如题所述
一、植被组合与分布
调查区处于我国东部季风区与内陆干旱区的过渡地带,植被性质具有明显的过渡特色,即从暖温带落叶阔叶林带向温带森林灌丛草原过渡。延河以南以落叶阔叶林为主,其主要组成树种有辽东栎、山杨、白桦等阔叶树以及油松、侧柏等针叶树;延河以北地带则以森林灌丛草原为主,主要有荆条、酸枣、狼牙刺等灌木以及白羊草、黄背草等众多草本植物。全区植被覆盖率较低,且分布极不均匀(图2-19);汾川河流域森林植被较好,覆盖率为68%;延河左岸无天然次生林,只有部分稀疏退化草场,右岸森林覆盖率仅为34%,流域内水土流失严重。
(一)乔木
除油松林、侧柏林、杜松林、山杨林、辽东栎林、小叶杨林等在调查区以北局部地方(沟道及梁峁阴坡半阴坡下部)有片断零星分布外,森林主要集中在区以南的桥山、黄龙山和崂山等土石低山丘陵。在这几个主要森林群落中,侧柏林主要分布在阳坡半阳坡,白桦林主要分布在阴坡半阴坡,辽东栎林、山杨林、油松林主要分布在阴坡半阴坡,但在阳坡半阳坡也有分布,且从平地、坡麓一直到梁顶山脊。
图2-19 植被类型分布图
1—冬小麦、春小麦和糜谷作物;2—糜谷和马铃薯作物,一年一熟;3—河谷阳坡:长芒草、白杨草、兴安胡枝子和杂类草原植物组合,河谷阴坡:长芒草、大针茅、兴安胡枝子和杂类草原组合;4—河谷阳坡:酸枣、荆条、狼牙刺、黄背草、白杨草、蒿类灌草组合,河谷阴坡:秀线菊、胡枝子、虎榛子、野古草、大油芒灌草组合;5—油松林;6—侧柏林;7—油松、华山松、栎林;8—辽东栎林;9—山杨和桦木林
(二)灌木
灌木在调查区北部,主要是白刺花、黄蔷薇、沙棘、河朔荛花、木本铁线莲、杠柳、山杏、虎榛子、丁香等灌丛,其中河朔荛花、木本铁线莲、白刺花、沙棘、山杏等灌丛能生长在梁峁阳坡半阳坡,黄蔷薇、丁香、虎榛子等灌丛则生长在沟道和梁峁阴坡半阴坡。而胡枝子、连翘、黄栌、荆条、酸枣、细弱海棠等灌丛仅见于调查区南部地区。
(三)草甸和草原
草甸中除白羊草草甸在调查区北部有较广泛分布外,基本上都集中分布在南部地区。草原主要分布在调查区以北地区。其中以长芒草、艾蒿、铁杆蒿草原分布最广,百里香草原次之,再次为厚穗滨草、兴安胡枝子、冷蒿、糙隐子草、草木樨状紫云英、宿根早熟禾、大针茅、白草、茵陈蒿等草原群落。在区内以南天然植被现今保存较多之地(如黄龙山、桥山次生林区),虽也有长芒草、艾蒿、铁杆蒿等草原分布,但长芒草草原仅分布在路边、田埂及林缘植被破坏严重的地方,艾蒿、铁杆蒿草原则分别见于植被严重破坏的局部阳坡和阴坡处;而在天然植被几乎完全破坏的地方,长芒草草原分布虽然较广,但却是森林破坏后的一种植被退化性次生现象。在调查区以北,上述草甸草原、典型草原均广泛存在。在以南则仅有长芒草、艾蒿、铁杆蒿等草甸草原,而百里香、冷蒿和大针茅等典型草原则完全不见。
(四)栽培作物
主要为冬小麦、春小麦、糜谷类、马铃薯类作物,大部分分布在调查市以北的沟谷坡地以及残塬上;在东南缘黄土残塬上目前主要为果树林。由此可见,从植被的分布与组合来看,调查区以南属于落叶阔叶林区,以北属于草原区。
二、植被生态演化
目前对第四纪以来黄土高原原生植被的认识主要有3种观点:一是黄土高原在地质历史时期曾广泛发育有森林草原和森林植被,曾经有超过50%的面积被森林植被覆盖,目前没有森林生长是人类活动的结果;二是黄土高原的原始植被没有超出草原的范围,草原植被是黄土高原的顶级群落;三是黄土高原的植被不能简单地表述为森林和森林草原或是草原,而应区分不同地形部位和区域。大部分学者认为,黄土高原的植被以草原为主,在局部沟谷中森林(疏林)植被能较好的发育。
