全 文 ：2008年 3月 防 护 林 科 技 Mar., 2008
第 2期(总 83期) ProtectionForestScienceandTechnology No.2(SumNo.83)
文章编号:1005-5215(2008)02-0042-02
收稿日期:2007-06-29
基金项目:国家科技攻关计划 “西部开发 ”重大项目
(2004BA901A14)
作者简介:张继平(1966 -), 男 , 陕西府谷人 , 大学 , 副
研究员 , 主要从事荒漠化治理研究 .
砂地柏天然林衰退原因探析
张继平 1 ,李广泽 2 , 苏世平1 , 李冬梅 1 , 付广军1 ,李 剑 1
(1.陕西省治沙研究所 ,陕西 榆林 719000;2.西北农林科技大学无公害农药研究服务中心)
摘 要:通过对影响大保当地区砂地柏天然林衰退的气候与人类活动等因子的分析 , 结果表明:气候的变化是砂地
柏退化的根本原因 , 而人类活动的强烈干扰是砂地柏退化的强化因素。因此 , 砂地柏天然林的更新必须辅于人为
措施 , 将其外围枝条进行人工埋压 , 以促进砂地柏的生长 ,达到扩大砂地柏天然资源的目的。
关键词:砂地柏;天然林;衰退
中图分类号:S75 文献标识码:A
1 概述
神木县大保当砂地柏 (Sabinavulgaris)天然林
位于东经 109°50′～ 110°07 ′,北纬 38°41′～ 38°51′,
平均海拔 1 160m,面积约 10 667hm2。外流河有格
丑沟 、清水沟 、黑龙沟等 4条 ,内流河有野鸡河 ,多为
半固定沙地 ,属半干旱草原地带 ,气候冬寒夏酷 ,昼
夜温差大 ,多风沙 。砂地柏天然林呈斑块状分布 ,群
聚度高 ,抗风蚀能力强 ,而且主要分布在迎风坡和背
风坡 ,丘间地分布较少 。根据调查 ,不同部位长势不
同 ,同一部位不同枝条长势亦不同 ,但生长旺期均在
5月下旬至 6月底。砂地柏根系发达 ,在距地表 50
cm左右侧根水平延伸 ,纵横交错 ,形成一定的根系
网络 ,起到良好的固沙作用。 20世纪 20年代 ,大保
当地区砂地柏灌丛林分布范围约 26 000多 hm2 ,由
于受到自然因素如干旱 、大风 、虫害等威胁以及受樵
采 、放牧等人为破坏 ,生境遭到严重破坏 。 1957年
清查后范围缩小到 7 667 hm2左右 ,而砂地柏灌丛
林面积仅占分布面积的 1/3左右 ,大面积连片分布
的天然臭柏灌丛林己不多见。砂地柏天然林面积不
断缩小 ,已成为砂地柏资源保护的一大障碍。
2 砂地柏天然林群落衰退原因探析
2.1 自然因素
2.1.1 天然有性繁殖 由于种子传粉受精不良 ,种
子含仁率低 , 一般年份 30% ～ 40%, 个别年份达
60%,干旱年份仅百分之几。种皮坚硬 ,有蜡质 ,不
易吸收水分 ,种子休眠期长达一年[ 1] ,而砂地柏种
子萌发需要低温高湿的微生境[ 2, 3] ,当前种子所处
的环境大多达不到这样的条件 ,致使种子萌发困难。
据张国盛等在毛乌素沙地调查发现 ,仅在下湿丘间
地和沙柳灌丛中 ,有极少散生的实生苗[ 4] 。萌发的
种苗也因易受立枯病 、日灼危害 ,保苗率极低 。何维
明研究表明 ,强光对砂地柏的种子萌发有明显的抑
制作用。毛乌素沙地光照十分充足 ,砂地柏实生苗
的存活率受强光抑制而大大降低[ 5] 。经调查 ,在大
保当砂地柏天然林内未发现砂地柏实生苗。
2.1.2 天然无性繁殖 砂地柏天然无性繁殖主要
靠匍匐枝上产生的不定根而进行 。然而砂地柏大部
