壹、概述
張建萍著《生態旅遊》壹書在人工自然型生態旅遊資源中提出了“景觀生態恢復生態旅遊資源”類型,根據這壹觀點,我們提出“自然或人工生態恢復與提高之生態公園”的概念。生態系統對地球自身而言,無優劣好壞之分,沙漠、濕地、森林、土地肥沃的農業區,都是它表面的景觀,對其存在、發展都無影響。但對人類而言,這些生態系統對人類生存的支持力卻大不相同,人類必須依靠農業區、草原、濕地等才能生存,沙漠、戈壁、巖漠、鹽堿地等不能成為人類生存的空間。於是從人類的需要出發,各類生態系統便有優劣高低之別,從而又產生了生態系統惡化、恢復或提高的概念。所謂生態系統的恢復,是指原來對人類生存非常有利的優良生態系統,因為某種原因退化成為對人類生存不利的生態系統。例如草原或耕地變成了沙漠,肥沃的耕地變成毫無生產力的鹽殼,良好的耕地因侵蝕成為巖石裸露的巖漠,這便是生態系統的惡化。然而這些惡劣的生態系統,可以重新轉變成對人類生存有利的生態系統,這就是生態系統的恢復區。川西平原在修建都江堰之前,受岷江的威脅,經常遭受洪災,修建都江堰之後,成為天府之國。
生態系統的惡化、恢復與提高,有自然的原因,也有人為的原因。太湖流域、川西平原、榆林地區沙漠改造、陜北黃土高原的綠化,都是人為原因。自然原因對生態的惡化、恢復與提高作用是大範圍的,如氣候的幹旱潮濕、冰期與間冰期、地面和海面升降等變化。但自然原因引起的改變,在時間上很長,以人類的短暫生命難以觀察。因而對生態系統的改變,將主要依靠人為的努力,依靠人類對生態環境惡化的防治和建設。為此需進壹步探討導致生態環境優劣的諸個因素。
生態環境的優劣由3方面的因素決定:
1)水是基礎,其豐歉直接決定了生態環境的類型,水患洪災的多發區—濕地—雨林—森林—疏林草原—草原—荒漠草原—沙漠戈壁等荒漠的變化系列便是由水資源由多變少引起的。
2)土地同樣是基礎,由優質土地到土地消亡有兩個變化方向:①由平原到山區因水土流失和侵蝕引起的變化,即廣闊、厚實、肥沃的平原土地—大片坡地—瘠薄零星坡地—巖石裸露的石漠區;②因水資源由多變少引起的分帶,即水災多發區—濕地—鹽堿化土地—肥沃土地—幹旱沙化土地—荒地—沙漠戈壁等荒漠。
3)氣溫(能量)(雨量充沛時)引起植被的分帶:熱帶雨林—闊葉林—針葉林—灌叢—草地—冰雪原。
用三維空間圖解表示水、土、氣溫3個因素的作用比較困難,且不清晰。為此,以氣溫與海拔高低為橫坐標,以水資源豐歉為縱坐標,將土地有無、規模及支撐植被的能力分不同類型置於該坐標系中,以示生態關系,***分出16類(圖7-1):①水資源豐富平原土地區;②鹽堿化多發土地區;③濕地和水稻種植土地區;④洪澇災害多發區;⑤大面積坡地區;⑥嚴重水土流失區;⑦瘠薄零星土地區;⑧土地消亡的石漠區;⑨土地或有或無的冰雪區; 幹旱缺水土地區; 草原; 土地沙化區; 荒漠草原; 沙漠、戈壁等無土的荒漠; 濱海土地; 海洋。其中土地沙化區疊加於幾類土地之上,未劃成獨立區,其範圍在圖7-1中用斷線標示。
圖7-1 生態類型關系示意圖
數字所示生態區見文字
在我國9類自然保護區中,前5類可代表生態系統區,其與本書用土地表示生態區的關系如圖7-2所示。此5類生態區按其支撐人類生存能力所劃分的優劣順序為:濕地>森林>草原>海洋海岸>荒漠。其余動物、植物保護區可出現在圖7-2所示5類中的任何壹類中,而地質遺跡與古生物遺跡則不屬於生態範疇,故圖7-2中僅列5類。在上述順序中,森林實為適於森林生長的區域,在我國主要為耕地,故優於草原。
圖7-2 5類自然保護區位置示意圖