(一)第四纪以来
黄土地层的孢粉分析结果表明,在整个第四纪期间,孢粉含量普遍不高,说明黄土高原的植被一直比较稀疏。例如,在洛川黑木沟剖面,大部分层段孢粉稀少,仅见有少数的草本植物,如蒿属、藜科、麻黄科等,代表了植物十分稀疏的荒漠草原景观。仅有少数层段的孢粉含量相对比较丰富,其中木本植物孢粉可占到35.4%~51.7%,主要有松属、桦属、桤木属和栎属等;草本植物占58.3%~38%,主要为禾本科、藜科、蒿属等,代表了植被比较繁茂的暖温带森林草原景观。除了孢粉资料之外,黄土和古土壤的土壤学研究也证明,黄土是干燥寒冷气候环境下的产物,其中弱成土作用的黄土代表干冷荒漠草原,中等成土作用的黄土代表干冷草原,显著成土作用的黄土代表草原环境。而古土壤被认为是比较温暖气候条件下的产物,其中黑垆土代表草原环境,碳酸盐褐土和褐土代表草原-旱生森林环境,淋溶褐土指示旱生森林环境,而棕褐壤则指示落叶阔叶林-旱生森林过渡环境。据刘东生(1985)估算,970ka B.P.以来,黄土堆积时期占60%(579ka B.P.),古土壤发育时期仅占40%(391ka B.P.),其中指示草原环境的碳酸盐褐土、褐土和黑垆土又占到69%(270ka B.P.),这说明,970ka B.P.以来,黄土高原主要是草原-干草原环境,地表植物相当稀疏。
陕北黄土高原自更新世以来,气候经历了冷、暖、干、湿的多次交替变化。生态植被也经历了森林-草原之间的多次演变,森林草原过渡带随着气候的变化而不断的南北移动。早更新世初期,气候湿冷,陕北黄土高原南部为湿冷生针叶林,北部是湿冷生的灌丛草甸;早更新世中期,气候变暖,陕北南部植被也由针叶林演化为阔叶林;早更新世末期气候又逐渐变冷,陕北南部植被又演变为针叶林,中部地区为湿冷生草甸,北部则接近冻原草甸植被;中更新世气候又渐变暖,前期湿润后期偏干,陕北南部又出现阔叶林。晚更新世气候又经历了多次冷暖干湿的交替演变。赵景波等(1999)对陕北黄土高原南缘的岐山剖面孢粉分析表明,在128ka~75ka B.P.,气候温暖湿润,岐山植被表现为落叶阔叶林;到了75ka~54ka B.P.,气候条件由温湿转变为冷干,植被也由森林过渡到草原或森林草原;54ka~36ka B.P.,气候再次变得温暖湿润,植被相应的由森林草原变为落叶阔叶林;36ka~32ka B.P.,气候寒冷干旱,植被表现为草原或森林草原;32ka~23ka B.P.,气候变得温和半干旱,植被变为稀疏阔叶林或森林草原;23ka~12ka B.P.,气候再次变得寒冷干旱、半干旱,岐山植被再次退化为草原或森林草原,陕北植被主要表现为草原景观。洛川剖面、富县剖面孢粉研究也表明,晚更新世以来气候经历了多次冷、暖、干、湿的波动,植被状况随着气候变化经历了森林-草原的多次自然更迭转换。
(二)人类历史时期
历史时期黄土高原植被变化可归结为:西周以前及西周战国时期植被保持着天然状态,自东南向西北分别由落叶阔叶林、疏林灌丛草原、温带典型草原和温带荒漠化草原构成,不仅陇中、陕北南部、晋西有面积较大的森林分布,就是陕北北部的横山、白于山,甚至更北的秃尾河上游,晋西北山地森林分布也相当广,广大黄土丘陵地区呈现森林和草原相互交错的状况。秦汉时期黄土高原天然植被仍占较大比例,人类活动尚没有改变黄土高原的植被面貌。唐宋时期关中平原、汾渭河流域已无天然森林,黄土丘陵、山地植被也遭到破坏,黄土高原北部沙漠开始扩张,自然环境处在恶化之中。黄土高原历史植被的毁灭性破坏主要在明清时期。造成黄土高原历史时期植被变化的原因有自然因素,但更主要的原因则是人为开垦土地,人为采伐森林和过度放牧造成的。根据历史时期黄土高原森林分布图推算,春秋战国时期黄河中游森林覆盖率为53%,秦汉时期下降为42%,唐宋时期下降至32%,明清时期下降至4%。所以,黄土高原主要是近600多年来人类活动对植被破坏的结果。
