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秦岭:中国南北分界线上的自然保护区群

2017-04-26岳明

森林与人类 2016年11期
关键词:南坡北坡秦岭

岳明

沿古时的子午道修建的西万公路(G210国道),顺山势而建,伴溪而行,是连接陕西与四川的重要通道,在翻越秦岭的垭口处,立有秦岭界碑。这方造型朴素看似普通的界碑只有8个字——长江水系、黄河水系,分别向左、右指示着长江、黄河两大水系。而在切穿秦岭、贯通南北的G312国道、G108国道以及西汉、沪陕、包茂、西康等多条高速公路上均未见到类似的界碑。

据《三秦记辑注》记载:“秦岭东起商洛,西尽汧陇,绵亘千里,经万壑千谷不能断绝,盖南山之脊,江河之水所由分处,故岭南皆谓江,岭北皆谓河。”显然,最迟在西汉时期,不仅“秦岭”之名已经出现,时人也认识到秦岭是黄河和长江的分水岭。

秦岭生态分界线,在南坡海拔1000米以下或附近

秦岭山体高大,既对北进的东亚暖湿气流有阻挡作用,同样也对南侵的北方干冷气流有阻挡作用,故使秦岭两侧的气候差异明显。秦岭以南为北亚热带湿润季风气候,秦岭以北为暖湿带半湿润大陆性季风气候。很多的文献资料都曾提到,秦岭是黄河、长江两大水系的分水岭,是我国南北的地理分界线,是北亚热带和暖温带气候的分界线,也是动植物区系的分界线。然而,秦岭北仰南俯,其岭脊以北陡峻,平均宽度约50公里;南侧则缓长,至岭脊的水平距离平均约100-150公里,秦岭南北最宽处200-300公里,在如此大的空间上,这条重要的生态分界线应该划在哪里呢?

早在1901年,德国植物学家迪尔斯(Diels)在考察过秦岭植物之后提出:秦岭南北植物迥然不同,汉水上游溪谷已为常绿树生长之起点。近30年后的1929年,他又进一步提出:秦岭为中国北部与南部植物的明显界线。之后,学术界公认秦岭是南北植物区系分界的地方,是常绿阔叶树分布的北界,但具体的界线仍比较笼统。一直以来,关于界线的具体位置,大致有3种意见:秦岭主脊(即黄河水系与长江水系的分水岭)、秦岭北麓、秦岭南麓。1960年,苏联植物学专家莎巴琳娜认为,秦岭南坡下部是亚热带植被的北界,但未指出具体界线。1964年,中国著名地理学家韩宪纲教授划定汉中地区亚热带北界是在秦岭南坡下部,大致在海拔800米。

中国科学院西北植物研究所张学忠等通过对秦岭南北坡常绿木本植物分布的分析,提出亚热带植物分布的北界位于秦岭南坡中部,大致在海拔1000米等高线附近。北京师范大学康慕谊教授的团队以气候-植被参数计算结果为依据,并通过对秦岭山地不同区域植物区系和植被垂直带谱已有研究结果的比较分析,以及蕨类植物区系研究,认同张学忠先生的观点。根据比较全面的分析,康慕谊认为:“秦岭地区的亚热带和暖温带界线,理论上可以分为3部分,即典型的北亚热带北界、典型的暖温带南界和两界之间的一个宽度不完全一致的过渡带。可以认为这个东西延伸的过渡带中心位置,大致在南坡海拔1000米以下或其附近。”自2007年康慕谊团队的论文发表后,有关秦岭生态分界线划分的争论逐渐消失了。

秦岭生态分界线,分开了哪些植物?

按照张学忠、康慕谊等人的看法,回过头来我们再看看这条界线到底分开了什么?

植被作为生态系统中的第一生产力,支配着整个生态系统结构和功能的动态过程,植被对气候差异与变化的响应是比较敏感的。总体而言,秦嶺南北气候的差异使得南坡和北坡的植被类型迥然不同,而这种差异主要表现在植被的基带。秦岭南坡以落叶阔叶和常绿混交林为基带,自下而上分布着常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、针阔叶混交林,呈现北亚热带森林植被景观;北坡自下而上的落叶栎林带、桦木林带、针叶林带和高山灌丛草甸带,构成了典型的暖温带山地森林植被景观。

