甘肃省黄土高原区林业生态建设自然气候条件严酷性分析

甘肃省黄土高原区林业生态建设自然气候条件严酷性分析 Analysis on Harsh Natural Climate Conditions of Forest Ecological Construction in Loess Plateau Area of Gansu Province WANG Jun-jie (Gansu Forestry Science and Technology Research Institute, Lanzhou 730020,) China Abstract: Harshn atural climate conditions are thed ifficult confrontedo f forest ecological construction in loess plateau areoaf Gansupr ovince, and arid licmate with very little rainfall is one of important manifestations. The causes of climate dry in loess plateau areoaf Gansupr ovince are autumn rai n precipitations, great variation in year-to-year precipitation, less effective precipitation, air drying and windy, therefore,freguent natural disaster canlea d forest eco- logical construction more and morediff icult. Key words: forest ecological construction; autumnr ain precipitations; variation in year-to-year priecpitation; ef- fective precipitation; natural disaster 林业生态建设的主要任务就是恢复重建并维护当深刻的认识。我国社会自古就是农业经济，农业是一个健康的、相对稳定的、发挥着良好生态功能的森 百业之本，如果在农作物生长的春夏季节没有降水，林生态系统。甘肃黄土高原区深居内陆，境内大部分 农业就没有收成，就会缺衣少食，我国先民用一个汉地区生态系统结构简单脆弱，受损严重，是我国生态 字极其形象地概括了这一自然气候特点。需“恢复重建工作的难度最大的区域之一，其中公认的 要的 需字，拆开读作雨而，意思是”“”“”主要原因是境内自然气候条件严酷。 “根本需要不过就 是雨水而已”。从这个 需字中就可窥见出我们的祖 先对降水的渴求“” 心情。设想一下，如果年年风调雨 顺，或者土壤蓄1 秋雨型降水与林木生长时间错位 存的水分足够支持农作物生长季节 甘肃黄土高原区与我国大部分地区一样，均属 的水分需求，降水就不会成为农业生产的限制因素，秋雨型降水，我们的祖先早就对这种现象形成了相 人们就会认为“天降雨，作物生长”是自然而然 的事 收稿日期,2009-09-03 作者简介,王俊杰(1963—)，男，河北南皮人，副研究员，从事林业科研工作。 大致上年平均降水量每减少 50~60m m，植被景观就 地方降水极少，气候干旱得寸草不生，人们就不会经 营农业，同样也不会认识到降水的重要性。 会出现可分辨的差异。