浅谈哈尼梯田复合生态系统

黄 朔

(松原市环境监测站，吉林 松原 138000)

0 引言

全球气候变化问题是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最为深远的挑战之一，也是影响未来世界经济和社会发展的最重要因素之一[1]。《气候变化国家评估报告》指出，气候变化将继续对中国自然生态系统和社会经济系统产生重要影响，尤其是对农牧业生产、水资源供需等影响较为显著[2-3]。而我国少数民族地区由于社会经济发展滞后，生态环境脆弱，农业生产更易受到气候变化引发的极端气候事件的影响。2010年春天在中国西南地区发生了60年未遇的特大干旱，西南地区五省与多年同期相比，降雨总量偏少50%以上，部分地区降雨总量偏少甚至达70%以上，接近或突破历史极值。西南地区五省共计5.03×106公顷农作物受灾，绝收面积1.12×106公顷，直接经济损失达236.6亿元[4]。在大部分地区的农业生产遭到灭顶之灾的同时，云南省元阳县的哈尼梯田受旱灾影响却很小，始终保持着充足的蓄水量，成为全国瞩目的一枝独秀。哈尼梯田成功应对极端干旱主要得益于完备的生态系统、有效的水资源管理与利用、良好的森林保护与管理以及哈尼人在千百年劳动生产中积累的适宜山区农业的传统知识。在全球气候变化、极端气候事件频发的大背景下，哈尼梯田复合生态系统适应气候变化的相关研究对于全球生态农业建设、稳定农业生产具有重要参考价值。此外，揭示以哈尼族为代表的少数民族传统知识在应对极端气候事件方面的特殊作用，对于指导我国民族地区有效应对气候变化具有积极意义，在一定程度上有利于促进少数民族传统知识的保护和传承。

1 哈尼梯田概述

哈尼梯田主要分布于云南省南部、东南部的哀牢山脉、元江流域地区，面积4万余公顷，由世居于此的哈尼族以及其它民族人民群众共同创造，距今已有1300年历史。哈尼梯田主要分布于海拔144～2000 m、坡度在15～75°的山坡上，森林、梯田、村寨、江河依次分布，具有显著的垂直特征[5]。森林—村寨—梯田—江河“四素共构”所形成的复合农业生态系统[6]，可以保持良好的水、土条件，有利于耕作和提高作物产量。研究表明，哈尼梯田稻作农业是传统山地农业中效率最高的农业模式[7]。哈尼梯田是全人类共享的文化与景观遗产，是人与自然和谐共存的典范，它为人类适应全球变化、保障粮食安全提供了应对战略与资源基础[6]。

2 哈尼梯田完备的生态系统

哈尼梯田复合生态系统主要由森林、村寨、梯田和江河四部分组成，具有显著的垂直特征，形成森林—村寨—梯田—江河沿等高线分布的空间结构（如图1所示）。这种空间上的垂直分布模式，对于保持水土、维持系统稳定具有重要作用[8-9]，另外，各部分间相互作用、有机结合，确保了复合生态系统始终维持着良好的生态功能，为适应气候变化提供了前提保障。

2.1 森林生态子系统

森林生态子系统在整个哈尼梯田生态系统中发挥着核心功能，一方面为哈尼梯田提供了大部分水源，另一方面为其提供了大量腐殖质。其主要功能包括：（1）涵养水源。森林通过截留、吸收天然降水和地表径流，有效调节了地表水的时空分布，充当“绿色水库”的角色。（2）保护土壤。森林通过对降雨和地表水的截留，有效减弱土壤所遭受的冲刷，减少水土流失，有效防止了泥石流、滑坡等地质灾害的发生。（3）天然仓库。森林为村寨子系统提供了饮用水源、薪柴、各种动植物食物及各种生产生活用品，被誉为哈尼人的“天然仓库”。

2.2 村寨生态子系统

哈尼族村寨大多位于森林和梯田之间的半山腰，这里气候温和，适于居住，既便于上山采集狩猎，又利于梯田的灌溉施肥等管理。哈尼村寨选址具有严格的条件，首先必须选择朝阳而平缓的山梁、山坡或散布其间的小凹地；其次是必须有水源；再次是上方必须分布着茂密的原始森林[10]。哈尼族在建寨时要选择水源丰富的地方，任何一个哈尼村寨都会修建蓄水池或水井，然后搭建水渠竹管引入高山溪流，为日常取水、洗菜、洗衣服所用。村寨生态子系统具有控制和影响其他子系统的功能，对于整个复合系统的维持和发展具有重要影响。

