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摘 要:为了实现祁连山水源涵养林可持续经营,改善其林分结构不合理,提高生态系统功能,在实地调查的基础上,采用生态学的方法,分析了祁连山水源涵养林生态恢复与保护存在的林分密度大、质量低、分化严重、天然更新差、病虫害频繁及管理体制不顺等问题,提出了解决的对策措施。建议建立长效保护机制、开展人工造林、科学经营、加强植被恢复技术研究与推广等措施,提高祁连山水源涵养林生态系统的生产力和自我维持能力及环境承载力,增强生态环境功能,保障祁连山及河西走廊社会经济的可持续发展。
关键词:水源涵养林;经营对策;祁连山
中图分类号:S727.21 文献标志码:A 论文编号:2013-0816
Abstract: In order to achieve sustainable management of water resources conservation forest in the Qilian Mountain, improve the unreasonable forest structure and increase function of the ecosystem. On the basis of field investigation, using the method of ecology, the author analyzed the problems existing in the Qilian Mountain water conservation forests ecological restoration and protection, such as stand density, low quality, divided, poor natural regeneration, plant diseases and insect pests and management system and so on. Countermeasures were proposed. In order to increase the productivity of Qilian Mountain water conservation forests ecosystem and self-sustaining capacity and environmental capacity, the author suggested that strengthen the function of the ecological environment, safeguard the sustainable development and social economy of Qilian Mountain and Hexi Corridor. People should establish a long-term protection mechanism, carry out the artificial afforestation, scientific management, strengthen vegetation restoration technology research and promotion.
Key words: Water Resources Conservation Forest; Countermeasures; Qilian Mountains
0 引言
祁连山区自然环境独特,生物多样性丰富,但森林生态系统脆弱,是中国森林生态系统类型的自然保护区。祁连山现有水源涵养林43.16万hm2,主要有干性灌木林、青海云杉林、祁连圆柏林和湿性灌木林4种林型,零星分布有杨、桦、柳、油松等。祁连山水源涵养林同冰川构成了巨大的天然水库,冰雪融化成为石羊河、黑河、疏勒河三大水系、56条内陆河流的源头,储水量132亿m3,年径流量为72.6亿m3,灌溉着河西走廊18.5万hm2的农田,养育着400万人口,也是农业、生活用水的唯一来源[1],是维护河西走廊及下游省区经济、社会可持续发展的“绿色水库”和“生命线”,起着保持水土、调节气候、防风固沙、净化空气和保护生物多样性等多种生态功能[2]。近些年,随着气候变化、人类活动频繁,祁连山水源涵养林生态系统结构和功能发生了较大的改变,生态环境变得更为脆弱。因此,如何科学经营祁连山水源涵养林,促进祁连山林区的生态环境建设,保持河西地区社会经济持续、健康、快速发展,则是人们面临的紧迫课题。
目前,已有许多学者围绕祁连山水源涵养林水文特征、林下土壤变化、土壤微生物、森林生态质量状况评估及森林生产力等方面开展了许多研究[3-8],本研究从水源涵养林经营现状分析入手来探索可持续发展对策,以期为祁连山水源涵养林经营抚育提供科学依据。