分枝条直立 ,虽斑块外围有匍匐枝 ,但因沙地已固
定 ,形成较结实的薄层暗色皮壳状的结皮 ,它覆盖于
地表 ,似油漆涂附在土壤上 ,使雨水很难透入 ,水分
大量流失 ,空气大量减少 ,土壤极度干旱 ,造成砂地
柏干枯死亡[ 6] 。匍匐枝所产生的不定根不易接触
到疏松的沙土 ,且夏季沙面温度高 ,干沙层厚度在 8
～ 12cm,造成干旱缺水 ,新生根系很难形成 ,有的新
生根直接被地表高温灼伤 ,从而影响了砂地柏的扩
繁。
2.1.3 气候变化对砂地柏生长的影响 气温和降
水是影响砂地柏生长的主要气候因子 [ 1, 2, 7] 。本区
属暖温带干旱半干旱大陆性季风气候区 。春季干
旱 ,日照充足;夏季高温 ,降水集中;秋季阴雨 ,降温
迅速;冬季严寒 ,风强沙大。年平均降水量 396 mm,
年平均蒸发量 1 865 mm,约为降水量的 4.7倍。虽
然砂地柏是一种耐旱树种 ,但耐旱是相对的 ,研究表
明 , 砂地柏年生长量与生长期的降水量呈正相
关[ 1, 7] ,降水在很大程度上可增加土壤含水率 ,减缓
土壤水分胁迫 ,对臭柏的生长起着很重要的作用。
从图 1中可以看出 5— 8月降水量与生长量正相关
系非常吻合 。然而本区砂地柏生长旺盛的 5— 7月 ,
月平均蒸发量为 2 780 mm,是全年蒸发的高峰期 ,
而月平均降水量仅为 60.1 mm(见图 2),降水高峰
比蒸发高峰置后 2个月 ,此时林内土壤含水量仅为
2% ～ 3%,且持续时间长 。尤其是根系层土壤含水
量仅为 1%左右 ,团块状分布的砂地柏 ,虽然束缚水
与自由水之比高达 1.5,蒸腾强度整日不超过 500
mg·g-1 [ 1] ,但生物量可达 2 000 g· m-2以上 ,蒸腾
强度至少在 1 000 g· m-2 ,其过大的密度可引起大
量蒸腾耗水 ,使植物处于严重的水分亏缺之中 。已
有研究表明 ,土壤含水量在 6%以下 ,甚至在凋萎湿
度(4.2%)以下 ,对植物生长影响非常严重 ,植物如
长时间处在这样的缺水条件下 ,部分已开始枯萎甚
至死亡 [ 8] 。砂地柏因水分的缺乏 ,生长受到了极大
的威胁 ,据调查 , 2005年 1— 7月份降水量仅为 103
mm, 40%顶梢出现枯死现象。
图 1 降水量与年生长量关系
图 2 月平均蒸发量与降水量变化
分析近 40多 a来本区气候特征 ,可以得知:近
40 a来本区温度有明显升高趋势 ,年平均气温升高
1.3℃,高于全球近百年趋势[ 9] ,而降水有明显降低
趋势(见表 1)。温度升高 、降水减少加剧了干旱程
度 ,表现为趋向暖干的特点 。本区一年中最高气温
高于 30 ℃的日数 , 20世纪 60— 70年代 38 d, 90年
代以后达 49 d,这样的高温会加速土壤水分的大量
散失 ,产生生理干旱 ,影响苗木生长。然而植物每生
产 1 kg干物质需消耗 200 ～ 300 kg水 ,所以干旱抑
制了植物的生长行为 [ 2] 。
表 1 近 40 a平均气温与降水量变化
1961— 1970 1971— 1980 1981— 1990 1991— 2000 2001— 2005
平均气温(℃) 7.9 8.0 8.1 8.8 9.2
平均降水(mm) 451.21 365.18 385.24 345.51 441
2.1.4 风蚀作用强烈 在沙区风蚀是一种主要的
土壤侵蚀方式 。据榆林市志记载 ,明代以来 ,风沙灾
害多次埋压榆林 、常乐堡城墙 ,至民国年间 ,常乐堡
