滇西北程海流域干热河谷区生态修复关键技术研究

赵金龙，周建洪，徐映雪，姜丽娜

(1.国家林业和草原局昆明勘察设计院，昆明 650216； 2.国家林业和草原局，北京 100714；3.中国林业科学研究院，北京 100091)

程海是云南省九大高原湖泊之一[1-2]。近年来，程海水位持续下降，流域内生态系统退化[3]，水土流失严重，荒漠化程度加剧，资源开发利用与保护矛盾突出。如不及时采取保护治理措施，将严重影响当地生态和社会经济的可持续发展。因此，加强程海流域的生态修复，对云南省争当生态文明建设排头兵、筑牢滇西北生态安全屏障意义重大。

干热河谷俗称干坝子[4]，主要分布在横断山脉的怒江、澜沧江、金沙江等河谷区域。程海流域隶属金沙江支流，海拔1 600 m以下区域多为干热河谷区。长期以来，干热河谷被认为是世界上环境最恶劣的地区之一[5-6]，其生态修复一直倍受人们重视。近年来，国内研究人员在金沙江河谷[7-17]、怒江河谷[18-20]、攀枝花[21-26]、元谋县[27-42]、元江县[4，43]、鹤庆县[44]、武定县[45]等干热河谷区开展了一系列研究工作，研究内容涉及造林树种论证与选择[13，15，42，46-51]、植被恢复技术[12，52]、造林关键技术[6，10，16，53-55]、植物生理特性[8，38，40，46，50，56-65]、育种育苗[44，47，51，66-70]、植被恢复影响因素[20，24，71-74]等方面，部分研究已取得重大突破与进展，但在程海流域干热河谷区还未开展过研究。鉴于此，研究人员在系统调查的基础上，针对当前干热河谷区生态修复过程中存在的问题，提出了未来生态修复的具体思路，以期为干热河谷区生态修复的研究与实践提供参考。

1 区域概况

程海位于云南省丽江市永胜县金沙江干热河谷区， 100°38′—100°41′E， 26°27′—26°38′N之间。属亚热带高原季风气候，全年盛行南风，常有强烈的焚风，气候干旱炎热，且干旱时间长，晴朗少云，四季不分明，年平均气温19.1 ℃[3]，月最高温出现在5—7月，≥10 ℃的年活动积温达6 400 ℃，日照时数2 700 h左右，降雨量少，降水集中在7—9月，年均降雨量755.9 mm，年均蒸发量1 814.2 mm。

根据《云南植被区划》划分，程海流域植被属干热河谷稀树灌草丛。据现场调查，程海流域干热河谷区分布的主要树种详见表1。

表1类型树种乔木蓝桉(Eucalyptusglobulas)、苦楝(Meliaazedaeach)、黄葛树(Ficusvirens)、凤凰木(Delonixregia)、木棉(Bombaxceiba)、红椿(Toonaciliata)、山黄麻(Trematomentosa)、滇刺枣(Ziziphusmauritiana)、白头树(Garugaforrestii)、滇榄仁(Terminaliafranchetii)、慈竹(Bambusaemeiensis)等灌木车桑子(Dodonaeaviscosa)、火棘(Pyracanthafortuneana)、清香木(Pistaciaweinmannifolia)、铁仔(Myrsineafricana)、岩柿(Diospyrosdumetorum)、余甘子(Phyllanthusemblica)、华西小石积(Osteomelesschwerinae)、雀梅藤(Sageretiathea)、白毛黄荆(Vitexnegundo)、麻疯树(Jatrophacurcas)、假烟叶树(Solanumerian-thum)、金合欢(Acaciafarnesiana)、云实(Caesalpiniadecapetala)、小檗美登木(Maytenusberberoides)、牛角瓜(Calotropisgigantea)、龙舌兰(Agaveamericana)、金刚纂(Euphorbianeriifolia)等草本扭黄茅(Heteropogoncontortus)、黄背草(Themedajaponica)、白茅(Imperatacylindrica)、斑茅(Saccharumarundinaceum)、丛毛羊胡子草(Eriophorumcomosum)、孔颖草(Bothriochloapertusa)、橘草(Cymbopogongo-eringii)、戟叶酸模(Rumexhastatus)、翼齿六棱菊(Laggerapterodonta)、两头毛(Incarvilleaarguta)、双萼观音草(Peristrophepamiculata)、黄细心(Boerhaviadiffusa)等藤本毛茛铁线莲(Clematisranunculoides)、地果(Ficustikoua)、炮仗花(Pyrostegiavenusta)、叶子花(Bougain-villeaspectabilis)、锦屏藤(Cissussicyoides)等