根据 1936~1979年间的降 水 甘肃黄土高原区由于深居内陆，秋雨型降水特 资料，天水的年降水量变化率是 2.3，以此推算得出 点更加明显，7~9 月的降水量占全年的 46%~66%，而 天水最小年降水量约为 310 mm左右 ，天水附近成片 对林木生长至关重要的春季降水量只占全年的 13% 存在的人工林说明，要保证乔木林正常生长，每年至 [1]~28%，导致自然降水与林木需水期在时间上的严 少需要 300 mm以上的降 水量，也就是说300 mm的 重错位，“春雨贵如油”，对农作物如此，对林木年降水量是乔木林的耐受限度。在通渭和秦安之间 同样 的公路两旁山坡上常可见到一些大树存在枯稍现 如此。在兰州附近曾记录到无降水时间长达 165 d象，严重者自稍顶至下超过2 /3 的树冠枯死。其原因 ?(1998 年 10 月 12 日 ~1999年 3 月 26 日)。我国林 可能就是以前某一年降水量严重偏少，特别是春夏 学界一般把年平均降水量 500 mm 作为森林植被与 持续干旱，低于树木的耐受限度，致使树冠上部枯 草原植被的分界线，认为年平均降水量500 mm 以上 死。对于乔木是这样，对于灌木也会如此，但是大多 地区才能发育成森林。但这仅是针对我国的自然气 数旱生灌木树种具有宿根特性，地上部分枯死后，可 候特点而得出的结论。在以色列北部山地的Y atir 地 以重新由根部萌生新枝，这可能是甘肃黄土高原区 区，年平均降水量只有 146~490m m，地中海白松林 灌木占优势的一个重要原因。 却能良好生长，23 年生时平均高 11 m，平均胸径 15 甘肃黄土高原区各地降水的年际变化很大，丰 ?cm 。究其原因，以色列北部山地是冬雨型的地中海 雨年与少雨年的降水量倍比，陇中和陇东为 气候，每年降水量的 80%分布在 11 月至次年 3 月， 2.3~3.0 倍，而且降水越少的地方，年降水量的年际冬季降雪不易流失，随着春季气温回升，融化的雪水 变化幅度 越大。按此推算，在年平均降水量300 mm 就地渗入土壤中被林木吸收利用。虽然地中海沿岸 的地方，其 最小年降水量只有 150 mm左右 ，这可能夏季干热少雨，但林木在长期进化过程中已经对此 已经达到许 多灌木树种的耐受限度。甘肃黄土高形成了较强的适应性，可以随着土壤水分的逐渐减 原区年平均降 水量 250~500m m，是生态脆弱和环少而降低其生理活动强度，以渡过不良气候条件。在 境恶化最为严重 的地区，是甘肃省林业生态建设的秋雨型降水地区，林木春季生长所需的水分主要依 重点地区。根据降 赖上一年秋季土壤蓄存的降水，土壤水分在冬季和 水量年际变化推算，这些地区的年降水量常常低于 初春大量由地表蒸发散失，到林木复苏生长时已经 人工林的耐受限度，导致中幼龄林分“多年生长，所剩无几。春季是林木生长旺盛的季节，从萌芽开 一 朝衰败”，这可能也是人工乔木林中“小老头始，在 1 个月左右的时间内要完成展叶建冠过程，新 树”大量 出现的原因之一。 稍生长约占全年生长量的 1/3，许多树种还要在此期 有效降水稀少,不能满足林木生长需求3 间开花结实，这些旺盛的生理活动需水量极大，一旦 自然降水中一部分形成径流而流失，一部分暂 缺水就会严重衰弱树势。所以，每年5 月份的降水对 留在土壤表层最终被蒸发散失，一部分从土壤深层甘肃省黄土高原区的林木生长至关重要，如果迟至6 渗漏而流失，渗入林木根系层土壤的有效降水仅是 月中旬还没有迎来有效降水，林木生长将严重受阻。 其中的一部分。据统计，甘肃黄土高原区年平均降水 量 300~500 mm的地方降水以小雨为主 ，根据有代表 干旱年份降水量常常低于林木耐受极限2 性的 27 个站年降水量资料分析，总计降水 6 542.8 从兰州向东到天水，年平均降水量从320 mm 左 右增加到 550 mm左右 ，植被特征相应发生了明显变 mm，总降水次数 2 092 场，平均每次雨量仅 3.1 mm， 其中一次降水小于 10 mm的小 雨 1 925 次，占总次数 化，从几乎是荒山秃岭的景观逐渐变为草木葱茏的 ?