峽谷區(qū)生態(tài)修復(fù)模式探究范文

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摘要:

土地利用類型及空間分布的調(diào)整直接影響著不同類型土地的生態(tài)效應(yīng)。合理的土地利用空間配置對維持、修復(fù)和保護生態(tài)環(huán)境意義重大。高山峽谷區(qū)因其生態(tài)脆弱性加之強烈的人為活動，生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，生態(tài)恢復(fù)的困難性遠遠大于其它區(qū)域。在GIS工具輔助下，針對怒江州典型的高山峽谷生態(tài)脆弱區(qū)，綜合地形、人口、特色產(chǎn)業(yè)等要素進行生態(tài)修復(fù)模式探究，以因地制宜為原則，提出兼顧特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)修復(fù)立體模式，并對其進行分析評價。

關(guān)鍵詞:

高山峽谷區(qū);生態(tài)修復(fù)模式;土地利用;瀘水縣

當前全球生態(tài)環(huán)境惡化主要是人類社會發(fā)展過程中不合理的開發(fā)和利用造成的。資源的開發(fā)和利用以及各個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間載體以土地資源為承載。在一些地區(qū)，由于土地利用空間的配置不當，造成土地利用、覆被的變化，進而對生態(tài)環(huán)境造成影響。高山峽谷區(qū)地形地貌復(fù)雜，耕地坡度較大，陡坡墾殖等易造成水土流失、地質(zhì)災(zāi)害，生態(tài)問題更加突出。面對日益惡化的生態(tài)環(huán)境狀況，生態(tài)修復(fù)成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展不可回避、勢在必行之舉。生態(tài)修復(fù)模式，則因地而異。目前，對于生態(tài)修復(fù)模式的研究主要是針對單一地貌特征的生態(tài)修復(fù)模式的研究，例如干熱河谷［1－3］、礦山［4－6］、黃土高原［7－8］等。針對高山峽谷區(qū)的研究主要集中在土地適宜性評價［9－10］、景觀生態(tài)格局變化分析［11－12］、移民安置［13－15］等。生態(tài)修復(fù)研究在中國方興未艾，但是全面、系統(tǒng)、兼顧特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)修復(fù)模式則不多見。本文基于怒江州高山峽谷區(qū)的獨特的地形地貌條件，將高山峽谷區(qū)的海拔、坡度、人口分布、產(chǎn)業(yè)用地格局等因素結(jié)合，將產(chǎn)業(yè)用地調(diào)整與生態(tài)修復(fù)模式結(jié)合，針對高山峽谷區(qū)域立體垂直分布明顯的特點進行立體的生態(tài)修復(fù)模式研究，針對不同區(qū)域提出具有可行性的生態(tài)修復(fù)模式組合，促進區(qū)域的生態(tài)與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1研究區(qū)概況

瀘水縣地理坐標為北緯25°33'～26°29'，東經(jīng)98°34'～99°09'，與福貢、蘭坪、云龍、保山相鄰，西與緬甸為鄰。地處橫斷山脈南端縱谷區(qū)，地勢北高南低，怒江東西兩側(cè)分別為碧羅雪山與高黎貢山，呈“V”字地形，境內(nèi)最高海拔為4161.6m，最低海拔為738m，海拔高差3423.6m。由于海拔高差極大與高山峽谷等特征，具有較完整的垂直氣候帶，即河谷南亞熱帶、河谷中亞熱帶、河谷北亞熱帶、山地暖溫帶、山地涼溫帶、山地寒溫帶、高山亞寒帶、寒帶。研究區(qū)內(nèi)人口居住的最高海拔為2650m，耕地分布的最高海拔為2700m。瀘水縣轄3鎮(zhèn)6鄉(xiāng)，瀘水縣為國家扶貧開發(fā)重點扶持縣。2013年末，瀘水縣總?cè)丝?8.64萬人，GDP為30.46億元，人均GDP為14078元，占全省人均GDP(25039元)的56.22%，二者相差10961元。農(nóng)民人均純收入為3593元/人，占全省農(nóng)民人均純收入6141元的58.51%，處于全省所有縣經(jīng)濟水平的末位。