秦岭北坡栎林以栓皮栎、麻栎、槲栎、锐齿槲栎和辽东栎为代表树种。而秦岭南坡基带属北亚热带,因此南坡常绿阔叶树成分明显增多,一些亚热带经济林木如柑橘、油桐、茶等,仅分布在秦岭以南的一些河谷盆地中,而棕榈更是在南坡的浅山区随处可见。另外,秦岭南坡没有辽东栎成林,仅有零星个体分布,而在北坡,辽东栎林占据了海拔1800-2200米之间的广大区域,是垂直带谱的重要组分。短柄枹栎林、小叶青冈林等也只在秦岭南坡有成片的分布。针叶林中,南坡马尾松林逐渐增多,在低海拔地区广泛分布,而北坡低海拔地区则以油松林和侧柏林为主。海拔1000米以上,南北坡针叶林的差异逐渐消失,均以油松林和华山松林最为常见,而到了海拔2500米以上,南北坡的针叶林完全趋同,以巴山冷杉林和太白红杉林为代表。秦岭南坡低海拔地区森林植被破坏后形成的次生灌丛与北坡也有较大差异,代表性的类型为马桑灌丛、火棘灌丛和铁仔灌丛等,这些常绿灌木即使是个体在北坡也极少出现。海拔1000米以上区域,秦岭南北坡的植被差异越来越小,中高山地带植被则趋于一致。

常绿木本植物的多寡是暖温带和亚热带分异的重要标志。据张学忠的初步统计,秦岭被子植物中约有木本植物70科210属1000余种(包括变种),其中包括常绿阔叶木本植物38科70属177种,约占木本植物总种数的17.7%,而秦岭北坡仅有21属46种,且为多与中国喜马拉雅植物区系有关,其中也有一些耐寒性较强的华中或云贵植物区系成分。而属华中或华南亚热带或热带植物区系成分的常绿阔叶木本植物,在秦岭南坡多生长在海拔1000米左右等高线以下,尤其是引进栽培种类多在海拔900米以下。从水平分布看,秦岭南坡的常绿阔叶木本植物,多由汉江左岸各支流蜿蜒向北推进,约89 种有野生分布的植物在海拔1000米等高线附近形成一条边界密集带,随纬度与海拔的增高,典型亚热带或热带的代表植物,除前哨种铁仔外,均逐渐绝迹。

蕨类植物的南北坡分布差异也表现得极为明显。秦岭南坡比北坡多出128种,其中60% 以上都分布于南坡1000米以下地带,而这些种多数都以秦岭为其分布的北界,且很多种是以海拔1000米左右为界限,如松叶蕨、海金沙、乌蕨等。由于蕨类植物对环境中水热条件的变化表现敏感,因而很多种类具有明显的指示作用,如中华耳蕨、陕西耳蕨仅分布于秦岭北坡高海拔地段,全苞蕗蕨、蜈蚣草、松叶蕨、乌蕨的分布仅限于南坡海拔1000米以下。

另外,大型真菌的分布在秦岭南北坡也有所不同。秦岭北坡的大型真菌中温带种类占绝对优势,常见的有乳菇属、红菇属、蘑菇属、侧耳属等。而秦岭南坡的乳菇属、牛肝菌属的种类与数量较北坡有所增加。同时,因为秦岭南坡低山地区以常绿栎林和马尾松林为代表树种,牛肝菌、猪苓、各种伞菌以及与天麻共生的蜜环菌极为丰富,南坡还可见多分布于长江以南的亚热带、热带地区的滇肉棒和鸡菌,在秦岭已是它们在中国分布的最北限了,而在北坡则踪影全无。

秦岭将动物区系划分为古北界与东洋界

虽然鸟兽等动物的活动能力强、活动范围大,但秦岭依然是它们活动的天然屏障,当然南北坡的温度、降水以及由此导致的植被的变化也是部分鸟兽分布受限的原因。例如,大熊猫仅分布于陕西、四川、甘肃的部分地区。在陕西主要分布在秦岭南坡的佛坪、洋县、太白、周至、宁陕5县,秦岭北坡仅有极少量分布。红翅绿鸠佛坪亚种也主要分布于秦岭南坡的佛坪、太白县的中低山区。由于红腹绿鸠分布范围狭窄、数量稀少,被列为国家二级重点保护野生动物,属世界鸟类濒危物种。该亚种是根据1973年在陕西省佛坪县采到的红翅绿鸠标本而确定的。据史料记载,中国特有种白冠长尾雉曾广泛分布于河北、甘肃、陕西等地,是一种分布区域较广的地方性留鸟,但主要见于湖北、湖南、贵州、河南、安徽、四川等地,陕西的白冠长尾雉也主要分布在秦岭南坡及巴山地区。

