甘州区图书馆

甘肃省河西走廊远离海洋和受高山阻隔而成为干旱区。但因特殊的地理环境而有高山冰雪，由于山地森林（包括高山灌木林）涵蓄冰雪融水（包括降水、地下水）而有绿洲与灌溉农业。本文将着重讨论森林与水资源的关系，阐述山地森林的重要性。我们认为，为使祁连山森林充分发挥涵养水源的功能，林业部门应努力做好营林造林工作，以期对工、农业、居民用水，以及促进社会经济发展作出更大贡献，同时也冀望用水机构以及社会各界“饮水思源”，多多关注森林事业，并采取适当措施予以支援。
  一、概况
  祁连山是我国西北干旱区著名的一大山系，它是第四纪中更新世时（距今约100万年）因青藏高原急速隆起而形成的高山〔2、3〕。地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带，有其独特的自然环境。地理位置北纬36°30′～39°30′，东经93°30′～103°，大陆性高寒半干旱气候。境内山势由西北走向东南，起伏连绵千余公里，向西屹立于阿尔金山。祁连山一般海拔3000～5000米，主峰祁连南山5547米，2500米以下的中低山属荒漠带，2500～3500米生长森林，3600米以上发育为多年冻土，4400米以上终年积雪，5000米以上多发育有现代冰川，被誉为高山“冰源水库”。境内冰川资源丰富，约有冰川2859条、冰川总面积1972.5平方公里，储水量811亿立方米，冰川年融水量10亿立方米，占进入走廊平原之河水年径流量的13.7％。祁连山冰雪、降水和地下水所形成的径流，孕育着河西走廊石羊河、黑河、疏勒河等三大水系56条内陆河流，三大水系出山总径流量69.304亿立方米/年〔4〕，其中石羊河水系15.825亿立方米/年、黑河水系37.342亿立方米/年，疏勒河水系16.137亿立方米/年。灌溉绿洲农田720多万亩，“若非祁连山顶雪，错把甘州（张掖）当江南”，成为河西走廊民殷地富的摇篮。
  二、祁连山森林的特点
  祁连山林区总面积265.3万公顷，其中林业用地面积47.9万公顷，构成森林的主要树种是青海云杉（Piceacrassifolia）、祁连圆柏（SabinaPrawalski）。云杉森林面积12.09万公顷，森林蓄积1269.25万立方米，林区森林覆盖率14.4％，森林年生长率3.15％，年枯损率63％，森林生产力100.5立方米/公顷。祁连山山地森林生态圈主要是由云杉林、圆柏林、高山灌木林和中低山阳性灌木林等四个森林生态系统所组成。
  山地森林的基本特点：
  1.森林分布主要在2400～3300米的中山和亚高山地带的阴坡半阴坡、半阳坡和沟谷，坡度陡峻，土层浅薄，若采伐利用不当，易引起植被逆行演替和水土流失。
  2.祁连山森林多位于河流上游的发源地或沟谷溪涧集水区。它是山区水源储蓄中心，对涵养水源、调节河川径流的作用很大，使冰雪融水源源不断地、均衡供应下游绿洲平原。
  3.森林覆盖率较低，但在整个干旱区域内更显得十分重要和珍贵。它确是走廊地区童秃群山之中的一块绿色宝石。
  4.青海云杉林的龄组结构较合理。中幼龄林较多，有利于永续利用、长期经营。按森林面积比重，幼龄林、中龄林和成熟林分别占21.8、64.5和13.7％；按森林蓄积比重，分别为13.1、64.5％和22.4％。由于青海云杉和祁连圆柏树木寿命长，枯损率相对较低，这就有利于推行长轮伐期作业，更有利于持续发挥森林涵养水源的功能。
  三、祁连山森林的作用及其重要性
  祁连山森林的作用，古人早有很多赞语。据史料记载：“雪山千仞，松杉万本，保持水土，涵源吐流”。这就是对祁连山森林较客观的评价。〔清〕《甘州府志》载有一篇文章，“八宝山松林积雪说”。甘州就是张掖，八宝山就是祁连山。所谓“松林”可能就是古人对松柏科多种针叶林的泛称。文章指出：“甘州虽雨量不足，幸天赋高山积雪，滋溶流灌，永无底穷。坐食其赐，无减于多水之区，甘州人民之生计，全靠松林多积雪，苦松林砍伐而不能积雪，就会给居民带来巨大灾害，故应永远保护。”