1 祁连山区自然概况
祁连山是中国森林生态系统的优先保护区之一,也是中国“人与生物圈保护区”保护计划的重要组成部分。地处青藏、内蒙古和黄土高原交汇地带,气候高寒阴湿,年平均气温多在0℃以下,年平均降雨量300~500 mm,主要集中在5—9月,占年总降水量的89.2%。由于地域跨度大,气候条件独特,环境的异质性孕育了丰富的物种多样性。据不完全统计,区内有高等植物95科451属1311种、野生脊椎动物28目63科288种、昆虫16目172科1471种。祁连山水源涵养林森林覆盖率为21.3%,以青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Sabina przewalskii)为主。
2 研究方法
2.1 资料收集
收集近10年的有关祁连山森林资源规划及调查报告、保护区天然林保护工程实施方案、总体规划以及相关文献资料,摸清祁连山水源涵养林现状及存在问题。 2.2 现场调查
在研究分析现有资料的基础上,进行实地布设样方调查,有针对性地提出解决问题的方法措施。2012年7—9月,选取青海云杉林、祁连圆柏林以及灌木林为研究对象,每种森林类型设置3个重复,每种类型设置3个20 m×30 m的样地,共9个试验样地;每个试验样地再划分为3个10 m×10 m小样地。测定树高、胸径、冠幅、枝下高、林分郁闭度、天然更新状况等。
3 结果与分析
3.1 水源涵养林林分密度大、质量较低,且分化严重
经调查发现,研究区缺乏科学系统的经营管理措施和培育技术,现实林分密度过大、质量下降、林木分化严重。祁连山水源涵养林从林龄组成来看(见图1),林分以中龄林为主,其面积占全林分的58.4%;近熟林和成熟林占全林分的23.9%;而幼龄林和过熟林比例很小。从树种组成来看[9],青海云杉林占祁连山水源涵养林的24.8%,祁连圆柏林占3.7%,灌木林占67.4%,其他类型占4.1%,可见灌木林是祁连山水源涵养林的重要组成部分。水源涵养林林分以天然林占绝对优势,面积比例为98.0%,但树种单一,生物多样性低下,稳定性较差,不利于森林的可持续经营和整体功能的持续发挥。从林分郁闭度结构来看[10],林区郁闭度过高,中郁闭度(0.4~0.6)的林分面积达到63.8%、高郁闭度(0.7以上)的林分面积比例为27.2%。其中,尤其需要引起重视的是青海云杉和祁连圆柏林现实林分密度过大,一方面林分内林木分化严重,有相当数量的林木已经死亡或濒于死亡,蓄积枯损量累积达1.66万m3,对降水的分配作用也大为减弱。另一方面,因密度过大限制了林下育苗的天然更新。基于此林分质量下降,难以形成结构稳定的复层林,进而森林涵养水源的生态功能减弱,自然灾害的抵御能力也随之下降。
3.2 天然更新差,后备资源不足
林分郁闭度的高低直接影响林木种子的繁殖及天然更新。保护区的主要建群种青海云杉和祁连圆柏都是以种子进行天然更新,当青海云杉林内地被物盖度大于50%,厚度超过5 cm,或林分郁闭度大于0.5,或病虫害及冻害严重,或牲畜的践踏和啃食过度时,均可造成天然更新不良[11]。薛定刚等[12]对西营河试验区和祁连山森林更新的调查研究表明,青海云杉在林冠下的天然更新极差,更新不良和无更新的面积达47.2%以上,有些林场占85%左右,而林缘和山坡的带状集材道,因人为干扰、放牧等原因,更新良好。由此可见,纯粹的天然更新效果在一定程度不及人为干扰后的更新。目前,保护区郁闭度在0.7以上的林地占27.2%,郁闭度为0.4~0.6的林地占63.8%。郁闭度较高,林内枯落物较多,阻碍了幼苗根系与土壤的接触,造成大量幼苗死亡,林内缺少幼树;祁连圆柏幼苗多分布于母树周围的蔽荫处,由于缺少人工抚育,加之牲畜践踏的影响,幼苗很难成活,天然更新不良,导致保护区乔木林幼龄林面积仅占乔木林面积的4.8%,蓄积量仅占0.7%,后备资源严重不足。
3.3 病虫害种类虽少,但危害严重
祁连山保护区成灾的病害种类有青海云杉叶锈病、云杉美景梢锈病、针叶树苗木立枯病、落叶松枯梢病以及山杨黑斑病5种,其中以青海云杉叶锈病为最主要。并且病害随海拔高度增加而逐渐加重。孤立木、疏林、林缘以及林冠上部病情较重,郁闭度大于0.7的林内,病情较轻。据调查[13],青海云杉叶锈病在甘肃省天祝县天然林发病总面积约28000 hm2;祁连山北坡西段受害面积约8000 hm2。此病不仅为害云杉天然林,而且人工幼林、苗圃均受害严重。病株针叶早期脱落,次年迟发芽或不发芽,新梢年生长量只有健株的10%,病情重的林分生长衰弱,叶色黄绿,枝叶稀疏,球果少,种籽不饱满,发芽率低,影响天然更新和育苗造林。