2.3 梯田生态子系统

哈尼梯田是在哈尼人影响和控制下达到动态平衡的农业生态系统，是人工湿地的杰作，梯田中的典范[11]。梯田生态子系统是以梯田为基础，以水稻作物群落为中心的半人工生态系统。作为一个输入和输出均开放的生产系统，梯田生态子系统与其他三个子系统间存在着显著的相互作用关系，其主要功能包括保持水土和物质能量输出两个方面。哈尼梯田沿山坡而筑，对于山地水土流失具有较强的控制作用，还通过截留径流中的腐殖质发挥保肥作用。梯田生态子系统具有向村寨子系统提供食物和能量的功能，它为村寨子系统提供了最主要的食物——稻米，并提供了作为重要菜肴的梯田动植物，也提供了一定的生活资料——稻草。

2.4 江河生态子系统

江河生态子系统的主要作用为通过强烈的蒸发、蒸腾作用为高山森林区提供充足的水分，实现水资源的循环利用。哈尼梯田集中分布的哀牢山、无量山地区，分布有红河（又称元江）、把边江（又称李仙江）和澜沧江三条主要河流及众多支流，单红河州境内长度超过10千米的支流便有17条之多[12]。众多江河分布的河谷地带终年干燥炎热，蒸发量和蒸腾量极高，大量蒸发、蒸腾的水汽上升至高山森林位置时遇冷凝聚，形成降水。研究表明，哀牢山地区降水量无论在旱季还是雨季都有随海拔增高而增加的趋势[13]。以哈尼梯田核心区元阳县为例，该县全年雾天多达180天，相对湿度达85%[14]。水分蒸发形成的绵绵雾雨滋润着其它生态子系统，极大地减弱了极端干旱的影响。

3 哈尼梯田复合生态系统的水循环

哈尼梯田复合生态系统的灌溉水源以降雨经森林截留之后形成的地表径流及泉水出露为主。溪水流出森林后，经沟渠自上而下流经村寨，进入梯田。梯田上丘和下丘均有出入水口，上满下流，终年不息。在灌溉层层梯田后，最终汇入位于干热河谷地区的红河等江河。江河水网密布的河谷地区，由于常年高温而蒸发强烈。水分蒸发形成的热气团上升至高山低温区时形成绵绵雾雨，重新滋润高山区的原始森林，在林海山间汇集成无数水潭和溪流，进行下一次水循环。整个水循环过程如图2所示。正是在这一周而复始的水循环过程作用下，整个哀牢山区形成了“山有多高，水就有多高，到处泉水叮咚响”的独特地理环境[15]。

哈尼人充分利用这一特殊的自然地理条件，凭借聪明才智和创造精神从海拔1900米的森林边缘修筑数千条沟渠，将溪水引入海拔1600米左右的村落分布地带，并从村寨周边往河谷山脚开垦出层层梯田，引导溪水泉流终年顺着层层梯田下流汇入河流水系。密集的沟渠将四个子系统紧密联系在一起，形成了森林—村寨—梯田—江河有序分布、和谐发展的复合生态系统。哈尼梯田复合生态系统的水循环过程实现了水资源的重复利用，在极端干旱条件下为生态系统提供了充足的水分。

图2 哈尼梯田复合生态系统水循环示意图Fig.2.Water Circulation Process of Hani Terraced Fields Complex Ecosystem

4 子系统间的相互作用

哈尼梯田复合生态系统四个子系统间的物质循环与能量流动是其可持续发展的基础。四个子系统间的相互作用关系如图3所示。森林生态子系统为村寨子系统提供水源、薪柴、动植物产品及建材等生产生活用品，为整个复合系统提供水源；梯田生态子系统为村寨子系统提供稻米、鱼虾、水芹菜等食物，同时是畜禽饲料的主要来源；村寨生态子系统通过输出人力、畜力等辅助能及各种技术调节和控制着整个复合生态系统，维持自身的稳定和发展[5]；河谷生态子系统汇集水资源后，通过蒸发形成降雨，实现水资源的循环利用。在以上一系列复杂关系作用下，整个生态系统保持了较高的稳定性，成功抵御了极端干旱等外界干扰。

图3 四个子系统间的相互作用关系Fig.3 Interaction Relationship within Four Subsystems

5 结语

哈尼梯田是人与自然高度和谐发展的农业生态系统，对于如何在全球气候变化、极端天气频发背景下稳定农业生产具有重要的借鉴意义。哈尼梯田复合生态系统四个子系统间的物质循环与能量流动是其可持续发展的基础。后续将深入研究哈尼梯田复合生态系统能够成功应对极端干旱气候的机制。

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