黄土高原地区土地生态系统基本类型研究，本文主要内容关键词为：黄土高原论文,生态系统论文,土地论文,类型论文,地区论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
黄土高原在我国地貌格局中属第二节阶梯[1]，总面积约41 万t ／km[2]，它是黄土堆积最厚、分布连片，海拔1000—2000m，黄土塬、梁、峁、沟壑发育的典型地区；它地处黄河中游，是黄河流域水土流失最为严重的地区，其中严重水土流失的面积约占80%左右，侵蚀模数高达2.0—2.6万t／km[2]。水土流失使良田受破坏，宜农耕作层被冲走，使绝大部分耕地变成了“跑水”、“跑肥”的瘠薄低产田，严重影响农业生产的发展。因此，科学地设计和建设土地生态系统，对黄土高原地区土地资源的持续利用和区域经济持续发展具有重要意义。
1 生态因子分析
1.1广泛分布的黄土母质
黄土母质是一种黄色的、质地均一的第四纪沉积物，由于其结构疏松，在水中容易分散，抗侵蚀能力低，并且黄土沉积物垂直节理发达，孔隙度大，遇水易造成侵蚀和崩塌，致使地表结构极不稳定，对土地生态系统的建立影响极大。
1.2巨大的降水变率
黄土高原处于东亚季风区，年平均降水量在400—500mm， 集中在7—9月份，夏季降水往往占年总降水量50%—66%，且年际变率大， 多雨年的降水量为少雨年的2—3倍甚或5倍， 易出现短时高强度的降水，因而对黄土的侵蚀速度、强度和地貌过程普遍增强。换言之，暴雨和特大暴雨形成的径流是区内土地侵蚀的主要动力。
1.3强烈的大风吹蚀
风也是影响土地生态系统的重要因素之一。黄土高原的起沙风速为≥5m／s，对土壤侵蚀而言，作用最大的是风力在8级（风速≥17.2m ／s）以上的大风。黄土高原地区的大风，在长城一线，年平均20—25 天，多的达70天；宁南干旱地区为26天；半干旱地区为21天， 其它地区5—10天。大风吹蚀沃土，改造地表，加剧干旱，造成土壤水分损耗，土地退化日甚。
1.4严重的人为破坏
黄土高原地区不适当的人类活动主要表现为滥垦、滥牧和滥伐等，植被受到严重破坏，林草覆盖度小。植被是地表结构的保护伞，它本身也是地表结构的组成之一，植被在地表结构中身兼二用，其生态功能极其重要。黄土高原地区现在森林覆盖率仅5.5%， 林草地仅占总土地面积的35.1%，其中疏林地和退化的草场几乎占一半。
2 土地生态系统基本类型设计
2.1平地生态系统
平地包括台地、塬地、山前倾斜平地、河流阶地等，其基本特征为地表广阔平坦，坡度较缓，土壤较为肥沃，是黄土高原重要的农业生产基地。平地上水蚀较轻，但风蚀甚为严重，地面蒸发较大，造成土壤肥力减退并影响农作物产量。因此平地生态系统应是一个对耕地具有良好保护功能的整体调合型土地生态系统，该系统设计的基本思路为：以林带为基础，周围植树，林下及田边植草，中间种田。系统内林草护田、秸草养畜，有机肥还田，农林牧相互促进，最终形成一个和谐有序的有机系统。
平地生态系统不同于纯农业生态系统和纯林业生态系统，其最主要的特点是结构组分多，且随着组分的增加，系统的多样性、复杂性、稳定性及自动调节功能得到增强，生态系统的物质循环和能量流动过程也发生了变化，增强了土地可持续利用的特性，提高了土地生态系统的产出。该系统在降低干旱程度、改善农作物的生长条件和提高农作物产量上能起到良好的作用[2]，林带可使风速减低35%—40%， 从而减弱风对土壤和空气湿度的不利影响，同时，林带能增多积雪和拦蓄地表径流，提高地下水位，从而对土壤的物理、化学特性产生良好的影响。