大部分被风沙所埋 ,榆林东城墙被风沙埋至顶。据
测定 ,一次 8级大风可使 0.07hm2裸沙地流失土壤
37t。据榆林气象站资料统计 , 1951— 2005年 ,平均
风速均在 1.9 m· s-1以上 , 出现 8级以上大风共
651 d。其中 20世纪 50年代 ,年平均 12次 , 60年
代 ,年平均 10次 ,占总次数的 17%, 70年代 ,年平均
16次 ,占总次数的 27%, 80年代 ,年平均 15次 ,占
总次数的 25%, 90年代 ,年平均 6次 ,占总次数的
10%,本世纪初 , 年平均 13次 ,占总次数的 22%。
频繁的大风吹蚀 ,使得砂地柏本来就埋藏很浅的根
系外露 ,悬空失水而死亡 。沙尘 、大风加快了地表水
蒸发 ,加剧了干旱程度 ,造成了生态环境的进一步恶
化。干旱多风的气候成为砂地柏衰退的重要原因 。
2.1.5 病虫危害 砂地柏天然林群落团块状分布
于干旱沙地中 ,有机质含量低 ,养分不足 ,且由于砂
地柏团块状分布 ,块内密度均在 90%以上 ,致使其
它生物种数量极少 ,带来群落的不稳定性 ,导致群落
衰退 ,易受病虫危害 。 1977年该区天然林发生侧柏
毒蛾危害 ,面积近 5 000 hm2 ,造成大片砂地柏死亡 ,
使原已固定的沙地重新变成了流动沙地 。后经林业
部门的防治 ,才有效地控制了该虫害的蔓延 。
2.2 人为因素
2.2.1 滥垦 无限制地扩大耕地面积 。历史上长
期掠夺式的经营 ,已使自然植被遭到严重破坏 , 20
世纪 60— 70年代 ,毁林 、毁草开荒更为加剧 ,砂地柏
林地也未能幸免于难。
2.2.2 滥樵 由于历史 、社会等多方面原因 ,该区
域燃料 、饲料 、肥料 、木料紧缺 ,而燃料又是 “四料 ”
奇缺的关键。 70— 80年代靠畜粪 、秸杆仅能维持 5
个月 ,其余只有偷砍砂地柏 、割野草 、挖树根 ,导致自
然植被破坏。同时 ,当地人为了修建河堤 、拦河坝 ,
也大量采伐砂地柏用于坝体修建 ,人为破坏力度大 、
面积大 、恢复可能性不大。仅在 20世纪 50— 70年
代砂地柏面积减少 60%。
2.2.3 滥牧 滥牧是指超过天然草地承载能力的
放牧活动 。随着人口增加和受市场利益驱动 ,农民
盲目增加牲畜头数 ,导致草场 、林地严重超载过牧 ,
抢牧 、争牧现象也经常发生。结果 ,一方面使地表结
构受到破坏 ,造成风蚀沙化 ,另一方面 ,砂地柏在牲
畜的践踏下枝条极易折断 ,造成砂地柏资源的严重
破坏 。据科学推算 ,该区自然植被的最大载畜量为
每 5 336m2 1羊单位 ,而 20世纪 90年代以前 ,实际
载畜量为每 667 m2 2羊单位 ,是合理 (下转 46页)
43 第 2期 张继平 等 砂地柏天然林衰退原因探析
贫 。贫穷和愚昧是一对孪生兄弟 ,愚昧带来的是思
想保守 ,带来的是生产方式和生产力的落后 。人们
只能寄希望于向大自然多索取一点 , “越穷越垦 、越
垦越穷 ”的恶性循环就是最典型的写照 。为此 ,石
羊河流域综合治理必须与愚昧治理结合起来 ,才能
有事半功倍的效果。
5.3.1 从根源上解决领导重政绩 、轻治理的做法。
重政绩 、轻治理的做法是一种现代愚昧。在一届政府
领导班子的任期内 ,如果急功近利 ,只注重追求经济
指标增长 ,一味讲究政绩 ,而忽视了生态环境的综合
治理 ,带来的将是生态更脆弱 、水资源更匮乏的局面。
5.3.2 坚决抵制竭泽而渔 、杀鸡取卵的行为。人们