新中国成立后,黄土高原植被破坏主要有三个时期:20世纪50年代末“大跃进”,60~70年代“文革”,70年代“农业学大寨”。新中国成立后,人口的快速增加,黄土高原植被破坏惊人,例如子午岭林区20世纪50~80年代林线后退20km,平均每年后退0.5km。林地面积减少了42.0%。宁夏固原县50年代初有天然次生林48000hm2,到1981年仅剩5333hm2,减少了88.9%。西吉县50年代有天然次生林2593hm2,到1981年仅剩300hm2,减少了88.4%。山西吕梁山北部50年代还生长着茂密的乔木和灌木,到80年代从山麓到分水岭已成裸露的山地,山坡几乎全部被开垦为农田。
20世纪70年代末以来,黄土高原植树造林日渐被重视,截至1995年,共造林种草0.1×108hm2,其中营造乔木林386.7×104hm2,灌木林320×104hm2,经济林74.2×104hm2,种草234.5×104hm2。植被破坏的状况被初步遏制,部分地区植被覆盖度提高,生态环境改善。进入21世纪,国家在黄土高原实行“退耕还林、还草”政策,大面积的不适宜耕作的坡地实行退耕政策,目前区内天然植被得到了很好的恢复,生态环境较以前有进一步改善,但仍然属于脆弱生态环境系统。
三、生态环境预测
(一)现状
调查区属半湿润半干旱气候,多年平均降水量大于500mm,境内沟壑纵横、梁峁起伏,地形支离破碎,光热资源丰富,但水分条件不足,是典型的旱作农业区。区内土地广阔,但等级低,且坡地面积大,水土流失严重,森林面积虽大但多集中在南部,分布不均。
据2003年9月9日Spot5遥感数据,运用ENVI遥感图像处理软件,选择Spot5近红外波段B3和可见光红波段B2,进行归一化差值计算,求取植被指数 INDVI(Normalization Difference Vegetation In⁃dex)。
计算公式:
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
式中:RIR为近红外波段地表反射率;R为可见光红波段地表反射率。
根据植被指数换算植被覆盖率,计算结果如图2-20。调查区南部植被覆盖率明显高于北部,梁峁高于河谷。北部植被覆盖率一般<0.3,大多数区域<0.6;南部植被覆盖率一般>0.6,局部>0.8。
图2-20 研究区植被覆盖率分布图
(二)发展趋势预测
过去由于受“以粮为纲”思想和广种薄收生产方式的制约,区内水土流失治理效果不很明显。1998年以来,退耕还林、封山禁牧、舍饲养畜使延安的生态建设进入了一个新的阶段。1998年至今,延安共退耕还林44.2×104hm2,其中荒山造林16.5×104hm2,水土流失治理程度由20.7%提高到37.3%。目前延安生态环境恶化的势头得到初步遏制,全市13个县区全部被列为全国生态环境建设试点示范县区。近年来,随着退耕还林和山川秀美工程的实施,宝塔区植被覆盖率明显提高,在科学发展观和构建和谐社会思想的指导下,生态环境将会朝着不断好转的趋势发展。