平地生态系统的林带应设置在耕地和轮作区的周围，林带与主风方向垂直，最大交角不得大于45°。主林带沿着耕作区长的一边布置，在面积较大的平地区，还应设计副林带，副林带最好与主林带垂直，用来遮挡其它方向吹来的风，也可沿着天然边界（道路、沟边、灌渠、地界等）。在风大、干旱风蚀较强的地区应适当增加林带宽度，带距可适当缩小。
林带是平地生态系统的生态屏障。因此，选择树种时，首先必须考虑在当地土壤气候条件下生长稳定、树干高大、树冠紧密、生长迅速、寿命长、根系呈圆锥状发育、抗虫病能力强、抗风力也很强的树种。适宜于林带的树种主要有小叶杨、油松、白榆等。
需要指出的是杂草也是平地生态系统的一个组成部分，在林下和田埂上种植或保留杂草，是完善平地生态系统功能所不可缺少的。这里所说的杂草是指作物以外的草本植物。从实用观点看，一般认为杂草是毫无用处的野生植物。当然，杂草在田间与作物的竞争，包括对光线、肥料、水分及空间的竞争，其消极作用不必赘述。但杂草群落也是生态系统的构成部分，也具有多方面的功能。田边杂草既是害虫的栖息地，也是害虫天敌的隐蔽所，一些研究表明，农田生态系统的杂草中，害虫天敌种类远多于害虫。因此，在林下保留和种植杂草，在田边留些草被，田埂改三光为一面光或二面光，以利害虫天敌的栖居，在抑制害虫的同时，也可减轻风蚀。
2.2坡地生态系统
坡地包括山坡地、丘陵坡地、梁峁坡地等，坡面上细沟、浅沟的侵蚀甚为强烈，特别是斜坡的下部显得更严重，且常被冲沟、切沟所分割，因此坡面逐渐破碎，土壤肥力逐渐减退，为了减缓侵蚀及其产生的后果，在缓坡地上，有条件实行坡改梯的可建立准平地生态系统；在坡度较缓，但无条件坡改梯的坡地上和坡度较陡不宜耕种的坡地上，建立坡地生态系统，保护坡面土壤免受冲刷，并吸收来自上方的径流，含蓄水分，保护下方的农田。
坡地生态设计的主要目标就是使坡面的水分和土壤（包括土壤养分）做到相对稳定，以使人工植物群落能够稳定地生长，利用坡地生态系统实现对坡地的水土调控。从长远看，以草本植物为主的生态系统所产生的生态、经济、社会效益不如以乔灌木为主的生态系统所产生的综合效益，如在黄土丘陵进行的实验显示草本植物初级生物量为2070kg ／hm[2]，灌木（沙棘林）为13440kg／hm[2]，乔灌混交（沙棘杨树、沙棘榆树）为37131kg／hm[2]。然而，乔灌木对于表土的侵蚀？面蚀、细沟侵蚀及较浅的浅沟侵蚀，在枯枝落叶层未形成之前是无能为力的。
所以，在乔灌木成林之前，在坡地上种植草本植物保水固土是不可缺少的。因而坡地生态系统的建设分为两个阶段，初期以生长快、易种植的牧草为优势种，稀疏间植林果、用材林，建立能够较快遮盖地表的初级坡地生态系统。早期，草被护坡，以草养畜，有机粪还坡（田），综合利用，多种经营；在初级生态系统逐步稳定，并产生一定经济效益和土地退化、水土流失得到初步治理的同时，逐步加大投入，促使初级生态系统向以林、果、灌为主，林、果、灌、草多层次高级生态系统演替，最终形成以林、灌、草护坡，以草养畜，枝材充薪，林果促加（工）的良性生态系统。
坡地生态系统应选择耐寒、耐旱、耐瘠薄抗逆性强的草种，萌生力强、又能大量结实和固定土壤的灌木，以及根系粗大、可穿入深层、能增加土壤渗透能力且有改良土壤作用的乔灌木树种，如红豆草、紫苜蓿、白榆、柳树、辽东栎、栓皮栎、山杏、刺槐、沙枣、沙棘、红柳、狼牙刺、葛藤等。
