浅析我国西北地区土地生态系统


浅析我国西北地区土地生态系统

 
 作者:杜福光 徐冲

    摘要:土地资源是人类赖以生存与发展的重要保障。目前,以荒漠化为表现形式的土地问题日益突出,由于特殊自然地理条件,在我国西北地区表现的尤为明显。本文对我国西北地区土地生态系统及土地利用情况进行分析,并综合生态系统管理理念运用于西部土地生态系统,探索适合该地区土地可持续发展的途径,这是顺利实施西部大开发战略,实现人与自然和谐发展的迫切需要。

    关键字:西北地区    土地生态     综合生态系统管理

    中国大约有260万平方公里土地受到荒漠化危害,影响人口达4亿之巨[1]。目前关注的问题是荒漠化是否作为全球变化的过程具有永久性,以及人类如何控制或逆转荒漠化过程;荒漠化过程加剧了农村的贫困,并加速农村剩余劳动力向城镇转移,城镇扩大和发展加剧对自然资源的压力,从而反过来加剧土地生态系统的退化和荒漠化过程。显然,土地资源的荒漠化是生态脆弱地区水、土资源和生物多样性保护、农业、林业、牧业和城镇化可持续性发展的主要瓶颈和障碍。所以对于土地荒漠化、资源和环境等问题的对策,不但应注重技术层面上的问题,更重要的是社会、经济和管理层面上的问题。

    1土地生态系统概述

    1.1土地生态系统概念

    土地生态系统,是土地各组成要素之间,及其与环境之间相互联系、相互依存和制约所构成的开放的、动态的、分层次的、可反馈的系统。该系统是一个由土地、自然环境、技术、政策、人等生态因子组合而成的有机整体,系统中的任何一种因子的变化都会使自然界原有的土地生态平衡被打破,尽管土地生态系统自身具有一定的恢复功能,但这个功能是有他自身的限度的,超过了这个限度将不能恢复。

    1.2土地生态系统特征

    1.2.1土地生态系统是具有多层次结构的复合系统,包括水平结构和垂直结构两方面。

    (1)水平结构方面:

    第一,各种子系统在地球表面连续不断地分布,如农田生态系统、草原生态系统、森林生态系统、城市生态系统等,不同子系统有其独特的能量交换和系统功能,是进行土地利用系统分析和研究土地利用结构布局的基础;

    第二,与气候、土壤、生物地带性分布具有相对应的景观生态结构,即土地类型宏观地带性地域分异,体现在纬向地带性分异和经向地带性分异;

    第三,与区域性地质、地貌、水文等要素具有相对应的区域景观结构,是形成区域土地类型结构和分布模式的基础。

    (2)垂直结构方面:

    第一,任何一种土地生态系统都可以根据其剖面性质不同分成几个不同的层次:地上层——气候、小气候、植被、动物;地表层——土壤、河川径流、浅层地下水、植物和微生物;地下层——土壤层以下的岩石、深层地下水等。

    第二,土地生态系统的垂直结构还体现在随着海拔高度的不同所造成的气候、土壤、植被的垂直地带性分布,以及随之而引起的景观生态结构的垂直地带性演变,研究土地生态系统的这种垂直地带性结构演变,对于山区土地资源的综合开发具有特殊意义。

    1.2.2土地生态系统是一个开放的动态系统

    土地生态系统存在着内外物质和能量的交换。

    首先,土地生态系统与人类之间的物能交换,使之具有物质生产能力。人类通过对土地的投入和改造利用,源源不断地获取基本生活用品,这种投入与产出的关系应该是一种双向的平衡交流,如果人类不遵守这种自然规则,对土地进行掠夺性经营,则土地生态系统就会退化。反之,人类也可通过生态工程设计使土地生态系统向更高效的方向发展。

    其次,土地生态系统与地球外部环境的能量交换,特别是与太阳之间的关系,使之处于一种周期性的动态状态。

    第三,土地生态系统内部的四大基本循环——大气循环、地质循环、水分循环和生物循环都在不同程度上决定了土地生态系统的功能差异。只要某一循环发生变化,土地生态系统的功能就会发生改变,甚至出现退化现象。

