生態(tài)環(huán)境狀況對推進西藏跨越式發(fā)展具有重要的意義。
拉薩河中下游河谷地區(qū)年均溫7.5 ℃,全年日照時數(shù)3 021.6 h,日照百分率為69%,年太陽總輻射量大于7 600 MJm-2,較我國東部同緯度地區(qū)輻射總量大1倍左右。太陽總輻射量的年際變化不大,平均相對變率僅4.2%。
該區(qū)熱量較內(nèi)地暖溫帶偏低,限制了暖溫帶的一些樹種在此分布。拉薩年均溫與呼和浩特十分接近,最熱月平均氣溫和≥10 ℃積溫均小于呼和浩特地區(qū)(22.2 ℃和2 735.3 ℃),而最冷月平均氣溫、絕對最低溫度卻比呼和浩特高出6~9 ℃之多(-13.7 ℃和-32.8 ℃)。說明在具有相似的年平均氣溫的條件下,高原地區(qū)越冬的熱量條件要比北方平原地區(qū)優(yōu)越[1]。雖然拉薩地區(qū)的積溫較低,但是由于在拉薩通常很少出現(xiàn)超過植物生理適應范圍的高溫,所以積溫的有效性較大。同時該地區(qū)冬季日照時數(shù)多,一定程度上彌補了低溫對林木生長的不良影響,進而為各種樹木的越冬創(chuàng)造了有利的條件。因此,由于高原特殊的熱量條件,使得4 500 m以下地帶的熱量條件可以滿足林木生長所需的熱量要求。
該區(qū)域年降水量僅為443.6 mm, 6—9月的降水量占總量的90%,持續(xù)日數(shù)17~34 d,總降水量100~230 mm;最長連續(xù)無降水時段大于80 d,出現(xiàn)在晚秋到初春的少雨時段;夜雨率達80%以上;相對濕度48%,濕潤系數(shù)0.3~0.4;日降水量≥0.1 mm的年平均日數(shù)在100 d左右。年蒸發(fā)量高達2 198.7 mm,為降水量的5~6倍。干季(10月至翌年5月)長達8個月,濕季(6—9月)僅為4個月。拉薩河水資源總量為110.66億m3,年均徑流深300 mm。
該區(qū)年降水量較內(nèi)地暖溫帶地區(qū)的北京和西安等地少100~200 mm,但有限的降水卻有較高的生態(tài)效益,降水主要集中在植物生長最旺盛的夏季和秋季,且在此期間降水的日數(shù)多、強度小、夜雨多,林木光能利用率高[2],使降水能發(fā)揮最大的生態(tài)效益。但是年蒸發(fā)量為降水量的5~6倍,該區(qū)天然分布植被為小檗、絹毛薔薇、錦雞兒等耐旱喜暖灌木,植被均表現(xiàn)出植株比較低矮等性狀[3]。該區(qū)自然降水條件僅能滿足低矮灌木生長所需,通過自然降水難以滿足喬木林自然生長所需水分要求。而拉薩市水資源儲量占全自治區(qū)水資源總量的2.4%,僅高于阿里地區(qū)[4];人均水資源占有量比全國平均水平高17 681 m3。但該區(qū)水資源造林利用成本較高,現(xiàn)有宜林地主要分布在海拔較高、用水不便的地方,引水灌溉投入較大。同時,雖然4—6月的徑流量占全年徑流量的15%,但春季造林正處于農(nóng)業(yè)灌溉用水高峰期,農(nóng)林爭水現(xiàn)象嚴重。另外,河川徑流空間分布不均衡,由此造成的山洪、泥石流等自然災害對造林綠化形成潛在的威脅。
該區(qū)地貌屬于藏南山原寬谷,地勢北高南低,地貌輪廓骨架及主要山脈走向皆受東西向構造帶控制,呈東西向展布。大部分為山地,北部山地海拔高、山頂較平緩、地形起伏??;愈向南河流切割愈深,地形起伏加大。干流兩旁山峰海拔高程多在5 000~5 500 m之間,谷底高程多在4 000 m以上,相對高差在1 000 m以上。試驗區(qū)屬于高海拔、中低緯度的山原區(qū),地域寬廣,地勢高差大,自然生態(tài)環(huán)境空間變化明顯,特別是自然景觀垂直帶譜結構的區(qū)域變化較顯著。
顯然這種空間分異特點對造林綠化有著重要影響,河谷地帶、麓原和階臺地距離河流較近,人工取水方便,通過人工澆灌可彌補自然降水不足對林木生長所造成的影響;麓原和階臺地由于沖積、坡積作用,土層深厚,適宜林木生長對土壤的要求;部分河灘地礫石含量多,可通過換土解決且投入成本小。而流域河谷兩側山坡坡度較大且土層較薄、部分地段裸巖出露,造林投入高且后期養(yǎng)護成本和難度均較大,大面積人工造林違反了植被自然分布規(guī)律;若措施不當或造林失敗易對現(xiàn)有植被和地質造成破壞,導致脆弱生態(tài)環(huán)境更加惡化。
