可可西里自然保護(hù)區(qū)位于青海西南部的玉樹(shù)藏族自治州境內(nèi),面積45000平方千米。“可可西里”蒙語(yǔ)意為“美麗的少女”。藏語(yǔ)稱該地區(qū)為“阿欽公加”。
可可西里是目前世界上原始生態(tài)環(huán)境保存最完美的地區(qū)之一,也是目前我國(guó)建成的面積最大、海拔最高、野生動(dòng)物資源最為豐富的自然保護(hù)區(qū)之一。
可可西里,包括西藏北部被稱為“羌塘草原”的部分、青海昆侖山以南地區(qū)和新疆的同西藏、青海毗鄰的地區(qū)。
可可西里氣候干燥寒冷,嚴(yán)重缺氧和缺淡水,環(huán)境險(xiǎn)惡,令人望而生畏。人類無(wú)法在那里長(zhǎng)期生存,只能依稀見(jiàn)到已適應(yīng)了高寒氣候的野生動(dòng)植物。于是人們稱這里為“人類的禁區(qū)”和“生命的禁區(qū)”等。然而正因?yàn)槿绱耍@里成了“野生動(dòng)物的樂(lè)園”。
可可西里地處青藏高原腹地,最高峰為北緣昆侖山布喀達(dá)坂峰,最低點(diǎn)在豹子峽,區(qū)內(nèi)地勢(shì)南北高,中部低,西部高而東部低。可可西里山和冬布勒山橫貫本區(qū)中部,山地間有兩個(gè)寬谷湖盆帶,地勢(shì)較平坦。
可可西里自然保護(hù)區(qū)是羌塘高原內(nèi)流湖區(qū)和長(zhǎng)江北源水系交匯地區(qū)。東部為楚瑪河為主的長(zhǎng)江北源水系,主要為雨水、地下水補(bǔ)給,水量較小,河流往往是季節(jié)性河流。西部和北部是以湖泊為中心的內(nèi)流水系,處于羌塘高原內(nèi)流湖區(qū)的東北部,湖泊眾多。可可西里自然保護(hù)區(qū)氣候特點(diǎn)是溫度低、降水少、大風(fēng)多、區(qū)域差異較大。境內(nèi)年平均氣溫由東南向西北逐漸降低,年平均降水量分布趨勢(shì)是由東南向西北逐漸減少。可可西里自然保護(hù)區(qū)氣候地貌類型主要包括冰川作用地貌、冰緣作用地貌、流水作用地貌、湖泊作用地貌、風(fēng)力作用地貌等。冰川作用的范圍有一定的局限性。現(xiàn)代冰川僅在少數(shù)高山、極高山上分布,以大陸性冰川為主。凍脹作用、冰融作用、寒凍風(fēng)化作用等形成了多種多樣的冰緣地貌。
可可西里自然保護(hù)區(qū)流水作用雖然普遍,但由于水量有限、季節(jié)變化大、流水侵蝕和搬運(yùn)作用都較弱,在現(xiàn)代河床中礫石磨圓往往很差。湖濱沉積物亦以砂礫石為主。高原風(fēng)力較大,風(fēng)蝕作用使地表粗化十分普遍,顯示了寒冷半干旱環(huán)境的氣候地貌特征。
整個(gè)青藏高原自東向西北表現(xiàn)為濕潤(rùn)地區(qū)、半濕潤(rùn)地區(qū)、半干旱地區(qū)和干旱地區(qū)的更替與過(guò)渡。可可西里地區(qū)則居于半干旱地區(qū)內(nèi)。隨著海拔升高,溫度降低,降水增加,高寒草甸或高寒草原逐漸被以稀疏狀植被為主要特征的亞冰雪帶所替代,在一些極高山區(qū)發(fā)育了多年積雪和冰川。
可可西里自然保護(hù)區(qū)的地表物質(zhì)也是自然環(huán)境分異的重要因素。本區(qū)大部分地面都覆蓋著一定厚度的沙層,它可以使天然降水或融水很快滲入下層,保存起來(lái)。由于沙層阻隔,土壤下層水分蒸發(fā)微弱,對(duì)植被的發(fā)育有利。以青藏苔草為主的高寒草原廣泛分布為主導(dǎo)地理景觀,而針茅草原景觀僅出現(xiàn)在局部地方。
可可西里地區(qū)河灘地面積比例較大,受到當(dāng)?shù)卮髿夂驐l件的影響,形成隱域半隱域景觀,這是區(qū)域性因素作用的結(jié)果,打亂和干擾了高原地帶性景觀的連續(xù)分布。在一些湖邊鹽分含量較高的地方,往往形成特別干燥的環(huán)境,發(fā)育了局部性的墊狀駝絨藜高寒荒漠,這是地方性非地帶性因素作用的結(jié)果。
可可西里自然保護(hù)區(qū)由于受到地理位置、地勢(shì)高低、地形坡向及地表組成物質(zhì)等各種水熱條件分異因素的影響,自然景觀自東南向西北呈現(xiàn)高寒草甸、高寒草原與高寒荒漠更替。其中高寒草原是主要類型,高寒冰緣植被也有較大面積的分布,高寒荒漠草原、高寒墊狀植被和高寒荒漠有少量分布。
