祁连山自然保护区人口变化及其对森林草原的影响

徐柏林，汪有奎，张永称，袁 虹，王善举

(1.甘肃祁连山国家级自然保护区大黄山自然保护站，甘肃 山丹 734115； 2.甘肃祁连山国家级自然保护区管理局，甘肃 张掖 734000)

人类活动是导致自然环境变化的主要因素之一[1]。近、现代以来，随着人口数量的快速增加，人类活动范围和强度的增大，人为因素对自然生态环境的影响日益增大，造成许多局部区域生态环境急剧恶化。因此，了解人口变化及其对生态环境的影响，是制定正确的人口及经济发展政策，促进生态保护与经济社会协调发展的重要依据。祁连山是我国重要的水源涵养生态功能区、生物多样性重点保护区域及西北地区重要的生态安全屏障[2]。山区森林和草原有着保育土壤、涵养水源、固碳释氧、净化大气和保护生物多样性等多种生态功能。同时，丰富的林草资源也是农牧民赖以生存的物质基础，草原和森林不仅为人类生存繁衍提供了充足的生活资源和生产资料，而且提供了优美良好的居住环境[3]。山区人口变动和林草资源的演变之间有着密切的联系，不同地域的人口变动过程对森林草原的影响方式和程度不尽相同。历史发展过程中，当人口数量相对较小时，其对草原森林的影响也不大。然而，当山区人口不断增加时，人类的放牧、耕种等生产经营活动对草原、森林的影响也逐渐加大，最后导致祁连山生态系统受损，草地和森林的生产力及生态服务功能下降。人类已不能从草地和森林获取充足的资源，因山洪、干旱、风沙和泥石流等自然灾害频发，人类或许将永久失去生存的场所，不得不背井离乡，成为“生态难民”[4-5]。因此，研究人口变化及其对森林草原的影响，对制定正确的人口政策和草原森林管理策略，协调人口与资源环境之间的矛盾，促进人与自然和谐发展具有重要的现实意义。本研究采用收集历史文献和实地调研相结合的方法，研究了祁连山国家级自然保护区人口变化及其对生态环境的影响，以期为政府和自然保护区更好的管理森林草原提供科学依据。

1 研究区概况及调查方法

1.1研究区概况 甘肃祁连山国家级自然保护区位于甘肃省境内祁连山北坡中东段，97°25′～103°46′ E，36°43′～39°36′ N，南沿祁连山主脉与青海省接壤，西至肃南县界与肃北蒙古族自治县相邻，东至天祝县界与永登县相邻，北至祁连山森林分布下线与河西走廊相邻，地跨武威、金昌和张掖3市的天祝藏族自治县、肃南裕固族自治县、古浪、凉州、山丹、民乐、甘州和永昌8个县(区)及中牧山丹马场，总面积265.3万hm2。该保护区是一个少数民族聚居的地区，主要少数民族有藏族、裕固族、回族和土族等，其中藏族和裕固族人数最多。保护区主要分布在肃南裕固族自治县和天祝藏族自治县，两县境内保护区土地面积合计217.5万hm2，占保护区总面积的82.0%。因此，本研究以这两县为主进行人口及森林草原调查分析。

1.2调查分析方法 由于祁连山区分段隶属河西地区行政辖区管辖，而河西地区行政变动频繁，因此山区人口无完整户籍可考。祁连山自然保护区主要分布于天祝、肃南两县，本研究重点调查分析天祝、肃南两县人口变动情况及其对生态环境的影响。建国前，人口变化情况主要依据有关历史文献资料记载人口数据作分析。建国以后，人口数据主要采用天祝县政府1949-2009年统计年鉴数据和肃南县政府1954-2009年期间4次人口普查数据；耕地面积采用天祝县和肃南县1949-2007年统计年鉴和土地详查获得的2008年耕地面积及第二次全国土地调查获得的2009年耕地面积数据；年末存栏牲畜数据依据天祝县和肃南县1949-2009年统计年鉴；土地荒漠化数据应用2004年荒漠化监测数据；森林面积于2008-2010年应用“3S”技术调查获取；草地退化和土地水土流失数据引用有关天祝、肃南两县调查研究资料。通过对比分析人口、耕地和牲畜数量变化，林地、草地退化及水土流失情况，考察保护区内人口变化和人为活动对祁连山生态环境的影响。