  近代对祁连山森林研究的学者教授发表了许多中肯的论述。我们认为祁连山森林的作用和重要性不可低估，主要表现以下几方面：
  1.祁连山森林是山地贮水供水的中心，也是干旱区的心脏
  山地森林植被以其特有的森林作用与生物贮水与调节的功能，一方面捍卫着高山“冰源水库”的安全，另一方面使山区降水、地下水和冰雪融水的径流，通过山地森林的拦截与调节作用，源源不断地供应河西地区中下游绿洲农田灌溉、城市生活与工业用水，以及供给内蒙西部荒漠胡杨林灌溉。山地森林涵养水源的作用，直接间接地关系着中下游绿洲的农林牧业的兴衰，关于这个问题在干旱区具有特殊的意义。如果说长江、黄河是我国南北大地的主动脉，江河上游发源地是它的心脏的话，那么祁连山系高山“冰源水库”（含大气降水）就是河西走廊的心脏，石羊河、黑河、疏勒河及其56条支流就是走廊地区的大小动脉。山地森林在维护山区大小河流的水源永不枯竭起了很大的作用。从另一方面看，如果没有山地森林，高山冰雪融水和大气降水所形成的径流就可能在瞬间倾泻到中下游酿成灾害。
  2.山地森林在水源涵养和防止侵蚀的作用
  据付辉恩研究〔6〕，祁连山森林的水文生态效益主要有三方面：
  （1）林冠层对降水的截留与减弱径流作用。以苔藓云杉林为例，林冠层对降水截留量为28.4％，森林郁闭度每降低0.2时，林冠截留量以减少4.6％的速度递减。林冠层拦截降水直接起到减少地表径流的作用。
  （2）枯枝落叶苔藓层的蓄水作用。云杉林地表面积累的枯枝落叶苔藓地被物平均总量为97.3吨/公顷，容水量362.78吨/公顷（见表1）。它如同海绵一样吸附着相当于自重3～4倍的水量持续地保持在林内。苔藓云杉林涵蓄的水量约为865～1651立方米/公顷。祁连山现有12万公顷云杉林，以此推测估算，仅云杉林就能涵蓄总水量10380～19812万立方米，相当于1～2亿立方米的天然绿色水库。祁连山林区高山灌丛林约为430万亩，与云杉林相比，它是一个更大的绿色水库。
  （3）根系层的防止侵蚀与水文调节作用。由表1而知：云杉林每公顷根系58.3吨是圆柏林的3.4倍，是高山灌丛林的2.7倍，是草地根系的16.2倍。根系总量越高，保持水土、防止侵蚀的作用越大。同样，土壤层根系总量愈多，土壤物理性质越好，土壤里含蓄水量也高，它能均衡地、缓慢地流出林地补给河川径流。
  3.森林在调节河川径流、减免洪水灾害的作用。
  据测定〔6〕，在坡长500米的距离内，枯枝落叶苔藓层内的水分，流到沟底需2小时。土壤表土层的水分流到沟底需要72小时。底土层的水分流到沟底需要4个月。为什么河流上游的水总是那样清澈洁白？原因就在于上游有森林。森林通过林冠层，枯枝落叶层和土壤根系层的生物物理作用，尽可能地把降水、冰雪融水作为地下水贮藏起来，或者让雨水慢慢地流失。这样即使遇到暴雨时，也能减少水灾发生的危险，同时增加干旱期河流、水库的水量。这种水源涵养作用，只有在山地培育森林才能获得。总的来看，有林地全年的水流失量比无林地少。这是由于林地渗透能力大，减少地表径流、增加地下水量，故能减少洪水发生。相反，在干旱期，林地的水流失量增加，可以补充河水水量，因此祁连山地森林有调节径流、抑制洪水的作用。
  4.绿洲的屏障、农牧业的基础
  河西走廊的农业是典型的灌溉农业，历史悠久，千百年来金张掖、银武威繁荣不衰。究其原因，主要是依赖于山地森林涵养的水源，森林使山区河流永不枯竭。林多水丰，林少水枯。它关系着绿洲的兴衰与存亡。走廊地区约有1000万亩农田和山区草原依靠祁连山冰雪融水（包括降水）灌溉的。每年春夏旱季，高山冰雪融水徐徐流入大小灌渠，供应平原绿洲灌田播种之用；盛夏与夏秋之交，气温升高，高山冰雪强烈消融，融水确保庄稼长好与获得好收成。至夏秋溶化之雪水微弱，黑河水量少而低，则不能入渠灌溉，有报旱之虞。
  5.山地森林在维护干旱区生态平衡中起着重要的作用