3.4 管理体制不顺,对生态环境缺乏有效的管理
祁连山地跨甘肃省河西5市和兰州市永登县,青海省4州和西宁市共26个县,各级政府不同的职能部门分散管理农田、森林、草原、水资源、气象、矿产等自然资源,缺乏对祁连山生态环境保护与治理的协调管理机制,生态环境治理各自为政,治理手段和方法单一,综合治理力度不够。
甘肃省祁连山国家级自然保护区是1988年经国务院批准建立的森林和野生动物类型的自然保护区,1989年林业部批复了管辖范围265.3万hm2,界线没有超出甘肃省行政范围。而河西三大流域五大水系多数源头在青海省境内,保护区对水源涵养源流区随意采矿、盗伐森林和草原过牧都超出了管理权限。就是在保护区范围内,各级地方政府制定的土地利用规划也与保护区范围及功能区划脱节,林地权属不明确。
4 祁连山水源涵养林可持续发展对策与建议
4.1 全面落实生态效益补偿,开展生态示范县建设
首先,根据“谁受益、谁补偿”的原则,从祁连山水源林受益地区收取水源林经营及生态效益补偿金,用于对水源林经营管理的补助。其次,由于祁连山区冰川、雪山、森林、草原及湿地生态系统相互影响,共同发挥着水源涵养的功能,因此国家应将自然保护区范围内4.93×105 hm2林地全部纳入重点生态公益林补偿范围,并禁止在林地和核心区、缓冲区草场放牧。祁连山是个森林、草原交错的地区,长期以来林牧矛盾十分突。因此,从长远观点讲,应借鉴国外先进经验进行试验研究,有计划地试行轮牧制。在林缘地带划出一定范围进行育林、造林,待林木达到一定生长期时再在林内定期轮牧,逐步做到以林养牧或以牧养林,使林牧结合共同发展。同时,中科院寒旱所研究员冯起建议将甘肃省肃南和天祝2县作为国家生态保护与建设试验示范县,鼓励支持其加强生态用地管制,转变经济发展方式,创新保护与建设机制,综合治理,推动森林、湿地和草原可持续经营,建立和完善生态补偿和水资源上下游补偿机制,实行自然资源有偿使用等方面进行试验,积累经验,以供借鉴。
4.2 开展人工促进天然更新,提高水源涵养林生态功能 青海云杉和祁连圆柏的天然更新效果不理想,可以通过开展人工促进天然更新,提高水源涵养林生态功能。据调查研究影响祁连山林区青海云杉和祁连圆柏更新的主要因子是种子能不能进入土壤中。因此,可以通过人工促进天然更新的方式,人为在于林宙、林缘、集材道进行穴状整地。按照先易后难、循序渐进、稳步推进的原则,在造林地段上根据相同地段生长的森林类型和组成结构营造相应的生态林。首先选择在水热条件较好的林缘、林空、河谷地带,用乡土树种青海云杉、祁连圆柏和引入成功的华北落叶松造林。河谷地带选用青海云杉、沙棘、金(银)露梅、藓黄小檗等乔木和灌木树种造林;而在水热条件较差的阳坡,选用锦鸡儿、沙棘等抗旱性强的树种造林,能够最大限度地提高苗木在干旱季节的存活率。
4.3 倡导科学经营,提高森林质量
祁连山水源林长期以来一直没有一套科学的经营理论和技术体系来指导水源林经营实践。国内至今也没有一个科学的水源林经营模式,森林经营很粗放[14-15]。20世纪80年代至今,祁连山保护区虽然加强了对森林资源林政管理的力度,但是缺乏明确的经营目标和可行的经营计划,在实践中实施的是封育政策。祁连山近20年的绝对封禁,使林内枯枝落叶、雪压木、风倒木、枯立木、病腐木大量积累,林内卫生状况恶化,潜在的病虫鼠害蔓延和森林火灾发生危险等级超出了临界状态[16]。为提高水源涵养林质量和稳定性,需要按照德国近自然林业思想进行适度经营[17],调整林分结构和乔木林郁闭度,清理林内病腐木,促进林下天然更新,使水源涵养林环境得到改善,质量稳步提高。
4.4 水源涵养林病虫害防治措施
调查结果显示,对于大面积云杉天然林叶锈病,化学防治因成本高,维持期短难以实施,应当以营林措施为主;而云杉幼林叶锈病防治,应加强抚育,促进幼林尽快郁闭,可减轻病害,对于离村庄和水源较近的幼林,于6月中旬喷洒粉锈宁500~600倍液,治理效果非常明显。
总的来说,祁连山水源涵养林病虫害的防治首先需要转变理念,坚持培育健康森林、丰富森林生物多样性、提高森林生态系统的稳定性及抵御病虫害的能力,进而实现森林生态系统的可持续发展。其次,加强病虫害预测预报和植物检疫工作,防止外来有害生物入侵。再次,应加强生物防治技术的研发与应用,开展林业有害生物危险性评价研究,提高森林管理者的科技水平。
4.5 加强植被恢复技术研究与推广