2 结果

2.1人口演变概况

2.1.1天祝县人口变动 东段天祝县早在4 000年前就有人类活动。从夏朝至汉初，先后为戎羌、月氏和匈奴等游牧民族所统治。自汉武帝时归入西汉版图，之后有了汉人生活。唐代后，逐步形成了以吐蕃为主的多民族聚居地。据《五凉考治六德集全志》记载：清乾隆十四年(1749年)分布在武威、古浪及永登3县(今天祝地区)的藏族共13 280人；同治四年(1865年)，各族人口发展到10万余人；同治五年(1866年)因兵乱灾厄，减至1 000人左右；后经光绪十四年(1888年)招垦，逐渐达到460多户。据宣统元年(1909年)庄浪茶马厅统计：庄浪藏区36族1 306户4 377人。民国16年(1927年)武威、古浪大地震，翌年大旱，四邻部分灾民移居天祝。民国25年(1936年)成立天祝乡(属永登县)，有8 232人。民国32年(1943年)，据永登县统计：天祝36族共1 190户7 843人，其中男4 489人、女3 354人。民国35年(1946年)，马步芳扩军抓兵，青海省化隆、乐都、大通、互助、门源县和甘肃省永登、武威、古浪及民勤等县的不少群众逃兵避居天祝，使天祝地区人口急剧增加。至1949年，总人口达到7万余人。解放后，随人民生活、医疗水平的不断改善，人口出生率逐年提高，死亡率下降，特别是建国初由于实行错误的人口生育政策，导致人口自然增长率较快，人口总量亦快速增加。1972年开始，实行计划生育，人口自然增长有所下降，特别是1974年以后，人口自然增长率显著下降。但因人口基数大，人口总量仍呈不断增加趋势，至1998年达到最大值227 000人，之后人口总量缓慢下降[6]。2009年为21.6万人，回落到1995年水平(图1)[7]。

2.1.2肃南县人口变动 肃南县现辖范围在建国前不是统一的行政区域，人口数量没有明确的历史记载。1954年建县初，调查总人口为0.70万人，1964年第二次人口普查时为1.80万人，1982年第三次人口普查时为3.38万人，1990年第四次人口普查时为3.55万人，2007年为3.62万人[8]，2009年达到3.66万人(图2)[9]。

2.2人口增加对生态环境的影响 随着人口的逐年增加，土地、牲畜等人类基本生存资料的需求相应上升。在生产力落后的情况下，为解决生计问题，由保护区所在的政府组织或当地居民自发进行开荒种地、增加草地放牧牲畜量，通过广种薄收和超载放牧换取更多的收入，致使林草资源被破坏，水土流失加重，荒漠化加剧。

2.2.1毁林毁草开荒，导致林草面积减少 肃南县1954年建县初期仅有耕地362 hm2，1958-1962年期间，受“牧业下山，农业上山”错误路线的干扰，片面强调以粮为纲，盲目毁草、毁林，开荒种地，最大垦荒面积曾达到116 14.8 hm2，但高海拔地带开垦的耕地因寒冷、干燥又无灌溉条件被撂荒，其中有666.7 hm2转为围栏栽培草地，其余长期撂荒地植被难以恢复[10]。20世纪60年代至70年代中期，肃南县耕地面积持续增加，20世纪70年代中期至80年代中期，耕地面积有所回落，但20世纪80年代后期至今又呈不断增加趋势[9]。2008年，土地详查结果表明，肃南县耕地面积已经达10 431.87 hm2。第二次全国土地调查结果显示，肃南县2009年的耕地面积为12 326.66 hm2(图3)[11]。2008-2009年，肃南县耕地面积增加幅度较大，主要因为位于河西走廊的明花乡无序开发和按照《第二次全国土地调查技术规程》的要求，将耕作层没有破坏的耕地及长期撂荒耕地调入。说明近年来肃南县开荒种地面积显著增加，并有大量弃耕地，为土地荒漠化埋下了新的隐患。

图1 天祝县1940以来人口数量变化Fig.1 Population change in Tianzhu County since 1940

图2 肃南县1954年以来人口数量变化Fig.2 Population change in Sunnan County since 1954

图3 肃南县1952年以来耕地面积变化情况Fig.3 Cultivated arted change in Sunan County since 1952

天祝县耕地面积在清宣统元年只有水、旱地6 074.4 hm2。民国时期，由于受官府抓兵要差和繁重的赋税所迫，青海省大通、门源、互助及乐都县和甘肃省武威、古浪及永登等县贫民为逃避兵役和苛捐杂税，背井离乡，纷纷流入天祝县垦荒种地，耕地由原来的川、滩、浅山区向高海拔山区推进。1948年扩大到13 986.7 hm2，1949年达18 671.5 hm2，1966年达到最大值27 169.8 hm2。20世纪70年代至80年代初因受文化大革命的影响，耕地面积减少至22 000 hm2左右，1982年又上升到约26 770.9 hm2，浅山区草地、灌木林和疏林基本被开垦为耕地，许多海拔3 000 m以上的高寒草地和林间空地也被开垦，不仅产量低，而且破坏了水源涵养功能，加剧了水土流失[6]。2000年开始，随着一些陡坡耕地退耕还林，耕地面积才有所减少(图4)[7]。

