草地退化问题分析
根据野外实地调查和室内分析,认为黄河源区草地退化、生态环境持续恶化是由自然和人为两方面因素造成的。
1.自然原因
(1)鼠害引起植被退化
高原鼠兔是研究区内的优势种,其次是高原田鼠,高原鼠兔和高原田鼠群栖穴居,具强烈的挖掘活动和以植物为食的生态特征,其作用集中表现在对植被和土壤的破坏上,尤其是由于它们营群居生活,在一定范围内大量聚集,生物量特大,对草原危害极为严重。
鼠兔的挖掘能力较强,从地下抛出大量的鲜土,在地上形成无数扇形土丘,每个土丘底面积约900cm2,每公顷有2000个土丘,土丘覆压牧草,形成次生裸土,在杂草未定居的情况下,这些疏松的次生裸土水分极易蒸发。在鼠兔栖息的地方,洞穴星罗棋布,洞道纵横交错,严重地破坏植物根系,若遇洪水,引起水土流失,坡地更为严重。据实地调查,玛多县的黄河沿一带的鼠兔洞达2.3~2.66个/m2(程捷等,2001b),密度极大,地表面真是“千疮百孔”。在高原鼠兔和高原田鼠严重的危害区,前者的有效洞穴为1500个/km2,后者达2100个/km2,每公顷有鼠兔达90~225只(王维丘,1998)。从调查的资料看,在鼠兔轻度危害地区,15%的生草层破坏,重度危害区,破坏面积在45%,极度危害区达85%,甚至成为次生裸土。在高山草甸地区,经鼠兔破坏后,土壤含水量由原来的30%~50%下降到8%~20%,有机质含量由原来的10%~20%下降到4%左右(甘肃农业大学,1982),土壤结构、肥力和含水量的变化,不利于优良牧草的生长,但为杂草生长创造了条件,加速了草场的退化,甚至形成寸草不生的黑土滩。如黑河乡野马滩原先草原植被很好,水草茂盛,野马成群,现在85%~90%的草原被鼠兔破坏,成为寸草不生的沙土滩(《玛多县志》,2001)。
高原鼠兔和高原田鼠主要采食植物的嫩茎、叶、花、种子及根芽。在冬季挖食牧草的越冬芽,春季返青后又啃食幼芽,破坏了牧草的生长组织,牧草的生机衰退,逐渐死亡。夏季,牧草被鼠兔不断啃食,以致失去抽穗、开花、结果、散播种子增加新植株的机会,因而促使草地逐渐退化(甘肃农业大学,1982)。
据调查,高原鼠兔日采食鲜草77.3g/只,全年食草量达20~30kg/只(沈渭寿等,2000),在牧草生长季节的4个月内共消耗牧草9.5kg,56只成年鼠兔所消耗的牧草量相当于一头藏系绵羊1日的牧草量(甘肃农业大学,1982)。按每公顷50只鼠兔计算(甘肃农业大学,1982),一年中每公顷内鼠兔数量变化:在平滩阶地为22~209只,在山前缓坡为20~189只;在丘陵阳坡草原为33~171只;在较严重的分布区,多者达250只,少者200只,全县境内共有6897.3万只,每天采食牧草533.16万kg,相当于133.29万只藏系绵羊的日食草量。可见高原鼠害不容忽视。玛多县草场总面积229.91hm2,受鼠害面积为140.18万lm2,61%遭受鼠害,其中重度、中度、轻度破坏的面积分别占13.39%、44.32%和39.09%(程捷等,2001b)。
(2)干旱引起草地沙化,沙丘流动覆盖植被导致植被退化
研究区内多年平均降水量为322mm(程捷等,2001c),而多年平均蒸发量却为1358.8mm(图4-9)。由于蒸发量远远大于降水量,造成了地表土壤结构松散,含水量降低,部分非耐旱植物死亡(1978~1980年,研究区内连续3年出现干旱,夏秋少雨,冬春缺水,牧草生长不好,黄河断流,泉水干涸)。此外,研究区内风力大,持续时间长,地表土由于缺少水分,很容易被扬起(据玛多县气象站记载,该地区最大风力可达11级)。
图4-9 玛多县1953~1999年均降雨量和蒸发量变化
Fig.4-9 Annual mean precipitation and evaporation changes from 1953 to 1999 in Madoi County
特别是近几年连续干旱,风沙不断,有些草原堆起迷宫一样的绵沙丘陵,连绵起伏,草地被覆盖,对植被造成极大的破坏。黄河源区近几十年来,土地沙化不断加重,流动沙丘面积不断增加(表4-13),目前玛多县现有严重沙化土地面积达99690hm2,尤其以黑河、黄河、扎陵湖、清水4个乡最严重。沙漠化草地土壤结构性差,土壤中毛细管孔隙多,持水保水能力弱,土壤质地松散,易于流动。由于风蚀,不仅把表层细沙吹走,降低土壤肥力,而且易吹露植物根系,造成植物死亡。在黄河流域和湖泊附近,由于干旱多风少雨,加之植被稀疏,盖度低,土壤中的沙粒容易流动,侵蚀周围其他草地,覆压植被,逐渐流动,扩大成沙丘,使草地变为不毛之地的平滩和沙漠。
表4-13 玛多县土地沙化情况 Table4-13 Land sandy desertification in Madoi County
(据李成尊等,1990;魏振铎,1998;程捷等,2001c)
草地沙化对自然资源、生态环境、草地畜牧业生产和人民生活造成了严重的影响,主要表现为:
草地沙化造成草地生产力下降。草地表层土壤肥力较高,但由于长期遭受风蚀,表层有机质和磷、氮、钾等营养元素和物理粘粒成分不断被吹失和不同程度地积沙、压埋,土壤不断贫瘠化和粗粒化,从而使土壤质量下降,引起草地生产力降低,导致每个绵羊单位需要的草地面积增加。例如由于草地沙漠化单产的下降,新疆沙区的每个绵羊单位需增加草地单位25%~50%,喀什地区1964年至1984年20年内牧草产量下降35.4%~73.8%(中国农业大学,2001)。
草地可利用面积缩小。由于草地沙化以后沙粒吹扬堆积,形成沙地、沙丘压埋草地,使沙漠化草地面积不断扩大,必然造成草地可利用面积不断缩小。青海龙羊峡水库区沙漠化土地面积1982年比1956年扩大24.5km2,主要是由以前的沼泽地、黄河谷地、河滩河湖盆水域的转变而来。具有生产潜力的土地变成不可利用的流动沙丘,导致草地面积缩小。
据联合国资料,现在土壤沙漠化已成为世界性灾难,全球有100多个国家,35%的陆地面积受到沙漠化的影响。我国是世界上沙漠化危害严重的国家之一。据中国科学院沙漠所报道,20世纪50年代~70年代末的25年中,由于沙漠化丧失的土地达3.9万km2,平均每年以1560km2的速度扩展。20世纪80年代则平均每年扩大2100km2,比50~70年代增加了34.6%,20世纪90年代,平均每年扩大2100km2。每年由风沙造成的直接经济损失高达45亿元(张强等,2001)。
(3)草场退化
地处黄河源区的玛多县,目前的草地面积2299100hm2,占全县土地面积的87.5%。在20世纪60年代,那里水草丰满,牧草过膝,牛羊肥硕,曾是全国的首富县,但现今是全国的贫困县,草场严重退化,尤其是扎陵湖乡、黑河乡、黄河乡的草场退化最为严重。据2000年的资料(程捷等,2001b),玛多县的草场退化面积达1609554hm2,占草地面积的70%,土地面积的61%,其中重度退化约920220hm2,占退化草场的57.2%;中度退化为556667hm2,占退化草场的34.6%;轻度退化为132667hm2,占退化草场的8.2%(表4-14)。尤其是重度退化草场的面积增加迅速,平均年增加4.77%。
表4-14 玛多县草场退化情况 Table4-14 Grassland degeneration in Madoi County
严重的草场退化导致牧草覆盖度降低,一般为30%~40%,高的也不过60%~70%;生产力降低,重度退化的草场产草量下降75%,中度退化的草场下降50%~70%,轻度退化的下降25%~50%(沈渭寿等,2000);土壤的蓄水量降低,蒸发量增加,进一步导致土地旱化和沙漠化。由于草地退化,使土壤的保水和保温能力降低,冻土层的融化,地下水位下降,沼泽干涸,并向沙漠化土地转化。