  祁连山森林地处欧亚大陆腹地，远离海洋受高山阻隔，镶嵌分布于广大荒漠景观之中，山地周围环境被干旱荒漠、半荒漠、干草原、沙漠和盐碱荒地等自然景观所包围。
  干旱区各类生态系统内的有机体和环境条件的相互依存的生态平衡是非常脆弱的。在人类过度利用资源的情况下，这种生态平衡极易遭到破坏，破坏后恢复困难而缓慢，甚至无法恢复。因此我们要正视河西走廊自然环境脆弱的特点。就实际情况来看：（1）南有祁连山森林，山区蕴藏丰富的水资源；（2）西北有干旱风沙侵袭；（3）中间是盆地，有不连续状分布的绿洲。它们三者之间都代表着不同的生态系统，各生态系统之间相互制约相互影响，而山地森林生态系统是陆地生态系统的主体，在维护各生态系统的生态平衡起着决定性的作用。如果没有山地森林涵养水源与供水，内陆河流就会枯竭，绿洲难以稳定发展，干旱风沙难以治理。在水源不足、干旱风沙侵袭下，也很难想像走廊地区社会、经济和人类生存能获得持续发展。因此在开发利用时必须十分重视各类生态系统的脆弱性，务使走廊全区或局部开发利用程度不要超越自然资源（如森林、草原、水资源、土地资源等等）临界极限的承载力。
  祁连山水源林地是“三北”防护林体系的重要组成部分，也是干旱、半干旱区生态环境条件的重要构成部分。它的存在，对维护干旱区生态平衡确有不可低估的作用。人类如果无视它的存在和作用，就要遭受自然规律的无情惩罚。无论在当前还是长远，走廊地区的林业建设的重点，应当放在限制森林资源消耗，积极保护、培育和发展森林资源上。充分发挥山地水源林的作用，以促进河西走廊社会经济发展和优化环境为根本任务。
  四、祁连山森林变迁与生态环境演变
  据《河西志》记述，祁连山在两千余年前约有9千万亩天然森林，生长茂密，绿树参天，浓荫遮日，冬夏常青。《肃州志·南山》记载：祁连山“南山松百里，阴翳车师东，参天拔地如虬龙，合抱岂止数十围，拜爵已受千年封，其间最古之老树，曾阅汉唐平西戎”。又说“大小松山崇岗隐天，森林蔽日”。据有关县志和史料记载的还有：酒泉之西沟寺“林木苍郁，绵延百余里之远”。满清年代，甘肃提督曾在祁连山林缘悬挂铁牌“禁止入山伐木”。乾隆年间，当时武威县还是“林茂水丰”。这些记载说明，祁连山古代森林多，有着悠久的历史。
  随着历史长河的变迁，由于封建统治阶级和军阀大肆砍伐、战火烧毁、军屯兵伐，以及私伐和盗伐，致使祁连山森林遭到严重破坏，逐渐形成“山无绿兮，水无情；风吹毒兮，沙亦腥”的荒凉景象。至建国初期，幸存下来的森林面积仅200余万亩。1958—1980年间，在砍伐过度、人口增加、毁林开荒的压力下，祁连山富饶的森林又遭到了严重破坏。值得庆幸的是，1980年甘肃省政府对祁连山森林划定水源涵养林，并作出停止10年采伐森林的决定。这一决定十分重要，对于逆转祁连山森林资源消耗、使森林获得一个短期休养生息的机会，以及缓和走廊地区生态环境恶化的趋势，都有着十分重大的意义。但是，前人毁林严重，生态危机四伏，今日人类已付出重大的代价。
  （一）摧残森林严重，潜伏生态危机
  至1980年止，祁连山森林面积保存167万亩，与建国初期相比，森林面积减少16.5％，森林带下限由1900米退缩至2300米，森林的踪迹仅见于酒泉以东的深山偏远地带，在浅山近百里范围的森林已完全消失，演变为童秃群山。据说祁连山东部冷龙岭北坡油松林、青〓林已砍伐殆尽；山杨林、桦木林已退化。东部浅山地带约有37万亩灌木林被毁，水土流失面积扩大到651万亩。1985年和1988年笔者曾两次乘坐乌鲁木齐经由酒泉、张掖、武威至兰州的火车，沿途1750公里目睹一幅令人沮丧的画面，它说明这一地带气候干旱、水资源匮乏、水土流失和沙漠化等问题的严重程度。进入河西走廊后，只见光秃秃的山坡，尘土飞扬的淡褐色的沙砾土地，干涸的河床比比皆是，仅有一些绿洲才出现有城市和村庄，而绿洲的人口显得过于稠密，耕地面积又显得很少。可以坦率地说，毁林恶果，引人注目，河西地区绿洲和农村正处在生态危机之中。