2生態(tài)修復(fù)立體模式研究

2.1生態(tài)修復(fù)模式分區(qū)瀘水縣具有明顯的高山峽谷特征，立體氣候明顯，不同氣候帶年均溫、≥10℃積溫、年均降雨量、年均相對濕度均有較大差異(表1)，單一生態(tài)修復(fù)模式難以達到生態(tài)修復(fù)的效果。從瀘水縣DEM提取高程，并根據(jù)瀘水縣垂直氣候帶對高程進行重分類(圖1)，并與2012年瀘水縣土地利用現(xiàn)狀圖進行疊加(圖2)，得到各氣候帶土地利用類型面積表(表2)。全縣土地面積中，高寒帶(山地涼溫帶—寒帶，海拔在2400m以上)土地面積占全縣土地面積的50.03%。海拔3000m以上(山地寒溫帶—寒帶)，以林地為主，占該區(qū)域面積的80.89%;其次為未利用地(主要為荒草地)，占該區(qū)域面積的18.23%，且無耕地與建設(shè)用地。海拔2400～3000m，土地利用類型較多，但建設(shè)用地與耕地面積極少，僅分別占全縣建設(shè)用地和耕地總面積的0.44%和2.10%。海拔2400m以下(河谷南亞熱帶—山地暖溫帶)，土地面積占全縣土地面積的49.97%，此區(qū)域為瀘水縣內(nèi)自然村，以及人口、耕地的集中地，建設(shè)用地占全縣建設(shè)用地總面積的95.60%，耕地占全縣耕地總面積的97.90%。因此，在進行生態(tài)修復(fù)模式分區(qū)時，將海拔分為2400m以下，2400～3000m，3000m以上3個區(qū)域進行考慮。我國《水土保持法》第14條規(guī)定“禁止在25°以上坡耕地開墾農(nóng)作物”。從生態(tài)學(xué)角度和可持續(xù)發(fā)展觀點分析，坡度大于25°以上坡耕地的動力和重力作用加大，水流運動加快，水土流失后隨之加重土壤貧瘠，不宜耕作，只宜作為林地［17］。但是根據(jù)瀘水縣高山峽谷的特征，25°以上的耕地比例較高，是25°以下耕地的1.64倍。瀘水縣為高山峽谷區(qū)，坡度大，因此怒江州對坡度35°以上耕地實施退耕還林。因此本文的生態(tài)修復(fù)模式中將坡度因素分為兩級:0°～35°和35°～90°。結(jié)合海拔因素與坡度因素，將研究區(qū)分為6個區(qū)，結(jié)果如表3所示。

2.2具體區(qū)域的生態(tài)修復(fù)模式

2.2.1海拔3000m以上區(qū)域研究區(qū)海拔3000m以上區(qū)域主要為林地。針對不同類型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)采取不同類型的管護，以封禁模式為基礎(chǔ)，封造模式、封調(diào)模式為輔助。封禁模式:該模式主要針對具有良好自我修復(fù)能力的退化天然林和天然原始林。主要措施有:在封育期內(nèi)主要采用全封模式;對確定利用封禁模式修復(fù)的地區(qū)進行劃界，在禁區(qū)邊界明顯地段設(shè)置標志牌;對于人類活動頻繁地區(qū)，可以通過設(shè)置圍欄的方式，避免封禁對象遭受干擾;另外在封禁區(qū)安排護林員進行巡護。通過嚴格保護與科學(xué)管理相結(jié)合，利用植物的自我繁衍能力及群落的演替能力，有效地避免人、畜的破壞，對生態(tài)脆弱區(qū)撫育成林、成草，從而恢復(fù)植被，完成改善生態(tài)修復(fù)的目的。封造模式:該模式主要針對難以完成自我修復(fù)的跡地、灌木林、荒草地等。以實施封禁模式為基礎(chǔ)，輔以人工造林。樹種選擇時主要的考慮因素為是否適合寒帶生長，對研究區(qū)內(nèi)其他植物是否造成威脅，并選擇適合的造林時機，定植定時。該模式旨在促進遭受到嚴重破壞的生態(tài)脆弱區(qū)的植被恢復(fù)及相應(yīng)生態(tài)功能的恢復(fù)，形成針闊混交林、闊葉混交林或喬灌混交林。封調(diào)模式:該模式主要針對早期演替階段的具有空間結(jié)構(gòu)不合理、栽種樹種不合理、自我修復(fù)能力差的退化天然林。在實施封禁模式的基礎(chǔ)上，對該區(qū)域樹木密度、樹種的組成、喬灌草比例等進行調(diào)整，加速群落的自然演替，從而完成生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