高寒草原是本區(qū)分布面積最大的植被類型,主要建群種有紫花針茅、扇穗茅、青藏苔草、豆科的幾種棘豆、黃芪和曲枝早熟禾等;常見(jiàn)的伴生植物有墊狀棱子芹等。紫花針茅草原主要分布于東部青藏公路沿線,在內(nèi)部多分布零散或局限于個(gè)別地段或山地。
高寒草甸主要以高山蒿草和無(wú)味苔草為建群種。前者主要分布在風(fēng)火山口和五道梁一帶山坡;后者分布于中部和北部山地陽(yáng)坡或沖積湖濱的冰凍洼地,與等草原群落復(fù)合分布。其分布地域有較為豐富的降水量。這兩類高寒草甸群落的種類組成和結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單,水平結(jié)構(gòu)一般較均勻,在坡地處的則呈塊狀或條狀分布。青藏苔草高寒草原,主要分布在北部和西部地區(qū)。群落的蓋度隨所處環(huán)境的水熱狀況有較大的變化,一般為20%左右。扇穗茅高寒草原,主要分布于沱沱河以北的東部地區(qū),常與紫花針茅高寒草原和莫氏苔草高寒草原復(fù)合分布。
高山冰緣植被是青海可可西里地區(qū)分布面積僅次于高寒草原的類型,特別是在西北部地區(qū)分布廣泛。青海可可西里地區(qū)的高等植物以矮小的草本和墊狀植物為主,木本植物極少,僅存在個(gè)別種類,如匍匐水柏枝、墊狀山嶺麻黃。
在多種植物中,青藏高原特有種和青藏高原至中亞高山、西喜馬拉雅和東帕米爾分布的種在區(qū)系成分中占主導(dǎo)地位。
青藏高原特有種約占該區(qū)全部植物的40%,其中青海可可西里地區(qū)特有種和變種約有8個(gè)以上。青藏高原至中亞高山、西喜馬拉雅、東帕米爾分布的種占該區(qū)植物的35%。
具有墊狀生長(zhǎng)型的植物種類多,分布廣,這里的墊狀植物占世界的三分之一。可可西里地區(qū)許多植物都以低矮、墊狀的生長(zhǎng)型出現(xiàn),在廣闊的寬谷、湖盆地區(qū),5種墊狀的點(diǎn)地梅,5種墊狀的雪靈芝,數(shù)種墊狀的鳳毛菊、黃芪、棘豆、紅景天、水柏枝等在各地構(gòu)成了世界上少有的大面積墊狀植被景觀。
由于本區(qū)地勢(shì)高亢,氣候干旱寒冷,植被類型簡(jiǎn)單,食物條件及隱蔽的條件較差,動(dòng)物區(qū)系組成簡(jiǎn)單。但是,除猛獸猛禽多單獨(dú)營(yíng)生外,有蹄類動(dòng)物具結(jié)群活動(dòng)或群聚棲居的習(xí)性,因而種群密度較大,數(shù)量較多。瀕危珍稀動(dòng)物中,獸類有13種,其中含國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物5種,即藏羚羊、雪豹、藏野驢、野牦牛、白唇鹿;二級(jí)保護(hù)動(dòng)物有8種,即棕熊、猞猁、兔猻、豺、石貂、巖羊、盤(pán)羊、藏原羚;珍稀鳥(niǎo)類有禿鷲、獵隼、大鵟、紅隼、藏雪雞、大天鵝等。
在可可西里保護(hù)區(qū)中,藏羚羊被稱為“可可西里的驕傲”,我國(guó)特有物種,群居動(dòng)物。藏羚羊背部呈紅褐色,腹部為淺褐色或灰白色。成年雄性藏羚羊臉部呈黑色,腿上有黑色標(biāo)記,頭上長(zhǎng)有豎琴形狀的角用于御敵。雌性藏羚羊沒(méi)有角。藏羚羊是國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物,也是列入《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》中嚴(yán)禁貿(mào)易的瀕危動(dòng)物。藏羚羊不同于大熊貓。它是一種絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)動(dòng)物。只要你看到它們成群結(jié)隊(duì)在雪后初霽的地平線上涌出,精靈一般的身材,優(yōu)美得飛翔一樣的跑姿,你就會(huì)相信,它能夠在這片土地上生存數(shù)百萬(wàn)年,是因?yàn)樗褪菍儆谶@里的。和大熊貓不一樣,它絕不是一種自身瀕臨滅絕、適應(yīng)能力差的動(dòng)物,只要人類不去干擾它,不去用獵槍和子彈殺害它們,它們自己就能活得非常好。
它生活于青藏高原的廣袤地域內(nèi),棲息在海拔4千米以上的高原荒漠、冰原凍土地帶及湖泊沼澤周圍,藏北羌塘、青海可可西里以及新疆阿爾金山一帶令人類望而生畏的“生命禁區(qū)”。