2.人为因素
黄河源区的生态环境破坏的人为因素主要表现在以下几个方面。
(1)过度放牧
黄河源区几个县的主要经济形式是牧业,是当地经济发展的支柱。以玛多县为例,为了发展当地的经济,从20世纪60年代以来,牲畜数量的增长速度很快(图4-10),1949年牲畜存栏数为105635头(牛、羊、马),到1979年达到了677647头,增加了5.4倍。由于牲畜的增长,增加了对生态系统的压力,导致植被覆盖度降低,生态环境恶化。
图4-10 玛多县1949~1995年牲畜存栏数(折算为羊)
Fig.4-10 Changes of the number of sheep from 1949 to 1995 in Madoi County
从图4-10中,我们可以看出玛多县牲畜数量在1980年之前虽有起伏,但总体呈上升趋势,在1980年达到最大值,之后开始下滑,且波动较大,1992年稍有回升,但1993年又迅速下跌。将图4-10与图4-11比较,可明显发现玛多县牲畜发展情况与图4-11中B类较为相似,这说明玛多县的牲畜数量发展速度已经超过草地发展,也就是说玛多县目前的草地现在处于轻微超载的情况。这与《玛多县志》和《玛多县畜牧业规划》中的观点均相矛盾。这两本书从玛多县草地产草量及每只羊单位消耗的草量计算,认为玛多县载畜量远远小于草地的承载量;《玛多县志》认为该县草地载畜量为381.01万只羊单位;《玛多县畜牧业规划》计算1986年的产草量,认为该县草地还可发展128.43万只羊单位。
图4-11 与资源负荷力相关的种群增长模式
(据符义坤,1982)
A—载负荷力之内得正常增长;B—增长稍超出负荷力,自我调节,保持稳定;C—种群无限制指数增长引起资源得恶化,最好导致种群数量下降;D—资源负荷力不断增加,种群呈指数增长,但当其增长速度超过资源负荷力时,亦导致资源恶化,种群数量下降
Fig.4-11 Models of population growth controlled by resource capacity
这两本书仅从草地产草量和每只羊单位消耗的草量来确定草地载畜量,有一定的局限性。其一是因为该县地形复杂,将各种类草地充分利用存在一定的难度,如沼泽草甸草地由于常年积水或季节性积水,给草地利用带来很大困难,特别是在利用时间上造成很大的局限性。此外,对于植被覆盖度低的草地虽然有一定的产草量,但因为其覆盖度较低,土壤干燥,牲畜在采食过程中,很容易将牧草连根拔起,使该类草地迅速沙化,因此,该类草地并不宜放牧;其二是因为草地是一个生态系统,在该系统的消费者中除人工饲养的牲畜外尚有数量众多的其他食草性动物,如高原鼠兔、高原田鼠、蝗虫、野马、野驴等。其中高原鼠兔数量惊人,如上面我们计算的,它们每天采食的牧草相当于133.29万只藏系绵羊的日食草量。按《玛多县畜牧业规划》计算的1986年该县草地载畜量,在该县草地全部充分利用的情况下,尚超载约5万只羊单位,每天缺草20万kg,更何况,充分利用每一类草是非常难以达到的。
从图4-12中可以看出超载过牧导致牧地的退化过程。由于是呈螺旋形缓慢前进的,常不易为人们所觉察。图中表明在草地生产和环境稳定的地方,最初牲畜头数增加,给人们以“生产在发展”的假象,谁知带来的是超载过牧,践踏严重,草地植被覆盖开始减少,土壤水分和有机质降低。继之而来的是植被继续变稀疏、水土流失,带来土壤的干旱。牧地质量下降带来牲畜的饥饿,牲畜不得不过度啃食牧草,使之生长减弱,地面冲刷更为严重。如此往复,年复一年,是牧地质量呈螺旋形下降,直到退化的终点,形成没有利用价值的亚顶极群落或沙化,牲畜被迫减少或大批死亡,生产和环境两败俱伤。
这种退化过程有可能逆转,但需要的时间很长,代价很高,因此,最重要的是对放牧系统的科学管理。
(2)草地利用不合理
研究区内地形复杂,给放牧带来了一定的困难。此外,由于放牧的特点和牧民多年来形成的习惯,在滩地、坡麓、河谷两岸、山地中下部、离居民点近的山坡和离水源近的地区,放牧频繁,往来采食,引起退化,而在山顶、山地中上部,植被保存完整,草较厚,放牧次数较少,牧草得不到利用,加之目前管理水平跟不上,退化严重。
图4-12 低降雨量区牧地超载过牧而引起牧地退化的螺旋形进程
(据L.R.N.Strange,1980)
Fig.4-12 Spiral progress of grassland degeneration caused by over-pasture in low-precipitation region
(3)人类其他活动
这些活动主要包括开采黄金、修路和建筑挖砂取石、采集药材等(程捷等,2001c)。据不完全统计,在黄河源区曾经或目前正在开采砂金近10处。开采砂金对冻土层产生严重的破坏,使冻土层的活动层增厚,甚至形成融区,导致地下水位的下降,地表水的枯竭,如处在黄河源区的曲麻莱县就是一个很典型的例子。修路和建筑的取砂和取石,对公路两侧的土壤和植被破坏较严重,沿公路两侧有大量的草皮被剥去,取砂石留下的洼坑到处都是,这不仅破坏了草地生态系统,而且也加速了土地沙化。
一、体系构建原则
草地退化环境地质指标体系的建立应该基于我国现有草地退化指标、标准,综合反映我国草地退化的研究现状与水平。在构建草地退化环境地质指标体系时,应遵循以下原则:
1.科学性与系统性原则
草地退化环境地质指标体系必须立足于我国草地退化的实际状况,指标的概念、物理意义必须明确,测定方法标准,统计分析方法规范。指标体系既能较客观和真实地反映草地退化的内涵,又能较好地量度草地退化的程度。另外,指标体系的建立必须基于系统性原则,体系中的各种指标应能相互独立,各司其职,具有层次结构,从属分明。
2.综合性与主导因素原则
草地生态系统是一个复杂的系统,它既受各种自然因素和人类活动的综合影响和制约,因而在进行建立调查指标体系时必须全面分析这些因素,选取多种指标进行综合划分,全面、客观、准确地反映草地退化的影响因素、退化过程和形成后果等。但要全部概全,既不现实也无必要,因而需要选取能够反映草地退化的主导性因子作为监测指标,建立科学、完整的评价指标体系,既简便灵活又准确客观地进行草地退化的调查与监测。
3.实用性与可操作性原则
建立草地退化环境地质指标体系的最终目标是为草地退化的调查与监测使用,要反映草地退化发展的现状和趋势,为政策制定和科学管理服务,因此指标体系的建立要考虑实用性和可操作性原则.指标的设置要避免过于繁琐,具有可测性和可比性,计算方法简单,数据易于获得和进行定性或定量的表达。
4.动态性与稳定性原则
草地生态系统是一个动态的系统,客观上需要指标体系具有一定的弹性,能够适应不同时期、不同草地生态系统的特点,在草地变化过程中能较为灵活地反映草地生态系统的状况。但同时又应保持指标在一定时期内的稳定性,以便于调查与监测工作的开展。
依据以上这些原则,应针对全面掌握草地退化的形成原因、状态变化和形成后果的要求,即进行草地退化调查的需要,构建一套完整的草地退化地质环境调查指标体系,体系中的环境地质指标应能从各方面描述草地退化的状况。但从现实性和重要性来说,研究掌握所有环境地质指标既不现实也无必要,因此,选取能够反映草地退化的主导性因子作为草地退化地质环境监测指标,意义更为重大。
二、指标体系构建思路
草地退化的是一个草地生态系统演化过程,对人类的生存和发展有着重要的影响,在草地退化严重的生态脆弱区,人类必须考虑如何应对这一实际而又非常严峻的问题。但是,人类如何进行针对性的“响应”,将成为是否能成功有效地防止草地生态系统进一步恶化的关键。