    1.2.3生态系统是自然界最活跃的场所,是人类的活动基地

    首先,土地生态系统是地球表层的大气圈、水圈、岩石圈,同时包含了生物圈、土壤圈等的复合界面,是各种物理过程、化学过程、生物过程、物质与能量的转化与交换过程最活跃的场所。自然界的四大基本循环使有机界和无机界相互作用,将土地的各个自然要素连接成一个有机的统一整体,即土地生态系统,具有统一的功能,即土地生产力。

    另一方面,土地生态系统由于有了人类活动的参与,使之具有明显的经济特点,因此土地生态系统又是一个生态经济系统。

    1.2.4土地生态系统具有自我调节功能和代偿作用

    土地生态系统在自然演替过程中,表现出自我调节的功能,往往通过生物种群数量的改变以抵制环境的变化。同时系统内的能流和物流可以通过多渠道进行,如某一渠道受阻,可以改由其他渠道继续进行,即所谓代偿作用。在这种代偿过程中,某些生物的种类会发生变异,或进化或退化,一些自然过程所取代等。但是,土地生态系统的自我调节作用和代偿功能是有一定限度的[2]。

    2西北地区土地生态系统概况

    2.1西北地区土地覆被概况

    西北地区可以从地理上以及行政上两方面予以界定。从地理上讲,西北地区是我国西北内陆的一个区域,是中国四大地理区域之一,它包括黄土高原西部,渭河平原,河西走廊,青藏高原北部,内蒙古高原西部,柴达木盆地和新疆大部的广大区域,通常简称“西北”。西北地区东以贺兰山为界,南以昆仑山、阿尔金山、祁连山北麓为界,西界、北界均为国界。全区包括新疆维吾尔自治区的大部分,甘肃省与内蒙古自治区的西部,青海省河湟一带,以及宁夏回族自治区的西北部。全区面积约占全国陆地面积的1/5。从行政上讲,西北地区包括五省区,主要有陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区和新疆维吾尔自治区。

    西北地区深居内陆,四周多高山,来自海洋的湿润气流很少能够到达,因而形成我国最干旱的地区,境内大部分属于干荒漠。东西两侧边缘地区属于荒漠草原。荒漠化土地类型以风蚀荒漠化为主,占荒漠化土地总面积的70%。据国家林业局的资料,1994~1999年的5年间,全国荒漠化土地年均净扩大了1.04万km2,沙化土地面积年均净扩大3436km2。这就表明,无论是荒漠化还是沙化土地,都呈蔓延、扩大和加重的趋势。

    2.2土地退化趋势加剧

    从自然因素看,西北地区的地表除山地丘陵外,平地覆盖着深厚的疏松沙质沉积物,加上大风日数多而且集中,这就为风沙活动提供了条件,导致土地退化严重并有加剧的趋势。气候因素特别是年降雨量的变化,加剧了土地退化的进程。多雨有利于抑制风沙活动,反之,持续干旱则促进土地退化的进程,直接导致土地的荒漠化。

    2.3土地退化的原因分析

    造成西部地区土地退化的主要原因有:

    2.3.1生态环境脆弱。西部大开发战略所指的西部地区,泛指西部生态环境恶化,经济欠发达的地区,包括国家“七五”计划制定的三大经济地带中的西部经济地带全部和中部经济地带的内蒙古、晋西、湘西、鄂西、赣西南等“老、少、边、穷”地区。本地区大部分属干旱、半干旱地区,降水量小,蒸发强烈,且多大风天气,地表植被为荒漠、草原,植被覆盖率低,造成强烈的风蚀、水蚀和次生盐渍化。

    2.3.2农业发展对土地资源开发利用强度过大。西部地区大部分属贫困和较贫困地区,人口密度过大,土地负载量大,以粮为主的单一农业经济占据主导地位。在脆弱的生态环境下,高密度的贫困农业人口的生存,高强度地利用土地与生物资源,过度农垦,导致土地退化和生态环境恶化。

