祁连山北坡高寒草地植被分异特征及退化治理研究

祁连山北坡高寒草地植被分异特征及退化治理研究

摘要:探讨和研究祁连山北坡高寒草地植被分异特征及演替规律,综合分析天然草地退化的成因,探索退化草地治理对策,不仅对治理祁连山北坡退化草地、恢复草地生态功能显得十分重要,同时对促进该区域畜牧业经济发展,改善当地生态环境,实现放牧畜牧业可持续发展具有重要意义。

关键词:祁连山;草原退化;演变规律;治理策略

1研究区概况与调查方法

1.1自然概况

祁连山东起乌鞘岭,西至当金山口与阿尔金山脉相接,南坡位于青海省东北部,北坡位于甘肃西部。位于甘肃境内的祁连山北坡属于青藏高原北缘,以明显的断裂陡降至平滩地。祁连山北坡是从南向北,由高海拔向低海拔倾斜的坡面,相对高差达3 000m,由多条西北-东南走向的平行山脉和宽谷组成,海拔3 000~5 000m,平均海拔4 000m以上。海拔4 500m以上的山峰终年积雪,有冰川发育,山地与河西走廊间相对高差1 500~3 000m,山地间由于地形变化,形成小气候,无霜期40~60d,年平均气温为-3℃,1月份平均气温-18℃,极端最低温度-30℃,7月份平均温度10℃,极端最高温度26℃,年平均降水量为340~400mm。由于山区雨雪较多,再加上冰雪融化,向北形成石羊河、黑河、疏勒河、党河等水系,灌溉着山前形成的大绿洲,是河西地区的生态屏障和生命线。

1.2调查内容和方法

以祁连山北坡地带性分布的高寒草地为研究对象,通过2008-2009年对乌鞘岭至阿尔金山祁连山北坡地带性分布的高寒草地资源的现状、草地植被分异特征及空间结构、草地植被退化态势进行了调查和探索。采取路线调查和实地抽样调查相结合,野外调查和室内定量分析相结合,对祁连山北坡引起草地退化的主要驱动因素进行了调查,利用四度一量等常规方法量度指标,分别在各类草地的样地采取随机取样法进行测定,结合统计和分析,运用恢复生态学有关原理和方法,对比分析主要高寒草地退化特征、群落演化趋势和结构变化。探讨和揭示高寒草地演变规律的同时,进而对草地退化趋势及其恢复机理有更清晰的认识。

2祁连山北坡高寒草地植被分异特征

祁连山北坡天然草地在水平分布和垂直分布交织变化上具有明显差异,形成了多样的草地类型。草地类型分异在水平分布上除地带性特征外,隐域性变化也比较明显,垂直分布带上差异明显,过渡类型简短。

2.1草原水平分布变化

祁连山北坡山地具典型大陆性气候特征,受东南部青藏高原的高寒湿润气候和西北部极端干旱荒漠气候的双重影响,沿乌鞘岭至阿尔金山一线山地草原分布水平分异特征明显[1]。自东向西随着降雨的减少,天然草地发育程度逐步衰减,灌木分布呈稀疏、矮化趋势。东部属高寒湿润气候,海拔3 000～3 500m,分布有以线叶嵩草、矮生嵩草为主的高寒草甸发育; 海拔2 700～2 900m,分布有少量寒温带针叶林,主要有云杉、圆柏等树种,林缘上端有高寒灌丛草甸,主要有金露梅、高山柳等灌木。中部属高寒半干旱气候,寒温带针叶林很稀少,呈岛状分布,分布高度上升为2 700～3 200m,主要为紫花针茅为主要优势种的高寒草原。2700m以下是以针茅、芨芨、蒿属为主的山地草原带。西部属高寒干旱气候,寒温带针叶林绝迹,仅残存零星分布的高山灌丛草甸,高寒草甸衰减为小斑块星状散布,分布高度则上升为2 900～ 3 600m。由东南向西北,由湿润气候趋向半干旱、干旱、超干旱气候,草原植被覆盖度由90%下降至15%~60%。

2.2草原垂直分布变化祁连山北坡东段草原垂直带分布,高山区由南向北形成三级夷平面。第一级4 300m以上,为裸露山岩或冰雪覆盖,以寒冻风蚀作用为主;第二级4 000 ～4 200m,多为流石滩稀疏植被,植物稀少,主要有雪莲、蚤缀、高山龙胆等垫状植物;第三级3 500～4 000m,以驼绒黎等高寒草甸为主。祁连山北坡山地草原由于受青藏高原高寒气候影响,由低海拔向高海拔随着气温的降低和降雨的增加,垂直带分异明显。垂直分布自上而下为流石滩稀疏植被-高寒草甸-高寒灌丛草甸-温性草甸草原-温性草原-荒漠化草原。2 900～3 500m的草甸带以流水侵蚀为主;2 900m以下草原区以干燥剥蚀作用为主。垂直带分布在东西部有很大差异,东部天然草原垂直带主要有荒漠化草原、山地草原、草甸化草原、亚高山草甸、亚高山灌丛草甸、高寒草甸;西部草原垂直带分布为:荒漠带、荒漠草原带、高寒草原带、高寒荒漠。

