浅谈甘肃黄土高原区的植被恢复与重建

赵志炜，谢新平

（甘肃省林业科学研究院，甘肃 兰州 730020）

1 引言

甘肃黄土高原地区位于我国西北腹地，南接陇南山地，东起甘陕省界，西至乌鞘岭，土地面积约1.13×105km2，占甘肃省总面积的24.9%[1]。甘肃黄土高原大部分为厚层黄土覆盖，径流水长期强烈侵蚀，逐渐形成千沟万壑、地形支离破，再加上区内降雨季节分配不均，自然灾害频发，致使黄土高原成为世界水土流失最为严重和植被群落系统最为脆弱的地区之一。陆地植被生态系统在调节气候、生物多样性保育、保持水土等方面具有非常重要的作用，植被恢复与重建一直是该区域生态建设的重要环节。自1999年实施退耕还林（草）、天然林保护等国家重大生态工程以来，黄土高原植被覆盖率得到了显著提高，水土流失得到了有效控制，土壤侵蚀治理成效显著。但是，在人工林营造和发育过程中普遍存在一些问题，如人工林结构单一、违背适地适树原则、造林密度过大、管理粗放等现象造成人工林过早衰退、生态效益低、景观价值差、生产力不高等现象。尤其是在黄土高原干旱半干旱地区，地形地貌多样，水热条件差，地下水资源一般不易利用，普遍单一乔木树种造林，致使很多地方出现“小老树”现象。

在黄土高原植被恢复与重建的理念方面，经历了改善农业生产条件、治理水土流失、退耕还林还草及封山育林等阶段，并正在转入生态系统综合服务功能提升阶段，其核心理念变迁突出体现在从解决个别问题到关注植被的多功能效益，从单一技术到综合措施的运用，从提高植被盖度为主到关注植被结构改善和功能提升的转变；在黄土高原水土流失治理策略和技术方面，经历了从坡面就地治理、小流域治理、流域管理等阶段，并正转入面向区域可持续发展宏观布局的多尺度综合管理阶段。

随着人类认识自然水平的不断提高，和人类对自然需求的变化，人们越来越更多考虑人工植被多种功能的协同性和可持续性，植被建设从提高植被盖度转到水分限制下的植被群落结构的优化、“近自然林业”和“生态系统自然恢复”理念指导下的经营管理。追求的目标为人工植被生态系统的稳定性和多功能效益的最大化，以及对相邻或下游其他生态系统的影响，在多个空间尺度上对多种功能的权衡而实现促进区域可持续发展，这也是当前甘肃黄土高原地区生态恢复与重建面临的主要挑战。

2 甘肃黄土高原植被恢复面临的机遇和挑战

中国黄土高原经过长期大规模的植被重建和恢复，在提高植被盖度、水土流失防治、减少流入黄河泥沙等方面取得了明显成效，但在植被建设的质量方面与满足国家生态文明建设和区域经济发展需求方面依然存在很大差距，诸如林地生态防护功能低且不稳、生态恢复与经济产业发展不均衡、科学技术成果不能高质量转化为林业建设的实践能力、技术辐射与推广方式单一、不易被技术使用者直接接受等问题。在植被建设理念方面，现代人类社会发展先后经历了发展农业、保护与利用相结合、优先保护、综合治理、生态文明等不同阶段，其核心思想体现在从关注农业生产和经济到关注自然-社会-经济系统效益、从单一理念到系统综合、从治理为主到保护为主、从关注当前发展到可持续性发展等转变。这种理念的演进，既体现在水土流失综合治理、植被保护等法规、法律的完善演化，也体现在国家行为上。

党的十九大做出了关于中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段的重大历史判断，高质量发展要求对发展理念创新，对社会经济结构调整、对社会-经济-自然复合系统管理、对生产力要素配置等提出了更高标准。2019年9月18日，习近平总书记在郑州主持召开了黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话，黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略，黄河流域由此也将迎来“大治时代”。2021年10月8日，中共中央、国务院印发《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》，指出黄河流域生态保护和高质量发展关系到中华民族伟大复兴，学习新发展思想，尊重自然和社会发展规律，系统推进山水林田湖草沙综合治理、系统治理、源头治理，优化水资源利用配置，促进黄河流域生态综合整治，全面推进黄河流域高质量发展，提高人民生活质量，保护传承弘扬黄河的历史文化，让黄河成为造福人民的幸福河。依据国家黄河流域高质量的战略部署，2021年10月27日，甘肃省委、省政府印发《甘肃省黄河流域生态保护和高质量发展规划》，明确了生态治理和可持续发展的新理念，其技术和战略思想体现在生态治理及其多功能效益的发挥，强调系统结构的优化配置、近自然发展思想指导“生态经济社会协同可持续发展”，利用系统性治理措施，提升系统的多功能效益。具体实施要根据区域社会-经济发展差异特点，实现景观林、生态林和经济林等宏观布局，最终实现资源高效利用，环境改善，生态保护和社会经济发展协同提升的目标。

水分是黄土高原植被恢复关键因子，区域多年平均降水量200～600 mm，多为暴雨，约50%～80%集中于7—9月份。降水是干旱半干旱黄土高原地区土壤唯一的补给来源，一部分降水形成土壤入渗，但地表植被强烈的蒸散发、形成长期土壤亏缺，导致土壤干层严重。该区气候特点为旱灾出现频率较高、降雨有效利用率低、土壤侵蚀严重。从而导致黄土高原生态过程阈值低、反应快，自身恢复能力差。黄土高原生态系统对极端气候及人类干扰响应敏感，易出现退化现象，导致林分结构不良、生长量低、早衰、自然更新缺乏、稳定性差、土壤干化等问题[2]，限制了生态系统多种效益的发挥。黄土高原人工林草系统健康及稳定性、生态功能及系统结构、演化过程及生态修复技术等方面，在时间和空间较大尺度上成为制约黄土高原生态恢复的关键科学问题。探索人工林草系统结构和功能、水分环境和土壤演变的过程，进行理论和技术创新，支撑区域植被建设与保护，促进人工植被可持续恢复，将为我们进一步创新研究提供了方向。