藏羚羊不僅體形優(yōu)美、性格剛強(qiáng)、動(dòng)作敏捷,而且耐高寒、抗缺氧。在那些環(huán)境極其惡劣和人跡罕至的地方,藏羚羊卻能夠頑強(qiáng)地生存下來(lái),這也是藏羚羊長(zhǎng)期以來(lái)得以生存的主要原因。
在青藏高原獨(dú)特惡劣的自然環(huán)境中,為尋覓足夠的食物和抵御嚴(yán)寒,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期適應(yīng),藏羚羊形成了集群遷徙的習(xí)性,并且其身體上生長(zhǎng)有一層保暖性極好的絨毛,這些都是藏羚羊上萬(wàn)年得以生存下來(lái)的主要原因。藏羚羊作為青藏高原動(dòng)物區(qū)系的典型代表,具有很高的科學(xué)價(jià)值。藏羚羊種群也是構(gòu)成青藏高原自然生態(tài)的極為重要的組成部分。
我國(guó)政府十分重視藏羚羊保護(hù),嚴(yán)格禁止了一切貿(mào)易性出口和買賣藏羚羊及其產(chǎn)品的活動(dòng),并將藏羚羊確定為國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物,嚴(yán)禁非法獵捕。此外,我國(guó)政府還在藏羚羊重要分布區(qū)先后劃建了青海可可西里國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、新疆阿爾金山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、西藏羌塘自然保護(hù)區(qū)等多處自然保護(hù)區(qū),成立了專門(mén)保護(hù)管理機(jī)構(gòu)和執(zhí)法隊(duì)伍,定期進(jìn)行巡山和對(duì)藏羚羊種群活動(dòng)實(shí)施監(jiān)測(cè)。
近幾年,由于自然保護(hù)聯(lián)盟和全世界熱愛(ài)動(dòng)物的人士對(duì)它們的關(guān)注,藏羚羊的數(shù)量現(xiàn)已回升約22萬(wàn)只。
可可西里保護(hù)區(qū)內(nèi)的土壤類型簡(jiǎn)單,多為高山草甸土、高山草原土和高山寒漠土壤,其次為沼澤土,零星分布的有沼澤土、龜裂土、鹽土、堿土和風(fēng)沙土。土壤發(fā)育年輕,受凍融作用影響深刻。高山寒漠土主要分布在本區(qū)西南部,平均海拔5千米以上的高原面和冰川雪線以下的山地。植被以墊狀的點(diǎn)地梅、棘豆、蚤綴、鳳毛菊、駝絨藜等為主體,且分布廣泛,為昆侖山區(qū)所罕見(jiàn)。
高山草甸土多見(jiàn)于本區(qū)東部山地,上接高山寒漠土,下連高山草原土,是在寒冷濕潤(rùn)氣候和高寒草甸植被下發(fā)育而成,植物有高山蒿草、矮蒿草,它們組成建群種,地面融凍滑塌和草根層斑塊狀脫落明顯。
高山草原土為東部高原面的基帶土壤,低山和高山下部也有分布,是在高寒半干旱氣候和高寒草原植被下發(fā)育而成,植物常由大紫花針茅、羽柱針茅為建群種,群落組成常受土壤基質(zhì)制約,砂礫質(zhì)或鹽堿化土壤多由墊狀駝絨藜和青藏苔草等荒漠化草原成分加入。
沼澤土廣布于烏蘭烏拉山山間洼地、平緩的分水嶺脊等淺洼低地中,由于凍土層出現(xiàn)部位高,沼澤土可分布在坡度22度的山坡上。龜裂土多見(jiàn)于海拔5千米以下高山草原土區(qū)的湖階地,干涸小湖和低山緩丘間的淺碟形平地中,如漣湖、烏蘭烏拉湖、西金烏蘭湖周緣都有分布,但面積不大。
鹽土主要分布在西金烏蘭湖、勒斜武擔(dān)措和明鏡湖等新近出露的湖濱平原上,地面平坦,一片白色薄鹽結(jié)皮,土體潮濕無(wú)結(jié)構(gòu)。堿土分布較廣,多見(jiàn)于湖濱階地和高河漫灘,其上或不長(zhǎng)植物,地面平坦龜裂,或?yàn)榛哪菰L(zhǎng)有墊狀駝絨藜,苔草和鐮葉韭等。
可可西里
一、地質(zhì)環(huán)境類型與質(zhì)量狀況
(一)地質(zhì)環(huán)境類型
地下水水位埋深、包氣帶的特征(巖性、水分、含鹽量)和自然景觀等是影響地質(zhì)環(huán)境變化的重要因素,又是劃分地質(zhì)環(huán)境類型的主要依據(jù)。黑河流域下游區(qū)的地質(zhì)環(huán)境類型,由類、區(qū)、段和型組成,如表6-7所示。