2.3（沟）谷地生态系统
黄土高原的沟谷密如蛛网，形成沟蚀系统。由于地面组成物质和发育阶段不同，沟谷有多种类型。如浅沟、切沟、冲沟、平沟等，但不论哪一种沟谷，多数仍在不断的发展，由毛沟变支沟，由支沟变干沟。因而，沟谷是水土流失最集中的地段，造成这种情况的原因是沟谷纵比降大、径流量集中、流速大，下切、侧蚀和沟头溯源侵蚀旺盛，沟坡重力崩塌严重。因此，建设（沟）谷地生态系统重要的一环就是抬高局部侵蚀基准面，改变沟床纵比降，调节径流泥沙运移程序，减缓水流，使泥沙就地淤积。这就需要实施一系列工程措施，才能起到改变沟床纵比降和横向结构的目的，既防止沟床下切侵蚀，又控制沟谷侧向侵蚀（包括重力侵蚀）。假如事前没有进行任何工程措施，则（沟）谷地生态系统的建设不仅不会产生应有的效益，反而还会造成相反的结果，加速沟底冲刷。
草本植物根系集中分布浅，因此，不能抵抗大径流的冲击，难以防止较深的浅沟侵蚀和切沟侵蚀，更不能制止崩塌和滑坡的发生，而林木的根系粗壮深长（如生长3—4年的柠条的主根可深达4m，根幅在3m以上；生长10年以上的乔木，主根一般粗4—5cm，侧根一般粗2—3厘米，最长达8m以上），能够有效地防止较深侵蚀，特别是树木郁闭成林、枯枝落叶层形成以后，其水土保持效益非常显著，而且其作用是多方面的。因而，在完成初步的工程措施的基础上，（沟）谷地生态系统的建设，在初期应保证生长较快、根蘖能力强的灌木占有较大份额，逐步加大林果所占比重，最终形成林灌果护沟、滞水阻土、改变沟底形态、开发与整治兼具的生态体系。
根据沟谷类型、底部宽度、土壤性质、湿润程度及沟床比降等，生态系统建设应分别采取不同的措施。沟底造林必须谨慎地进行，小的切沟及支沟底部可全面造林，有大量水流经过的干沟可进行局部造林。沟底上段可采用片状造林，中段可进行栅状造林。在沟谷纵剖面宽（宽沟谷）而沟底下切不深、土质较厚的支沟，可结合水利田间工程，修成川台地，建设准平地生态系统。（沟）谷生态系统中树种的选择，应考虑到不怕水冲泥压、萌芽或根蘖性强、耐湿和耐盐碱的树种，并以速生树种为主，如钻天杨、青杨、旱柳、紫穗槐、沙棘、核桃、文冠果、苹果、梨等以及芦苇、芨芨草、肥牛草等。（沟）谷地生态系统是坡地生态系统的延伸，（沟）谷地生态系统建设的成败取决于坡地生态系统的建设，沟谷周围坡地上功能稳定、效益良好的坡地生态系统是建设（沟）谷地生态系统的保证。
上述三中生态系统仅是黄土高原土地生态系统的基本类型，由于地面状况不同和土地类型规模的差异，实际上的生态系统常常是二种或者三种基本类型的有机组合。
3 几点建议
3.1黄土高原大部分地区农村经济比较落后， 群众生活比较艰苦，在建设土地生态系统、治理土地退化工作的初期，有关部门应给予一定资助，帮助其启动。
3.2充分利用降水，加强雨水储集和微渗灌技术研究， 提高降水利用率。
3.3加强优良树种和草种的选育工作。 黄土高原由于生态环境恶劣，许多树种植后，往往发育不良，成为高度仅有3—4m 的“小老头树”；而不少草本植物也往往在种植3—4年后成片枯萎死亡，难以产生经济效益，影响群众的积极性。所以对优良树种和草种的选育工作，应给予足够重视。
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