景观，在天水附近可见到成片的健壮人工林，大致与 的 92%，累计降水 3 553m m，占总降水量的 54% 。据 兰州附近试验观测，一次 10 mm的降水大致能浸润 我国林学界以 500 mm年平均降水量为森林 —草原 ? 分界线的认识相符。不失一般性，从兰州到天水的植 7 cm 的土层，这部分降水只有少量能继续下渗至林 。80 空气相对湿度为 50%~70%，春季往往不足50 %。在 讨论。许多学者认为，变化当然是存在的，但从未超出 广义草原的范围。另一种意见则认为，黄土高原在历 相同的树种和风速条件下，空气相对湿度50 %与 史时期曾经广泛发育森林和森林草原，草原和荒漠草 80%相比，前者林木叶片附近的水汽压差约为后者 [1] 的 2.5 倍，前者的蒸腾速率也就相当于后者的 2.5 原只是近二三千年甚至数百年来才占据优势地位。 倍。甘肃黄土高原区空气干燥，加之春季风多风大， 实际上，植被生长决定于气候条件，气候总是在变化 着，变化的基本规律是围绕一个大致不变的平均值做 导致林木蒸腾量剧增，当土壤水分不足时，就会发生 周期性振动，这些周期短则数年，长则数十年乃至数 抽条枯稍现象，严重者导致大部分树冠层枯死。造林 百年。统计表明，甘肃黄土高原区近500 年旱涝现象 实践证明，空旷地上春季新植苗木成活率远低于背 稳定地显示出 3 年、9 年的周期振动，有迹象表明还 [3]风处的苗木，也可以从一个侧面说明风速对林木生 存在着一个 30~35 年的振动周期。另据研究认为，距 长的不利影响。 今 10 000~6 000年前降水量比现在多 约3 0%，气候显 著比现代暖湿。8 200 年、5 000 年和 3 500 年前为明 [4]自然灾害频繁加重植被受损程度5 显的冷期，一般降水量少，气候冷干。结合前面的分 析，有理由推测，甘肃黄土高原区历史时期的森林植 甘肃省干旱、暴雨、冰雹、霜冻、干热风、泥石流、 被可能是在气候相对适宜的时期发育而成的，由于 [1] 滑坡、地震等自然灾害相当频繁。据历史文献记载，森林生态系统稳定性较强，能够抵御一定程度的气 公元 1470~1989年 的 520 年中，全省大范围平均 3 候波动。现今森林植被在消失的原因则是自然气候 年出现 1 次小旱，10 年出现 1 次大旱，区域性和季节 处于干旱期，人为破坏后难以自然恢复。 如上所述，甘肃黄土高原区的林业生态建设必 性干旱则几乎年年发生;共发生特大旱灾8 次，平均 须慎重对待秋雨型降水、降水年际变化大、有效降水 65 年出现 1 次;共发生全省性洪涝灾害32 次，平均 16 年出现 1 次。受文献记载的限制，虽然无法统计出 历史时期甘肃黄土高原区的自然灾害发生情况，但 少、大气干燥多风等因素叠加形成的气候干旱特点，与全省相比，其频率只会更高。这些频繁发生的自然 以及与频繁自然灾害相伴相成的气候波动现象，在灾害，一方面直接影响林木生长，甚至严重破坏植 林业生态建设规划和 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中充分考虑这些因素 被。另一方面，如果自然灾害严重破坏了当地的社会 ?郑宝宿, 朱 强，等. 论甘肃省半干旱山区的雨水集蓄利用. 甘肃省水利厅:干旱地区农业的基本出路探讨--甘肃雨水集流研究论文集. 1996. ?雒鸣岳. 甘肃干旱缺水地区的水资源开发利用问题. 甘肃省水利厅:干旱地区农业的基本出路探讨--甘肃雨水集流研究论文集. 1996. ,下转第 48 页, 3 结论与讨论 区系的适应性。 已见文献报道的铅笔柏病虫害包括梢枯病、芽 参考文献, 枯病、赤枯病和铅笔柏炭疽病4 种，本次调查研究又 [1] 戴雨生. 