  （二）河道干涸，水源匮乏，威胁着数百万农民的生存条件
  摧毁了上游的森林，则下游的水流就枯竭，水文状况也就严重起来。祁连山系的一些大小河流，逐渐演变成沉沙乱石，旱则涸，涝则泛的害河，山洪暴发，淹没田禾，人畜遭灾等一派生态灾难景象。据孟尚贤同志资料，祁连山的山水年径流量由解放初期78.55亿立方米下降为现在的65.84亿立方米，减少16.2％；泉水由24.05亿立方米下降为19.84亿立方米，减少17.8％。林少水减，灌溉渐难。一般年景常有100万亩农田得不到灌溉，使部分夏田减产。武威地区6条河流的来水量由50年代的12.2亿立方米/年至70年代下降为9.51亿立方米/年，减少22％，使民勤县60余万亩农田因天旱无水灌溉而弃耕。水资源匮乏除大气环流决定性因素外，森林消失以及森林涵养水源功能被削弱也是其中一个重要原因。
  （三）林区内部游耕人口干扰活动频繁
  据说祁连山林区深处约有2万余名外地流散居民，长年从事“农闯队”和“猎捕队”活动。近10年来，毁林毁草30余万亩。滥捕滥猎滥挖野生动植物资源十分严重，使自然环境下生长的动植物日益减少，林区珍稀动物群如马麝、雪豹、盘羊、猞猁大为减少，野牦牛、野驴、鹅喉羚濒临灭绝。
  （四）山区林牧矛盾严重
  超载放牧，游牧方式常年是造成森林更新和造林成效低的重要原因。
  五、意见与建议
  诚如上文所述，河西走廊目前正存在着一个极为真切的生态危机。由于山地森林资源不合理开发利用，整个走廊地区生态平衡遭到极其严重的破坏，自然生态环境的不断恶化直接导致水资源匮乏、农牧业减产、绿洲生态环境恶化。鉴于山地森林生态圈是陆地生态系统的主体，维护河西走廊地区脆弱的生态平衡中占有极重要的作用。如果河西地区从根本上失去了祁连山森林生态圈，那么整个河西地区陆地生态系统就会变得越来越无序，走向瓦解。例如地方性气候干旱化、水源枯竭、水土流失、旱洪灾害、沙化、宜农宜牧地变得不适用农用牧用等等，这些就是河西地区生态系统的无序、功能降低、结构紊乱、稳定性减弱的表现。因此，保护性开发利用祁连山山地森林就成为上策。甘肃省政府、省林业厅把祁连山森林划设为国家自然保护区，这是最优决策，也是高瞻远瞩的战略措施。
  走廊地区的国土整治，恢复和重建自然生态平衡的途径是什么呢？就林业行业来说，应在四个方面大力护林、育林和造林：（1）保护和扩大营造祁连山水源涵养林、水土保护林；（2）绿洲内部营造农田防护林、薪炭林；（3）绿洲外缘营造防风固沙林；（4）保护和封育荒漠天然植被。我们认为，建设以森林为主体的绿色植被，是改善走廊生态环境，使之走上良性循环的关键所在，亦是走廊环境治本之方略。鉴于毁林恶果引人注目，人类已付出并将继续付出重大的代价，其后果与损失是很大的。对于这一个问题，我们认为各级政府不仅要大力做好宣传、教育和执法工作，还必须尽快采取有效措施防止生态环境继续严重恶化下去。为此建议省人大常委会根据宪法赋予的职权，组织一个调查组对如何防止自然资源和生态环境进一步遭到破坏的问题，进行调查研究并提出报告。同时，吁请省人大常委会有效地行使其监督权，以保护祁连山的河流、林区、草原和绿洲耕地、水资源等合理开发利用与环境治理。如果省人大常委会不在这方面进行有力的监督，那么祁连山的生态环境及受其制约的绿洲环境，将会陷入不可挽救的境地。国家要求甘肃省在近期内把河西建成商品粮基地和粮食翻番的计划也可能由此而落空。
  关于祁连山森林经营，首先要保护好、管理好、经营好现有森林，其次是集约经营提高森林生产力和扩大森林覆盖率。笔者于1988年赴祁连山林区实地考察所见的印象，提出一些感想供以参考。
  1.贯彻以营林为基础的方针。全面封山育林，休养生息一个时期。死封不动和单纯取材都不可取。保护和恢复森林主要靠政策、科技、群众和集约经营。吸取过去林业上重取轻予、粗放经营、单纯原木生产，忽视森林的生态作用和经验教训，今后森林经营力求避免出现急功近利的短期效应。