朱鹮的情形则有所不同。1981年5月,在秦岭南坡的洋县姚家沟发现的两窝共7只朱鹮,是当时世界上唯一的野生种群。但朱鹮原来的分布却并不仅限于此,除中国外,朱鹮曾广泛分布于日本、朝鲜和前苏联的东部,1980年前后在这些地区先后绝迹。陕西省于20世纪50年代在关中、汉中地区尚可见小群朱鹮,到70年代,关中已见不到朱鹮的踪迹。现藏于西北大学标本馆的朱鹮标本即采自于50年代末的西安护城河边。朱鹮栖息地的急剧减小与人类活动特别是农药的大量使用有关。经陕西汉中朱鹮国家级自然保护区的重点保护,到1989年,朱鹮已缓慢恢复到30多只,现已达到2000余只,在陕南的宁陕和渭北的铜川都已野化放归成功,并且也已放归到安徽、浙江等地。

秦岭南北坡的两栖类相同种数有11种,分别占北坡和南坡两栖动物种数的84.6%和64.7%,比例较大,说明南北坡在两栖动物区系组成上基本一致。北坡以古北界为中心分布的中华大蟾蜍、花背蟾蜍、中国林蛙、黑斑蛙、北方狭口蛙为主,同时也分布有山溪鲵、华西大蟾蜍、秦岭雨蛙、隆肛蛙、崇安湍蛙、饰纹姬蛙等6种东洋界种类,但北坡缺乏东洋界代表动物,如泽蛙、合征姬蛙等,而这些种类在南坡有分布。从秦岭北坡两栖动物缺乏东洋界代表动物、南坡东洋界成分多于北坡、北坡山麓地带至南坡两栖动物种类逐渐增多等事实,说明将秦岭山脉作为我国境内古北界与东洋界的分界线的分析是符合客观实际的。

鱼类是自然生态系统中的重要组成部分。秦岭现有鱼类7目16科79属共约141种,其中65种为中国特有种,占鱼类种数比例46.1%。复杂和较为特化的水域环境使秦岭地区的鱼类出现了一些特有种类,如秦岭细鳞鲜、汉水扁尾薄鳅、大鳞黑线餐等。秦岭以分水岭脊线为界的南北坡鱼类组成同样存在显著差异,主要原因在于沿分水岭脊线的高大山脉所形成的地理阻隔影响,以及南北坡巨大的气候差异影响了鱼类的连续分布。例如,南方常见的如鲌亚科、平鳍鳅科、刺鳅科以及沙鳅亚科的副沙鳅属和薄鳅属、鱨科的拟鱨属、雅罗鱼亚科的鯮、鳡、鳤、大鳞黑线餐、似鱼骨、裸腹片唇鮈、宽口光唇鱼、白甲鱼、短体副鳅等种类在南坡水系中多有分布,但北坡水系则绝少见到。而多在我国北方分布的鮈属、大鳞副泥鳅、北方花鳅、厚唇裸重唇鱼等种类则在秦岭分水岭以南同样难觅踪迹。秦岭南北坡鱼类的差异也与秦岭地质构造与地貌有关。秦岭北仰南俯,造成南坡河流河道较长、水系结构复杂,多峡谷、曲流,而北坡河流短小、纵坡陡峭,多钓钩型水系,使得南北坡鱼类种类组成与多样性表现出较大不同。

自然保护区群为秦岭生物多样性提供保护

秦岭南北坡气候的差异使得两地农业系统与文化习俗截然不同。北人吃面,南人吃米,在秦岭两侧的体现尤为明显。北坡近关中,年均降水量600毫米,作物以小麦、玉米為主。而秦岭南坡低山丘陵地带,跨有亚热带和暖温带两个气候带,年降水量900毫米左右,为水稻、油菜的最适宜区,是陕西省茶叶、柑橘的唯一产区,也是桑蚕、柞蚕的集中产地,当地人的文化习俗多有川楚之风。

正因为秦岭包含了典型的北亚热带北界、典型的暖温带南界和两界之间的一个较宽的过渡带,使秦岭地区自然生态系统具有高度的复杂性、典型性和完整性,成为名副其实的“中国地理标志”。秦岭分界线的意义也就不仅限于长江、黄河水系的分界线,还应包括暖温带和亚热带气候的分界线、土壤和农业的分界线、常绿阔叶林和落叶阔叶林植被的分界线、动物地理学中古北界和东洋界的分界线,以及植物区系地理学中华北成分、华中成分以及青藏高原成分的交汇地等。