    2.3.3工矿区、城镇周围在工矿开发、道路、城镇的基本建设过程中造成的土地退化。如露天开采,直接损坏表层土壤和植被;堆放开采过程中产生的废弃物(尾矿、矿渣等)占压土地并造成严重的崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害,破坏了土地;工矿开发、城镇建设中产生的有害废弃物随水分循环进入土壤,造成土壤污染。

    2.3.4土地的荒漠化与农村贫困同步

    半干旱草原区、干旱区天然绿洲的土地荒漠化过程中,人为因素往往起到主导作用。主要表现在:人口失控,给资源环境带来了巨大压力;掠夺性的利用水土资源;治理方针存在偏差,防治错位,点面处理不当,重乔木轻灌草;管理体制分割,缺乏有力的协调机制;思想认识的片面性,缺少与自然和谐相处的观念。

    土地荒漠化地区是我国贫困人口集中分布区,国家级的贫困县占全国贫困县的17%,贫困人口占全国贫困人口的1/4。土地荒漠化地区形成了两个相互联系的恶性循环,“愈穷愈垦,愈垦愈穷”。

    西部地区包含了地理意义上的西部地区,西北地区的土地退化及荒漠化除了以上的几种原因之外,还有其独特之处,有着自身的特点。

    西北地区生态条件十分脆弱,目前全国水土流失面积为360万平方公里,其中约有80%发生在西部。陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆水土流失面积分别占各省(区)总土地面积的67%、85%、75%、46.3%、58%,内蒙古自治区西部地区水土流失面积占该地区总面积的87.2%。全国每年新增的荒漠化土地也大都分布在西北地区。这些都加重了该地区自然灾害的严重性,严重阻碍了西北地区的可持续发展。

    森林面积不断减少,生态功能不断衰退。我国森林面积覆盖率约为13%,远远低于世界平均水平,而西北地区的森林覆盖率还不及全国森林覆盖率的一半。天然林下降,人工林增加,森林树种趋于单一化,加之林分结构不尽合理,因此森林生态功能差,自我调节能力也严重下降。

    严重的水土流失,坡坏了生态系统自身修复能力。西北地区是我国水土流失的重灾区,其中占宁夏全区面积2/3的南部山区、甘肃的陇东黄土高原以及陕西北部、山西西部等地区都是水土流失严重的地区。

    土地荒漠化面积逐年增加,成为经济落后、农民贫困的根源之一。我国荒漠化土地面积达262.2万平方公里,新疆、内蒙古、西藏、甘肃、青海5省(区)的荒漠化土地面积为250.5万平方公里,占全国土地荒漠化面积的95.5%。土地沙化是西北地区土地荒漠化中最突出的问题之一,它致使土地退化,产出率降低或丧失生产力,已成为当地经济落后、农民贫困的根源之一。

    沙漠戈壁面积大,风沙危害蔓延。西北地区分布着全国最大的沙漠和戈壁。沙漠中包括塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠,腾格里沙漠以及毛乌素沙漠等,总面积为492万平方公里,占全国沙漠总面积的69%。在沙漠戈壁中除小面积绿洲之外,大部分为干燥的沙砾所覆盖,夏日炎热,冬天酷寒,风大水缺,飞沙走石。因此,西北地区是沙尘暴容易发生的主要地区,进入20世纪90年代,沙尘暴的发生有发展的趋势,特点是频率增加、强度增大、范围扩展。

    总之,土地荒漠化的产生和荒漠化土地的扩大,不是孤立现象,它既是自然和人为因素的综合作用的产物,又是历史、社会、思想、政策与体制等多方面人为因素造成的,是社会生产力发展水平的综合表现。

    2.4西北地区土地退化的防治现状

    在国家进行西部大开发以后,针对土地退化的防治,特别是土地荒漠化的防治方面做了大量工作,并取得了明显的成效。我国荒漠化防治工作虽然取得了明显的成效,但当前防治形势依然十分严峻,主要表现在:一是治理形成的植被刚处于恢复阶段,一年生草本植物比例较大,植物群落稳定性差。二是自然破坏力很大,特别是水资源匾乏,生态极度脆弱,植物生长成活十分困难,如果管理稍不到位,就有可能导致植被的衰败死亡,致使前功尽弃。三是防治任务非常艰巨。全国现有174万平方公里的沙化土地中,有50多万平方公里具备治理条件,如果按现有的治理速度,至少需要几十年的时间才能完成治理。四是导致荒漠化和沙化扩展的各种主要人为因素没有根本消除。滥放牧、滥开垦等行为在部分地区仍程度不 同地存在。五是不利的气候因素,特别是干旱化对加速土地退化的影响亦不可低估[3]。