(二)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量狀況
在黑河流域下游區(qū),地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量狀況主要考慮生態(tài)環(huán)境效益,分為較好、較差和惡劣3級(jí)。
1.“較好類型”地質(zhì)環(huán)境主要特征
在黑河流域下游區(qū),“較好類型”地質(zhì)環(huán)境主要分布地下水水位淺埋的河岸細(xì)土喬灌木綠洲和河岸細(xì)土人工綠洲區(qū),地下水水位埋深1.0~3.0 m,礦化度0.5~2.0 g/L,土壤巖性為灰棕荒漠土及砂土,土壤含水率較高,其中砂土含水率為2%~6%,粘性土為10%~15%,含鹽量自上而下為1.5%~0.1%。植被是以胡楊、紅柳、沙棗、蘆葦、芨芨和禾草為主的喬灌木混合群落,生長(zhǎng)狀況良好,植被蓋度為30%~60%。
2.“較差類型”地質(zhì)環(huán)境主要特征
在黑河流域下游區(qū),“較差類型”地質(zhì)環(huán)境主要分布在地下水水位淺埋的礫砂荒漠、湖盆細(xì)土草甸綠洲和沙地荒漠區(qū)。這些地區(qū)地下水水位埋深2.0~5.0 m,土壤含水率低,砂礫為0.7%~2%,砂質(zhì)土層為5%~10%。植被生長(zhǎng)狀況較差,植被是以泡泡刺、沙拐棗、麻黃、白刺和杉篙為主的半灌木和小灌木群落,植被蓋度為10%~20%。該類型區(qū),地下水水質(zhì)和水量都宜于開(kāi)采,具有人造綠洲的良好條件。在湖盆細(xì)土地帶,地下水水位埋深1.0~3.0 m,地下水水質(zhì)較差,礦化度大于3 g/L,土壤平均含水率為5%~30%,土壤含鹽量達(dá)0.27%~10.41%,局部鹽化可達(dá)33%,植被蓋度為50%左右。
表6-7 黑河流域下游平原區(qū)地質(zhì)環(huán)境類型
3.“惡劣類型”地質(zhì)環(huán)境主要特征
在黑河流域下游區(qū),“惡劣類型”地質(zhì)環(huán)境主要分布在地下水水位深埋的礫石荒漠和沙丘荒漠區(qū),地下水水位埋深5.0~30.0 m,土壤類型為灰棕荒漠土、石膏灰棕荒漠土、砂土,土壤含水率小于1%,生長(zhǎng)極為稀疏的紅柳、梭梭、沙嵩、麻黃和駱駝刺等,植被蓋度低于5%。
二、生態(tài)環(huán)境退化機(jī)制
(一)生態(tài)環(huán)境退化
植被退化有自然因素和人類活動(dòng)影響兩個(gè)方面,包括包氣帶水分、巖性和鹽分變化的影響。
1.包氣帶水分變化
實(shí)驗(yàn)研究表明,當(dāng)巖土凋萎系數(shù)(毛管勢(shì))在負(fù)15個(gè)大氣壓左右,對(duì)應(yīng)含水率分別為細(xì)砂土3.3%,亞砂土6.5%,亞粘土10.5%,粘土15.0%。凡低于此值,土壤水難被植被所利用。
在黑河流域下游區(qū)的十九號(hào)基地、建國(guó)營(yíng)、額濟(jì)納旗及八道橋一線和東居延海,具有以下特點(diǎn):
1)在植被根系生長(zhǎng)集中的2.0 m土層范圍內(nèi),中細(xì)砂、砂礫石的含水率一般為0.2%~3.5%,細(xì)砂、粉細(xì)砂為0.5%~20.0%,粘性土為2.0%~35.0%,大部分土壤含水率接近或低于凋萎系數(shù)。
2)相同的土壤,包氣帶水分在垂向上自地表向下漸增,接近地下水水位時(shí)趨于飽和狀態(tài)。在沿河地帶,包氣帶接受河水入滲補(bǔ)給時(shí)含水率會(huì)暫時(shí)呈現(xiàn)上下大、中間小的特征,有利于植被生長(zhǎng)。
3)地域性水分狀況差別顯著。在八道橋至額濟(jì)納旗的東河細(xì)土地帶,含水率為0.66%~32.91%。在建國(guó)營(yíng)附近的西河細(xì)土地帶,含水率一般為0.21%~21.33%,普遍低于東河。在建國(guó)營(yíng)以西的戈壁地帶,含水率普遍很低,為0.55%~3.91%。沙丘含水率最低,一般為0.23%~0.79%。