铅笔柏梢枯病研究初报 [J]. 南京林学院学报， 发现，柏肤小蠹、双条杉天牛、柏大蚜、小蓑蛾、中华 1986(2):37-46. 鼢鼠、煤污病也会对铅笔柏造成危害，在我国这些都 戴雨生. 铅笔柏梢枯病的侵染和发生规律[J]. 林业科技开 [2] 是为害柏类树种的病虫害。同样，我们在三阳苗圃内 发，1988(2):35-36. 枯死桧柏上见到柏肤小蠹蛀道及成虫和双条杉天牛 戴雨生. 铅笔柏梢枯病病菌来源的探讨 [J]. 中国森林病[3] 虫，1986(4):18-19. 幼虫蛀道及幼虫，在侧柏上见有柏肤小蠹为害，在侧 柏和国槐苗木上见有煤污病为害。这些事实说明，铅 [4] 戴雨生. 铅笔柏梢枯病识别与诊断 [J]. 江苏林业科技， 笔柏对我国为害柏类树种的病虫害比较敏感，尤其 1986(2):43-44. 是对梢枯病和芽枯病这 2 个对其他柏类树种危害轻 戴雨生. 铅笔柏梢枯病的防治策略 [J]. 江苏林业科技， [5] 微的病害极易染病，对柏肤小蠹、双条杉天牛、煤污 1988(3):47-48. 病及柏大蚜也易于染病。 戴雨生. 铅笔柏梢枯病药剂防治试验 [J]. 江苏林业科技， [6] [13]据文献介绍，柏肤小蠹和双条杉天牛均分布于 1989(2):31-34. 李传道. 铅笔柏枯梢病[J]. 中国森林病虫，1986(2):38-39. 黄土高原地区，主要为害衰弱木，一般不为害健康 [7] [8] 倪 民. 铅笔柏梢枯病的发生与防治 [J]. 安徽林业科技， 木。西北地区由于气候干燥，降水年际变化大，经常 2006(1-2):48,50. 发生严重干旱，导致林木树势衰弱，大苗移植也会导 石峰云. 铅笔柏叶部病害的识别 [J]. 林业科技开发，1987 [9] 致树势衰弱，使得铅笔柏更易遭受柏肤小蠹和双条 (2):25-27. 杉天牛为害，一旦受害则必死无疑。因此，在甘肃中 [10] 沈百炎. 桧三毛瘿螨的初步观察与防治 [J]. 植物保护， 部干旱区推广使用铅笔柏造林，必须考虑干旱年份 1986(3):29. 遭受柏肤小蠹和双条杉天牛危害的因素，在没有灌 [11] 戴雨生，席 客，徐福元. 铅笔柏芽枯病研究初报[J]. 江苏 溉条件的地方或荒山造林中宜慎重选用铅笔柏，在 林业科技，1986(2):27-29. 园林绿化中使用铅笔柏则必须确保树势旺盛。 [12] 戴雨生. 盘多毛孢菌引起的柏树梢枯病 [J]. 森林病虫通 讯，1987(4):19. 仅就本次初步研究来看，一个地区的生物区系 [13] 周嘉熹. 西北森林害虫及防治[M]. 西安:陕西科学技术出 会对外来物种具有较强的排斥作用。铅笔柏作为引 版社，1994. 进树种，如果考虑失当，可能会出现柏大芽和煤污病 的严重为害现象，从而降低树势，紧随其后的则是致 [14] 张连生. 常见病虫害手册 [M]. 北京:中国林业出版社， 命性的柏肤小蠹和双条杉天牛为害，从而最终将铅 2007. [15] 徐天森. 林木病虫防治手册[M]. 北京:中国林业出版社， 笔柏从引种地区淘汰出局。因此在大规模使用引进 1987. 树种造林时，不仅要判断新树种是否适应引种地区 ,上接第 35 页, 让，译. 北京:中国林业出版社，1982. 的影响，才能实现改善生态环境的良好愿望。[3] 罗哲贤，刘德祥，胡心玲. 甘肃省中部近五百年旱涝周期 特征 [G]. 甘肃中部地区三年停止植被破坏资料汇编. 兰 参考文献, 州:甘肃人民出版社，1984. 甘肃省综合自然区划[M]. 兰州:甘肃科 [1] 伍光和，江存远. [4] 秦大河. 中国西部环境演变评估[M]. 北京:科学出版社. 学技术出版社，1998. 2002. [2] S H 斯波尔, B V 巴思斯. 森林生态学 [M]. 赵克绳，周