按自然保護區所劃分的5類生態區,並不是全部的生態區,因為它們只代表需要進行保護的5種生態類型。圖7-1所示的16種生態類型,基本可以代表我國的生態現狀,但其中沒有森林生態類型,因為森林可出現在冰雪區、草原、荒漠草原、海洋等5種生態類型以外的11種類型中,而且良好的耕地更是適於森林生長。僅因我國耕地過於緊缺,凡可耕種的土地均不應造林,故我國森林生態系統主要位於嚴重水土流失區、瘠薄零星土地區、石漠等類型中,這也是我國的現實。故增加森林系統後,***有17個生態類型。
糧食對於人類社會極為重要,故按這17個生態類型對人類提供食物能力的大小來排序:濕地和水稻種植區>水源豐富平原耕地>濱海土地>大面積坡地>洪澇災害多發區>鹽堿化土地區>嚴重水土流失區>幹旱缺水土地>草原>土地沙化區>森林>零星土地區>海洋>荒漠草原>石漠區>冰雪區>沙漠等幹旱荒漠。在上述排序中,凡能從後面的位置進入前面位置者為生態的恢復或提高區;凡從前面位置退後者為生態惡化區。例如鹽堿化土地區、嚴重水土流失區能改種水稻,如河南原陽、雲南哀牢山區;石漠區能改造成森林,如貴陽黔靈山、河南濟源、陜西榆林對沙漠的綠化……都是生態系統的大幅度提高。塔裏木盆地的塔裏木河下遊斷流,羅布泊幹涸和胡楊林死亡,則是生態環境的惡化。
在上述排序中,將草原置於森林和海洋之前,是因為後者單位面積提供的食物不如草原,但如果種植板栗、核桃等可食用果實樹種,可將森林改造為多年生農業區。海洋大量種植可食用植物,大量養殖可食用動物,就可發展成海洋農牧場,則其生態位置將提升到草原之前。
從圖7-1所示的關系中還可以看出,決定生態系統類型的3個因素中,任何壹個因素惡化到壹定程度,都可以使生態系統惡化,或壹個因素的惡化會帶動其他因素的惡化,***同造成生態環境的惡化;有時也可以是多個因素同時惡化,引起生態環境的惡化。相反,在恢復或提高生態系統時,也可以通過改善壹個因素即可使生態環境改善,如耕地或草場幹旱,通過調水灌溉即可解決,華北平原氣溫較低時,建設大棚即可種植蔬菜;有時必須同時解決兩個因素,如改造沙漠需要覆蓋土層以解決沙漠的流動性,引水灌溉以解決沙漠的幹旱性。雲南哀牢山哈尼族梯田,既將山坡改造成階梯狀的平地,又結合引水,能將整個山坡改造成為人工濕地。四川的梯田和北方旱作梯田都很多,但效果都遠不如前者,原因在於沒有結合水利建設。有的生態問題無法直接解決,例如山區的石漠化,局部小範圍可填土恢復原貌,但不可能大面積恢復。然而加強水資源卻可在石山造林,以彌補土地之不足,並進而建設荒漠型多年生農業;又如在鹽堿化土地上種植水稻,可將鹽堿隨水排入大海。有些生態環境的幾個因素之間還可以互相影響,形成惡性循環或良性循環。例如塔裏木盆地和青藏高原北緣的幹旱,壹般的觀點認為是喜馬拉雅山擋住了印度洋水汽的北上。這固然是原因之壹,但形成現在的極度幹旱卻是高原與盆地相互影響、惡性循環的結果。因為秦漢時期塔裏木河水量很大,正是塔裏木盆地的沙漠化,使高原北緣的降水量減少,進而引起進入盆地河流的流量減少,這又加速了盆地沙漠化的進程,它們相互作用的結果便加速了幹旱的進程。若切斷這種惡性循環,整個生態系統便會得到徹底的改善。例如在南水北調、東水西送的基礎上,從騰格裏沙漠經中央戈壁、昆侖山前的戈壁建設壹條長約2500km的森林帶(荒漠型多年生農業區)就能改善整個西北地區,包括青藏高原北緣的幹旱現狀,至少能恢復秦漢時的狀態,甚至降水量達到華北的降水量。決定生態優劣的因子和美因子壹樣也有兩極性。氣溫過低成為冰雪原,氣溫太高既不適合人類居住,也會帶來海平面上升等壹系列問題;地面上升快,土地變少出現石漠,地面下降可使平原面積擴大,但又會受到海水入侵的威脅,如華北平原地面沈降問題;水太多會引起洪災,水太少土地會失去生產能力,並經沙漠化而消亡。正是由於存在這種兩極性,所以要把造成災害的水調往缺水區,起到除害和興利的雙重作用。生態是個大系統,必須有同時全面解決各種問題的統壹規劃,如此,則我國的生態面貌可以徹底改善。960×104km2 的陸地和473×104km2 的海域都能提供生活物資,形成壹個統壹的大國土資源。如能促成這壹點,生態旅遊的貢獻將異常巨大。