包氣帶水分條件的好壞,直接影響地表植被生長(zhǎng)狀況。在八道橋至額濟(jì)納旗的東河細(xì)土地帶,土壤含水率較高,植被生長(zhǎng)較為茂盛,老、中、幼各年齡段的喬灌木都生長(zhǎng)良好。在西河細(xì)土地帶,含水率低于東河,植被生長(zhǎng)狀況普遍較差,喬灌木枝葉稀少,地面草場(chǎng)稀疏凋零。在建國(guó)營(yíng)以西的戈壁地帶,含水率極低,只零星分布耐旱植被梭梭和麻黃等,長(zhǎng)勢(shì)差。
從表6-8可見(jiàn),建國(guó)營(yíng)北植被生長(zhǎng)狀況與土壤含水率之間存在密切的關(guān)系。由河岸至戈壁的樣點(diǎn)266~271共6個(gè)試坑,在2.5 m土層范圍內(nèi),平均含水率由5.17%減少至1.55%,相應(yīng)的植被種類漸趨耐旱,長(zhǎng)勢(shì)由密變疏和由好至差。
根據(jù)黑河流域下游平原區(qū)不同地點(diǎn)所測(cè)試的包氣帶含水率及其對(duì)應(yīng)的植被生長(zhǎng)狀況(表6-9),也表明在不同含水率條件下植被生長(zhǎng)狀況存在較大的差異。以紅柳為例,在2.0 m的土層范圍內(nèi),在粘性土平均含水率為12.72%~15.59%、砂性土為3.15%~13.71%條件下,植被生長(zhǎng)良好。在粘性土平均含水率為9.35%~12.39%、砂性土為2.0%左右時(shí),植被生長(zhǎng)一般。在粘性土平均含水率為6.74%、砂性土為1.55%~2.0%時(shí),植被生長(zhǎng)差。若將“生長(zhǎng)一般”的含水率下限作為植被的凋萎含水率,則紅柳在粘性土中的凋萎含水率為9.35%,在砂性土中為1.95%;胡楊在粘性土中的凋萎含水率為16.37%,在砂性土中為2.35%;沙棗在粘性土中的凋萎含水率為11.37%,在砂性土中為5.0%;梭梭在粘性土中的凋萎含水率為6.0%,在砂性土中為1.59%。
表6-8 黑河流域下游區(qū)建國(guó)營(yíng)北植被生長(zhǎng)狀況與土壤含水率之間關(guān)系
表6-9 黑河流域下游區(qū)不同類型植被與土壤含水率之間關(guān)系
在黑河流域下游區(qū),植被群落蓋度與土壤含水率之間具有下列關(guān)系(武選民,2002a、b):
西北內(nèi)陸黑河流域水循環(huán)與地下水形成演化模式
式中:CB——植被群落蓋度(%);
θ——10~30 cm的土壤含水率(%)。
當(dāng)土壤含水率為1.0%時(shí),植被群落蓋度一般在5.0%~4.0%。當(dāng)土壤含水率在5.0%左右時(shí),植被群落蓋度則達(dá)8.0%。當(dāng)土壤含水率超過(guò)20.0%時(shí),植被群落蓋度超過(guò)30.0%。
2.包氣帶巖性
在黑河下游平原區(qū),土壤的母質(zhì)組成為沖洪積、湖積、坡積和風(fēng)積的松散物質(zhì)。土壤多為缺乏有機(jī)質(zhì)和富含鹽分的含礫荒漠砂質(zhì)土、灰棕荒漠土和鹽化草甸土。
在額濟(jì)納盆地南部,地下水水位埋藏深,砂礫石土質(zhì)地堅(jiān)硬,缺乏水分,不宜于植被生長(zhǎng)。在中北部平原,地下水水位埋藏淺,地表礫石厚度薄,下部多為疏松的細(xì)砂和砂質(zhì)土,結(jié)構(gòu)松散,較宜于保存水分和植被生長(zhǎng)。在沿河細(xì)土地帶及湖盆細(xì)土地帶,地下水水位埋藏淺,土層由亞粘土、亞砂土、粉細(xì)砂及細(xì)砂等細(xì)顆粒物質(zhì)組成,結(jié)構(gòu)松散,土質(zhì)肥沃,為植被生長(zhǎng)發(fā)育的良好場(chǎng)所。
據(jù)調(diào)查,不同的植被類型具有不同的生存土壤環(huán)境。例如胡楊、紅柳、芨芨及苦豆子等多生長(zhǎng)在荒漠河谷洪積平原、湖積平原及沙漠邊緣的潮濕灘地上,巖性為亞砂土、砂土等。白刺、駱駝刺生長(zhǎng)在地下水水位淺埋的鹽漬化土壤中。梭梭、麻黃、紅砂等植被則多生長(zhǎng)在砂質(zhì)、砂礫質(zhì)和礫質(zhì)戈壁上。沙拐棗等則生長(zhǎng)在流沙、固定沙或砂礫質(zhì)土壤中。
在地下水水位埋深相同條件下,植被的生長(zhǎng)狀況與包氣帶巖性及其組合特征有關(guān)(表6-10)。土壤顆粒細(xì),毛細(xì)上升高度大,持水性好;土壤顆粒粗,毛細(xì)上升高度小,持水性差。粘性土的毛細(xì)上升高度可達(dá)4.0~5.0 m,有利植被生長(zhǎng)。