近10年来,甘肃省祁连山国家级自然保护区、甘肃省祁连山水源涵养研究所、甘肃省林业科学研究院等单位先后立项50余项,围绕祁连山水源涵养林植被恢复、林下土壤变化、土壤微生物、森林生态质量状况评估、森林生产力及可持续经营等方面开展了许多研究。如孟好军等[6]通过研究不同植被类型下土壤微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度,分析了祁连山不同森林植被类型土壤微生物的数量变化、垂直分布、土壤呼吸强度和纤维素分解能力等的变化规律和特征;牛贇等[7]对甘肃祁连山水源涵养林生态水文过程机理进行了研究;金铭等[8]对祁连山林草复合流域5种主要灌木类型水源涵养功能进行了研究,对其持水能力的各项指标进行了综合比较分析;张学龙等[18]评估了青海云杉林的水源涵养服务功能,认为林冠对降水的截留分配与降水量、降水形态以及林分特征密切相关等。
祁连山森林生态研究在森林生态系统结构、功能、生态服务价值估算、森林有害生物防治、水源涵养、森林土壤变化等诸多方面积累了大量的数据,但对于祁连山森林生态系统结构功能的调整优化及水源涵养功能的有效提升方面研究较少,鲜见报道。因此,开展祁连山北坡森林生态系统结构功能及优化调整技术研究,将有助于加快祁连山植被恢复与生态功能的优化。
参考文献
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[12] 薛定刚,程林波.祁连山水源涵养林可持续发展经营对策研究[J].甘肃林业科技,2001,26(3):34-37.
[13] 中国园林网.青海云杉叶锈病[EB/OL].Http://baike.so.com/doc/4826486.html,2013-08-04.
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[15] 王永安.论我国水源涵养林建设中的几个问题[J].水土保持学报,1999(4):74-82.
[16] 李金良,郑小贤,池建,等.祁连山水源涵养林经营现状分析与经营对策[J].北京林业大学学报,2004,26(5):89-92.
[17] Hatzfeldt H.生态林业理论与实践[M].北京:中国林业出版社,1997:161-162.
[18] 张学龙,罗龙发,敬文茂,等.祁连山青海云杉林截留对降水的分配效应[J].山地学报,2007,25(6):678-683.
关键词:水源涵养林;经营对策;祁连山
中图分类号:S727.21 文献标志码:A 论文编号:2013-0816
Abstract: In order to achieve sustainable management of water resources conservation forest in the Qilian Mountain, improve the unreasonable forest structure and increase function of the ecosystem. On the basis of field investigation, using the method of ecology, the author analyzed the problems existing in the Qilian Mountain water conservation forests ecological restoration and protection, such as stand density, low quality, divided, poor natural regeneration, plant diseases and insect pests and management system and so on. Countermeasures were proposed. In order to increase the productivity of Qilian Mountain water conservation forests ecosystem and self-sustaining capacity and environmental capacity, the author suggested that strengthen the function of the ecological environment, safeguard the sustainable development and social economy of Qilian Mountain and Hexi Corridor. People should establish a long-term protection mechanism, carry out the artificial afforestation, scientific management, strengthen vegetation restoration technology research and promotion.