秦岭地区已记载的种子植物达3895种,其中中国特有植物比例高达50.6%,位居全国山脉之首,是东亚植物区系起源的关键地区。此外,秦岭拥有脊椎动物722种,包括国家一级重点保护野生动物大熊猫、朱鹮、大鲵、金丝猴、羚牛等珍稀濒危动物。自1965年设立秦岭中的第一个自然保护区——太白山国家级自然保护区之后,在秦岭地区又相继建立了佛坪、长青、观音山、老县城、周至、太白湑水河、牛尾河、黄柏塬、摩天岭、天华山、皇冠山、平河梁,以及朱鹮等一批国家级或省级自然保护区,形成一个巨大的集中连片的自然保护区群,为秦岭生物多样性保护和国家生态安全提供了保障。至此,陕西省拥有24处国家级自然保护区,其中有21处分布在秦巴山区。建立自然保护区后,通过对野生动植物栖息环境的保护,减少人类活动干扰,使其在自然状态下生存繁衍、恢复种群,这对于保护秦岭的自然生态系统有着极其重大的意义。这也说明,秦岭对陕西乃至整个中国来说都极其重要。可以说,保卫秦岭就是保护中国的一条生命线。

目前,秦岭不仅有针对保护大熊猫、金丝猴、羚牛、朱鹮、小熊猫、豹、红腹角雉等陆生珍稀濒危动物及其栖息地的保护区,如佛坪、周至、太白山、牛背梁、长青、天华山、桑园、周至、老县城、青木川、黄柏塬、观音山、平河梁等国家级自然保护区,也专门设立了5个以水资源与水生动物保护为主要目的的国家级自然保护区,如丹凤武关河珍稀水生动物国家级自然保护区、黑河珍稀水生野生动物国家级自然保护区、陇县秦岭细鳞鲑国家级自然保护区、太白湑水河珍稀水生生物国家级自然保护区和略阳珍稀水生动物国家级自然保护区,这在其他山地是很少见的。目前,全国一共批准了23个国家级水生生物自然保护区,陕西省拥有5个,是中国所有省份中最多的,而且这5个国家级水生生物自然保护区全部位于秦岭山地中。这些自然保护区的设立对大鲵、秦岭细鳞鲑、多鳞铲颌鱼等珍稀鱼类的保护起到了至关重要的作用。例如,秦岭地区开展的大鲵仿生态繁殖,成活率达到80%以上,居全国之首。近年来每年人工繁殖的幼鲵达到600万尾,这些人工繁殖的大鲵进入餐饮市场后,迅速拉低了大鲵的市场价格,盗捕现象减少,野生大鲵反而得到了更好的保护。

20多个国家级保护区,整合为秦岭国家公园?

目前有关秦岭的重要性人们已达成共识,社会各界已充分认识到秦岭生态系统的多样性、物种的多样性和遗传基因的多样性,在我国乃至东亚地区具有重要的典型性和代表性,是我国中部最重要的生态安全屏障和基因库,同时也是陕西省的主要水源涵养区和南水北调中线工程的重要水源涵养区。秦岭地区50多年的自然保护实践证明,自然保护区和普通民众的生活联系愈来愈近,自然保护工作也不单单是保护区管理部门的事情,自然保护需要全社会的参与。

从20世纪80年代开始的第二次大规模开发活动,严重影响了秦岭的自然生态系统,森林覆盖率从20世纪50年代的64%降低到46%,在高强度的人类活动干扰下,珍稀濒危物种分布面积萎缩,逐渐片段化和破碎化。尽管采取了天然林保护,退耕还林,建立自然保护区、风景名胜区、森林公园、水利风景区,以及开展北麓生态环境保护专项整治,建设生态示范区等措施,秦岭的生态系统保护取得了巨大成绩,部分濒危物种数量有所增加,如朱鹮、大熊猫、羚牛等明星或旗舰物种,但更多濒危动植物的数量仍在不断减少,如云豹、林麝、秦岭细鳞鲑、桃儿七、红豆杉、华山新麦草、杜仲、天麻等,华南虎甚至已经灭绝。秦岭的生态系统保护面临巨大挑战。一旦秦岭的生态系统功能退化,使生态系统的固有功能如水源涵养、产品提供、气候调节、文化服务等功能不能正常发挥,将严重制约陕西省经济的健康发展。据测算,全球因生态系统退化导致的损失达每年33万亿美元,我国森林生态系统服务总价值为每年10万亿美元。而据陕西省森林生态服务功能评估报告,陕西境内秦岭森林生态服务总价值超过每年2000亿元,陕境秦岭面积占全域秦岭的38%,以此推算,秦岭森林生态服务价值超过每年5000亿元。这笔巨额的“生态红利”是秦岭地区对国家最突出的贡献。

目前,秦岭生态系统保护还存在一些问题或隐患,具体表现为:

生态系统结构简单,功能退化。目前秦岭海拔2000米以下多为灌丛、人工林或天然次生的中幼龄林,其中不乏人工引入的外来物种,如日本落叶松、华北落叶松、刺槐等,其生态系统结构简单,功能退化,特别是水源涵养功能不高。由于涵养水源能力降低,河水暴涨暴落,径流变化波动加大,水体总量减少,季节性河流增多。秦岭特殊地质结构形成的滑坡、泥石流灾害多见,河床抬高和水库淤积现象常常引发洪涝灾害。

路网密集,生物栖息地破碎化。陕西“两环六辐射三纵七横”路网总规模8080公里,其中沪陕、福银、包茂、西汉和十天等高速公路切穿秦岭,还有多条铁路、国道省道以及县乡道通过秦岭山地。道路对生物种群和生物栖息环境将产生巨大影响,表现在对动植物的分布、侵入、隔离、迁移、种群规模、数量及其动态的影响,以及道路建设对野生动植物生境的影响等。例如,秦岭39个川金丝猴种群中已有16个因为道路建设成为孤立种群,而在1985年只有两个是孤立种群。

水资源涵养功能下降,水土流失严重。我国是一个缺水的国家,人均水资源只有世界平均水平的1/4,而陕西人均水资源只相当于全国的52%,人口和经济集中的关中地区只相当于全国平均水平的15%。秦岭水资源量2.22×1010 立方米,约占全省水资源总量的50%,是陕西省的主要水源涵养区。其中,秦岭南坡水资源量1.82×1010 立方米,约占陕南水资源量的58%,是嘉陵江、汉江、丹江的源头区,是南水北调中线工程的重要水源涵养区,其中包括向北京等地输水。秦岭北坡水资源量约4.0×109立方米,约占关中地表水资源总量的51%,是渭河的主要补给水源地。但由于历史上对森林的采伐和陡坡的开荒,秦岭山地水土流失面积不断增加,目前秦岭浅山区域属中度水土流失区。

矿产开发造成植被破坏。秦岭山地有丰富的矿产资源,如铅锌矿、钼矿、金矿、铜矿、钒矿等。矿山企业无证勘查开采、浪费资源的现象依然存在,对局部地区造成严重的环境污染和生态破坏。无序的矿产开发将导致地面塌陷和地下水位下降,也使水土流失和自然灾害增加,还会导致水源污染和重金属污染等。这些污染物不仅使居民生活受到影响,也将导致山区人口质量的下降。

秦岭的生物入侵问题没有得到足够重视。外来物种是出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元,当外来物种在自然或半自然生態系统或生境中建立了种群,改变或威胁本地生物多样性的时候,就成为外来入侵物种。据笔者最近的调查统计,陕西省共有外来植物320种,远高于河南、内蒙古、湖南、广东等省(区)。虽然恶性入侵类和严重入侵类物种比例不高,占外来植物总数的14%,目前还未出现灾难性的后果,但也应引起高度的重视。因为这些植物多数出现在秦岭,而我们对高入侵等级植物的大尺度的空间分析和入侵趋势的掌握还严重不足。秦岭深处已有一些外来入侵植物的危害开始显现,如粗毛牛膝菊、月见草和一年蓬,已有逐渐蔓延之势。

生物多样性尤其是关键物种和本地物种的丧失将造成生态系统内的生产能力和分解能力改变,严重损害生态系统的稳定性,进而破坏整个生态系统的结构与功能。人们已充分认识到生物多样性是人类赖以生存的基础和未来工农业和医药业发展的基础,可为全人类带来难以估价的利益,生物多样性丧失必然引起人类生存与发展的根本危机。秦岭地区生态系统的多样性、原始性和景观资源的珍稀性、独特性,在中国乃至世界都有着不可替代的独特价值。

或许建立秦岭国家公园会是一个行之有效的方式。目前,陕西省已开始论证秦岭国家公园建设的可行性。拟建的秦岭国家公园将以保护自然生态系统完整性和生物多样性为宗旨,各区域、各部门实现“多规合一”,通过创新功能划分,协调生态保护与经济发展的关系。同时合理划定国家公园范围,严格控制建设用地规模,严格选择建设项目,尽可能减少对秦岭的人为干扰。通过搭建“生态廊道”,实现珍稀野生动物栖息地的畅通与珍稀植物分布区域的交融,便于野生动物种群的交流和珍稀植物基因的交换。若能集保护、科研、教育、游憩和社区发展功能于一体,秦岭国家公园将在生态保护、科学研究、生态教育和带动地方经济发展等方面发挥持续的综合作用。

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