拉薩河谷發(fā)育的土壤類型與地形條件密切相關,項目區(qū)的土壤大部分是由江河的沖積或洪積物淤積而成的。部分為發(fā)育于石質山坡的殘積、堆積物。一般土層較厚,酸堿度適中,宜于多種作物或樹木生長;地表水和地下水的礦化度不高,基本上無鹽漬化威脅;河谷開闊、平緩,有一級寬的超河漫灘階地。有的地方還出現(xiàn)有堆積階地和洪積扇。幾乎所有開發(fā)條件較好、利用度高的土壤都已開墾為農(nóng)地。其他耕墾條件較差、改良比較困難和需要進行綜合利用的地塊,是當下造林綠化的主要對象。該區(qū)域的土類有:(1)山地灌叢草原土、(2)淋溶山地灌叢草原土、(3)原始山地灌叢草原土、(4)草甸土、(5)沼澤土、(6)砂土、(7)耕作土等。
該區(qū)域的耕作土經(jīng)過長期的人工改良,可滿足林木生長的要求,適宜建設農(nóng)田防護林網(wǎng)。而河灘地和階臺地的土壤存在礫石含量大、水分條件差、養(yǎng)分含量貧乏、有機質含量低等特點,不利于林木的正常生長;但由于距離拉薩河和城市路網(wǎng)距離較近,通過人工提水灌溉、施肥等措施可改善,不會成為限制因素。
本區(qū)屬“雅江中游谷底亞高山灌叢草原亞區(qū)”,據(jù)對古代和現(xiàn)代植被的研究和考證表明,幾千年前,本亞區(qū)可能仍為森林覆蓋。這可從南木林中新統(tǒng)芒鄉(xiāng)組含煤地層中找到的兩個植物組合得到證實,下部主要由楊(Populusspp.)、樺木(Betulaspp.)、榆(Ulmusspp.)和山楂(Crataegusspp.)等落葉闊葉樹組成;上部由高山櫟(Quercusspp.)和杜鵑(Rhododendronspp.)等組成。此外,在現(xiàn)代森林植被的殘跡中也能找到一些證據(jù),如林緣附近生長的金露梅(Potentillaspp.)和杜鵑;河谷森林中生長的沙棘(Hippophaespp.);林內(nèi)或林緣生長的剛毛忍冬(Lonicerahispida)和甘青鐵線蓮(Clematistangutica)等;在浪卡子和林周縣旁多熱振寺生長著大片茂密的大果圓柏(Sabinatibetica)林等。估計森林的消失是由于第三紀以來青藏高原的急劇隆起,特別是晚更新世喜馬拉雅山脈的隆起,阻擋了印度洋暖濕季風的北進,使高原腹地氣候逐漸變干冷,加上人類經(jīng)濟活動日益頻繁破壞的結果。現(xiàn)狀自然植被的分布規(guī)律大致是:海拔4 100 m以下河谷為灌叢草原帶,主要植物群落有:沙生槐(Sophoramoorcroftiana)、小角柱花(Ceratostigmaminus)、沙棘等為主的灌叢和以三刺草(Aristidatriseta)、喜馬拉雅草沙蠶(Tripogonhookerianus)和白草(Peunnisetumflaccidum)為主的草原。此外,風沙地上還有以固沙草(Orinusthoroldii)為主的草原。同時,該區(qū)域還分布有沙棘、糙皮樺等野生植物群落[6]。
經(jīng)過多年的人工造林,該區(qū)河谷地段有楊、柳等組成的人工林系統(tǒng)。據(jù)調查樹種主要有高山松、喬松、雪松、西藏云杉、大果圓柏、側柏等;闊葉樹種主要以薔薇科、豆科和楊柳科落葉樹木為主要成分,尤其是楊屬和柳屬的樹種最為普遍。人工林存活現(xiàn)狀說明在河谷地段造林是可行的。
6.1 樹種選擇
依據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗,經(jīng)過初步選擇,確定了適宜的防護林造林樹種,喬木12種,灌木16種。
喬木樹種12種,其中常綠樹種有5種,分別是云杉、大果圓柏、巨柏、祁連圓柏、側柏;落葉樹種有7種,分別是銀白楊、北京楊、藏川楊、刺槐、榆樹、垂柳、當?shù)亓?/p>
灌木樹種16種,其中常綠灌木有3種,分別是鋪地柏、香柏、高山柏;落葉灌木有11種,沙生槐、江孜沙棘、西藏沙棘、中國沙棘、細葉紅柳、矮錦雞兒、絹毛薔薇、花棒、水柏枝、拉薩小檗、毛葉繡線菊、鬼箭錦雞兒、多花月季、大花醉魚草
6.2 造林模式
河灘地立地類型組:造林樹種設計為江孜沙棘和水柏枝,樹種混交比為2∶1,塊狀混交,每塊為25~50 m2。采用穴狀整地方式,樹穴規(guī)格60 cm×60 cm×60 cm,培集水(雨)坑,整地前要清除灌草;株行距為2 m×3 m,栽植密度為1 665株hm-2。