    3 综合生态系统管理理念的运用

    在全球环境基金的大力支持和我国财政部的直接指导下,经过政府有关部门和亚洲开发银行以及西部六省(区)的共同努力,中国/全球环境基金干旱生态系统土地退化防治伙伴关系项目已于2004年7月正式启动。这是中国政府与全球环境基金在生态领域第一次以长期规划的形式,将综合生态系统管理理念引入到中国西部退化土地治理事业中来。其主要目的是创立一种跨行业、跨区域、跨领域的可持续的自然资源综合管理框架。项目的实施将促进我国西部生态环境改善,并为我国其他地区乃至世界其他发展中国家提供范例和经验,为推动全球生态环境的保护和发展做出贡献。

    3.1综合生态系统管理理念在国外的应用

    美国、澳大利亚和加拿大等国都曾经由于粗放的土地利用方式和不适当的政策,导致干旱地区严重的土地退化和生态系统的破坏。但他们经过反复的探索和实践,在综合的自然资源和生态系统管理方面,分别走出了自己的成功之路,其中一些经验值得我国借鉴。以美国为例,说明综合生态系统管理在美国南方大草原沙尘暴区的应用。 

    20世纪30年代,美国南方大草原处于经济萧条期的农民和牧场主过度开垦土地,造成严重沙化,沙尘暴不停地袭来。1935年,震惊世界的特大沙尘暴横扫美国2/3的领土,从西海岸到东北海岸刮起了约3亿吨表土。这不仅导致了大批贫穷农民的迁移,而且还导致了土地状况的剧变。从1940年开始,经过50多年的综合治理终见成效。

    美国解决尘暴区问题所采取的综合措施包括[8]: 

    3.1.1美国总统罗斯福启动了“大草原各州林业工程”,植树规模在当时首屈一指。南部6个州在8年中共营建林带近3万公里,保护了3万多个农场的162万公顷农田。这一重大工程在国际上产生了巨大影响。

    3.1.2在开展造林工程的同时,国家通过立法成立了土壤保持局,鼓励各州采取土壤保持措施。如从农民手中租用土地,并实行土地保护措施,国土管理局向农民支付实行土地保护措施的费用;农田免耕、休耕和粮草轮作等措施得到广泛推广。

    3.1.3向农民购买大片土地用作示范项目,种植草与灌木,数百万公顷易受旱灾的农田退耕还草,改为牧场,形成永久的再生植被。

    3.1.4人口自动迁移。在黑风暴肆虐的几年中,大平原几百万居民举家迁往西海岸的洛杉矶、旧金山等城市。废弃的农田无人干预,草又长起来了,有效遏制了沙化。

    实践证明:在处理重大的生态问题时,需要考虑包括生态、社会、经济、立法及政治因素在内的多种因素。单纯依靠某个因素是无法起作用的。对于严重退化土地的恢复是一项缓慢的过程,且花费巨大。这项过程需要各级政府、民间组织、土地使用者、科学家以及技术人员的多方合作。应根据实际进展,不断地调整计划,完善管理措施;必须坚定成功的信念,坚持长期不懈努力。 

    3.2综合生态系统管理理念概况

    作为一种可持续自然资源管理的重要方法,综合生态系统管理将生态学、经济学、社会学和管理学原理仔细巧妙地应用到对生态系统的管理之中,以修复和长期保持生态系统的整体功能,其主要目的是创立一种跨越部门、行业或区域的综合管理框架。它要求在制定国家土地退化防治规划的时候,从生态环境的整体性上去综合考虑各个因素间的相互联系,将跨部门参与方式运用到自然资源管理的计划和实施中去,探索优化资源和资金配置、创新管理体制、完善运行机制,进而从根本上防治土地退化的新途径。

