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峡谷区生态修复模式探究

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摘要:

土地利用类型及空间分布的调整直接影响着不同类型土地的生态效应。合理的土地利用空间配置对维持、修复和保护生态环境意义重大。高山峡谷区因其生态脆弱性加之强烈的人为活动,生态系统遭到严重破坏,生态恢复的困难性远远大于其它区域。在GIS工具辅助下,针对怒江州典型的高山峡谷生态脆弱区,综合地形、人口、特色产业等要素进行生态修复模式探究,以因地制宜为原则,提出兼顾特色产业发展的生态修复立体模式,并对其进行分析评价。

关键词:

高山峡谷区;生态修复模式;土地利用;泸水县

当前全球生态环境恶化主要是人类社会发展过程中不合理的开发和利用造成的。资源的开发和利用以及各个产业发展的空间载体以土地资源为承载。在一些地区,由于土地利用空间的配置不当,造成土地利用、覆被的变化,进而对生态环境造成影响。高山峡谷区地形地貌复杂,耕地坡度较大,陡坡垦殖等易造成水土流失、地质灾害,生态问题更加突出。面对日益恶化的生态环境状况,生态修复成为区域可持续发展不可回避、势在必行之举。生态修复模式,则因地而异。目前,对于生态修复模式的研究主要是针对单一地貌特征的生态修复模式的研究,例如干热河谷[1-3]、矿山[4-6]、黄土高原[7-8]等。针对高山峡谷区的研究主要集中在土地适宜性评价[9-10]、景观生态格局变化分析[11-12]、移民安置[13-15]等。生态修复研究在中国方兴未艾,但是全面、系统、兼顾特色产业发展的生态修复模式则不多见。本文基于怒江州高山峡谷区的独特的地形地貌条件,将高山峡谷区的海拔、坡度、人口分布、产业用地格局等因素结合,将产业用地调整与生态修复模式结合,针对高山峡谷区域立体垂直分布明显的特点进行立体的生态修复模式研究,针对不同区域提出具有可行性的生态修复模式组合,促进区域的生态与经济的可持续发展。

1研究区概况

泸水县地理坐标为北纬25°33'~26°29',东经98°34'~99°09',与福贡、兰坪、云龙、保山相邻,西与缅甸为邻。地处横断山脉南端纵谷区,地势北高南低,怒江东西两侧分别为碧罗雪山与高黎贡山,呈“V”字地形,境内最高海拔为4161.6m,最低海拔为738m,海拔高差3423.6m。由于海拔高差极大与高山峡谷等特征,具有较完整的垂直气候带,即河谷南亚热带、河谷中亚热带、河谷北亚热带、山地暖温带、山地凉温带、山地寒温带、高山亚寒带、寒带。研究区内人口居住的最高海拔为2650m,耕地分布的最高海拔为2700m。泸水县辖3镇6乡,泸水县为国家扶贫开发重点扶持县。2013年末,泸水县总人口18.64万人,GDP为30.46亿元,人均GDP为14078元,占全省人均GDP(25039元)的56.22%,二者相差10961元。农民人均纯收入为3593元/人,占全省农民人均纯收入6141元的58.51%,处于全省所有县经济水平的末位。

2生态修复立体模式研究

2.1生态修复模式分区泸水县具有明显的高山峡谷特征,立体气候明显,不同气候带年均温、≥10℃积温、年均降雨量、年均相对湿度均有较大差异(表1),单一生态修复模式难以达到生态修复的效果。从泸水县DEM提取高程,并根据泸水县垂直气候带对高程进行重分类(图1),并与2012年泸水县土地利用现状图进行叠加(图2),得到各气候带土地利用类型面积表(表2)。全县土地面积中,高寒带(山地凉温带—寒带,海拔在2400m以上)土地面积占全县土地面积的50.03%。海拔3000m以上(山地寒温带—寒带),以林地为主,占该区域面积的80.89%;其次为未利用地(主要为荒草地),占该区域面积的18.23%,且无耕地与建设用地。海拔2400~3000m,土地利用类型较多,但建设用地与耕地面积极少,仅分别占全县建设用地和耕地总面积的0.44%和2.10%。海拔2400m以下(河谷南亚热带—山地暖温带),土地面积占全县土地面积的49.97%,此区域为泸水县内自然村,以及人口、耕地的集中地,建设用地占全县建设用地总面积的95.60%,耕地占全县耕地总面积的97.90%。因此,在进行生态修复模式分区时,将海拔分为2400m以下,2400~3000m,3000m以上3个区域进行考虑。我国《水土保持法》第14条规定“禁止在25°以上坡耕地开垦农作物”。从生态学角度和可持续发展观点分析,坡度大于25°以上坡耕地的动力和重力作用加大,水流运动加快,水土流失后随之加重土壤贫瘠,不宜耕作,只宜作为林地[17]。但是根据泸水县高山峡谷的特征,25°以上的耕地比例较高,是25°以下耕地的1.64倍。泸水县为高山峡谷区,坡度大,因此怒江州对坡度35°以上耕地实施退耕还林。因此本文的生态修复模式中将坡度因素分为两级:0°~35°和35°~90°。结合海拔因素与坡度因素,将研究区分为6个区,结果如表3所示。