2.2.2海拔2400～3000m區(qū)域1)耕地采取“退耕還林還草—坡改梯”模式。坡度35°以上的耕地，其生態(tài)修復(fù)應(yīng)把控制水土流失放在首位，采用退耕還林還草模式。根據(jù)研究區(qū)坡度、海拔等立地因素，以種植水土保持林為主，兼顧特色經(jīng)濟林發(fā)展，同時退耕還草，可提升土壤肥力，并為圈養(yǎng)家畜提供飼料，做到宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草，構(gòu)建喬灌草防護林生態(tài)修復(fù)體系。坡度35°以下的耕地:a.對坡度15～35°水土流失較嚴重的耕地進行坡改梯。按照土壤類型、成土母質(zhì)、自然臺位、地面坡度、種植模式等，因地制宜地對坡耕地進行改造，按等高線設(shè)置臺位，在修筑地埂時，做到就地取材。同時，對坡面的水系網(wǎng)絡(luò)進行構(gòu)建，做到排水溝、沿山溝、地塊背溝、沉沙池、蓄水池、儲糞池配套齊全，保證梯田水源的供應(yīng)。b.對坡度15°以下的土質(zhì)較好的耕地，加強保護，進行保土耕作，在注重經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，兼顧生態(tài)效益，加強科技運用，構(gòu)建持續(xù)高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。2)林地采取“林藥—林農(nóng)—林畜”模式。在保護林地資源的基礎(chǔ)上，結(jié)合海拔高，人口分布散的特點，以生態(tài)效益為主導(dǎo)，適當加強對林地資源的利用，發(fā)展林下產(chǎn)業(yè)模式。根據(jù)區(qū)域特點和作物特點及適生條件，選擇適種植物，使林地起到保護生態(tài)和促進經(jīng)濟發(fā)展的作用。此區(qū)域海拔較高，適生作物主要為中藥材及野生蔬菜，因此在此區(qū)域?qū)嵭小傲炙帯洲r(nóng)”的生態(tài)修復(fù)模式，即在林下種植秦艽(GentianamacrophyllaPall.)(適生海拔2000～3000m)、云黃蓮(CoptisteetaWall.)(適生海拔1300～3000m)、石斛(DendrobiumnobileLindl)(適生海拔1000～2500m)、紅景天(RhodiolaroseaL.)(適生海拔1200～5400m)和野生蔬菜等。通過植物的共生關(guān)系，進行多級物質(zhì)能量，樹木吸收土壤深層養(yǎng)分，其落葉增加腐殖質(zhì)為林下種植物種提供養(yǎng)份。在對生態(tài)進行修復(fù)的同時，發(fā)展中藥材特色產(chǎn)業(yè)。在實行“林藥—林農(nóng)”生態(tài)修復(fù)模式的基礎(chǔ)上，輔以“林畜”模式，發(fā)展以獨龍牛、獨龍雞、高黎貢山豬、烏骨綿羊、絨毛雞和中蜂為重點的特色畜禽業(yè)。3)其它區(qū)域采取“生態(tài)移民—封育”模式。對生態(tài)平衡失調(diào)、生態(tài)環(huán)境脆弱的區(qū)域，采用“生態(tài)移民—封育”模式。瀘水縣人口主要分布在海拔2400m以下區(qū)域，2400m以上區(qū)域人口分布分散，因此對生態(tài)環(huán)境惡劣的村莊，實施生態(tài)移民模式，以減少人為干擾，進一步實行封育模式。安置地主要考慮因素為坡度、海拔、水資源、交通、土地資源，以及移民的安置不能影響其他非移民的利益，安置地不能與自然保護區(qū)和國家重點建設(shè)規(guī)劃用地沖突，距離地質(zhì)災(zāi)害隱患點的距離等［13］。