Key words: Water Resources Conservation Forest; Countermeasures; Qilian Mountains
0 引言
祁连山区自然环境独特,生物多样性丰富,但森林生态系统脆弱,是中国森林生态系统类型的自然保护区。祁连山现有水源涵养林43.16万hm2,主要有干性灌木林、青海云杉林、祁连圆柏林和湿性灌木林4种林型,零星分布有杨、桦、柳、油松等。祁连山水源涵养林同冰川构成了巨大的天然水库,冰雪融化成为石羊河、黑河、疏勒河三大水系、56条内陆河流的源头,储水量132亿m3,年径流量为72.6亿m3,灌溉着河西走廊18.5万hm2的农田,养育着400万人口,也是农业、生活用水的唯一来源[1],是维护河西走廊及下游省区经济、社会可持续发展的“绿色水库”和“生命线”,起着保持水土、调节气候、防风固沙、净化空气和保护生物多样性等多种生态功能[2]。近些年,随着气候变化、人类活动频繁,祁连山水源涵养林生态系统结构和功能发生了较大的改变,生态环境变得更为脆弱。因此,如何科学经营祁连山水源涵养林,促进祁连山林区的生态环境建设,保持河西地区社会经济持续、健康、快速发展,则是人们面临的紧迫课题。
目前,已有许多学者围绕祁连山水源涵养林水文特征、林下土壤变化、土壤微生物、森林生态质量状况评估及森林生产力等方面开展了许多研究[3-8],本研究从水源涵养林经营现状分析入手来探索可持续发展对策,以期为祁连山水源涵养林经营抚育提供科学依据。
1 祁连山区自然概况
祁连山是中国森林生态系统的优先保护区之一,也是中国“人与生物圈保护区”保护计划的重要组成部分。地处青藏、内蒙古和黄土高原交汇地带,气候高寒阴湿,年平均气温多在0℃以下,年平均降雨量300~500 mm,主要集中在5—9月,占年总降水量的89.2%。由于地域跨度大,气候条件独特,环境的异质性孕育了丰富的物种多样性。据不完全统计,区内有高等植物95科451属1311种、野生脊椎动物28目63科288种、昆虫16目172科1471种。祁连山水源涵养林森林覆盖率为21.3%,以青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Sabina przewalskii)为主。
2 研究方法
2.1 资料收集
收集近10年的有关祁连山森林资源规划及调查报告、保护区天然林保护工程实施方案、总体规划以及相关文献资料,摸清祁连山水源涵养林现状及存在问题。 2.2 现场调查
在研究分析现有资料的基础上,进行实地布设样方调查,有针对性地提出解决问题的方法措施。2012年7—9月,选取青海云杉林、祁连圆柏林以及灌木林为研究对象,每种森林类型设置3个重复,每种类型设置3个20 m×30 m的样地,共9个试验样地;每个试验样地再划分为3个10 m×10 m小样地。测定树高、胸径、冠幅、枝下高、林分郁闭度、天然更新状况等。
3 结果与分析
3.1 水源涵养林林分密度大、质量较低,且分化严重
经调查发现,研究区缺乏科学系统的经营管理措施和培育技术,现实林分密度过大、质量下降、林木分化严重。祁连山水源涵养林从林龄组成来看(见图1),林分以中龄林为主,其面积占全林分的58.4%;近熟林和成熟林占全林分的23.9%;而幼龄林和过熟林比例很小。从树种组成来看[9],青海云杉林占祁连山水源涵养林的24.8%,祁连圆柏林占3.7%,灌木林占67.4%,其他类型占4.1%,可见灌木林是祁连山水源涵养林的重要组成部分。水源涵养林林分以天然林占绝对优势,面积比例为98.0%,但树种单一,生物多样性低下,稳定性较差,不利于森林的可持续经营和整体功能的持续发挥。从林分郁闭度结构来看[10],林区郁闭度过高,中郁闭度(0.4~0.6)的林分面积达到63.8%、高郁闭度(0.7以上)的林分面积比例为27.2%。其中,尤其需要引起重视的是青海云杉和祁连圆柏林现实林分密度过大,一方面林分内林木分化严重,有相当数量的林木已经死亡或濒于死亡,蓄积枯损量累积达1.66万m3,对降水的分配作用也大为减弱。另一方面,因密度过大限制了林下育苗的天然更新。基于此林分质量下降,难以形成结构稳定的复层林,进而森林涵养水源的生态功能减弱,自然灾害的抵御能力也随之下降。