2.2具体区域的生态修复模式

2.2.1海拔3000m以上区域研究区海拔3000m以上区域主要为林地。针对不同类型的生态环境脆弱区采取不同类型的管护,以封禁模式为基础,封造模式、封调模式为辅助。封禁模式:该模式主要针对具有良好自我修复能力的退化天然林和天然原始林。主要措施有:在封育期内主要采用全封模式;对确定利用封禁模式修复的地区进行划界,在禁区边界明显地段设置标志牌;对于人类活动频繁地区,可以通过设置围栏的方式,避免封禁对象遭受干扰;另外在封禁区安排护林员进行巡护。通过严格保护与科学管理相结合,利用植物的自我繁衍能力及群落的演替能力,有效地避免人、畜的破坏,对生态脆弱区抚育成林、成草,从而恢复植被,完成改善生态修复的目的。封造模式:该模式主要针对难以完成自我修复的迹地、灌木林、荒草地等。以实施封禁模式为基础,辅以人工造林。树种选择时主要的考虑因素为是否适合寒带生长,对研究区内其他植物是否造成威胁,并选择适合的造林时机,定植定时。该模式旨在促进遭受到严重破坏的生态脆弱区的植被恢复及相应生态功能的恢复,形成针阔混交林、阔叶混交林或乔灌混交林。封调模式:该模式主要针对早期演替阶段的具有空间结构不合理、栽种树种不合理、自我修复能力差的退化天然林。在实施封禁模式的基础上,对该区域树木密度、树种的组成、乔灌草比例等进行调整,加速群落的自然演替,从而完成生态脆弱区生态系统的恢复。

2.2.2海拔2400~3000m区域1)耕地采取“退耕还林还草—坡改梯”模式。坡度35°以上的耕地,其生态修复应把控制水土流失放在首位,采用退耕还林还草模式。根据研究区坡度、海拔等立地因素,以种植水土保持林为主,兼顾特色经济林发展,同时退耕还草,可提升土壤肥力,并为圈养家畜提供饲料,做到宜乔则乔、宜灌则灌、宜草则草,构建乔灌草防护林生态修复体系。坡度35°以下的耕地:a.对坡度15~35°水土流失较严重的耕地进行坡改梯。按照土壤类型、成土母质、自然台位、地面坡度、种植模式等,因地制宜地对坡耕地进行改造,按等高线设置台位,在修筑地埂时,做到就地取材。同时,对坡面的水系网络进行构建,做到排水沟、沿山沟、地块背沟、沉沙池、蓄水池、储粪池配套齐全,保证梯田水源的供应。b.对坡度15°以下的土质较好的耕地,加强保护,进行保土耕作,在注重经济效益的基础上,兼顾生态效益,加强科技运用,构建持续高效的现代农业。2)林地采取“林药—林农—林畜”模式。在保护林地资源的基础上,结合海拔高,人口分布散的特点,以生态效益为主导,适当加强对林地资源的利用,发展林下产业模式。根据区域特点和作物特点及适生条件,选择适种植物,使林地起到保护生态和促进经济发展的作用。此区域海拔较高,适生作物主要为中药材及野生蔬菜,因此在此区域实行“林药—林农”的生态修复模式,即在林下种植秦艽(GentianamacrophyllaPall.)(适生海拔2000~3000m)、云黄莲(CoptisteetaWall.)(适生海拔1300~3000m)、石斛(DendrobiumnobileLindl)(适生海拔1000~2500m)、红景天(RhodiolaroseaL.)(适生海拔1200~5400m)和野生蔬菜等。通过植物的共生关系,进行多级物质能量,树木吸收土壤深层养分,其落叶增加腐殖质为林下种植物种提供养份。在对生态进行修复的同时,发展中药材特色产业。在实行“林药—林农”生态修复模式的基础上,辅以“林畜”模式,发展以独龙牛、独龙鸡、高黎贡山猪、乌骨绵羊、绒毛鸡和中蜂为重点的特色畜禽业。3)其它区域采取“生态移民—封育”模式。对生态平衡失调、生态环境脆弱的区域,采用“生态移民—封育”模式。泸水县人口主要分布在海拔2400m以下区域,2400m以上区域人口分布分散,因此对生态环境恶劣的村庄,实施生态移民模式,以减少人为干扰,进一步实行封育模式。安置地主要考虑因素为坡度、海拔、水资源、交通、土地资源,以及移民的安置不能影响其他非移民的利益,安置地不能与自然保护区和国家重点建设规划用地冲突,距离地质灾害隐患点的距离等[13]。