2.2.3海拔＜2400m區(qū)域此區(qū)域是研究區(qū)內(nèi)自然村，是人口、耕地的主要集中地，陡坡墾殖情況嚴重。過度的農(nóng)業(yè)耕作和工業(yè)發(fā)展造成環(huán)境污染，同時還存在多種不合理開發(fā)的行為，此區(qū)域已成為瀘水縣生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞最嚴重的區(qū)域［18］。結(jié)合《瀘水縣土地利用總體規(guī)劃(2010—2020年)》，此區(qū)域中未利用地主要為自然保留地，因此，本文對于此區(qū)域的未利用地的生態(tài)修復(fù)不做探討，保留其原有性狀。該區(qū)域是瀘水縣人民生產(chǎn)、生活及產(chǎn)業(yè)布局的主要場所。因此，此區(qū)域進行生態(tài)修復(fù)時應(yīng)把生態(tài)修復(fù)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有機結(jié)合。1)耕地采取“林草—坡改梯”模式。坡度35°以上的耕地，退耕還林還草，采用既可以促進畜牧業(yè)發(fā)展，也可以增加植被覆蓋率的上層栽樹、下層種草的林草結(jié)合模式，提高植被的覆蓋率。坡度35°以下的耕地，在實行坡改梯的基礎(chǔ)上，在陡坡耕地地埂上，栽種適宜作物作為經(jīng)濟林，例如核桃(Juglansregia)(適生海拔1500～2600m)、漆樹(Toxicodendronvernicifluum(Stokes)F．A．Barkl．)(適生海拔1200～2800m)、花椒(Zanthoxy-lumbungeanumMaxim．)(適生海拔800～2400m)、板栗(Castaneamollissima)(適生海拔1500～2600m)和灰金竹(Phyllostachyssulphurea)(適生海拔1500～2300m)等。該模式既可對降水徑流進行有效攔蓄，提升土壤水分和養(yǎng)分，減少水土流失情況的發(fā)生，在改善生態(tài)環(huán)境的同時，還可以提高經(jīng)濟收入。2)林地采取“林經(jīng)—林景”模式。采取在保護生態(tài)的基礎(chǔ)上，又能促進山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的模式。林經(jīng)模式主要分為“林藥”和“林果”兩種模式。根據(jù)此區(qū)域的氣候特點和作物的適生條件，選擇石斛、紅景天和云黃蓮等作為特色中藥材發(fā)展“林藥”模式，建立中藥材產(chǎn)業(yè)化種植基地，促進“林藥”模式的推廣;選擇核桃、漆樹、板栗、草果(Amomumtsao-ko)(適生海拔1800～2200m)、花椒等作為“林果”模式在此區(qū)域的適宜樹種。針對海拔1500m以下的河谷地帶，原生森林植被已消失殆盡，河谷地帶已成為瀘水縣生態(tài)遭受破壞最為嚴重的區(qū)域，但河谷地帶氣候、水利條件優(yōu)越、區(qū)位條件好，是熱帶及亞熱帶經(jīng)濟作物生長的適生區(qū)，主要作物為甘蔗(Saccharumofficinarum)、咖啡(Coffee)、龍眼(DimocarpuslonganLour．)、美國山核桃(Caryaillinoensis(Wangenh．)K．Koch)等。根據(jù)此區(qū)域為自然村主要集中地的特點，在滿足生活水平所需的情況下，有條件的村莊可種植既具有觀賞價值又具有實用價值的樹種，達到四季常青。發(fā)展“林景”模式，通過優(yōu)化區(qū)域形象，映襯高山峽谷的獨特景色，提升區(qū)域旅游產(chǎn)業(yè)競爭力。3)輔助生態(tài)修復(fù)模式。a.區(qū)域內(nèi)具有生態(tài)景觀好、具有交通和區(qū)位優(yōu)勢的地區(qū)推廣“農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游”模式。此模式以生態(tài)農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)，發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)與休閑度假新型旅游業(yè)。b.區(qū)域的燃料結(jié)構(gòu)以木柴為主，對生態(tài)修復(fù)起到阻礙作用。在對研究區(qū)進行生態(tài)修復(fù)的同時，人類以獲取能源的理由，繼續(xù)砍伐樹木，造成修復(fù)工作效果不明顯，并且產(chǎn)生的廢氣也造成污染。因此，以農(nóng)村能源工程作為此區(qū)域的生態(tài)修復(fù)輔助模式，推廣沼氣池，并積極開發(fā)利用太陽能資源、加強微水電資源的利用。