恢復與提高的生態區,同樣有與風景區復合以及純生態兩種類型,例如都江堰是有名的風景旅遊區,是人為因素對生態的提高區;河南王屋山巖漠上的森林,貴州茂蘭巖溶地貌上的森林,既是有名的風景區,又是自然因素對生態的提高區。但大部分地區的生態恢復提高並無大的旅遊價值,例如榆林地區對沙漠的改造,河南濟源市大溝河林場及其以西的石山造林,金沙江幹熱河谷的造林……都是人工對生態等級的提高,但它們只有科學研究、科學考察、交流生產經驗的科學價值,並無旅遊價值,因而屬於純生態公園,而不是與風景區復合的生態公園。
二、生態系統惡化區
森林銳減、土地沙漠化、水土流失等是目前我國生態系統惡化中最突出的問題。自從長江發生特大洪災以後,國家重視了森林的保護,對退耕還林和人工造林都有補助獎勵的政策,森林銳減情況已不是嚴重問題,相反有些地區生態系統還得到了恢復和提高。
1.沙漠化
(1)羅布泊的幹涸
塔裏木盆地東部有臺特馬湖、喀拉和順湖和羅布泊,3湖間有河道溝通,總稱羅布泊窪地。羅布泊過去的面積曾達5350km2 ,是塔裏木河和孔雀河的終端湖,由於塔裏木盆地幹旱程度逐年增加及塔裏木河上遊及沿途用水量增加,導致面積逐漸縮小,1942年為3006km2;1952年由於在拉依河口築壩,只有孔雀河單獨流入羅布泊;1962年面積僅為660km2 ,1975年水面消失。1952年築壩後,塔裏木河和東爾臣湖流入臺特馬湖,面積有150km2;1962年面積只有88km2;1981年主體幹涸;1987年,羅布泊地區全面幹涸,徹底荒漠化。
(2)居延澤和居延綠洲的消失
黑河是河西走廊中部最大的河流,尾閭形成居延澤,面積726km2 ,沿岸為居延綠洲,漢時駐重兵稱居延塞。唐、西夏、元在此設集乃城。王維的名句“大漠孤煙直,長河落日圓”表明當時黑河還是大河。明洪武五年,朱元璋命馮任西征,集乃城守將不降,馮切斷水源,從此河水北流,居延澤幹涸,綠洲變為巴丹吉林沙漠的壹部分。
2.石漠化
凡地面上升或海拔稍高的山區、丘陵,流水都會引起水土流失,進壹步的侵蝕,將把土層全部帶走,剩下巖石裸露的石漠。我國是壹個多山的國家,故石漠化是我國生態環境中面臨的嚴重問題之壹,尤以西南地區最為突出。四川、重慶、雲南、貴州、廣西五省(區、市)石漠化面積在億畝以上,貴州石漠面積占全省面積的三分之壹。
三、生態系統恢復提高區
1.人工濕地區
濕地是重要的生態系統,被稱為地球之腎,保護濕地已成為全世界的熱點問題。其實水稻田(包括梯田)就是典型的人工濕地,建設梯田,就是建設人工濕地。稻田除具有濕地的壹切功能外,在生態方面還有許多其他價值,最主要的有以下4方面:
1)抵抗流水對土地的侵蝕,減輕河道的淤塞。流水對土地侵蝕的能力,取決於降雨時形成的徑流量和流速的大小,降水在坡地上形成的徑流會攜帶泥沙造成水土流失和對土地的侵蝕。但徑流進入水田後將變為靜水,流速接近於零,所攜帶泥沙將沈積在水田內,減少進入江河的泥沙量。黃河年輸沙量約為長江的3 倍,長江年徑流量約為黃河的12.5倍,故每立方米的輸沙量,黃河約為長江的37.5倍,除了黃土高原的黃土抵抗侵蝕的能力較弱外,長江水系的源區廣布水稻田應該是更加重要的原因。故結合水利建設,在黃土高原周邊廣泛建設水稻梯田,有可能使黃河的含沙量降到長江的水平。