3祁连山北坡高寒草地面临的退化趋势及引起退化原因

祁连山北坡的天然草地,是聚居在甘肃河西走廊的藏族、蒙古族、裕固族、哈萨克族、汉族等民族依赖生存和发展的重要自然资源。牧民主要依赖在草地上放牧牛羊为主要生产方式发展畜牧业。祁连山北坡高寒草地有可利用面积514.05万hm2,由于生境寒酷,草地生产力很低,养畜能力有限(表1)。近年来,随着牧民人口的增加,为发展生产和提高生活水平,养畜数量急剧增加,草原超载过牧严重。目前退化高寒草地面积已达498.70万hm2,导致90%以上的天然草地都处于不同程度的退化,严重退化草地面积182.30万hm2。沦陷到生态系统的结构失调,物质能力下降,生态功能衰退的逆行演替过程[2]。目前仍以每年3%~5%的速度在加剧退化。

草地退化是自然因素和人为活动综合作用的结果。一方面是自然因素,受全球气候变暖的影响,异常的气候条件增多,尤其在长期干旱条件下,风蚀加快,造成草地退化:另一方面是人为因素,经过多年的过度放牧、乱砍滥伐、开垦草地等,造成草地植被破坏,地表裸露,风蚀或雨蚀加快。人类不合理的生产、生活方式加速了天然草地的退化程度。因此,草原退化主要是不合理利用,引起草原生态系统

结构失调,生产效益和生态功能减退的过程,草地退化是整个草地生态系统的退化[3]。严重的草原退化不仅导致草地畜牧业生产的下降,还会造成人们生存环境的恶化。

4祁连山草原退化治理策略和建议

4.1加强生态建设

祁连山北坡的高寒草地区属于自然生态环境高寒脆弱区,目前面临草畜矛盾日益加深以及草地生态系统整体退化的严重问题。通过比较分析祁连山北坡的高寒草地区资源的优势和基本特点及其功能特征,围绕农牧业生态保护和产业结构调整,减少耕作和放牧家畜数量,扩大生态经济和草畜产业规模。提出农牧相结合发展草畜业,自然风光与人文历史、民族特色产业相结合发展旅游业,矿产资源开发与林草植被生态恢复相结合发展生态工业。农林牧工协调发展,走新产业开发与促进良性循环经济发展模式相适宜的路子,构建各种经济可持续发展战略模式,以此推动区域经济的持续繁荣发展和西部大开发可持续发展战略目标的实现。

4.2加大治理退化草地的力度

充分利用国家目前对生态建设的财力、物力、政策的支持,抢抓机遇,改善草原基础设施,通过实施退牧还草项目,落实禁牧休牧轮牧制度,有效控制草地退化,使退化草原植被和生态得到逐渐修复。建立配套的草原生态监测体系,尽快在遏制草原退化,防治进一步荒漠化上取得成效。

4.3实现法制化管理

依据《中华人民共和国草原法》和《甘肃省草原管理条例》,加强对草原的管理和保护,建立草地生态数字监测系统,完善和规范草原承包以及流转关系,鼓励多种形式保护、建设草原,依法经营和管理草原。进一步保护草原生物资源、野生动物资源、植物资源以及其他与草原相关的资源,保持“生态-经济-社会”的良性循环和动植物资源的可持续利用。

4.4扩建山地蓄洪、积水等工程设施

随着气候逐渐变暖,草原干旱呈加重趋势,草原生态环境恶化的趋势更加严重。气候趋于干旱是引起草原荒漠化的主要因素之一。祁连山在中部区域扩建蓄水、积水等工程设施,可有效缓解因季节降水不平衡,夏季洪水流失,造成洪涝灾害。因祁连山洪水有限,可利用三面环山等地形在山间筑坝蓄洪,引灌草地。

4.5改革牧区生产方式

依赖祁连山北坡高寒草地的牧区目前面临着经济结构不合理,经济增长方式粗放,产品技术含量低的问题。粗放型经济增长方式的一个直接后果是生态环境的急剧恶化,同时粗放型经济的增长方式属于高投入、高消耗、低产出、低效益