表6-10 黑河流域下游區(qū)包氣帶巖性與紅柳生長(zhǎng)狀況的關(guān)系
3.土壤鹽分
土壤鹽分的組成及其含量對(duì)植被的生長(zhǎng)發(fā)育起著一定的抑制作用(表6-11)。當(dāng)土壤鹽分超過(guò)某一范圍時(shí),這種植被就會(huì)衰亡,被另一種適宜該鹽分的植被所代替。例如在古日乃湖一帶,無(wú)鹽化地帶的蘆葦叢生密集,鹽化地帶的蘆葦稀疏、葦株細(xì)瘦透光,鹽土地帶的蘆葦稀疏低矮,鹽殼地帶的蘆葦零星分布、地面基本裸露。
在東居延海,由湖濱至湖心,隨著含鹽量的增加,植被生長(zhǎng)狀況也表現(xiàn)出明顯的分帶性。在紅柳生長(zhǎng)良好地帶,土壤含鹽量較低,表土層含鹽量為0.36%~0.86%。紅柳生長(zhǎng)一般的地帶,表土層含鹽量為0.75%~0.99%。紅柳死亡區(qū),表土層含鹽量為1.20%~1.53%。在有蘆葦生長(zhǎng)區(qū),表土層含鹽量為1.02%~2.88%;在無(wú)植被覆蓋區(qū),表土層含鹽量為1.48%~3.02%。
表6-11 黑河流域下游區(qū)一些植被生長(zhǎng)所適宜的含鹽量范圍
據(jù)資料統(tǒng)計(jì),植被群落的物種數(shù)目與土壤含鹽量之間有密切的關(guān)系,如下式所示(武選民,2002a、b):
西北內(nèi)陸黑河流域水循環(huán)與地下水形成演化模式
式中:N——植被物種數(shù);
S——土壤電導(dǎo)率(×103),反映土壤含鹽量狀況。
4.包氣帶水分補(bǔ)給條件
植被生長(zhǎng)依靠包氣帶供給水分,與包氣帶水分補(bǔ)給狀況密切相關(guān)。在黑河流域下游區(qū)的河岸綠洲和湖盆綠洲地帶,地表水入滲補(bǔ)給和地下水毛細(xì)支持補(bǔ)給包氣帶水分,致使植被生長(zhǎng)良好。在遠(yuǎn)離河床、地下水水位深埋的戈壁沙丘地帶,凝結(jié)水入滲補(bǔ)給是植被生長(zhǎng)的源泉。在干旱氣候條件下,凝結(jié)水對(duì)戈壁和沙丘耐旱植被的生長(zhǎng)具有積極作用。
地表水(包括灌溉水)入滲作為地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源,對(duì)包氣帶水分狀況也具有不可忽視的作用。包氣帶毛細(xì)水是否能被植被利用,取決于地下水水位埋藏深度和植被根系下潛深度。據(jù)野外調(diào)查,當(dāng)植被根系與地下水水位之間距離小于毛細(xì)水上升高度時(shí),植被就可通過(guò)毛細(xì)水的持續(xù)補(bǔ)給而正常生長(zhǎng);當(dāng)超過(guò)這個(gè)范圍時(shí),植被生長(zhǎng)難以獲取足夠的水分而出現(xiàn)衰退,繼而被另一類植被群落所代替。因此,根據(jù)植被正常根系深度與土壤毛細(xì)上升高度,初步確定“植被凋萎地下水水位”和“適生地下水水位”,如表6-12所示。
根據(jù)上述分析,黑河流域下游區(qū)河岸植被和湖盆植被隨地下水水位而演變的趨勢(shì),可概括為:在沿河細(xì)土地帶,自河岸向戈壁,隨地下水水位埋深的增加,植被群落由蘆葦、芨芨和草甸(水位埋深0~3.0 m)向胡楊、沙棗和雜類草群落河岸林景觀(水位埋深3.0 m左右)轉(zhuǎn)變,以至向紅柳、雜類草灌叢景觀(水位埋深3.0~5.0 m)→蘇枸杞、鹽爪爪群落鹽生植被景觀(水位埋深5.0 m左右)→荒漠化景觀(水位埋深大于5.0 m)轉(zhuǎn)變。目前,沿河地帶大面積的植被景觀處于紅柳、雜類草灌叢階段。
表6-12 黑河流域額濟(jì)納盆地主要植被生長(zhǎng)狀況與地下水水位埋深之間關(guān)系
在湖盆地帶,自湖心至湖盆外圍,隨地下水水位埋深的增加,植被群落的演變趨勢(shì)為:蘆葦沼澤(水位埋深0 m左右)→ 金代代、水葫蘆苗草甸沼澤(水位埋深0~0.5 m)→ 蘆葦草甸(水位埋深大于0.5 m)→ 蘆葦鹽土草甸(水位埋深1.0~3.0 m)→ 零星蘆葦結(jié)殼鹽土(水位埋深3.0 m左右)。在風(fēng)沙堆積地段,植被群落的演變趨勢(shì)為:蘆葦草甸(水位埋深1.0~3.0 m)→ 梭梭、紅柳、白刺半流動(dòng)沙丘(水位埋深3.0~5.0 m)→ 梭梭、紅砂荒漠化沙丘(水位埋深大于5.0 m)。