3生態(tài)修復(fù)模式評價

針對瀘水縣各區(qū)域?qū)嶋H情況，根據(jù)上文分析，得到各區(qū)域相應(yīng)生態(tài)修復(fù)模式(圖3)，并與當?shù)赝恋乩矛F(xiàn)狀進行對比，得到瀘水縣生態(tài)修復(fù)前后面積對比表(表4)。從表4可以看出，變化主要集中在耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值睾臀蠢玫剞D(zhuǎn)變?yōu)榱值剡@兩方面。生態(tài)修復(fù)的主要難度:1)需要改變土地類型的生態(tài)修復(fù)模式，主要集中在退耕還林和封山造林上。需要退耕還林的面積占瀘水縣總面積的2.08%，占瀘水縣耕地總面積的25.63%，退耕還林的難度較大;需要造林面積較大，主要是海拔3000m以上需要造林5847.83hm2，短期內(nèi)很難完成。2)不需要改變用地類型的模式，主要集中在對坡耕地進行改造及改變林業(yè)生產(chǎn)方式這兩方面，這兩項工程需有效的政策引導(dǎo)以及大量資金扶持。生態(tài)修復(fù)模式的實施，將大大改善瀘水縣的生態(tài)環(huán)境，增加其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，減少水土流失。模式的實施是個綜合工程，期間根據(jù)每種林地的適宜條件，在置換用地適宜性評價的基礎(chǔ)上選擇林種，將更有利于生態(tài)和經(jīng)濟效益的兼顧。

4討論

生態(tài)修復(fù)是個系統(tǒng)工程，不同的修復(fù)模式應(yīng)因地制宜，層次分明，整體協(xié)調(diào)。瀘水縣作為全國的貧困縣，在生態(tài)修復(fù)模式選擇時，應(yīng)考慮生態(tài)修復(fù)模式的預(yù)期生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，在生態(tài)環(huán)境改善的同時兼顧經(jīng)濟和社會效益。針對特殊的地形和社會發(fā)展狀況因素確立的生態(tài)修復(fù)模式，在實施的時候，應(yīng)進行更小區(qū)域范圍內(nèi)的靈活選擇。退耕還林要還什么林，封山造林要造什么林，育林之后怎樣綜合發(fā)展林業(yè)等問題都要根據(jù)情況進行合理選擇。此外，根據(jù)天然的資源優(yōu)勢，在生態(tài)修復(fù)的同時，選擇多種農(nóng)林經(jīng)營模式，也是生態(tài)修復(fù)的一部分。林下經(jīng)濟、混合農(nóng)業(yè)、立體農(nóng)業(yè)的合理選擇，將會促進生態(tài)修復(fù)預(yù)期目的更好實現(xiàn)。

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作者：鮑華姝 丁揚 李益敏 單位：云南大學(xué) 資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院 云南省地理研究所