图4 天祝县1949年以来耕地面积变动情况Fig.4 Cultivated aea change in Tianzhu County since 1949

但是，2008年土地详查结果表明，天祝县耕地面积达到48 325.45 hm2，2009年第二次全国土地调查结果显示，天祝县耕地面积增加到55 990.92 hm2[12]。与肃南县情况一样，2008-2009年土地详查和第二次全国土地调查时，将现有耕地、农牧民私自开垦的耕地及以往长期撂荒耕地都做了调查统计，致使耕地面积较2007年前显著增加。山区居民私自开垦的耕地大部分为草地和林间空地，政府没有颁发耕地所有权证书。2007年前未作调查统计，说明毁林草开荒种地的现象仍未停止。

根据保护区管理局的调查，天祝和肃南两县保护区内耕地面积在1999年时最高达到4.38万hm2，其中有 60%以上为开垦草地和林地形成的坡耕地[13]。1958-1988年期间，祁连山北坡毁林草开荒面积超过10万hm2，导致祁连山北坡森林面积减少，林地面积1980年较1858年减少了0.6万hm2[14]， 1990年较1958年减少1.32万hm2[15]。近年来，通过实施退耕还林还草工程，耕地面积有所减少。截至2008年底，天祝和肃南两县保护区内耕地面积下降到4.02万hm2，其中，开垦草地和林地形成的坡耕地2.1万hm2，占现有耕地总面积的51.2%。

2.2.2超载放牧，致使林草植被退化 据2009年甘肃省第二次国土资源详查资料表明，天祝和肃南两县草地退化面积达129.2万hm2，占可利用草地面积的76.9%(表1)[16]。草地退化的主要原因是超载放牧[17-18]。

肃南县草地放牧的牲畜数量由20世纪50年代的12.7万羊单位增加到80年代的90多万羊单位。

表1 天祝县和肃南县草地退化面积统计Table 1 Statistics of grassland degradation area in Tianzhu and Sunan County

20世纪90年代推行草地承包到户、以草定畜制度以后，草地放牧牲畜数量有所减少，但2000年以来随着牛羊肉和皮毛价格攀升，草地放牧牲畜数量又呈增加趋势(图5)[9]。

据肃南裕固族自治县政府及其草原管理站提供的资料，肃南县退化草地达到120.8 hm2，占可利用面积的85%。其中，轻度退化62.1万hm2，占51.5%，中度退化38.2万hm2，占31.6%，严重退化20.5万hm2，占16.9%，现阶段天然草地可食牧草产量与20世纪80年代相比，平均下降了26.0%。其中，荒漠草原产草量下降了23.1%～33.4%，荒漠化草原下降了23.1%，山地草原下降了23.9%，草甸草原下降了18.2%。在部分重度退化草地上，醉马草(Achnatheruminebrians)、狼毒(Stellerachamaejasme)、黄花棘豆(Oxytropisochrocephala)等不可食草的盖度高达95%，草地等级下降严重[19]。

天祝县草地放牧的牛羊数量也不断增加。建国初，年末存栏牛羊数35万多羊单位，1954年达到70多万羊单位，1956年达到84万多羊单位，1958年达到94万多羊单位，1965年突破100万羊单位，自1978年以来，一直保持在100万羊单位以上，2009年达到113多万羊单位(图6)[7]。据天祝县调查资料显示，全县天然草地和灌木草场的理论载畜量84.9万羊单位，1956年年末存栏的牛羊数量加上出栏数量，草地放牧牲畜数量已达饱和。1980年各类牲畜发展到57.5万头(只)，折合110.0万羊单位，超载29.5%，平均羊单位占有草场0.4 hm2，比1950年减少了0.9 hm2。草地长期超载过牧导致牧草生长衰退，草质变劣，毒杂草增殖，植被盖度下降。该县草原退化面积超过90%，严重退化面积达13.5万hm2，占全县草地面积的34.4%，与20世纪50年代相比，牧草覆盖度下降11.1%，高度下降41.7%，牧草产量下降30.4%。牧草种类由原来的22种锐减到现在的16种，而且草原退化面积仍在逐年扩大，植物群落中优良牧草及可食牧草比重下降，毒杂草比重上升，生物多样性减少，群落结构趋于简化。草原退化导致水土流失日趋严重，土壤侵蚀模数达到4 800 t·km-2·a-1[20]。