因此,在人类进行响应之前,需要全面把握草地退化的实质与内涵,通过充分的调查工作掌握其影响因素,分析影响因素对其演化过程的控制作用,进一步认识草地生态系统在退化过程形成的各种响应关系。基于此思路,在对草地退化成因和影响因素分析的基础上,依据因果关系进行构建环境地质指标调查指标体系。该体系由“CSR模型”构建,包括影响(Cause)指标、状态(State)指标和后果(Result)指标3类指标。其中影响指标是指触发草地退化的各种驱动力以及与之相关的影响因素;状态指标是指描述地质环境状态和表征的参数;后果指标是各种驱动力和影响因素对地质环境作用的结果。
在通过调查认识草地退化的规律、现状及各种后果的基础上,我们才能了解草地退化的这一环境地质问题所产生的一系列后果(Result)对人类究竟产生了什么样的压力(Pressure),从而对环境变化的过程或状态(State)进行针对性的监测,再反演草地退化各种关键的影响因素,进行针对性的响应(Response)。因此,该体系可依照“PSR模型”构建,通过关注和了解地质环境对人类有什么压力、压力状态如何、人类如何响应等,采用“压力(Pressure)—状态(State)—响应(Response)模型(PSR模型)”来构建地质环境监测指标体系,并通过监测响应措施的实施效果来检验地质环境监测指标的科学性和实用性。
需要强调的是,调查和监测尽管层次不同、目标不一,但彼此之间必然密不可分。通过调查,可以全面掌握草地退化的各种基础信息,对揭示其规律及进一步防治有重要的意义,往往开展于大中区域尺度的地区;而在调查的基础上,进行草地退化监测,对于揭示草地变化规律,阐明草地生态系统结构与环境之间的关系,科学利用、保护草地资源以及维持草地的可持续发展具有重要意义。草地退化监测的内容往往包含在调查内容之内,但必是关键性的内容。长期动态监测对于揭示自然界存在的内在规律具有十分重要的意义,草地生态系统随着自然界的变化,会发生正向或逆向的演替变化,这种变化差异是绝对的,并且有一定的规律可循。寻找这一规律,依靠一年、两年或几年的资料是绝对不够的。仅仅依靠短期的资料得出的结果往往带有片面性,甚至产生误导作用,而长期动态监测资料所具有的意义和价值正在于此。长序列的资料积累,对于阐述我国草地多年来的变化以及与气候、水文、土壤等因子之间的关系,有着极其重要的意义和价值。
通过前述的构建思路,可以形成如下的体系框架(图4-1)。
三、草地退化地质环境调查和监测指标体系
依据上述构建原则,分别建立草地退化地质环境调查指标体系(表4-6)和草地退化地质环境监测指标体系(表4-7)。草地退化地质环境调查指标主要涉及草地退化过程中的地表系统的物理、化学作用,以及生物/非生物演化过程,以状态值或短时间尺度的变化来测量或监测草地退化过程。而草地退化监测指标主要在调查指标范畴内抽取关键性的指标应用于监测。
图4-1 草地退化地质环境调查指标体系构建框图
(一)调查指标体系
1.影响指标
前述影响草地生态系统的主要因素包括地貌、水文、地质、气候和社会经济等。其中地貌因素包括地形特征指标,水文因素包括地表水量与水质指标,地质因素包括地下水位与水质两项指标,气候因素包括温度和风蚀两项指标,社会经济因素主要是人类活动。
2.状态指标
伴随着草地退化的进程,会出现一些地貌、植被和土壤上的变化。其中地貌上体现为地表特征的变化,植被上表现为地表植被的变化,土壤上表现为土壤的理化性质和土壤养分的变化。
3.后果指标
草地退化的结果不可避免地将产生土地的退化。植被退化是草原土壤退化的直接原因,而土壤进化也必然引起植被的退化,二者是互为因果的,广大天然草原是畜牧业生产基地,长期以来,牧民在草原进行放牧、刈草等生产活动,在适度利用的情况下,草原生态系统的能流与物流基本上处于平衡状态,生产水平比较稳定。土壤系统保持良好的结构,能够正常地发挥其功能,为植物生长提供所需的空间及养分、水分,同时植物地上和地下的残落物和牲畜的排泄物归还给土壤,使消耗得到补充,这时草—畜—土三者维持着良好的物质循环与平衡。它们互相促进,协调发展,而在草地退化的过程中,植被发生了逆向演替,草群变得矮小稀疏,组成结构改变、盖度减少、产量下降,与此同时,土壤也向退化方向发展。
表4-6 草地退化地质环境调查指标体系框架
(二)监测指标体系
通过对草地退化环境地质指标体系中的各项指标进行深入分析和筛选,最终选择地形特征、地下水位与水质、土壤理化性质、土壤养分以及土地沙化、沙漠化5项指标作为草地退化的地质环境监测指标。
表4-7 草地退化地质环境监测指标体系框架
四、重要环境地质指标概述
(一)地表特征
地表特征指标主要测量或监测地表面的裸露程度,是衡量草地退化程度最为直观的指标之一。基本上所有的研究都将其作为表征草地退化进程的内容,但大多为定性描述,对于精确刻画草地退化的等级有一定的局限性。在论及地表特征这个指标,地表面的裸露程度是最为常用的一个参数。
如仝川(2000)根据地被物明显减少、地被物消失以及表土裸露,甚至出现盐碱斑为临界值,将草地退化程度划分为轻度、中度、重度3个等级。李博(1997)以地被物明显减少、地被物消失、地表裸露、呈现裸地或盐碱斑为临界值,划分出轻度、中度、重度和极度退化4个等级。我国现行的国家标准——天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标(GB 19377—2003)其中也包括对地表特征的监测参数(表4-8)。
表4-8 草地退化、沙化、盐渍化的地表特征监测指标
(二)地下水位与水质
在干旱半干旱地区,地下水位与水质和生态环境的关系十分密切。尤其对于植物的生长发育,有着密不可分的关系。我国西北地区是典型的干旱半干旱地带,干旱少雨,蒸发量大,年降水一般在400mm以下,荒漠地带则在250mm以下,局部地区甚至只有30~40mm,其地带性植被为荒漠植被,十分稀疏。对生态环境起主要作用的是依靠地下水维持生存的非地带性中生和中旱生植被。国内的众多学者对植物与地下水位之间的关系也做了大量的研究。有学者提出把满足干旱区非地带性天然植被生长需要的地下水位埋藏深度称作生态地下水位(简称生态水位)。还有学者从不同角度研究了植物生长与地下水位的关系,提出了适宜水位、最佳水位、盐渍临界深度、生态警戒水位等等。
如杨泽元、王文科等(2006)从陕北风沙滩地区水资源可持续发展的角度深入探讨了地下水位埋深与植被生长及土地荒漠化的关系,提出了“生态安全地下水位”的概念,将其定义为“在干旱半干旱地区,维系植被的正常生长,维系河流、湖泊、沼泽(或湿地)正常的生态功能,且不发生土地荒漠化、水质恶化、地面沉降等生态环境问题的地下水位埋深”。通过研究表明:陕北风沙滩地区地下水位埋深小于1.5m为盐渍化水位埋深,1.5~3m为最佳地下水位埋深,3~5m为乔灌木承受地下水位埋深,5~8m为警戒地下水位埋深,8~15m为乔木衰败地下水位埋深,大于15m为乔木枯梢地下水位埋深。
