编者按 近年来，水利部贯彻落实党中央、国务院关于加强生态建设和环境保护的一系列方针、政策精神，在总结水土保持生态建设长期实践经验的基础上，提出在加强以小流域为单元的水土流失综合治理的同时，着力推进水土保持生态修复工作，充分发挥大自然的力量，依靠生态自我修复能力，加快水土流失防治步伐。 目前，各级水利部门在政府的领导下，依靠科研部门的参与，积极探索推进生态自我修复工作，取得了明显的成效。生态修复的内涵也在不断延伸。
为进一步研究、总结和探讨水土保持生态修复的理论、技术路线、标准和相关政策，交流和宣传各地开展水土保持生态修复的好经验和好做法，水利部水保司拟在今年召开“全国水土保持生态修复研讨会”，并已向全国有关单位和专家征集会议论文。为配合水利部生态自我修复工作的开展， 《中国水利》从本期起将从征集的专家论文中选择有代表性的文章陆续刊登， 以促进交流，加强和推进水土保持生态修复工作。
栏目主持人 王晓平
朱桂林 山 仑 刘国彬
摘 要 黄土高原地处我国内陆腹地，很大一部分地区属农牧交错带。在黄土高原农牧交错带的植被恢复过程中应加强产业观念的转变，实现退耕封禁，在自然恢复的前提下，可以采取适当的人为辅助措施，但应以不大规模扰动破坏土壤为限。在植被的恢复过程中，要同时考虑植物区系、动物区系和微生物区系这三大功能类群，否则植被的恢复将是不彻底的，恢复的系统可能是不健康的，系统的固有功能和生态服务特性可能不会完全释放出来，最终将难以真正稳定和持久。
关键词 黄土高原 农牧交错带 植被恢复途径
农牧交错带实质上是生态交错带，是由种植业为主的农田生态系统和以草食家畜为主的草原生态系统耦合而成的。广义的农牧交错带，是指以草地和农田大面积交错出现为典型景观特征的自然群落与人工群落相互镶嵌的生态复合体。在我国北方是指半湿润农区与干旱、半干旱牧区接壤的过渡地带，在南方多表现为垂直分布形态的农耕用地与牧业用地的过渡带。农牧交错带具有独特的地理、自然和社会特点，是可持续发展理论探索的重要地域。
一、农牧交错带的成因及存在问题
我国的农牧交错带起源于欧亚大草原，由于东北、西南走向的大、小兴安岭及华北山地、内蒙古高原等地貌和季风气候的影响，东西走向的欧亚大草原东段到我国后折向西南。这种森林草原带，在大尺度(千年以上)气候变迁以及人类活动的干预下，逐渐演变为农牧交错带，其本质属性是草地生态系统。
理论上认为，在不同系统耦合的情况下，由于物质、能量及信息流量和流速的加大，以及边际效应等原因，系统的功能和效能可以成倍乃至数十倍放大。但实际上，农牧交错带体现了生态交错区的边缘负面效应，因为农牧交错带受农业文化的影响，在历史上大多只作农耕且广种薄收，畜牧 业一直不受重视，随着人口压力的增大，为了满足粮食生产需要和片面追求经济效益，大面积草原被盲目开垦并经掠夺式耕作3～4年后即行撂荒，即使未被开垦的草地也大多超载过牧，这些人为因素对农牧交错带自然生态系统的扰动破坏了其自我调节的功能，超出了自我修复的范围，农业生态系统与草地生态系统的耦合效应削弱，甚至消失，农牧交错带陷人了农牧业生产力水平低下、人民生活贫困、生态环境恶化的困境之中。
农牧交错带处于干旱与湿润两种气候的过渡带，生态系统非常脆弱，风大沙多、降水不足且变幅极大，干旱少雨已成为制约农牧交错带生产发展的限制性因素，这里的水分条件已降至旱作农业对水分要求的下限。农牧交错带的土壤母质疏松且不稳定，植被分布不均匀，地面存在较多的薄弱区域。如此脆弱而敏感的自然环境，已不适宜大力发展旱作农业。当前的盲目开荒、粗放耕作造成了大面积植被退化(包括地力下降和土壤沙化)。在漫长的自然进程中，草地植被已被初步证实是最适宜本地自然条件、最能有效利用降水、充分发挥气候生产潜力的顶极植物群落，而且其持久性和稳定性也最高。因此，保护农牧交错带的植被刻不容缓。