2)攔蓄洪水,錯開洪峰,調節河流流量,減輕洪災。降雨時,雨水積蓄在水田中,而後逐步進入江河,可以錯開洪峰,使河流流量穩定。過去人們只註意湖泊的調蓄能力,事實上水田也有此功能。我國現有水稻田約38×104km2 ,如蓄水深0.5m,其蓄水量將超過我國東南部和雲貴高原湖泊的總蓄水量,調節功能將超過湖泊,可以解決或減輕許多地區的洪災。
3)稻田具有蓄水和農業生產的雙重功能,能解決蓄水與種植之間爭奪土地的矛盾。
4)在水庫上遊開發梯田,既可減緩淤庫又相當於擴大了庫容。
元陽梯田可作為壹例。元陽全縣無壹平川,梯田全嵌刻在400~2000m的溝壑山嶺之間,這裏滿山滿谷坡坡相連、溝溝相嵌,全是梯田。因此處居住著哈尼族,梯田又被稱為哈尼梯田。
水利和梯田統壹建設,是元陽梯田技術的精髓。元陽開辟梯田的許多地方,地勢很險要,公路邊是懸崖,懸崖下是層層梯田,在壩達,哈尼人鑿出了5000級梯田,極目之處,如同天庭垂下的天梯。農忙季節,為了省去往來路上的時間,當地人就住在田棚裏,田棚如點點小舟,漂蕩在浩渺的大海上。
2.減災與灌溉兩利的都江堰工程
分流調水能消除調出區的洪澇災害,增加調入區的水資源,具有雙重生態提高的效果,是減災與興利並舉的措施。都江堰既是世界知名的水利工程,又是人們喜愛的旅遊勝地。最初修建都江堰是為了解除成都平原的水患。因為岷江的流量大,漲水時成都平原會被淹,蜀國的宰相開明鑿開寶瓶口,修渠將壹部分江水引入沱江,這才消除了成都平原的洪災。後來秦國滅蜀後,郡守李冰在都江堰原來的基礎上發展灌溉,灌溉的經濟效益高,使蜀國(四川)成為天府之國。可見都江堰的修建同時提高了水資源調出區和調入區的生態等級。
由於我國各流域發生洪災的時間不同,可以利用這個時間差,將都江堰分流的經驗推廣到全國,將各流域連接起來,互濟互利,將洪災時造成水災的洪水引到其他流域,變成引入區的水資源。例如長江與黃河、淮河之間,松花江與遼河之間,都易於溝通。
決定生態優劣的根本因素是水,解決水的根本方向是將引起洪災的多余的水引向需要的地方。於是沙漠內只要有外地的足夠水源進入,生態等級便可提高,將變成綠洲。
3.水稻種植可將鹽堿地提高為人工濕地
都江堰工程的許多技術,現代化水利工程望塵莫及,然而灌溉而使土地不鹽堿化,才是都江堰水利工程的精華所在。
在6000~7000年前,在底格裏斯河和幼發拉底河的兩河平原,人們便懂得將河水引向農田,所以兩河平原的美索不達米亞地區成為世界上最古老的灌區。但灌溉並沒有把這裏變成肥沃的土地,卻形成壹片又厚又白的鹽殼。都江堰灌溉系統,從表面上看沒有采取任何解決鹽堿化的措施,但運行2000多年來沒有任何鹽堿化的跡象,其原因在於它將巖石風化時分離出的易溶元素(鹽堿成分)送入了海洋。都江堰灌區種植水稻,鹽堿隨水進入了大海,國內許多地方都利用這種辦法改造鹽堿地。例如20世紀70年代遼寧盤錦、營口壹帶在鹽堿地上種植水稻150多萬畝,單產400kg,3~5年即可脫鹽,提高了當地生態系統的等級。原陽曾是河南省鹽堿化的重災區,鹽堿地占耕地面積的80 ,但改種水稻取得了巨大成功。在壹切可以大量引水的地方,都應采用這壹灌溉方式。
4.儲水地下可提高生態系統的等級
在風景分類中,我們把泉水風景作為江河的源頭看待,因為每壹個泉必然會有壹個相應的溪流或小水溝,即使它因所處位置不利,不能成為壹條江河的主源,也必定是江河的壹個補給水源。地表降水時間短暫,而江河卻四季長流,原因即在於降水滲入地下,形成壹個巨大的水庫,在時間上均勻地供給江河。降水蓄積地下的事實在許多風景區都可以直接見到,例如貴州龍宮風景區,在龍宮的上遊有地表水進入地下的漩塘;在巖溶風景區,到處都可見到降水進入地下的落水洞;在河南三門峽市農村,至今分布有較多的天井窯院。天井窯院是在平地挖6~7m深的坑,坑底四壁開窯,降雨的水和平時生活用水全部由院中的滲井進入地下。在天井窯院裏可以鑿井取水,說明其下是壹個小型的地下水庫,降雨時雨水滲入地下,儲蓄在地下以供平時從井中汲水利用。因此,在黃土高原和其他缺水土地上建設集雨工程的同時再廣泛建設滲井,將降水的絕大部分存入地下,再鑿井取水,用於灌溉和生活,就可以解決水資源缺乏的問題。降水主要以泉水(清水)的形式補給黃河,還可解決黃河的泥沙問題。