超载过牧还导致保护区内45.3万hm2灌木林退化为盖度为30%～49%的稀疏灌丛草地，占保护区灌木林总面积的65.4%。林缘下线海拔2 300 m以下的灌木林大部分被开垦为耕地，剩余的也退化为低覆盖度草地[14]。人为活动的过度干扰使森林质量下降，截至2008年，保护区内结构完整的林分面积只有2.6万hm2，占林地总面积的12.9%；结构较为完整的林分面积17.2万hm2，占86.6%；1 047 hm2的林分结构简单，稳定性差，连年发生病虫危害[21]。

2.2.3植被退化，水土流失严重 由于人为干扰破坏，林草植被退化，导致保护区土地荒漠化与水土流失加剧。据2004年荒漠化监测表明，天祝和肃南两县境内保护区前山区荒漠化面积达49.6万hm2(表2)。按荒漠化程度分，荒漠化面积所占比例顺序为轻度荒漠化(65.8%)>中度荒漠化(19.8%)>重度荒漠化面积(11.0%)>极重度荒漠化(3.4%)。按荒漠化类型分，荒漠化面积所占比例顺序为风蚀荒漠化(53.0%)>水蚀荒漠化(44.5%)>冻融荒漠化面积(2.5%)。按土地利用类型分，荒漠化面积所占比例顺序为草地(85.9%)>未利用地(12.7%)>耕地(0.8%)>林地(0.6%)。可见，保护区内土地荒漠化面积最大的是草地，根本原因是超载过牧引起植被退化。未利用地和林地的荒漠化也主要是由放牧造成，而耕地荒漠化主要是阳坡和陡坡的耕地因干旱和水土流失造成。

图5 肃南县1949年以来草场放牧牲畜数量变化Fig.5 Change of grazing livestock number in grassland of Sunan County since 1949

图6 天祝县建国以来草场放牧牲畜数量变化Fig.6 Change of graxing livestock number in grassland of Tianzhu County since the foundation of the state

与20世纪50年代相比，天祝县灌木林高度下降50%以上，覆盖度下降30%。森林草原退化导致植被调节径流、保持水土、抑制洪水等功能弱化，水土流失问题加剧。境内水土流失面积达54.03万hm2，占总面积的75.6%，是2000年的2.24倍。土壤平均侵蚀模数3 606 t·km-2·a-1，严重地区侵蚀模数高达4 845 t·km-2·a-1，而且仍有不断延伸和扩展的趋势，给下游安全供水构成严重威胁[22]。肃南县草地沙化面积12.2万hm2，水土流失面积34.4万hm2，分别占草地总面积的8.58%和24.19%[23]。

3 讨论与结论

人类是大自然演化的产物。为了满足日益增长的需求，人们不断向大自然索取，从简单的采摘、狩猎到大规模的放牧、垦殖及采挖，生产经营活动的范围不断扩大、强度日渐增加，导致自然环境的演变受人类活动的影响越来越强烈。天然森林、草原因人类过度开发利用，大面积退化，有的演变成了耕地、裸岩甚至荒漠，森林草原面积大幅度缩减，生物多样性和生态服务功能下降，全球气候变暖，自然灾害频发，对人类生存构成了严重威胁。

祁连山国家级自然保护区主要分布于天祝、肃南两县，位于祁连山北坡中、东段，山体高峻，大部分海拔在3 000～3 500 m，气候凉爽，降水量较多。在海拔2 000～3 900 m之间交错分布着大面积的森林、高山灌丛、高山灌丛草甸、典型草原及高山草甸植被，成为祁连山生态系统水源涵养的重要组成部分。历史上，因交通不便，气候寒冷，两县人口稀少，人们主要从事畜牧业生产，人类生产经营活动对森林草原的影响较小。1949-2009年，两县人口增加了3.3倍，人类生活和生产活动加剧，对森林草原的影响日益增加。