张丽、董增川等(2004)以生态适宜性理论为基础,根据塔里木河干流流域典型植物的随机抽样调查资料,建立了干旱区几种典型植物生长与地下水位关系的对数正态分布模型。根据建立的模型得出干旱区典型植物的最适地下水位。结果表明:①最适地下水位:干旱区典型植物出现频率最高的地下水埋深分别为:胡杨2.51m,柽柳2.2m,芦苇1.36m,罗布麻2.51m,甘草2.39m,骆驼刺2.84m。最适宜区间为2~3m。②生态地下水位:适宜干旱区植物正常生长的地下水位为2~4m。因此,干旱区合理的生态地下水位应保持在2~4m之间,这样才有利于植被生长和生态环境恢复。③植物的生态幅度:不同的植物对地下水位的忍耐范围不同,胡杨、怪柳、骆驼刺的方差较大,说明它们可以在较大的地下水位范围内生存,生态幅度较大;芦苇、罗布麻、甘草的方差较小,说明它们可以在较小的地下水位范围内生存,生态幅度较小。④植被盖度、频率与地下水位的关系:植被盖度!出现频率与地下水位存在一定的关系,在植被最适地下水位附近,植被生长最好,出现频率最高,相应的植被盖度最高;在植物的适宜地下水范围内,植被生长良好,出现频率较高,相应的植被盖度也较高;在其他地下水范围内则植被长势受水分亏缺或土壤盐渍化的影响,生长相对不好,出现频率相应就低,盖度也低。
纪连军、高洪彬等(2006)研究了半干旱地区地下水位埋深对杨树生长发育的影响,结果表明在半干旱地区,当地下水位埋深在1.2~2.5m时,杨树幼树生长发育正常,幼树基本无枯梢枯干现象;当地下水位深度超过3m时,幼树枯梢枯干现象随地下水位下降而增多。
周绪、刘志辉等(2006)研究了新疆鄯善南部地区地下水位降幅对天然植被衰退过程的影响分析,研究结果表明地下水位降幅位于5~8m之间为天然植被覆盖变化敏感区间,降幅超过10m天然植被将会出现严重衰败。
以上大量的研究表明,地下水位和水质与植物的生长有着不可分割的联系,不同植物种属对于地下水位有着不同的需求,地下水位和水质的变化直接决定着地上植被群落的演替。近年来,我国北方的大部分地区地下水位都存在不同程度的下降,伴随着这个过程,大量的亲水性植被开始凋落,耐旱型植被逐渐占优势,若地下水位持续下降,很可能导致大面积的植被凋谢和死亡,促成草地退化和土地退化。
(三)土壤理化性质
土壤的理化性质是反映土壤与地表植被间进行物质和能量交换的特性。主要包括土壤结构、土壤质地、土壤含水量、土壤容重、土壤酸碱度(pH值)、土壤含盐量等参数。
1.土壤结构
土壤结构是指土壤颗粒(包括团聚体)的排列与组合形式。土壤结构是成土过程或利用过程中由物理的、化学的和生物的多种因素综合作用而形成,按形状可分为块状、片状和柱状3大类型;按其大小、发育程度和稳定性等,再分为团粒、团块、块状、棱块状、棱柱状、柱状和片状等结构。简单来说,对植物出苗和扎根以团粒状土壤最好,粒状、屑粒状、柱状次之,核状和块状土壤不良。
2.土壤质地
土壤质地即土壤机械组成,是指土壤中各级土粒含量的相对比例及其所表现的土壤砂粘性质。可划分为3大质地类型,即沙土类、壤土类和粘土类。
3.土壤含水量
指土壤中所含水分的数量。一般是指土壤绝对含水量,即100g烘干土中含有若干克水分。也称土壤含水率。草地退化过程中,土壤含水量下降,尤其是上层(0~20 cm)土壤含水量下降明显。
4.土壤容重
指一定容积的土壤(包括土粒及粒间的孔隙)烘干后的重量与同容积水重的比值。它与包括孔隙的1cm3烘干土的重量用克来表示的土壤容重,在数值上是相同的。一般随着草地退化程度的加剧,土壤容重呈上升趋势。土壤容重的增加必然影响土壤中水分和空气的移动及植物根系的发育。
5.土壤酸碱度(pH值)
又称“土壤反应”。它是土壤溶液的酸碱反应。主要取决于土壤溶液中氢离子的浓度,以pH值表示。我国北方大部分地区的农作物和牧草需要pH7.0~8.5的微碱性土壤,低于或高于此pH值时,植物生长将受到抑制。
6.土壤含盐量
主要指土壤中盐分的含量。土壤含盐量是衡量草地盐渍化的一个重要参数。
前人就土壤的理化性质和草地退化之间的联系有着大量的研究。如陈有君、红梅等(2004)研究过浑善达克沙地不同植被下的土壤水分状况,结果表明植物的生长使根层土壤含水量下降,而且不同植物利用水的土层及利用土壤水的量不同。在干旱半干旱地区,植被影响着降水在土层中的分布及地表的蒸散条件,使土壤有效水向浅层分配。而降水在土壤不同深度的分配及入渗深度,决定着地表植被的生活型,从而影响地表植被的演替方向及顶级类型。朱志梅、杨持等(2007)以内蒙古多伦县为例,进行了草地退化对土壤理化性质质的影响研究。结果表明,随着草地退化的加剧:①土壤颗粒组成发生变化,黏粒含量趋于减少,砂粒增多。不同粒径对土壤团粒结构形成和保水保肥的贡献不同,黏粒的减少抑制了土壤的膨胀、可塑性及离子交换等物理性质。②土壤含水量下降。上层(0~20cm)土壤含水量下降明显,随着沙漠化梯度的增加,表层土壤含水量下降速度加快,从而深层土壤含水量逐渐高于表层。③土壤容重呈上升趋势。容重的增加必然影响土壤中水分和空气的移动及植物根系的发育。不同深度的土壤容重与草地退化也存在一定的关系,潜在阶段深土层(30~50cm)的容重最小,而严重阶段表土层(0~5cm)容重最小。④土壤有机质、C、N含量下降,方差分析显示各沙漠化梯度间均差异极显著。且土壤N的衰减要快于C。土壤C/N比呈增加趋势,说明伴随着土壤C,N的显著下降,质地变粗,植物N素供应不足更为突出。⑤土壤容重与土壤全N,C及黏粒含量的相关分析表明,细颗粒物多,有机质含量高,土壤容重减小,从而有助于提高土壤的稳定性,且5~10cm土层的性质表现突出。⑥土壤的颗粒组成状况与土壤营养元素之间有着同增同减性,但黏粒与N的关系要密切于黏粒与C和C,N间的关系。因此,土壤中细颗粒物的减少会导致N素的衰减十分明显,从而导致土壤稳定性降低。
(四)土壤养分
土壤养分是土壤化学性质的体现。但与土壤的酸碱度等参数相比,土壤养分指标对植物生长的过程具有相当的控制作用,植物生长发育主要取决于土壤中有机质和氮磷钾含量,且还受这几者之间供给比例的影响。J.von Liebig(1843)提出了植物生长的最小养分律,意指植物的产量由含量最少的养分所支配的定律。如果相对增加最少的某个因子(最少因子),那么产量将与此成比例地增加。其次如果其他某个因子成为相对最少时,产量也不会增加,一旦增加这个因子,则产量就会再次增加。例如氮供给不充足时,即使多施磷等,但植物产量仍受氮的施用量所决定。
另外,除主要的养分因素之外,土壤还提供植物体生长发育的一些微量元素。微量元素虽然在植物体内的含量不多,但与其生长发育息息相关。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关,能发挥巨大的生理作用。其中B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn等微量元素对植物的生长具有重要意义。
国内的研究者对土壤养分与地表植被退化的相关性进行了大量的研究。如赵利君、王艳荣等(2005)进行了土壤养分在草原退化过程中的变化分析,研究了三个不同退化强度草原的有机质含量和全磷含量的差异及其季节变化,结果表明,不同群落土壤有机质和全磷含量大小顺序都为:未退化群落>中退化群落>重退化群落,方差分析指出中度退化群落与不退化群落土壤有机质的最大差异出现在0~10cm土层处,而重度退化群落与中度退化群落土壤有机质的最大差异出现在10~20cm土层处。在0~10cm层次三种群落全磷含量之间都没有显著差异。在10~20cm和20~40cm层次上,未退化群落与中度、重度退化群落之间存在极显著差异。中、重度退化群落之间差异不显著。闫顺国(1991)对河西走廊盐渍化草地土壤生态环境进行了研究,分析了土壤盐分组成对植被生长的影响,对土壤盐分组成(Mg2+、Ca2+、K+、Na+、、及Cl-),pH及有机质含量(OM)进行了主成分分析,结果表明,各变量在环境分类中的作用秩序为:。钟志祥、万开元等(2006)研究了武汉植物园迁地保护植物樟科和木兰科21 种珍稀植物的营养状况,及其所生长土壤的营养条件。结果表明:酸性土壤中Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo6种微量元素的有效态含量顺序为Fe>Mn>Cu>Zn>B>Mo,其平均值大小与全国平均值相差不大;植物叶片中微量元素含量大小顺序为Fe>Mn或(Mn>Fe)>B>Zn(或Zn>B)>Cu>Mo,与正常含量范围相比,所有植物Mn含量偏高,部分植物Fe含量较大,Cu、Zn、B含量较为正常,Mo含量偏低,生物吸收系数大小顺序为Zn>Fe>Mn>B>Cu。