二、植被恢复途径探究
自然恢复与人工恢复被认为是植被恢复的两大途径。退化生态系统中的植被恢复是恢复生态学研究的首要问题，因为几乎所有的自然生态系统的恢复，都以植被的恢复为前提。植被恢复是以实现适宜的顶级植被为目的的，不仅仅要恢复一个在一定时间、一定空间尺度上自我维护的生态系统，而且还必须达到人们对它的价值期望值。恢复植被时，应考虑所在地带的自然顶级植被类型才能形成最适宜的可持续生态系统。植被恢复不应过多地依赖外来种，外来种可能会强烈地改变生态系统的水文动态，从而引起溪流的减少。另外，外来种有时可能会因不能适应当地环境条件而无法生存，有时可能会疯狂生长而破坏天然生态系统。
生物多样性是植被恢复中被广泛关注的热点，多数学者认为植被恢复时应充分考虑生物多样性的问题。把自然栖息地转变为农业和工业用地，并最终沦为退化的土地，是人类对自然环境的主要冲击，对生物多样性也是一个巨大的威胁。把森林转变为农田然后转变为退化土地是当前生物多样性危机中最大的诱因。这些慢性行为改变了绝大多数物种的可用栖息地，并常常导致生物多样性的下降。长期栖息地改变的冲击可能比突发性灾变会持续更长的时间，这种效应在个别物种受到威胁并最终灭绝时会更加明显。而且物种消失所引起的群落结构和生态系统功能的破坏将加剧这种日渐积累的灭绝债。相比之下，突发性灾变的残留后果尽管会持续几年，但它们对生物多样性的冲击是瞬时发生的。综观人类历史，栖息地的改变在不同速率、不同空间尺度上早已存在。但这种改变的速率起初是缓慢的，埋藏在许多地区的深层冲击土壤是被慢慢侵蚀掉的，这个缓慢的过程使得农业持续了很长一段时间。在北美，栖息地在本土地块上的改变已经持续了1万年，但横穿大陆从东向西的主要改变是在近400年内大量发生的。令人惊奇的是，热带地区栖息地的改变主要是在20世纪下半叶发生的。这些快速改变是由大多数热带国家人口密度的急速增加造成的，随之而来的是许多物种的快速灭绝。而物种多样化是良性生态环境的标志，所以在植被恢复时有必要考虑生物多样性的问题，而且一定要在生物多样性大量消失之前从事恢复工作。人类对栖息地恢复的救助是生物多样性保护的关键，自然保护区的建立就是其中的一个典型范例。
退化生态系统的恢复以植被动态、植被演替为理论依据。许多研究证实，自然封育是一条简便又有效的植被恢复途径。自然封育不仅符合保护天然栖息地的生态恢复原则，而且还能够恢复系统的持久性和稳定性。尽管自然恢复是一个漫长的过程，如果加以适当的人工辅助措施，这种进程能够加快。1935年人们在美国威斯康星州迈迪逊边缘的一块废弃农场上改种牧草，这是人工改造生态环境的最早范例。还有的学者认为，人工建造生态系统可能会带来一定的负效应。人工建造植被的时候，往往很难模拟该地区自然植被结构，容易出现同龄化和单一性，这可能会导致人工植被功效的短暂性。人工植被在缺乏足够外界能源供给的情况下，通常会表现出系统的脆弱性。但若在外界条件良好的情况下，人工生态系统也会表现出很好的生态效益。有专家认为，人工生态系统随建造年代的增加，系统的物种多样性也会增加，同时群落层次增加，生物量和生产力会明显提高，群落小环境变得湿润，温差减小，系统抵抗自然灾害的能力增强。
三、黄土高原农牧交错带植被恢复途径探究