2 生态修复面临的困难和存在的问题

2.1 自然环境恶劣，生态系统退化

程海流域干热河谷区光照强度大，气候干旱炎热，干旱时间长，全年盛行南风，“焚风效应”明显。区域内年降水量较少、而蒸发量则是降水量的2～3倍，空气干燥，且降水年内分配不均匀，主要集中在7—9月，导致土壤经常缺水干化。此外土壤瘠薄，多为燥红壤，且石砾较多，土壤保水保肥性较差，非常不利于植物生长。

程海流域干热河谷区原生植被是以硬叶栎类为主的亚热带常绿阔叶林，由于长期人为活动干扰，以及过度放牧和过度开垦的破坏，目前区域内植被已逆向演替为干热河谷灌草丛，环境越来越恶劣，生态系统退化严重。

2.2 自然灾害严重

谷区内地质地貌复杂，山高坡陡、沟谷纵横，仅大的冲沟就有47条之多。加之气候干旱少雨、水热不均衡，土壤瘠薄，植被恢复困难，植被覆盖率较低，生态环境脆弱，生态系统自我调节能力差，致使极端干旱、洪涝、火灾、病虫害等自然灾害频繁。

2.3 统筹协调力度不够

生态修复是一项长期的系统性工程，须由发改委牵头，林草、水利、农业、国土、财政等部门相互协调配合，共同推动。目前，程海流域的生态修复工作基本都是以林草部门为主导，其他部门配合开展工作，但是林草部门协调其他部门开展工作的能力相对较弱，加之一些部门只从自身的利益出发，致使生态修复工作难以持续推进。

2.4 资金投入不足

生态修复是一项需要资金长期投入的工程，不仅仅是加大生态建设的投入，还需持续投入资金改善区内群众的生产、生活条件，尤其是能源和水源方面的生计问题，仅靠法律法规及宣传手段来约束群众对自然环境的破坏，效果并不理想。此外，程海流域地区因财政困难、资金配套不足，致使后期管护跟不上，生态修复成果难以巩固，边修复边破坏的现象没有得到根本性扭转。

2.5 基础性研究缺乏

目前，研究人员在金沙江沿线、攀枝花、元谋县、元江县、武定县等干热河谷地区已开展了干热河谷形成、植被演化、植被恢复理论、造林技术、乡土树种应用、生态系统定位观测等方面的研究。但在程海干热河谷区还未开展相关研究，基础数据缺乏，开展生态修复工作困难较大。

3 生态修复关键技术

遵循“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念，突破单一的植树造林模式，采用生物措施与工程措施相结合，以灌木为主体，乔、灌、草、藤立体配置。本着综合治理、系统修复的思路，统筹生态治理、景观营造与经济发展的需要，着力推进程海流域干热河谷区退化生态系统的修复与重建，全面提升生态系统服务水平，稳步实现生态系统的正向演替。

3.1 合理布局，突出重点

3.1.1 总体布局

结合程海旅游区的区位优势，推进生态系统修复与旅游产业及地方经济融合发展，按照生态防护、生态景观、生态经济3种类型进行布局。

1)生态防护型。主要分布在荒(石)漠化程度较重的区域，多为车桑子—扭黄茅为主的稀树灌草丛，立地条件较差。选择耐旱、耐贫瘠的地带性乔木和灌木树种，辅以水利等工程措施，进行系统修复治理。在重要节点外围营建生物围栏，种植火棘、龙舌兰、仙人掌、霸王鞭、金刚纂等树种组成的隔离带，防止人畜破坏。

2)生态景观型。主要分布在大永(大理—永胜)高速、程海环海公路、S220省道等道路两侧区域，一些重要景观节点，以及程海生态红线外围区域，立地条件较好，建设高起点、高标准、高质量的生态景观林。以木棉、凤凰木、叶子花等乡土景观乔木树种及观花植物为主，通过乔、灌、草、藤的立体配置，营造风景优美的生态空间。

3)生态经济型。主要分布在程海流域原农业耕作区，立地条件相对较好，土层较厚。选择具有较好经济效益的果木或多用途的树种栽植，既能满足绿起来的要求，又能创造经济价值，实现经济效益和生态效益双赢。