(五)土地退化
草地退化与土地沙化、沙漠化有密切关系,应该说土地沙化是草地退化的直接后果之一。凡是退化中的草原,土壤的物理、化学与生物等不良性状也充分表现出来,其中土壤有机质含量、土体厚度、表层硬度及沙化程度与草地退化程度关系最为密切。不过土壤的变化不像植被变化那么直观和易为人们察觉,同时表现出一定的滞后的效应,可以说随着草地退化进程的加剧,地表面的土壤将遭受不同程度的侵蚀作用,进而形成土地沙化、沙漠化。
草地退化引起的土地退化主要表现在以下几个方面:
1.土壤侵蚀
土壤侵蚀是指在水力、风力等外力作用下,使陆地表层的土壤和土壤母质等发生破坏、磨损、分散、搬运和沉积的过程。由于风力搬运的分选作用,导致土壤质地的变化,最细的土壤物质以悬移状态随风漂浮到很远距离;跃移物质则沉积在地边及田间障碍物附近;粗粒物质停留在原地或蠕移很短的距离。这种侵蚀分选过程使土壤细粒物质损失,粗粒物质相对增多,原有结构遭受破坏,土壤性能变差,肥力损失,地力衰退,导致整个生态系统退化并出现风沙微地貌。这种粗化过程随风力的变化而间隙式发展,在大风初期持续一定时间,当风力不再增加,处于相对稳定状况时,风蚀强度随之减弱,只有当风力再度增加时,粗化又重复出现。
在我国北方的干旱半干旱地区,主要以风力侵蚀为主。内蒙古是我国风力侵蚀较为严重的地区之一。据全国1∶50 万环境地质调查资料(2002)显示,内蒙古风力侵蚀面积达58.19 万km2 ,在国内仅次于新疆,约占全国风蚀总面积的28.6%。风力侵蚀的程度可以用风蚀厚度、侵蚀模数等来划分。
表4-9 风蚀强度分级
2.土地沙化
沙化是草原土壤最为普遍的现象,当裸露面积增加以后,表土极易遭到风蚀,细土被吹走,粗粒相对积累.开始是质地变粗。进而随着沙粒移动,表土出现不同厚度的覆沙层。土壤沙化现象与土壤质地及母质类型有密切关系。在河流冲积物、风积沙黄土及沙质风积物上形成的土壤沙粒含量高,质地较粗,极易发生土壤沙化。此外。不合理的垦殖沙质草场,乱砍滥伐森林、无节制地栗掘野生药材等,更是加速了土壤沙化。我国的国家标准从地表特征、0~20 cm土层的土壤理化性质2个方面规定了草地沙化程度的监测指标。
表4-10 草地沙化程度分级与分级指标
3.土地盐渍化
盐渍化是指水灌地由于盐分积聚而缓慢恶化的过程。当土壤含盐量太高(超过0.3%)时,形成盐碱斑块。土壤的盐渍化主要是由于气候干燥,强烈的蒸发作用使土地的水分减少,在地下水浅埋地段,地下水中的盐分随着蒸发而不断向地表迁移聚集。盐分大量积累,积盐在地表形成盐碱土。在我国北方的草原地区,微碱性的土壤适宜植物的生长发育,但盐分的过度积累(pH>9),将开始抑制植物的生长,同时植物群落发生改变,耐碱性植被开始占主体,群落结构向退化方向发展。我国的国家标准天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标(GB 19377—2003)从地表特征、0~20cm土层的土壤理化性质、地下水3个方面规定了草地盐渍化程度的监测指标。
表4-11 草地盐渍化程度分级与分级指标
一、形成条件与影响因素
草地退化的形成受多方面因素的影响,其中包括气候、地貌、水文、土壤、地质以及生物等自然因素,这些自然因素是草地发生退化、沙化的客观条件。而人类不适当的社会经济活动则是诱发草地退化、沙化的重要原因。
(一)气候因素
气候变化是引起草场变化的重要自然原因,其中降水量的变化尤其重要。我国广大温带草场大多位于半干旱、干旱区,降水的年际和年内变化均很明显,这就从根本上决定了我国广大干旱、半干旱地区草场生产力的波动变化。对我国北方近期降水变化的研究表明,整体呈现干旱化的趋势,其中西北地区除新疆外,全部呈现出明显的干旱化趋势。从 1950~1990年的气象资料分析,20世纪80年代比50年代平均气温上升1.1℃,年平均降水量减少了54mm。而干旱、半干旱地区由于气温升高,降水减少,蒸发量大,湿度降低,从而使草原带的旱情加重。以1951~1990年年均降水量为基数,我国广大天然草地分布的内蒙古、新疆、青海、西藏等地,20世纪50年代,除内蒙古、新疆外,降水量都在减少;60年代除西藏外,降水都在减少;70年代各地降水都减少;80年代则均呈现增加趋势。正因如此,从60年代末开始到70年代,我国北方地区出现大面积草场退化。我国北方,从20世纪50年代到80年代,年均气温在波动中呈现增高的趋势,特别是从80年代开始以来增温的趋势更为突出,这也从另一方面表明,由于气温变暖,使土壤水分损失增加,导致区域干旱化,进而加速草地退化的过程。
一般来说植物的生长需要空气、阳光、水和适宜的温度。温度在草地的生长发育也起着及其重要的作用。依据草地对温度条件的适应性,可将其分为冷季型和暖季型两大类。我国北方大致包括华北、东北、西北及云贵高原地区,气候较为温和,草坪草以冷季型草为主。冷季型草生长最适宜的温度为15℃~24℃,耐寒力虽然强,但不适宜长时间在温度超过30℃以上的高温、高湿条件下存活。相比之下,暖季型种类则分布在温暖、湿润和温暖、干燥的南方,适宜温度为27℃~35℃。当温度低于10℃时,常常进入休眠状态。除地表面的温度之外,植物生长的摇篮——土壤的温度更为重要。土壤温度即地面以下土壤中的温度,主要指与花木生长发育直接有关的地面下浅层内的温度。
(二)地貌因素
地貌从宏观上控制着气候带的分布,从而决定着植被的发育格局。我国从地形上看,是由3个不同的阶梯构成。大兴安岭—太行山以东的东部平原地区,海拔都低于1000m,是第一阶梯;海拔介于1000~4000m的大片地区为第二级阶梯;青藏高原,海拔在4000m以上,是我国的第三个阶梯。这3个阶梯构成了我国目前的地球轮廓,而其中以青藏高原的急剧上升对我国气候、植被的影响最为重要。隆起的青藏高原阻挡了印度洋暖湿气流的东进,促进了我国干旱与半干旱地区的形成,从而大大改变了我国的植被面貌。在中新世,我国西北出现了大面积的稀树草原(一种乔木分布下的草本植被类型)。第三纪末,稀树草原逐渐被草原与荒漠所替代。第四纪以后,出现了一系列的冰期与间冰期,引起气候的波动,促进了南北之间、山上与山下之间的植物交流。这样,东北西部、内蒙古、陕北到青海东部地区的稀树草原才变为草原,从而形成了我国现代草原区的轮廓。在此后的时期里,气候有过波动,植被分布也有一定变化。如在8.5~3.0ka B.P.(ka B.P.即公元前千年)全新世大暖期,草原植被分布的界线曾向西挪动,但其基本轮廓并没有改变。这一基本轮廓就是在我国北方,从东北平原经内蒙古高原、黄土高原,到新疆荒漠区山地分布的大面积温带草原。这一温带草原也正是地球表面最广阔的欧亚大陆草原的东部。而由于东亚季风、太平洋暖湿气流以及地形所带来的降水的影响,我国北方的温带草原,自东向西分布着草甸草原、典型草原与荒漠草原3个类型。