  2.上游水源林经营的方针。上游发源地和集水区范围内的森林禁止主伐，沿河两岸要划出200米以上宽的水源涵养防护林带，只允许抚育伐、卫生伐。经营方针是：全面保护，重点经营，充分发挥山地森林的贮水蓄水和防止侵蚀的功能。延长轮伐期，缜密审核采伐更新方案。
  3.对集水区内不良林相的水源林实行林分改良。从涵养水源的观点而言，（1）凡林相不良者如树冠过于疏开或过于密集的老龄或幼龄林，（2）凡集水区内蓄水贮水功能不高、低劣天然林或次生林，都宜用去劣留优、定量间伐、疏伐、修枝，或人工移植野生苗或补栽阔叶树等办法，加以实施林分改良。改良后的林相，尽可能使之形成针阔叶混交的异龄复层林。目的是提高林地生产力和增强水分涵蓄能力，减少水土流失发生。
  4.保护好管理好高山灌丛（3200～4000米）和中低山阳性灌丛（2000～2400米）。祁连山林区灌木林面积大，约有431.6万亩，是现在乔木森林面积的2.3倍，灌木林生态系统是干旱区山地森林生态圈重要组成部分。它的涵养水源和防止侵蚀的作用甚大。据付辉恩资料，高山灌木林每公顷枯枝落叶物、苔藓地被物每公顷干重22.9吨，根系总重量21.8吨，涵蓄水量95吨。高山灌丛对于涵蓄高山冰川积雪融水的作用最为显著。高山湿性灌丛主要是防止牧民超载滥牧；低山阳性灌丛主要是防止滥伐樵采薪柴，防止村民毁林开垦、蚕食林地扩大耕地。
  5.造林树种多样化。青海云杉是乡土树种，又是地带性森林群落，当然要发展它，但不要单一搞云杉。乡土树种祁连圆柏生长虽慢，但适应性强，耐旱耐寒耐瘠，树龄长，种源多，密植造林就能使干形通直，它是半阳坡造林很难得的好树种。此外，特别是高海拔、湿润地带、改良不良林相的林分，要增加白桦、天山花楸和红桦等阔叶树比重。
  6.加强云杉林抚育工作。今后一个时期内，森林抚育是集约经营的重要内容。云杉幼龄林、疏密度近于0.9，郁密度也高，树冠交接紧密，异龄性强。通过实地调查，确定其间伐强度，采用定量抚育，伐后郁闭度应保持0.4～0.5。林冠下天然野生云杉幼苗幼树就地充分利用可采取“间密补稀”办法，移栽于林缘或林中空地。云杉成熟林生产力虽已下降，但尤多分布于陡坡，土层薄根系浅，固土力差，为了防止因抚育不当造成滑坡、泥石流发生；抚育工作有几点要注意：（1）25。以上陡坡，悬崖的森林不搞卫生抚育伐；（2）20。以上低凹山洼陡坡严禁抚育伐；（3）抚育工作不允许破坏林下地青枯枝落叶层和活地被苔藓层；（4）抚育采伐剩余物均匀摊铺于林地上，不准采用火烧清堆法；（5）间伐强度宜小不宜大，云杉中幼林抚育伐强度过大，易招致虫害发生。
  7.关于华北落叶松发展问题。华北落叶松在祁连山引种成功，丰富了本地树种资源，这是张掖地区林业科技工作者的一个重要成果。据实地考察而知，祁连山林区上限3200米，下限2000米的山地阳坡半阳坡因土壤水分不足，日照强烈、空气湿度低等因素所限制，似不宜发展。适宜发展的地段是2000～2800米的阴坡半阴坡及其冷凉湿润的前沿地带，但要选择湿润肥沃的灰褐土。落叶松人工幼林常遭灰尾兔、马鹿、马麝等危害，故应注意防治兽害。
  8.重要集水区要开展裸地种草造林。森林地与裸地之蓄水功能相差悬殊，据林文镇资料，森林如遇降水，25％的雨量停留在树冠上，25％缓缓地流出地表，25％渗透后留存地中，25％渗透后成为地下水。与此相反，在裸露地则雨量之50％急速流出地表，40％由地表蒸发，而渗透后成为地下水的仅10％，由此可知森林地比裸露地，其将降水渗透、蓄存于地中之功能达5倍以上。祁连山林区黑河上游重要集水区裸露地甚多，必须加快种草与造林，促成植被覆盖，增强水源涵养与防止侵蚀的功能。
  此外，增加林区道路网，争取国家林业投资比重，处理好林区内林牧矛盾等等，都是搞好森林经营的重要前提。

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