3.1.2 修复要点

因自然环境恶劣，决定了树种选择是生态修复成败的关键，生态修复应作为一项长期性工作来开展，必须提前谋划，绝不能搞一夜成林、成景。首先，必须在当地建设培育乡土树种的苗圃，初步选择出抗逆性较强的树种；其次，开展不同立地条件下的造林试验及研究，进一步确定优生树种；最后，遵循由易到难的原则，统筹“山水林田湖草”进行系统修复。

3.2 树种

3.2.1 树种选择原则

树种选择须遵循因地制宜、适地适树、效益最大化的原则。一方面，选择适生性强、抗逆性强、根系发达、改良土壤效果好的地带性乡土树种，营造生态林，确保生态系统结构与功能稳定，促进植被正向演替；另一方面，在构建绿水青山的同时，要兼顾当地生态旅游发展，以及脱贫攻坚的需要，营造景观林和经济林，实现社会、经济、生态效益最大化。

3.2.2 树种选择

1)生态防护型树种。主要选择速生、抗逆性强、耐干旱瘠薄、保水保肥能力强、水土保持功能较强、改良土壤能力效果好的树种，详见表2。

2)生态景观型树种。选择形态优美、枝叶茂盛、色彩浓重的植物，需具有较强的观叶、观花、观果、观型的功能和作用，力求达到“四季有花、四季常绿”的效果，详见表3。

3)生态经济型树种。生态经济型树种要求具有良好的生态防护功能、绿化美化效果，还要兼顾周边群众的接受度及良好的经济收益，详见表4。

表2 生态防护型树种类型优选植物名称备用树种植物名称乔木木棉、凤凰木、云南松、云南油杉、尼泊尔桤木、球花石楠、红椿、滇朴、山黄麻、黄葛树、大青树、黄连木、麻栎、栓皮栎、滇青冈、清香木、滇榄仁、马甲子、滇刺枣、西南杭子梢、墨西哥柏木、慈竹、龙舌兰等云南樟、樟、华山松、滇合欢、山合欢、毛叶合欢、臭椿、苦楝、川楝、滇杨、高山榕、锥连栎、滇石栎、刺槐、台湾相思、头状四照花、假烟叶树、大叶女贞、构树等灌木车桑子、马桑、白刺花、火棘、牛筋条、余甘子、杭子梢、华西小石积、沙针、铁仔、雀梅藤、扁核木、灰毛莸、白毛黄荆、麻疯树、密蒙花、木豆等银合欢、滇黔黄檀、金合欢、岩柿、大叶千斤拔、云南山蚂蝗、云南土沉香、小檗美登木、西南栒子、牛角瓜、蓖麻等草本戟叶酸模、决明、小蓝雪花、仙人掌、金刚纂等类芦、披碱草、黑麦草、斑茅、象草等藤本地果、石山羊蹄甲、忍冬、地不容、云实、蔷薇、悬钩子、叶子花、葛、薜荔、络石等爬山虎、常春藤、常春油麻藤、紫藤等

表3 生态景观型树种类型优选植物名称备用树种植物名称乔木木棉、凤凰木、黄花夹竹桃、云南樱花、冬樱花、紫薇、蓝花楹、乌桕、黄连木、鸡冠刺桐、黄葛树、大青树、高山榕、羊蹄甲、头状四照花、西湖垂柳、红千层、黄花风铃木、慈竹等银桦、白兰、白头树、滇合欢、山合欢、毛叶合欢、枫香树、银杏、日本樱花、紫叶李、垂丝海棠、贴梗海棠、栾树、银叶金合欢等灌木夹竹桃、虾子花、滇素馨、鸡爪槭、紫荆、云南含笑、木本曼陀罗、红叶石楠、杜鹃等金合欢、云实、月季、蔷薇、金铃花、鸡蛋花、马缨丹等草本小蓝雪花、假杜鹃、多花百日菊、波斯菊、芦苇、墨西哥鼠尾草、薰衣草、粉黛乱子草、狼尾草等紫茉莉、孔雀草、向日葵、戟叶酸模等藤本叶子花、炮仗花、蔷薇等毛茛铁线莲、紫藤、常春油麻藤、锦屏藤等