3.2 天然更新差,后备资源不足
林分郁闭度的高低直接影响林木种子的繁殖及天然更新。保护区的主要建群种青海云杉和祁连圆柏都是以种子进行天然更新,当青海云杉林内地被物盖度大于50%,厚度超过5 cm,或林分郁闭度大于0.5,或病虫害及冻害严重,或牲畜的践踏和啃食过度时,均可造成天然更新不良[11]。薛定刚等[12]对西营河试验区和祁连山森林更新的调查研究表明,青海云杉在林冠下的天然更新极差,更新不良和无更新的面积达47.2%以上,有些林场占85%左右,而林缘和山坡的带状集材道,因人为干扰、放牧等原因,更新良好。由此可见,纯粹的天然更新效果在一定程度不及人为干扰后的更新。目前,保护区郁闭度在0.7以上的林地占27.2%,郁闭度为0.4~0.6的林地占63.8%。郁闭度较高,林内枯落物较多,阻碍了幼苗根系与土壤的接触,造成大量幼苗死亡,林内缺少幼树;祁连圆柏幼苗多分布于母树周围的蔽荫处,由于缺少人工抚育,加之牲畜践踏的影响,幼苗很难成活,天然更新不良,导致保护区乔木林幼龄林面积仅占乔木林面积的4.8%,蓄积量仅占0.7%,后备资源严重不足。
3.3 病虫害种类虽少,但危害严重
祁连山保护区成灾的病害种类有青海云杉叶锈病、云杉美景梢锈病、针叶树苗木立枯病、落叶松枯梢病以及山杨黑斑病5种,其中以青海云杉叶锈病为最主要。并且病害随海拔高度增加而逐渐加重。孤立木、疏林、林缘以及林冠上部病情较重,郁闭度大于0.7的林内,病情较轻。据调查[13],青海云杉叶锈病在甘肃省天祝县天然林发病总面积约28000 hm2;祁连山北坡西段受害面积约8000 hm2。此病不仅为害云杉天然林,而且人工幼林、苗圃均受害严重。病株针叶早期脱落,次年迟发芽或不发芽,新梢年生长量只有健株的10%,病情重的林分生长衰弱,叶色黄绿,枝叶稀疏,球果少,种籽不饱满,发芽率低,影响天然更新和育苗造林。
3.4 管理体制不顺,对生态环境缺乏有效的管理
祁连山地跨甘肃省河西5市和兰州市永登县,青海省4州和西宁市共26个县,各级政府不同的职能部门分散管理农田、森林、草原、水资源、气象、矿产等自然资源,缺乏对祁连山生态环境保护与治理的协调管理机制,生态环境治理各自为政,治理手段和方法单一,综合治理力度不够。
甘肃省祁连山国家级自然保护区是1988年经国务院批准建立的森林和野生动物类型的自然保护区,1989年林业部批复了管辖范围265.3万hm2,界线没有超出甘肃省行政范围。而河西三大流域五大水系多数源头在青海省境内,保护区对水源涵养源流区随意采矿、盗伐森林和草原过牧都超出了管理权限。就是在保护区范围内,各级地方政府制定的土地利用规划也与保护区范围及功能区划脱节,林地权属不明确。
4 祁连山水源涵养林可持续发展对策与建议
4.1 全面落实生态效益补偿,开展生态示范县建设
首先,根据“谁受益、谁补偿”的原则,从祁连山水源林受益地区收取水源林经营及生态效益补偿金,用于对水源林经营管理的补助。其次,由于祁连山区冰川、雪山、森林、草原及湿地生态系统相互影响,共同发挥着水源涵养的功能,因此国家应将自然保护区范围内4.93×105 hm2林地全部纳入重点生态公益林补偿范围,并禁止在林地和核心区、缓冲区草场放牧。祁连山是个森林、草原交错的地区,长期以来林牧矛盾十分突。因此,从长远观点讲,应借鉴国外先进经验进行试验研究,有计划地试行轮牧制。在林缘地带划出一定范围进行育林、造林,待林木达到一定生长期时再在林内定期轮牧,逐步做到以林养牧或以牧养林,使林牧结合共同发展。同时,中科院寒旱所研究员冯起建议将甘肃省肃南和天祝2县作为国家生态保护与建设试验示范县,鼓励支持其加强生态用地管制,转变经济发展方式,创新保护与建设机制,综合治理,推动森林、湿地和草原可持续经营,建立和完善生态补偿和水资源上下游补偿机制,实行自然资源有偿使用等方面进行试验,积累经验,以供借鉴。