另外,地貌对植被的控制作用不仅仅体现于宏观上,不同的地貌类型、微地貌单元对植被的发育生长也起着决定性作用。以锡林郭勒盟的草原植被为例,锡林郭勒盟草原是欧亚大陆草原区亚洲中部亚区的组成部分,是内蒙古自治区的主要草原之一。其植被以典型草原旱生植物为主,其地带性植被代表性群系为大针茅草原,广泛分布于排水良好的平原上,形成大面积群落。另外克氏针茅也是该地区的基本群系,分布也比较普遍,它的存在总是在经常放牧的草场和交通线附近。除此之外,全盟还分布着草甸、沼泽、荒漠植被和半隐性的沙地植被。在低湿的环境中,有各种草甸及沼泽植被的分布,在沙地环境中,由于基质松散。稳固性很差、土壤发育程度比较低,所以沙生植被比较发达,包括沙生草本群落、半灌沙蒿群落、沙生灌丛群落及沙地榆树疏林等。
(三)水文因素
草原牧草生长的第一制约因子是水,植物在干旱条件下,由于水分亏缺细胞壁延伸生长受到抑制,分化提前,体内抑制生长的激素如ABA含量增加,导致植株个体会小型化,如植物植株变矮,叶片变短、变窄,节间缩短,以及根系分布浅层化等性状的集合。这是植物对干旱环境适应性的表现。因此,水分胁迫是造成草地退化的一个重要原因。天然牧草是放牧畜牧业的主要物质基础,其生长动态和产量形成受地表水和地下水条件的影响和制约,在很大程度上决定着植物的地理分布和生物生产力水平。草地群落若在整个生长期都处于水分严重亏缺状态,植物生长会被大大地抑制,种类少而单调。群落地上生物量、高度和盖度受土壤水分的影响沿升→降→升→降的方向变化。
我国北方干旱—半干旱地区地表水文状况的几十年以来发生了剧烈变化,存在河道萎缩,湖泊萎缩或干涸以及流域水量的时空重新分配等。而且随着流域水文情势的改变,普遍存在水质恶化现象,表现在中下游天然水体不断咸化,一些湖泊表现出明显盐化趋势。
(四)土壤因素
草地分布区域的自然条件大多是干旱、多风的气候条件以及质地疏松的土壤母质。草原带草地的地表组成物多由物理性沙粒、第四纪黄土或含盐物质构成,因此在干旱、多风的条件下,土壤极易风蚀,造成草地退化和沙化。
(五)地质因素
主要体现在地下水对草地发育的影响。地下水尤其是土壤包气带中的潜水是牧草生长的水分的主要来源,很大程度上决定着牧草的生长和发展。近年来我国北方的许多地区地下水位持续下降,严重影响着草地的生态平衡。
在一些草地退化地区,地下水埋藏很深,致使土壤经常处于水分亏缺状态,种植一些根系发达的豆科牧草后,水分亏缺会加剧。多年连续种植会导致土壤干化,形成生物性土壤下伏干层,从而对陆地水分循环发生影响。其结果是,一方面牧草强烈耗水,另一方面,土壤水分的亏缺也进一步限制了牧草产量,最终导致草地退化。
(六)生物因素
鼠害是促使草场退化的又一重要因素。据统计,1978~1999年,我国北方11个省(区)平均每年鼠害成灾面积近20万km2。成灾鼠类的增加,加剧了草地退化。一是鼠类与牲畜争食牧草,加剧草与畜的矛盾。鼠类的日食量相当于自身体重的1/3~1/2倍。布氏田鼠日食鲜草平均为14.5g/只,高原鼠兔日食鲜草66.7g/只。据测算,我国青藏高原至少有高原鼠兔6亿只,每年消耗鲜草1500万t,相当于1500万只羊的食量,造成青藏高原牲畜严重缺草。二是破坏草场。挖洞、穴居是鼠类的习性,挖洞和食草根,破坏牧草根系,导致牧草成片死亡。害鼠挖的土被推出洞外,形成许多洞穴和土丘,土压草地植被,也引起牧草死亡,成为次生裸地,在青藏高原出现的黑土滩就是害鼠造成的。据统计,黄河源头区因草原鼠害造成的黑土滩型草场退化面积已达2万km2,部分草原已失去放牧价值。
(七)人为因素
人类活动对草地退化的影响是非常深远的,可以说是除气候极端干旱化外促使草地退化的最为主要的因素之一。伴随着草原牧区人口的增加和超载过牧和开荒垦殖活动的频繁,大大加剧了我国北方草地的退化进程。其他一些不合理的资源开发活动如车辆碾压、挖沙采石、滥挖药材、不合理地开发矿产资源、取暖能源的短缺等也给草原来严重的破坏,造成草地退化。
1.草场开荒垦殖
解放以来,由于片面强调粮食生产,违背自然规律,在毫无防护措施和水利灌溉条件下,盲目开垦草地,种植粮食,并将开垦区推进到降水量不足250mm的地区。50 多年以来全国草原开荒6万km2。以内蒙古为例,新中国成立以来出现了3 次开垦浪潮,1958~1962年、1966~1976 年2次开垦草原面积达2.067万km2;20世纪80 年代后期至90年代,仅东部5盟市34个旗县开垦草地面积达9708 km2,被开垦的草原大多数是条件较好的山地草甸、草甸草原、低湿草甸及典型草原。随着草原大面积开垦撩荒,造成土地风蚀加剧和沙化面积的扩大,30多年来,内蒙古草原沙化面积扩大11万km2。
新中国成立以后,我国人口剧增,为解决粮食问题,从而大规模开垦草地。《全国已垦草原退耕还草工程规划(2001~2010年)》中指出,全国约19.30万km2草原被开垦,占目前全国草原总面积的近5%,即全国现有耕地的18.2%源于草原。新疆在新中国成立后先后开垦草场3.3333万km2,目前实际耕种的仅1.80万km2,近一半土地因次生盐渍化而被弃耕。青海省草原开垦面积为3800km2,其中有2125km2集中在青海湖环湖地区。目前青海湖环湖地区可利用的耕地面积仅有1060km2,只相当于开垦面积的50%。草地过度开垦是造成草地退化沙化的重要原因。
2.家畜超载过牧
内蒙古自治区20 世纪60年代天然草地暖季载畜量为 9303.87万羊单位,80年代后期,草地暖季的载畜量下降为5475.05万羊单位,2000年全区暖季载畜量为4297.57万羊单位,比80年代同期减少了1177.48万羊单位,比60 年代同期减少了5006.63万羊单位。目前,在典型草原区,每个羊单位拥有可利用草场面积由80年代的0.033 km2下降到2001年的0.0084 km2。
超载放牧草原的行程主要来自两方面的因素,一是草场面积减少,使草场面积的绝对量减少。二是牲畜头数的增加,使牲畜占有草场的相对面积在减少。历年来,畜牧业的发展是以牧畜头数的增长为指标,不是以畜产品为准。在这些政策和观点的影响下,我国牧畜头数较解放初期大幅度增加。内蒙古1947年时,有牲畜1925.8万羊单位,平均每只占有草场0.041km2,利用强度很低。以后牲畜数量逐年增加,到1965年达到7327.8万羊单位,为1947年的3.8倍,平均每只占有草场0.009km2,已超过天然草地的承载力,此后牲畜头数随气候波动而大起大落,总在7000万羊单位上下徘徊。目前我国天然草地几乎都有不同程度的超载现象。新疆20世纪80年末期,牧场上牲畜载畜量超载1倍。自1978年以来,青海省的草食家畜存栏数始终保持在3500万羊单位以上,而草原的理论载畜量为2500万羊单位左右,超载率达40%。目前,青海湖以北地区超载140%。
3.人畜增长
根据联合国专家测算,北方干旱、半干旱地区每平方千米生存人数为5人,而中国干旱、半干旱地区的人口密度却远远超过了这一标准。内蒙古自治区人口密度为18.7人/km2,新疆为9人/km2,青海为6人/km2。人口的增长是导致家畜数量持续增长和草原开垦的直接因素和关键所在。据统计,内蒙古牧区人口1949年为26.3万人,2000年增长到192.92万人,增长了633.54%。
二、我国草地退化区域特征
根据我国自然地理格局及我国草地分布的区域特征,结合草地退化的严重程度、退化形式、退化原因等因素,可将全国草地划分成6大区域,即东北牧区、内蒙古及华北牧区、西北牧区、青藏牧区、西南牧区以及南方草地(表4-5)。其中前5个区域几乎包括了我国所有的重要牧区,草地资源的利用相对比较充分,同时退化也较严重;而南方草地的利用率小,草地退化不明显,其退化仅表现于草山草坡的水土流失问题,所以将南方13省(区)的草地划为一个区域。
(一)区域草地退化现状
东北牧区主要包括黑龙江、吉林、辽宁三省以及内蒙古部分地区,共有草地面积为196 280.44 km2,退化是比较严重,退化草地面积占本地区草地面积的33.58%。