    关注中国土地荒漠化问题和社会经济的可持续发展,多数这类项目与国家生态环境规划和区域发展政策结合。集中体现在:(1)荒漠化、天然林保护和退耕还林的类型、标准和指标;(2)利用 GIS/RS技术,对荒漠化化区域自然资源进行评价、监测和经营管理规划,农业、林业、牧业生态区划和规划,基础设施建设和城镇发展规划等;(3)荒漠化地区恢复生态研究。然而对于各级政府管理部门如何把社区和农户引入政策和规划的过程缺乏认识[4~7]。只有综合生态系统管理,(1)全面地评价人类利用生态系统对其功能和生产力的影响,使人与自然的交易具有效率性、透明度和持续性,要比单独某个专业领域的理论和实践更有效。

    3.3综合生态系统管理理念在西北地区土地的实施

    3.3.1准确把握综合生态系统管理方法

    实施生态系统综合管理是可持续 自然资源管理的重要途径,也是全新的尝试,需要我们在实践中不断探索和完善,准确把握,正确运用。对综合生态系统管理的运用,只有遵循整体性原则,从全球着眼,从中国西部着手,采用多学科交叉的方法,揭示土地退化过程的机理,才能从系统和整体的高度上,提出土地退化的趋势预测、影响评估和可行对策。既要从局部治理着手,又要有整体规划,考虑水、土、气、生物等各方面的因素,运用综合生态系统管理的方法,以达到总体上最优的生态平衡。

    3.3.2科学认识土地退化规律

    土地退化的成因很复杂,因此,在土地退化地区和受到土地退化威胁的地区必须系统深人地分析土地退化防治所面临的各种问题,并针对不同地区的主要矛盾开展工作,全面持久地开展中国西部地区干旱生态系统综合管理实践,探索基于现代科学、技术和政策、制度的综合生态系统管理的模式并加以推广,提高科学工作者和广大群众对土地退化规律的认识。

    3.3.3加强多部门的协调与合作

    综合生态系统管理需要不同部门机构的协调和合作,特别是负责林业、农业、畜牧业、水利、环保、国土、科技、财政、规划以及立法的机构。土地退化防治的行政管理涉及农业林业、环保、水利等许多政府部门。因此,在土地退化防治中,需要各部门的共同参与和积极配合,充分发挥各方面积极性,为项目的实施创造更加有利的环境和条件。

    3.3.4加强各类人员培训和能力建设

    各地区参与人员不仅要具有较强的专业水平,还要熟悉相关法律、法规和政策,特别是要熟悉和掌握综合生态系统管理知识与方法,这是确保土地退化防治工作顺利实施并取得重大成效的关键。为此,在土地退化防治工作中,必须把项目参与人员的业务培训作为一项重要工作来抓。广泛开展国际间的培训与交流,充分利用国内外科技资源和人才资源,加强综合生态系统管理及其在控制和防治土地退化领域的思想传播与技术培训工作,为我国乃至全球土地退化防治的科技水平、管理水平和工程建设水平的提高做出新的贡献[8]。

    参考文献

    [1] 王鸣远,杨素堂.中国荒漠化防治与综合生态系统管理[J],西北林学院学报.2005,20(2):1~6

    [2] http://www.hudong.com/

    [3] 江泽慧.中国西部退化土地综合生态系统管理[J],世界林业研究.2005.10,1-5

    [4] 王鸣远.中国林业经营类型系统及环境功能评价指标体系的探讨[J].林业科学,1998(2): 92 -110.

    [5] 朱震达,刘恕.中国的荒漠化及其治理[M ].北京:科学出版社, 1989.

    [6] 恩和.草原荒漠化的历史反思:发展的文化维度.曾经草原—内蒙古生态与游牧文化展, 2003,2-22.

    [7] 胡培兴,中国沙化现状及防治对策浅谈.人民网, 2002

    [8] http://scitech.people.com.cn/GB/25509/51788/51790/3631535.html

    [9] 王鸣远等.中国荒漠化防治与综合生态系统管理

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