4.2 开展人工促进天然更新,提高水源涵养林生态功能 青海云杉和祁连圆柏的天然更新效果不理想,可以通过开展人工促进天然更新,提高水源涵养林生态功能。据调查研究影响祁连山林区青海云杉和祁连圆柏更新的主要因子是种子能不能进入土壤中。因此,可以通过人工促进天然更新的方式,人为在于林宙、林缘、集材道进行穴状整地。按照先易后难、循序渐进、稳步推进的原则,在造林地段上根据相同地段生长的森林类型和组成结构营造相应的生态林。首先选择在水热条件较好的林缘、林空、河谷地带,用乡土树种青海云杉、祁连圆柏和引入成功的华北落叶松造林。河谷地带选用青海云杉、沙棘、金(银)露梅、藓黄小檗等乔木和灌木树种造林;而在水热条件较差的阳坡,选用锦鸡儿、沙棘等抗旱性强的树种造林,能够最大限度地提高苗木在干旱季节的存活率。
4.3 倡导科学经营,提高森林质量
祁连山水源林长期以来一直没有一套科学的经营理论和技术体系来指导水源林经营实践。国内至今也没有一个科学的水源林经营模式,森林经营很粗放[14-15]。20世纪80年代至今,祁连山保护区虽然加强了对森林资源林政管理的力度,但是缺乏明确的经营目标和可行的经营计划,在实践中实施的是封育政策。祁连山近20年的绝对封禁,使林内枯枝落叶、雪压木、风倒木、枯立木、病腐木大量积累,林内卫生状况恶化,潜在的病虫鼠害蔓延和森林火灾发生危险等级超出了临界状态[16]。为提高水源涵养林质量和稳定性,需要按照德国近自然林业思想进行适度经营[17],调整林分结构和乔木林郁闭度,清理林内病腐木,促进林下天然更新,使水源涵养林环境得到改善,质量稳步提高。
4.4 水源涵养林病虫害防治措施
调查结果显示,对于大面积云杉天然林叶锈病,化学防治因成本高,维持期短难以实施,应当以营林措施为主;而云杉幼林叶锈病防治,应加强抚育,促进幼林尽快郁闭,可减轻病害,对于离村庄和水源较近的幼林,于6月中旬喷洒粉锈宁500~600倍液,治理效果非常明显。
总的来说,祁连山水源涵养林病虫害的防治首先需要转变理念,坚持培育健康森林、丰富森林生物多样性、提高森林生态系统的稳定性及抵御病虫害的能力,进而实现森林生态系统的可持续发展。其次,加强病虫害预测预报和植物检疫工作,防止外来有害生物入侵。再次,应加强生物防治技术的研发与应用,开展林业有害生物危险性评价研究,提高森林管理者的科技水平。
4.5 加强植被恢复技术研究与推广
近10年来,甘肃省祁连山国家级自然保护区、甘肃省祁连山水源涵养研究所、甘肃省林业科学研究院等单位先后立项50余项,围绕祁连山水源涵养林植被恢复、林下土壤变化、土壤微生物、森林生态质量状况评估、森林生产力及可持续经营等方面开展了许多研究。如孟好军等[6]通过研究不同植被类型下土壤微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度,分析了祁连山不同森林植被类型土壤微生物的数量变化、垂直分布、土壤呼吸强度和纤维素分解能力等的变化规律和特征;牛贇等[7]对甘肃祁连山水源涵养林生态水文过程机理进行了研究;金铭等[8]对祁连山林草复合流域5种主要灌木类型水源涵养功能进行了研究,对其持水能力的各项指标进行了综合比较分析;张学龙等[18]评估了青海云杉林的水源涵养服务功能,认为林冠对降水的截留分配与降水量、降水形态以及林分特征密切相关等。
祁连山森林生态研究在森林生态系统结构、功能、生态服务价值估算、森林有害生物防治、水源涵养、森林土壤变化等诸多方面积累了大量的数据,但对于祁连山森林生态系统结构功能的调整优化及水源涵养功能的有效提升方面研究较少,鲜见报道。因此,开展祁连山北坡森林生态系统结构功能及优化调整技术研究,将有助于加快祁连山植被恢复与生态功能的优化。
参考文献
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