目前在黑河流域下游區(qū),河岸植被、湖盆植被景觀的存在形式或以多群落出現(xiàn),或以單群落出現(xiàn),處于上述演化的鏈條中。對(duì)戈壁荒漠植被(如麻黃、沙拐棗、駱駝刺、紅霸王等)來(lái)說(shuō),與地下水埋藏條件無(wú)緊密關(guān)系。
5.人為因素
人為因素的破壞主要表現(xiàn)在樵采、濫伐、采挖藥材和過(guò)度載畜等4個(gè)方面。在管理不嚴(yán)狀況下,居民樵采喬灌木做燃料,伐取喬灌木修房、圍欄等,對(duì)植被的破壞程度相當(dāng)嚴(yán)重。采挖藥材對(duì)植被的破壞主要指采挖蓯蓉對(duì)梭梭的破壞,蓯蓉往往寄生于梭梭的根部,采挖蓯蓉往往使梭梭的根部裸露盡而使植被干枯。據(jù)額濟(jì)納旗林業(yè)局的粗略統(tǒng)計(jì),對(duì)各種植被的破壞加起來(lái),每年毀林面積可達(dá)數(shù)千畝。
額濟(jì)納旗77%的牲畜集中在沿河地帶,平均每萬(wàn)只牲畜占有喬灌木草場(chǎng)約為0.78×104 hm2。據(jù)1974年內(nèi)蒙古、寧夏考察隊(duì)統(tǒng)計(jì)的天然草場(chǎng)資源記載,額濟(jì)納盆地草場(chǎng)面積約 83490 km2,有效面積27060 km2,每公頃草地產(chǎn)草量約6.23 t,每公頃草地載畜量12頭羊,若草場(chǎng)全部利用可養(yǎng)24×104只羊。據(jù)1988年統(tǒng)計(jì)資料,僅東西河載畜量已達(dá)16.75×104頭,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了理論允許載畜量。一方面草場(chǎng)不斷退化,另一方面畜量逐年增加,胡楊、紅柳和梭梭的林幼苗被吞食,成片林木變成了荒灘。
(二)土壤鹽漬化與沙化
地下水水位下降不僅是植被退化的主要因素,也是土壤發(fā)生沙化的主要原因。而植被稀疏,使地面蒸發(fā)增強(qiáng),地下水在強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用下,鹽分聚集于地表,使土壤發(fā)生鹽漬化。強(qiáng)烈蒸發(fā)作用和地下水水位淺埋是產(chǎn)生鹽漬化的根本原因。
野外調(diào)查表明,土壤含鹽量的大小與地下水水位埋深之間關(guān)系密切。隨著地下水水位埋深的減小,含鹽量迅速增加(圖6-29)。從圖6-29可以看出,若以表土層0~0.3 m深的含鹽量作為土壤發(fā)生鹽漬化的標(biāo)志,則土壤發(fā)生鹽漬化的地下水水位埋深的臨界深度為1.90 m左右。但是不同土壤發(fā)生鹽漬化的臨界深度不同,砂礫地層發(fā)生鹽漬化的地下水水位埋深較淺,一般小于1.60 m,砂質(zhì)壤土地層則為2.50 m左右。
圖6-29 黑河流域下游區(qū)表層(0~0.3 m)含鹽量與地下水水位埋深關(guān)系
在黑河流域下游區(qū),地下水水位降低引起的沙化現(xiàn)象是一個(gè)非常突出的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。地下水水位下降,就會(huì)使包氣帶土壤的含水率降低,土粒間的粘結(jié)性減弱。據(jù)前人研究資料(王讓會(huì)等,1997、2000;趙元杰等,1999),沙漠化等級(jí)可分為6級(jí):非沙漠化(N),潛在沙漠化(Ⅰ),輕度沙漠化(Ⅱ),中度沙漠化(Ⅲ),重度沙漠化(Ⅳ),極重度沙漠化(Ⅴ)。如表6-13所示。
表6-13 黑河流域下游區(qū)地下水水位深度分布頻率(%)與沙漠化等級(jí)關(guān)系
從表6-13可以看出,非沙漠化與地下水水位埋深之間存在一定的聯(lián)系,但不是線性關(guān)系。在地下水水位埋深1.0~2.0 m之間,非沙漠化的概率最大,占27.0%。隨著沙漠化等級(jí)的增加,地下水水位埋深范圍出現(xiàn)由寬變窄,各沙漠化等級(jí)開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)的地下水水位埋深由淺變深。