为了谋取眼前的利益 ,大肆地对生态进行透支性掠
夺 ,致使为了一丁点的利益 ,破坏了整个生态平衡 ,
在这种背景下不要说可持续发展 ,就连最低层次的
生存都难以保证 。
5.3.3 以石羊河流域水资源承载力和生态环境为
教育内容 ,不但要在广大干部群众中展开 ,而且现在
就应该从儿童抓起 ,从小学一直抓到初中 、高中和大
学 。充分利用广播 、电视 、报刊等新闻媒介 ,广泛宣
传节水理念 、节水效益和节水型城市建设重大意义 ,
在全社会树立珍惜水 、保护水 、节约水的危机感 、紧
迫感和责任感 ,提高全民节水意识 ,使节水成为全社
会的自觉行为 。
5.4 治标必须治本
5.4.1 切实贯彻计划生育政策 。人口的过度增长
是大量消耗水资源和妨碍经济发展的直接因索 ,因
此 ,必须在稳定现有人口总量的基础上 ,以强有力的
行政干预手段 ,执行好计划生育政策 ,力争使人口数
量降下来 ,以从根本上缓减水资源的承载力 。
5.4.2 重视整体移民和劳动力转移 。首先政府积
极引导 ,便广大农民群众更新故土难离 , “金窝银
窝 ,不如自己的土窝”的陈旧观念;其次政策扶持上
下功夫 ,在资金 、信息等方面给予一定的补给 ,做好
加大移民搬迁和劳务输出 ,为生态自然修复创造条
件。
5.4.3 开源节流并举 ,构建节水型社会 。借鉴学习
宁夏 、甘肃张掖市建立节水型社会的成功经验 ,在流
域内建立全方位节水模式 ,确保下游民勤县这片绿
洲的用水问题 。
5.4.4 积极争取外流域调水。如果每年向下游地
区调水 2 ～ 3亿 m3 ,相当于每年从地下采取等量的
地下水 ,逐步实现地下水的采补平衡 ,最终使地下水
位回升 ,生态植被恢复。在上述综合措施的基础上 ,
民勤乃至整个石羊河流域的生态环境将从根本上得
到改善。
(上接 43页)负载能力的 16倍。近年来 ,虽然已禁
牧 ,但仍有一些不法分子在砂地柏林灌丛林内放牧 。
草畜矛盾严重制约着畜牧业的发展 ,同时 ,加速了对
砂地柏自然资源的破坏。
2.2.4 资源开发对砂地柏群落影响 近年来随着
社会进步 ,在大保当地区进行了一系列基础设施建
设及资源开发工作。诸如修路 、煤矿开发 、石油管
道 、天然气管道的铺设 ,从砂地柏天然林区穿过 。近
年来已有近 67 hm2砂地柏群落面积被占用 ,随着社
会经济的不断发展 ,开发规模越来越大 ,尤其是煤矿
开发 ,不仅占用砂地柏林地 ,而且引起地表塌陷 、浅
层地下水渗漏 、水资源枯竭 ,对地下水破坏相当严
重 ,造成砂地柏因缺水而衰退 ,甚至死亡。
3 结论
通过以上分析 ,可以看出:气候变化是砂地柏退
化的根本原因 ,人为经济活动的强烈干扰是砂地柏
退化的强化因素 。
近年来当地林业部门加强了砂地柏天然林的管
护 ,有效地抑制了人为破坏和病虫害危害 。加之自
然条件有所好转 ,给砂地柏自然恢复带来了生机 。
然而砂地柏生长速度相当缓慢 ,因此必须辅以人为
措施 ,选择 2 ～ 3年生枝条 ,将枝条就近埋入近地表
20 ～ 30cm的沙层中 ,顶梢露出地表至少 20 cm,促
使其形成新的根系网 ,从而达到更新复壮 、扩大繁殖
的目的。经试验 ,沙埋厚度达 20 ～ 30 cm时 , 20 cm
枝条上能萌发不定根 27条 , 新梢年生长量可达
19.8 cm,比对照增长 32%。此法可进行大面积推
广。
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