内蒙古及华北牧区包括河北、宁夏、山西、河南、天津、北京六省(区、市)以及内蒙古大部、陕西、甘肃部分地区,共有草地面积为847 317.33 km2,其中退化草地面积已达到了310 164.51 km2,退化率为36.61%,是我国草地退化最严重的地区之一。
西北牧区包括新疆全区以及甘肃、内蒙古、青海部分地区,是我国的重要牧区之一,有天然草地面积924 390.87 km2,退化面积已经达到了217 882.49 km2,占这个地区草地面积的23.57%。
青藏牧区主要由西藏全区、青海大部以及甘肃、四川、云南部分地区组成,共有草地面积1280 424.63 km2,退化草地面积203 328.01 km2,退化率为15.88%。
西南牧区包括贵州全省、四川、云南、广西、陕西以及湖南的部分地区,共有草地面积314 089.30 km2,是我国重要牧区之一,但是退化问题同样存在,而且也比较严重。退化草地已有47 458.02 km2,占本区全部草地总面积的15.11%。
我国南方草地分布涉及豫、滇、桂、琼、粤、闽、赣、苏、浙、皖、鄂、湘等省(区),面积为365 823.75 km2,退化草地面积为25 393.66 km2,退化率为6.94%。
表4-5 不同区域退化草地面积比较
(二)草地退化区域规律
1.东北牧区
东北牧区水热条件较好,是我国植被覆盖度较高、天然草地品质较好、产量较高的地区。但同时又是大面积草地被开垦的地区;东北和东部沿海地带草地盐碱化、沙化严重;一些城市周边的草地污染日趋严重,对草地生态系统造成严重的威胁;牲畜量增加过快,造成过牧超载,使得部分地区的草地资源利用进入了恶性循环阶段。此外,鼠虫害危害以及大量开采药材破坏的草地面积也日益增加。
2.内蒙古及华北牧区
造成该地区草地退化的原因是多方面的,但最主要的原因还是草场管理不善,利用不合理。该区包含黄土高原地区,水土流失面积占70%,是江河泥沙的主要来源,但陡坡开荒的现象一直无法禁止,因此草地破坏的面积仍在继续扩大;黄泛区风沙土较多,极易受水蚀、风蚀危害;部分地区草地土层浅薄,水源涵养能力差,水土流失也很严重;局部草场严重的超载过牧,掠夺式经营造成草场退化。由于定居点越来越集中在公路沿线和沿河,使得近处放牧现象非常严重,草场得不到休养生息的机会,造成近处牧场的沙化、退化、盐碱化程度日益加重;滥采、滥挖使草场沙化、退化日益严重,如内蒙古的阿拉善盟草原上的滥挖发菜,直接导致草地沙化而成为周围地区沙尘暴的源发地。
3.西北牧区
该区的草地类型繁多,资源丰富,为草地畜牧业的发展提供了得天独厚的物质基础。但由于西北地处干旱地区,大多为荒滩沙漠,生态系统非常脆弱,长期以来一些不合理的人为因素和一些自然原因使得草地的退化也相当的严重。该地区草地退化的主要特征是:气候干旱、多风,降水量极少,再加上一些内陆河断流或改道,草地荒漠化趋势加剧;大量开垦草地,导致土地沙化、盐碱化,水源附近的大片草地被开垦后由于种种原因又被撂荒,使草地生态系统遭到彻底破坏,甚至变成了不毛之地;西北牧区一直存在严重的超载过牧问题,而且鼠虫危害频繁发生,导致草场植被覆盖度大幅度下降,水土流失和风沙危害十分严重,生态环境恶化。草地退化的主要形式表现为草地沙化。
4.青藏牧区
该区域绝大部分地区海拔3000m以上,气候寒冷,人口稀少,70%草地为高寒草地,草地生态系统脆弱,牧草生长期短,产草量低,长期以来由于超载过牧,不合理利用,加之干旱、鼠虫害以及人为影响,局部传统牧区草地退化十分严重,据农业部门初步估算近10年草量下降50%以上,植被覆盖率大幅降低,致使水源涵养功能减弱,直接影响江河中下游的生态环境。尤其是该牧区草地鼠虫害危害特别严重,如青海省草地上,每年因草地鼠虫害损失牧草共达78.26亿kg,占全省产草量的11.8%,可供536万只羊一年饲用。
5.西南牧区
该区草地退化的原因主要是受传统农耕思想和人口压力的影响,毁林毁草、广种薄收,致使水土流失进一步加剧,自然灾害频繁,草地植被破坏严重;此外,大量的滥采药材和乱捕杀野生动物也导致了草地鼠虫害,有毒有害牧草的蔓延。
6.南方草地
南方草地的利用率低下,分布比较分散,其主要退化问题就是草山草坡的水土流失问题。目前南方草地的主要危害来自于各种基础设施建设引起的人为破坏和水土流失,以及人口的增长压力导致大量荒山荒坡的盲目开发等。
三、主要危害
草地退化将引起草地生态环境恶化,草地牧草生物产量降低,优良牧草的品质下降,有毒有害、适口性差和营养价值低的植物增加,草地利用性能降低,质量下降。但其危害还不仅仅于此,草地退化还与土壤性质的变化有密切的关系。
草地植物与土壤之间有着十分密切的关系,这是人们所熟知的。植被类型的不同,直接影响到土壤有机质积累的数量及分布的深度,对土壤钙积层出现的部位,厚度,硬结程度等有十分明显的影响。人类的超载过牧使草地趋于退化,更为严重的过牧必将使地表结构受到破坏,土壤遭受侵蚀,土质逐渐变粗。随着天然草地面积日益减小,牲畜日益增加,牧区的天然草地还将进一步退化,逐渐成为沙地、裸地或盐碱滩。
四、发展趋势
总体来说,我国的草地趋于不同程度的退化,尤以我国北方干旱、半干旱地区为甚。从气候因素来看,我国北方的一些的农牧交错带均为生态脆弱区,趋于气候暖化,且降水变率大,这一气候特征将成为这些地区草地退化、沙化的主要原因;从土壤方面来看,北方的传统牧区的土壤主要以栗钙土、风沙土为主,结构比较松散,成壤性差。草地过度开垦或放牧就会直接破坏土壤结构,使松散的沙质沉积物暴露于地表,从而为土壤风蚀、土地沙漠化提供了机会;另外加之人口快速增长,资源过度开发利用等等高强度不合理的草地开发,将导致草地进一步退化、沙化。
五、防治措施
退化草地经过一定的封育、围栏划区轮牧措施,可以恢复到一定程度。但只依靠自然恢复,需要经过漫长的时期,只有通过采取一些针对改善草地复壮的水分和土壤条件的恢复措施,才能加快退化草地恢复的速度。
(一)草地水分条件的改善措施
主要包括草地灌溉和草地积水的排除。
1.草地灌溉
草地灌溉要因地制宜,不同地区、不同条件,应采用不同的方法,主要有漫灌、沟灌、喷灌等方法。
2.草地积水的排除
草地水分过多,通气状况恶化,使土壤中还原作用占优势,积累了对植物有害的物质。使土壤微生物活动减弱,有机质大量积累,引起草层成分变化,优良牧草减少,草地质量降低。草地积水的排除一般采用明沟或暗沟排水方法。明沟排水不但可以排除地面积水,而且可以排除地下水。暗沟排水效率高,妨碍牲畜放牧及机械作业,而且可以改善土壤的通气性和营养状况。
(二)草地土壤条件的改善措施
主要包括草地松土和草地施肥。
1.草地松土
草地经过长期的自然演变和人类的生产活动,使土表紧实,土壤的通气和透水作用减弱,微生物的活动和生物化学过程降低,因而优良牧草从草层中衰退,降低了草地的生产力。草地松土是为了改进土壤的空气状况,增加土壤微生物活动,促进土壤中有机物质的分解。
2.草地施肥
施肥是提高草地牧草产量和品质的重要技术措施,草地施肥不仅要考虑肥料对牧草产量的增产作用,而且还应注意施肥对草群成分的影响。合理施肥能促进草群中优良牧草的发育。在草地施肥中通常采用有机肥料和无机肥料两种。有机肥料是一种完全肥料,不但含有氮、磷、钾三要素,而且还含有其他的微量元素。有机肥料还可改善土壤的物理性状,有助于土壤团粒结构的形成。主要包括绿肥等。无机肥料不含有机物质,肥料成分浓厚,被植被吸收利用。主要包括氮素化学肥料、磷素化学肥料、钾素化学肥料、石灰、石膏和微量元素肥料等。
(8分)目前,土地退化是我国面临的生态环境问题之一。其中土地荒漠化面积...