3 甘肃黄土高原植被健康与可持续发展及途径

3.1 统筹“山水林田湖草沙”系统治理

2020年，国家将陇中和陇东黄土高原的生态保护和修复列入《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021—2035年）》。当前，全省国家公益林面积7.44×104km2，其中人工林面积5.61×104km2。但这些人工林存在林分结构单一、生物多样性低以及大面积衰退的问题，主要是已有人工林建设仅考虑了短期水土流失治理的效果，没有关注土壤水分条件与林草系统稳定性的关系，故需从土壤水分约束林草植被系统的视角，重新优化和改造已有人工林结构。“要统筹山水林田湖草沙系统治理”，维持黄土高原生态系统正常运行[3]。做好山水林田湖草沙一体化保护和系统治理工作，深刻认识和把握生态文明建设规律，突出人与自然和谐共生的价值追求，从更好保护生态系统完整性出发，立足各生态系统自身条件，遵循“宜耕则耕、宜林则林、宜草则草、宜湿则湿、宜荒则荒、宜沙则沙”的原则，既不能一味放任、屈从生态系统的变化，也不能仅仅按照主观意志对生态系统进行人为干预；坚持自然恢复为主、人工修复为辅，整体考虑生态系统的完整性，以对流域、山体山脉等为管理和治理单元，结合行政地域划分，科学开展生态保护修复。深刻理解习近平生态文明思想，遵循客观规律，坚持系统观念，增强各项举措的关联性和耦合性，更好统筹山水林田湖草沙系统治理。

3.2 “量水而行”是植被健康的关键

甘肃省黄土高原地区极易遭受持续干旱和强暴雨侵蚀等自然灾害，导致区域水土流失严重、植被覆盖度低、森林退化等问题，虽历经几十年生态治理并在植被恢复、侵蚀控制等方面取得了显著成效，但上述自然灾害问题依然十分突出，尤其是干旱缺水的状况不但没有扭转反而更加严重，表现为生态环境脆弱、土壤干层严重，径流大幅减少，上中下游之间以及行业之间的用水矛盾愈加尖锐，《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》计划实施生态优先、量水而行、因地制宜、分类施策、区域均衡的流域治理。开展“量水而行”的旱区植被恢复，是实现“高质量发展”的前提和保障。区域水分植被承载力是黄土高原旱区“量水而行”的植被恢复不可超越的上界，水资源不足是限制植被恢复及影响植被稳定性的最大因素，黄土高原过去有很多实例表明，超过植被承载力的植被恢复，尤其大规模造林，即使在短时间内看来是成功的，但长期稳定性很差，抵御干旱和其他次生灾害如病虫害的能力很低，甚至出现森林的大面积退化或者成为“小老头”树[4-5]，导致造林成效低，造成人力、物力的巨大浪费。超过区域水分植被承载力的植被恢复还会导致流域产水量减少[6]，出现土壤干层等生态退化现象。因此，黄土高原旱区植被恢复，必须考虑对供水安全和多种生态系统服务功能的影响，即需要同时考虑水分限制下的植被稳定、产水影响和多功能需求的植被承载力，在深入研究各类植被的数量、结构和分布格局对生态水文过程与功能影响的基础上，开展植被承载力指导下的科学造林，从而实现“高质量发展”要求的旱区植被恢复与水资源合理利用。

3.3 实施乡村振兴战略，科学植树种草

科学植树种草是推进乡村振兴战略、实现美丽乡村建设的主要内容，也是满足人民对美好环境需要的必然选择。依托退耕还林（草）、天然林保护等国家重大生态工程建设成果的基础，进一步提升我省黄河流域生态建设质量，推进城市绿化、村镇绿化和通道绿化，形成点、线、面结合，城乡一体化协同发展的生态建设格局；充分尊重自然规律，建设稳定的人工植被生态系统，促进黄土高原生态系统健康发展，提升水土流失整治的效益最大化。同时坚持生态恢复与产业经济发展和美丽乡村建设相结合，因地制宜促进生态产业发展，支持和培育特色经济林、碳汇林、森林旅游与康养基地建设。以全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，牢固树立新发展理念，落实高质量发展要求，统筹推进“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕总要求，坚持以人民为中心，满足人民对美好生态环境的需求为目标，全面推进乡村科学绿化，切实提升乡村绿化建设的质量，努力建设“村美、业兴、家富、人和”的生态宜居美丽乡村。

4 未来和展望

人类社会经济的发展和气候演化背景下生态环境的演变规律、水土资源利用、土地自然承载力系统评价是当前的国际前沿研究领域。在国家大规模植被建设和生态修复背景下，生态景观时空变化、水土资源利用与其生态效应、土地的自然承载力方面的研究急需进一步深化。受林草生态格局的多样性、跨尺度的系统复杂性等因素的影响，生态治理与社会经济协同发展已成为新时代生态文明建设急需解决的技术瓶颈。因此，探明人工植被生态系统结构与水土资源可持续利用的相互作用，以及人工植被群落结构对实现其多功能效益的影响机制，为量化区域综合植被承载力提供理论依据，从而进一步选育适宜甘肃黄土高原生态建设的林（灌）草种、提出黄土高原脆弱生态系统分区保护、分类修复和调控途径，构建可持续林草生态系统及多功能效益的技术体系，是未来黄土高原实现高质量发展的重要保障。