当前，祁连山自然保护区内最主要的人类生产经营活动是农牧业生产，对生态环境影响最大的是开荒种地和超载放牧。建国初到2009年，天祝、肃南两县耕地面积增加了4.9万hm2，大面积的草地、灌木林和疏林地被开垦为耕地。毁林、毁草、垦荒使土壤物理结构遭到破坏，导致土壤容重增大、紧实度增加、土壤孔隙度和含水量降低，同时，土壤有机质、全氮、全磷和速效养分含量下降，土壤退化严重[24]。许多高海拔地带或陡坡耕地因气候寒冷、土层浅薄等原因而弃耕，植被恢复缓慢，表层土壤受风雨侵蚀消失怠尽，出现石漠化迹象[18]。由于两县是传统的牧区，境内林地、草地都被作为放牧地利用。牲畜践踏，破坏了林地地表覆盖物，造成土壤干旱，林木种子难以发芽，幼树大量死亡，形成单层纯林，森林种群结构不合理。特别是冬季林下牧场饲草缺乏时，牲畜对树木幼苗的践踏和啃食更为严重，幼树存活率降低，林内更新受到严重影响，森林呈退化趋势[25]。过度放牧区林下植被退化，林内食虫鸟兽和寄生蜂数量减少，对植食性昆虫的寄生和捕食率下降，导致森林虫害常年大面积发生，森林健康受到威胁[26]。

表2 天祝县、肃南县境内祁连山自然保护区土地荒漠化面积Table 2 Desertification area in Qilian Natural Reserve of Tianzhu and Sunan County

超载过牧导致草地退化，牧草覆盖度、高度、可食草种类、产草量均呈下降趋势，而毒杂草种类增加，地上、地下生物量均明显降低，生物多样性呈先上升后下降趋势[27]。对金露梅灌丛和丛间草地的研究表明，随放牧强度的增加，灌丛斑块和丛间草地斑块表土层(0～10 cm)密度显著增加、毛管孔度显著下降，渗透率下降，表层土壤水分蒸发快，土壤水分逐渐减少，导致土壤蓄水能力下降[28]。对东祁连山高寒草甸的研究表明，随着植被退化程度的加剧，表层土壤(0～20 cm)有机质、全氮和速效磷含量均不断下降，全磷含量呈先下降后上升的趋势，但总体呈下降趋势[29]。随着土壤有机质含量的下降，土壤pH值显著升高，草地盐碱化退化[30]。因超载过牧，牧草利用率过高，牧草生长量跟不上牲畜采食量，致使牲畜体质量增加变慢，体格变小，草地质量等级和载畜能力下降，降低了草地的整体经济收益[31-32]。 此外，草地退化为啮齿类动物和蝗虫的生存提供了良好的环境，草原蝗虫和鼠害的分布面积逐年扩大，危害越来越严重[19]。林草植被退化还导致土地荒漠化与水土流失加剧。观测研究表明，土壤侵蚀强度随着放牧强度增加和植被退化程度加剧而增加，过度放牧草地的径流量分别是中、轻度放牧草地的5.4和42.8倍，土壤流失量分别是42.7倍和1 376.7倍[33]。林草植被退化后形成的裸地、耕地及退化草地成为主要的土壤流失土地类型[34]。

2011年10月31日被联合国人口基金会正式指定为世界人口70亿日。世界人口爆炸达到一个新的峰值。人口还将快速增加，联合国预测第80亿人口将出现在2025年6月15日，第100亿人口将出现在2100年前[35]。人口迅猛增加给世界自然资源和生态环境带来重大压力、给各国发展与稳定带来严峻挑战。人口问题与环境问题密切联系，互为因果。当前，导致祁连山自然保护区森林草原退化的主要因素是大量超载放牧和开荒种地，其根本原因是人口及其需求的不断增加造成的对自然资源需求的激增。应采取正确的人口政策，提高人口素质，实施生态补偿和生态移民工程，转移安置保护区农牧民，减少保护区内人口数量。轮封、轮牧，降低农牧业生产活动对祁连山森林草原的破坏，加快恢复祁连山北坡森林草原，提高林草生态服务功能。加快发展保护区周边小城镇建设，大力发展山区生态旅游、特种经济动植物资源的合理开发利用。积极发展保护区及周边区域的第二、第三产业，适度发展河西走廊绿洲区栽培草地建设和草田轮作，合理调整产业结构，实现河西走廊山地-绿洲-荒漠生态系统耦合，促进祁连山区、走廊绿洲和北部荒漠区域的经济、社会与生态协调发展[36]。

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