本题要求简述土地退化及治理与发挥人的主观能动性之间的关系。发挥主观能动性有两种情况:一是违背客观规律,不顾客观条件,就会受到惩罚。土地退化就是突出表现。二是按规律办事,利用规律性的认识,就可以增强预见性和自觉性,创造条件,使规律能更好地为人类造福。我国政府治理土地退化问题就是典型表现...
什么我国土地资源退化日趋严重?
土地退化。我国是世界上土地沙漠化较为严重的国家近十年来土地沙漠化急剧发展,50~70年代年均沙化面积为1560平方公里,70~80年代年均扩大到2100平方公里,总面积已达20.1平方公里。40年来初步治理了50多万平方公里,而目前水土流失面积已达179万平方公里。我国的耕地退化问题也十分突出。如原来土地肥沃的...
土地如何退化?
由于土地退化与全球环境变化有着密切关系,全球环境基金也资助预防和控制土地退化的活动。森林的破坏和水资源的退化威胁到生物多样性、引发气候变化、扰乱水循环系统。考虑到《防治荒漠化公约》的目标,全球环境基金的许多项目结合以上四个领域来解决土地退化问题。全球环境基金在2002年成员国大会上修改通则,将...
我国黑土地正在不断退化,粮食生产能力下降,耕地问题如何解决?
想要解决耕地问题,就应该加强对于耕地的管理,同时还要出台有关于耕地的法律规定,除此之外,还要进行举报奖励惩罚,只有做到这些才能够解决耕地问题。在看到东北黑土地不断退化的新闻后,很多人都会感到十分的心痛,因为黑土地想要达到目前的肥力,需要几百年的时间,如果我们不好好解决耕地问题的话,我们...
土壤资源利用中存在的问题
土壤资源利用中存在的主要问题是非农建设用地面积增加和退田还湖,耕地面积日趋减少,人地矛盾突出;不合理开发或超强度利用导致土壤质量退化。 (一)气象灾害频繁 1.洪涝灾害频发 鄱阳湖水位受赣江等五河和长江来水双重控制。统计资料显示,鄱阳湖地区几乎每年都发生洪涝灾害。1954~1983年的30a间,洪灾面积超过50万亩的就有...
土地利用特征与存在的问题
由于耕地总量逐年减少,到2007年基本农田保护区占耕地的比例上升到98.91%,这个比例还会逐年上升,建设占用耕地空间越来越小,造成基本农田保护压力越来越大。(二)土地退化日趋严重,耕地质量逐渐下降 由于工业“三废”的大量排放和农药、化肥的广泛使用,大量有毒有害物质进入农田生态系统,造成环境污染。
生态环境问题原因分析
研究区的生态环境问题主要表现为土地质量退化、环境污染、湿地及生物多样性锐减、森林资源退化、地表水质量及地下水水位下降、矿山环境日益恶化和人地矛盾突出等。引起水源区生态环境退化的原因主要包括自然因素和人为因素。3.3.1 自然因素 3.3.1.1 气候因素 受全球气候影响,研究区气候变化反常,部分地区...
中国干旱地区土地退化防治最佳实践基本信息
中国干旱地区的土地退化防治问题一直是全球关注的焦点。《中国干旱地区土地退化防治最佳实践》这本书,以其平装版的形式,提供了宝贵的资源和指导。该书由中国-全球环境基金干旱生态系统土地退化防治伙伴关系与中国-全球干旱区土地退化评估项目共同编撰,展现了他们在这一领域深入研究和实践经验的结晶。书号为...
什么是指气候异变和人类活动等诸多因素造成的干旱地区的土地退化
荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化,这个定义是世界各国领导人在1992年地球问题首脑会议(全球环发大会)上所商定的。干旱是荒漠化的一部分成因,但从根本上讲,这是一个人为的问题,就是人为地对土地利用压力太大;不合理的利用土地;人为的...
土壤退化的研究进展
1993年FAO等又召开国际土壤退化会议,决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER(土壤和地体数字化数据库)试点研究。在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上,土壤退化,尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视,不少科学家指出,今后20年热带亚热带将有1\/3耕地沦为荒地,117个国家粮食将大...
萧田奥贝:[答案] 草坪退化与草坪本身存在很大的关系,不是每种草坪都退化的或者说只有部分草坪退化的现象比较严重.一般无性繁殖(靠根系繁殖)的草坪,退化的现象比较严重,主要是因为无性繁殖的最大缺点是 遗传基因不稳定,所以象天堂草,以及其他狗牙...
乾县18034474981: 材料分析:内蒙古草原退化的原因主要有:①超载放牧:片面追求牲畜净增头数,盲目提高草场载畜量.②盲目开垦,破坏植被;滥樵、滥挖药材,造成草场沙... - ?
萧田奥贝:[答案] 目前,草地由于过度开垦、过度放牧引起的草原退化、土地沙化面积不断扩大,造成生态环境恶化,引起沙尘暴.针对以上问题,应植树种草,合理放牧,退耕还林(草),大力建设人工草场,依法保护生态.根据题意. 故答案为:植树种草,合理放牧...
乾县18034474981: 由于干旱和人为因素的影响,当前我国许多草地严重退化,其具体表现和原因是()①牧草稀疏低矮②杂草 - ?
萧田奥贝: 天然草地在干旱、风沙、水蚀、盐碱、内涝、地下水位变化等不利自然因素的影响下,或过度放牧与割草等不合理利用,或滥挖、滥割、樵采等人为活动破坏草地植被,而引起草地生态环境恶化,草地牧草生物产量降低,品质下降,草地利用性...
乾县18034474981: 青藏地区1、草场破坏退化的原因是什么?2、可采取哪些措施来保护草场? - ?
萧田奥贝:[答案] 1、自然原因:气候干旱 人为原因:过度放牧,破坏耕地,垦草种粮 2、退耕还草;植树种草;合理放牧;加强法制宣传;建立优质高效的人工草场;分季节轮流放牧;防止草场退化等.
乾县18034474981: 草原土壤退化的原因有哪些? - ?
萧田奥贝: 在草原,许多频繁的不合理的其他人为活动也都可能导致草原退化. 1.采药材:草原是天然的中草药园.在草原数千种的植物中,有大量是有名的中草药,如内蒙黄芪、甘草、麻黄、柴胡、防风、知母等等,这些中草药大部分是以其根入药,因...
乾县18034474981: 草原退化沙化原因分析 - ?
萧田奥贝: 主要原因:内蒙古草原退化严重,已经到了惊人的程度.6359万多公顷可利用草地面积中,目前退化草地面积已达3867万公顷,占可利用草原的60%.素以水草丰美著称的全国重点牧区呼伦贝尔草原和锡林郭勒草原,退化面积分别达23%和41...
乾县18034474981: 我国草场退化的主要原因是[ ] - ?
萧田奥贝:[选项] A. 过度放牧 B. 长期干旱 C. 地壳运动频繁 D. 生长过旺
乾县18034474981: 为什么会草场退化? - ?
萧田奥贝: 草场退化指人为影响下草场生态系统远离顶级状态的程度,表现为生产力下降,种类组成变劣和简化,土壤侵蚀,鼠、虫害加剧等.因此,越是人口密集、牲畜数量集中的地区,草场退化越严重.草场退化的原因是多方面的.但无计划地发展牲畜头数,使畜草之间失去平衡,是导致草场退化的主要原因.草场退化加剧了畜草之间的矛盾,尤其是冬春饲草不足的矛盾,引起牲畜质量不断下降,导致单位面积畜产品数量很低.
乾县18034474981: 草原退化现状是怎样的 - ?
萧田奥贝: 草原退化、碱化和沙化、气候恶化以及严重的鼠害等一系列生态问题,在全国绝大多数草原均程度不同地存在着,这是人类对草原不合理利用所造成的生态恶果.草原退化的标志之一是产草量的下降.据调查,全国各类草原的牧草产量普遍比50...
乾县18034474981: 草地退化按退化程度分为哪几类? ?
萧田奥贝: 草地退化亦称“草原退化”.在不合理利用下,草原生态系统逆行演替、生产力下降的过 程.草地退化的主要表现是草地植被的高度、盖度、产量和质量下降,土壤环境恶...