黄土高原地处我国内陆腹地，很大一部分地区属于农牧交错带。黄土高原农牧交错带的生态环境问题集中表现为植被稀疏和水土流失严重，植被恢复的最终目标是维持该地区的可持续发展。如何把黄土高原农牧交错带的植被恢复到一个较好的水平就需要我们从农牧交错带的本质人手。农牧交错带本质上是草地生态系统，在植被恢复中一定要考虑这个前提。这就需要转变产业观念和对顶级植被的认识。在产业观念的转变中，要把以农为主的观念转变到以牧为主的轨道上来，当然这要以植被恢复到一定阶段为前提，不能盲目滥牧。在农牧交错带，调整大农业的生产方向和生产格局，合理开发和高效利用自然资源，改善农业生产条件是彻底改善不断恶化的生态环境的有效途径。有关研究人士指出，黄土高原独特的气候、土壤特性决定了人类不恰当的农作方式必然会大大加剧原本在自然状态下就有的土壤易侵蚀性。有关研究结果也表明，人类不合理的开垦活动是加剧黄土高原土壤侵蚀、导致土壤退化和生态环境恶化的主要原因。黄土高原高产农田和人工植被区相继发现了土壤下伏干层，且土壤干层阻断了降水垂直人渗补给地下水的路径，土壤干层已对林木生长和林分稳定构成威胁，使人工林木难以发挥涵养水源的功效，土壤干层是植被恢复过程中的一个潜在危险。加之农牧交错带的生态环境十分脆弱，所以在该地区建造人工植被时一定要慎重，切勿急功近利。有关专家认为，在造林绿化工作中，不考虑黄土高原的植被地域差异，不注重这一地区的地形多变条件，不改变树种单一的现状，不能尽快采用试验研究成功的当地优良野生树种，黄土高原的植被恢复就不可能获得根本好转；黄土高原植被恢复，应当遵循植被区划、立地条件类型、乔木树种与灌木树种相结合，造林与种草相结合，传统造林树种与发掘当地野生树种相结合等基本生态学原则，适地适林，而不仅仅是适地适树。
黄土高原农牧交错带土质疏松，生态环境脆弱，在该地区已不适宜进行大规模的人为扰动，为此，许多学者提倡实行自然封育。认为黄土高原地区目前已经具备了退耕还林还草的前提，退耕还林还草是黄土高原植被恢复的根本之举。天然植被是大时间尺度上演变而来的，执行着生态系统的固有功能，可以通过多种途径阻止侵蚀的发生。植被恢复过程中，土壤抗冲性得到强化，且植被恢复得越完善，土壤抗冲性越强。退耕20年的草地土壤抗冲性较农耕地提高了10倍。在天然植被恢复过程中，坡面浅沟侵蚀停止发育，浅沟沟槽发生淤积，沟谷侵蚀和重力侵蚀减弱。有研究表明，近50年的人为破坏，使得土壤侵蚀加速发展，年土壤侵蚀量达10000～24000t/km2，是天然植被恢复固有速度的几千倍。
四、结 语
人为扰动是土壤退化、植被破坏的主导因子。土壤一旦被人为扰动，就会引起自然生态平衡的受损，如果这种损伤超出了生态系统自我修复的范围，退化就成为不可避免的生态后果，且扰动的强度越大，退化的程度越严重。土壤是植被生长的基质、生物栖息的场所和生物多样性依存的基础，土壤退化必然会引起系统整体的退化。另外，土壤还是一个巨大的营养库、蓄水库和微生物库。植被恢复时，人们往往不注重动物区系的变化，更容易忽略微生物区系这个必备因子。其实，对一个完善的生态系统而言，动物区系和微生物区系同植物区系同等重要，它们构成了生态系统的三大功能类群。土壤的扰动会直接威胁微生物区系的生存，受损的微生物区系必然会影响植物区系和动物区系的正常生长，结果是导致整个生态系统的结构被破坏、功能受损，最终表现为宏观上的退化。可见，在植被恢复过程中，应尽力避免人为对系统的扰动，才能有望恢复一个健康的生态系统，恢复的生态系统才能更具持久性和稳定性。当然前提是在恢复的过程中必须保障当地人民群众的基本生活需求，这需要以一定数量的高产农田和高产草地为依托，否则将违背我们恢复植被的宗旨。如果能够把人民生活的需求和植被恢复有机地结合起来，那植被恢复一定会走向良性发展的轨道，最终真正实现“山川秀美”的宏伟目标。
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(作者单位：中国科学院、水利部水土保持研究所，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室；山仑为中国工程院院士)
责任编辑 王晓平