黑河流域下游綠洲區(qū)趨于沙化的凋萎地下水水位埋深為5.0 m,土地發(fā)生沙化的臨界地下水水位埋深即為5.0 m。但是,不同質(zhì)地土壤發(fā)生沙化的地下水水位埋深是不同的,細(xì)砂土為0.35~1.0 m,亞砂土為1.0~1.5 m,亞粘土為1.5~4.0 m,粘性土為4.0~5.0 m。對(duì)于土壤巖性綜合體來(lái)說(shuō),可取上述數(shù)值的平均值2.0~2.5 m作為土地沙漠化的臨界水位。
通過(guò)上述研究表明,地下水水位和水環(huán)境質(zhì)量的變化,必然引起生態(tài)環(huán)境的響應(yīng),它們的鏈條效應(yīng)關(guān)系如圖6-30所示。
圖6-30 黑河流域下游區(qū)地下水水位及其環(huán)境變化的生態(tài)環(huán)境鏈條效應(yīng)示意圖
三、生態(tài)環(huán)境保護(hù)及治理方法
合理開(kāi)發(fā)與利用水資源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵。鑒于黑河下游荒漠平原區(qū)目前土地沙化、鹽漬化和植被及草場(chǎng)退化已相當(dāng)嚴(yán)重,如不及時(shí)治理,綠洲就會(huì)有消失的危險(xiǎn)。因此,有計(jì)劃的合理開(kāi)發(fā)利用水資源,才能有效地保護(hù)及治理生態(tài)環(huán)境。
(一)地表水與地下水聯(lián)合開(kāi)發(fā)利用
1.合理利用地表水
在現(xiàn)狀條件下,通過(guò)狼心山水文站進(jìn)入黑河下游荒漠平原區(qū)的水量,很難滿足下游平原生產(chǎn)的發(fā)展及綠洲保護(hù)的需要。黑河流域內(nèi)水資源的開(kāi)發(fā)利用必須要兼顧中下游的利益,統(tǒng)籌規(guī)劃。據(jù)計(jì)算表明,經(jīng)過(guò)狼心山水文站輸送給下游綠洲的生態(tài)需水量應(yīng)為7.0×108 m3/a,才能保證下游綠洲的生存及適當(dāng)發(fā)展。
2.科學(xué)開(kāi)發(fā)地下水
在黑河流域下游平原區(qū),單純依靠地表水維持生態(tài)環(huán)境和發(fā)展農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn),是難以可持續(xù)發(fā)展的,還需要科學(xué)地利用和保護(hù)地下水。
(二)保護(hù)天然綠洲,發(fā)展人工綠洲
1.保護(hù)及合理利用天然綠洲
首先,應(yīng)堅(jiān)決制止胡亂采樵、濫墾、濫牧和采藥對(duì)喬灌木的破壞活動(dòng),結(jié)合畜群的承包責(zé)任制,對(duì)草場(chǎng)進(jìn)行劃管,固定草場(chǎng)使用權(quán),使利用、保護(hù)和建設(shè)三者相結(jié)合。
其次,應(yīng)該嚴(yán)格按照草場(chǎng)載畜能力調(diào)節(jié)牲畜的數(shù)量和放牧?xí)r間,實(shí)施“以草定牧”合理利用和保護(hù)草場(chǎng)的政策。
第三,應(yīng)圍欄封育,輪流放牧,對(duì)天然草場(chǎng)加強(qiáng)涵養(yǎng)與蟲(chóng)害防治。
2.建設(shè)新興的人工綠洲
在沿河地帶、湖盆地帶及黑城墾區(qū)廢棄的土地上,建立小面積人工草場(chǎng)。在天然綠洲的外圍地帶,尤其是東西河西岸喬灌木林邊緣地帶,營(yíng)造和培育防風(fēng)護(hù)沙林帶,以保護(hù)天然草場(chǎng)、人工草場(chǎng)及農(nóng)業(yè)耕地不受風(fēng)沙侵害。
(三)保護(hù)土地資源,防止土地的鹽漬化
在遠(yuǎn)離河床、地下水水位埋藏較淺的地段,修建完善的排水系統(tǒng),有效降低地下水水位,防治和改良土壤鹽漬化的土地。
在沿河地帶,平整土地和合理灌溉作為防治次生鹽漬化的重要手段。在傍河鹽漬化地帶,采用地下水與引灌河水混合灌溉辦法進(jìn)行有效洗鹽,改良土壤質(zhì)量。
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