階(臺)地立地類型組:造林樹種設計為云杉和藏川楊,樹種混交比為1∶1,配置方式為三角形,行間混交,兩行云杉兩行藏川楊。采用魚鱗坑整地方式,樹穴規(guī)格80 cm×80 cm×60 cm,培集水(雨)坑,整地前要清除灌草;株行距為3 m×4 m,栽植密度為840株hm-2。闊葉樹替換樹種為刺槐、北京楊、新疆楊、銀白楊等在當?shù)乇憩F(xiàn)良好的楊屬樹種。
洪積扇立地類型組:造林樹種設計為大果圓柏和沙生槐,樹種混交比為1∶1,配置方式為三角形,株間混交。采用魚鱗坑整地方式,樹穴規(guī)格分別為80 cm×80 cm×60 cm與60 cm×60 cm×40 cm,培集水(雨)坑,整地前要清除灌草;株行距均為3 m×4 m,栽植密度為1 665株hm-2。灌木替換樹種為同樣抗沙埋的拉薩小檗。
山麓坡地立地類型組:造林樹種設計為香柏和矮錦雞兒,樹種混交比為1:1,配置方式為三角形,塊狀混交,每塊為25~50 m2。采用魚鱗坑整地方式,樹穴規(guī)格為60 cm×60 cm×40 cm,培集水(雨)坑,整地前要清除灌草;株行距為2 m×3 m,栽植密度為1 665株hm-2。常綠樹替換樹種為鋪地柏和高山柏,闊葉樹替換樹種為拉薩小檗和絹毛薔薇。
耕地立地類型組:造林樹種設計為藏川楊和細葉紅柳,主林帶為2~4行,采用藏川楊和細葉紅柳;副林帶為1~2行,采用藏川楊林帶。穴狀整地方式,樹穴規(guī)格為80 cm×80 cm×80 cm和60 cm×60 cm×60 cm,培集水(雨)坑,整地前要清除灌草;株距為2 m×2 m,栽植密度為2 505株hm-2。替換樹種為北京楊、新疆楊、銀白楊、垂柳、榆樹、長蕊柳等在當?shù)厣L良好的樹種。
6.3 造林技術措施
客土:針對卵石河漫灘地及土壤條件較差的地塊,應回填客土以徹底改變植物生長的不良基質。客土選擇黏粒、粉粒、砂粒含量適中的、質地介于黏土和砂土之間、通氣透水、保水保溫性能都較好的壤土,不應有大于25 mm的石塊??屯镣猎唇谝M量采用工程區(qū)及周邊的其他大型工程建設開挖出來的地表土壤,進行一定的改良后形成營養(yǎng)配比合理、適合林木生長的種植土,在造林時給樹穴填入一定量的種植土,可改善土壤條件,促進樹木生長。
節(jié)水抗旱:由于該區(qū)域地表水分蒸發(fā)頗為強烈,可綜合使用以下幾種固水方式:秸稈枯落物覆蓋、植物生長調節(jié)劑、保水劑、固體水和在條件允許的地段,采用目前造林廣泛使用的噴灌和滴灌技術。
撫育管理:造林以后特別是在前兩年施工養(yǎng)護期內(nèi),應加強對新造林地的撫育管理,主要包括灌溉、施肥、松土除草、病蟲害防治、修剪整形、支護等。
本區(qū)河谷地段的河灘地、麓原和階臺上的宜林地,熱量條件滿足林木正常生長所需,由于距離拉薩河和城市路網(wǎng)較近,提水灌溉、客土培育等措施投入成本低,可通過低投入換取較高的生態(tài)效益,適宜進行人工造林。南北山由于是拉薩市重要的景觀帶,借鑒西寧市的成功經(jīng)驗,通過工程措施可進行人工造林;雖然投入和后期養(yǎng)護成本均較高,但可取得較大的社會效益和生態(tài)效益。該區(qū)其他地段坡度大且水分條件和土壤條件均較差的地段,如全部進行人工造林不僅投入成本巨大而且后期管護要求高,容易分散人力物力,不利于南北山精品工程的打造;如若造林失敗,對生態(tài)環(huán)境是一種破壞,因此不建議搞人工造林,可采取封山育林、適度人工促進等手段,恢復植被。
[1] 徐祥德,陳聯(lián)壽.青藏高原大氣科學試驗研究進展[J].應用氣象學報,2006,17(6):756-772
[2] 土登次仁,次桑,楊珠.西藏農(nóng)業(yè)氣候資源的分析及評價[J].西藏研究,2000(2):46-55
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[4] 中國科學院青藏高原綜合科學考察隊.西藏河流與湖泊[M].北京:科學出版社,1984
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1005-5215(2017)06-0068-03
2017-04-28
喬楓(1982-),男,陜西寶雞人,碩士,工程師,現(xiàn)從事林業(yè)調查規(guī)劃、遙感、測繪工作.
S725
A
10.13601/j.issn.1005-5215.2017.06.025