表4 生态经济型树种类型优选植物名称备用树种植物名称乔木油橄榄、大树杨梅、美国山核桃、软籽石榴、番石榴、甜酸角、桑等澳洲坚果、泡核桃、枣、杧果、梨、苹果、甜脆李、番木瓜、辣木等灌木沃柑、食用玫瑰等花椒、褚橙、油牡丹、刺梨、咖啡等草本砂仁、香蕉、芭蕉等天麻、重楼、白及、甘草等藤本葡萄、豆薯等天门冬、提子、忍冬等

3.3 修复措施

3.3.1 整地方式

据相关研究，干热河谷地区宜采用的整地方式有：漏斗底鱼鳞坑整地[75]、月牙形鱼鳞坑整地[76]、块状整地[77]、水平沟整地[6]、大塘整地[33]、穴状整地[78]等。程海流域生境脆弱，为了保护原有植被，防止水土流失，生态修复时应禁止全面整地。建议在地块完整，坡度平缓区采用水平沟整地；在地形破碎，冲沟较多，侵蚀严重，且土层较薄的地块采用鱼鳞坑整地；其他宜造林地块采用穴状整地。

3.3.2 配置模式

程海流域干热河谷生境类似非洲稀树草原的生境，因此，在进行面山生态修复时，树种的配置模式宜“师法自然”，即采用稀树(乔木)+灌木+草本，或灌木+草本的方式；种植点的配置方式宜采用“品字形”配置，有利于降低“焚风”效应的影响。

3.3.3 造林密度

费世民[54]认为在干热河谷地区营造高密度的人工林会导致林分环境差，难以形成结构良好的林分。经现场调查，在程海流域按照常规密度营造的乔木纯林、乔乔混交林和乔灌混交林，林木保存率都较低。因此，应降低造林密度，减小土壤水分承载力。建议乔木树种的造林密度应控制在1 110株/ hm2以内，即株行距大于3 m×3 m；灌、草可适当密植和播种。

3.3.4 栽植

栽植时间。经调查，以雨水集中的7—9月为宜，且选择阴雨天气栽植。在已配套水利设施的造林地块，可合理安排时间提前造林，以延长其生长期，促进苗木生长。

栽植技术。在栽植之前，有条件的要进行浸根处理，提高苗木体内含水量。在栽植过程中，容器苗要去除营养袋，若为裸根苗，则应保持根系舒展。针对程海流域干热河谷环境条件，还应进行客土栽培，以及使用保水剂、覆盖地膜或枯草、喷施旱地龙等。栽植后，要将土踩紧踏实，并浇足定根水。

3.3.5 抚育管护

“三分栽七分管”是成林的关键[79]，造林后需安排长期性的专职管护人员定期灌溉，除草，松土，施肥，增加土壤含水量和肥力，以满足苗木生长所需要的条件。此外，在干扰较大的区域，除营造生物围栏外，还要设置网围栏防止人畜进入破坏。

4 结语

1)程海流域干热河谷区自然环境恶劣，自然灾害和生态系统退化均较严重，但在深入调查当地生物资源及自然地理环境条件的基础上，通过开展科学而系统的生态修复工作，重构地带性森林生态系统是可行的。

2)生态修复是一项综合性较强的系统工程，涉及多学科、多部门配合，在制定修复方案时，必须牢固树立“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念，统筹兼顾，将生物措施与工程措施相结合，有效推进生态建设，加快植被恢复及其正向演替进程。

3)生态修复工作是一项长期性工作，树种选择是关键，必须提前谋划和布局，在当地建设苗圃，培育长势较好的乡土树种，并开展造林试验研究，进而科学的优选出长效、耐旱、耐瘠薄的树种。在此基础上，遵循由易到难的原则，稳步推进生态修复工作。

4)程海流域干热河谷区气候干旱炎热，降雨较少，土地承载力有限，为保障生态修复成果的长效性，在开展生态修复工作前必须配套好水利设施。开展生态修复时，要根据不同的立地条件科学整地，采用多种造林模式进行适宜密度造林，要采用更多的新技术、新工艺和新方法。修复完成后还要加强林木的抚育管护，才能保证修复的成效和质量。

5)程海流域干热河谷区生态修复资金投入较大，地方政府难以长期持续投入，建议把项目纳入国内大规模国土绿化、长江经济带生态环境保护、云南省九大高原湖泊保护治理等国家重点计划实施项目的范畴，使资金得以保障，同时拓宽融资渠道，引入社会资本，共同推进生态修复持续发展。