2.2.3海拔<2400m区域此区域是研究区内自然村,是人口、耕地的主要集中地,陡坡垦殖情况严重。过度的农业耕作和工业发展造成环境污染,同时还存在多种不合理开发的行为,此区域已成为泸水县生态系统遭受破坏最严重的区域[18]。结合《泸水县土地利用总体规划(2010—2020年)》,此区域中未利用地主要为自然保留地,因此,本文对于此区域的未利用地的生态修复不做探讨,保留其原有性状。该区域是泸水县人民生产、生活及产业布局的主要场所。因此,此区域进行生态修复时应把生态修复与区域经济发展有机结合。1)耕地采取“林草—坡改梯”模式。坡度35°以上的耕地,退耕还林还草,采用既可以促进畜牧业发展,也可以增加植被覆盖率的上层栽树、下层种草的林草结合模式,提高植被的覆盖率。坡度35°以下的耕地,在实行坡改梯的基础上,在陡坡耕地地埂上,栽种适宜作物作为经济林,例如核桃(Juglansregia)(适生海拔1500~2600m)、漆树(Toxicodendronvernicifluum(Stokes)F.A.Barkl.)(适生海拔1200~2800m)、花椒(Zanthoxy-lumbungeanumMaxim.)(适生海拔800~2400m)、板栗(Castaneamollissima)(适生海拔1500~2600m)和灰金竹(Phyllostachyssulphurea)(适生海拔1500~2300m)等。该模式既可对降水径流进行有效拦蓄,提升土壤水分和养分,减少水土流失情况的发生,在改善生态环境的同时,还可以提高经济收入。2)林地采取“林经—林景”模式。采取在保护生态的基础上,又能促进山区经济发展的模式。林经模式主要分为“林药”和“林果”两种模式。根据此区域的气候特点和作物的适生条件,选择石斛、红景天和云黄莲等作为特色中药材发展“林药”模式,建立中药材产业化种植基地,促进“林药”模式的推广;选择核桃、漆树、板栗、草果(Amomumtsao-ko)(适生海拔1800~2200m)、花椒等作为“林果”模式在此区域的适宜树种。针对海拔1500m以下的河谷地带,原生森林植被已消失殆尽,河谷地带已成为泸水县生态遭受破坏最为严重的区域,但河谷地带气候、水利条件优越、区位条件好,是热带及亚热带经济作物生长的适生区,主要作物为甘蔗(Saccharumofficinarum)、咖啡(Coffee)、龙眼(DimocarpuslonganLour.)、美国山核桃(Caryaillinoensis(Wangenh.)K.Koch)等。根据此区域为自然村主要集中地的特点,在满足生活水平所需的情况下,有条件的村庄可种植既具有观赏价值又具有实用价值的树种,达到四季常青。发展“林景”模式,通过优化区域形象,映衬高山峡谷的独特景色,提升区域旅游产业竞争力。3)辅助生态修复模式。a.区域内具有生态景观好、具有交通和区位优势的地区推广“农业生态旅游”模式。此模式以生态农业为基础,发展观光农业与休闲度假新型旅游业。b.区域的燃料结构以木柴为主,对生态修复起到阻碍作用。在对研究区进行生态修复的同时,人类以获取能源的理由,继续砍伐树木,造成修复工作效果不明显,并且产生的废气也造成污染。因此,以农村能源工程作为此区域的生态修复辅助模式,推广沼气池,并积极开发利用太阳能资源、加强微水电资源的利用。

3生态修复模式评价

针对泸水县各区域实际情况,根据上文分析,得到各区域相应生态修复模式(图3),并与当地土地利用现状进行对比,得到泸水县生态修复前后面积对比表(表4)。从表4可以看出,变化主要集中在耕地转变为林地和未利用地转变为林地这两方面。生态修复的主要难度:1)需要改变土地类型的生态修复模式,主要集中在退耕还林和封山造林上。需要退耕还林的面积占泸水县总面积的2.08%,占泸水县耕地总面积的25.63%,退耕还林的难度较大;需要造林面积较大,主要是海拔3000m以上需要造林5847.83hm2,短期内很难完成。2)不需要改变用地类型的模式,主要集中在对坡耕地进行改造及改变林业生产方式这两方面,这两项工程需有效的政策引导以及大量资金扶持。生态修复模式的实施,将大大改善泸水县的生态环境,增加其生态系统服务价值,减少水土流失。模式的实施是个综合工程,期间根据每种林地的适宜条件,在置换用地适宜性评价的基础上选择林种,将更有利于生态和经济效益的兼顾。

4讨论

生态修复是个系统工程,不同的修复模式应因地制宜,层次分明,整体协调。泸水县作为全国的贫困县,在生态修复模式选择时,应考虑生态修复模式的预期生态效益和经济效益,在生态环境改善的同时兼顾经济和社会效益。针对特殊的地形和社会发展状况因素确立的生态修复模式,在实施的时候,应进行更小区域范围内的灵活选择。退耕还林要还什么林,封山造林要造什么林,育林之后怎样综合发展林业等问题都要根据情况进行合理选择。此外,根据天然的资源优势,在生态修复的同时,选择多种农林经营模式,也是生态修复的一部分。林下经济、混合农业、立体农业的合理选择,将会促进生态修复预期目的更好实现。

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作者:鲍华姝 丁扬 李益敏 单位:云南大学 资源环境与地球科学学院 云南省地理研究所

峡谷区生态修复模式探究责任编辑:杨雪    阅读:人次
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