山東淄博市大武水源地年允許開采水量為1.42 × 108 m3 ,實際平均年采水量為1.9 × 108 m3 ,枯水期地下水位降至-10m,其後由太河水庫於豐水期向淄河灘放水,年補水量近1.3 × 108 m3 ,滿足了當地工農業生產所需供水。
儲水地下,是壹種世界趨勢。如德國柏林以地下水為飲用水,通過河岸過濾補充的地下水,占總水量的40~70。印度恒河流域,雨季洪水泛濫成災,旱季洪水卻不能滿足需要,美國哈佛大學的學者建議,旱季大量抽取利用地下水,以騰出地下儲水空間,把多余的河水儲存至地下含水層中,實現地下水與地表水的循環利用。
如上,地下儲水可將幹旱缺水土地的生態等級提高為水源豐富土地的等級。
5.石漠可轉化為森林
茂蘭自然保護區位於貴州省南部的荔波縣,是典型的巖溶地貌(喀斯特地貌)。世界上所有的巖溶地區,包括我國絕大部分巖溶地區,森林早已消失,只剩下光禿禿的石灰巖、白雲巖荒山。然而在茂蘭自然保護區2×104 hm2 的面積內,有1.937×104 hm2 為茂密的森林,占土地總面積的92。與世界上巖溶地區的荒涼景象相比,這種相對穩定的森林生態系統,不能不成為稀世之寶,它給人類指出了利用“石漠”、征服荒山的方向。
保護區的巖溶森林,計有漏鬥林、窪地林、盆地林和峽谷林各種類型,茂密的亞熱帶原始森林,郁郁蔥蔥,完全是荒野原始林,延伸80km,寬20km,是地球上唯壹的巖溶林區。無論是陡峭壁立的錐形山峰、峰叢和峰林,還是沼澤濕地,都覆蓋著茂盛的常綠林。從空中俯瞰,宛如浩瀚的綠色海洋,波濤洶湧。森林遮天蔽日,幾乎沒有陽光能透過厚厚的華蓋照到地面。
漏鬥森林由30~40m的高大樹木組成,這些樹木分布在深100~200m、直徑100~200m的漏鬥型坑底上,並從陡峭懸崖上生長至崖頂。巖溶窪地巨大而平坦,可作為農田,森林則生長在窪地周圍的巖溶錐形山峰上。盆地森林生長在開闊而平坦的盆地裏,山谷裏也生長著茂盛的樹林,使之成為綠色長廊。
這裏的巖石嶙峋峭立,形狀各異,但所有巖石上都覆蓋著綠色植物,樹木沿著巖石的裂隙生長,發達的根系能夠深深地紮進縫隙,有的樹木的根在巖石周圍發展成密密麻麻的根網,有的紮進巖洞裏,蕨類植物和苔蘚覆蓋著陰濕的地面,壹片綠茵。茂蘭巖溶區能覆蓋森林的原因,在於這裏水源豐富,高處低處,地上地下,到處都有水。小河、泉水、池塘……提供著滋養森林的水源,才保證了植物能夠在巖石上生長。
茂蘭自然保護區、貴陽黔靈山公園是石灰巖質石漠,河南王屋山世界地質公園是花崗巖和石英巖質石漠,河南馬道巖生森林公園是花崗巖質石漠,河南濟源大溝河林場和湖南株洲郊區的小山丘是砂頁巖質石漠,其上都生長著茂密的森林,證明在水量適度的條件下,各類巖石的石漠都可以成為森林,也就是說可以開發為荒漠型多年生農業區,即種植板栗、核桃等多年收獲的新型農業。
石漠的巖石類型不同,解決水源的方式就不同。湖南龍山縣的巖溶型地下水庫,是石灰巖地區在地下河出口處築壩形成,利用溶洞空間儲水,溶洞出口小,築壩費用低,水庫又不淹地,無蒸發損失;庫內水向四周滲透,能將潛水面提高到接近地表,保證巖漠森林對水源的需要。貴州如能推廣這壹措施,可將大部分的巖漠區開發為多年生農業區,使貴州的生態水平和經濟效益大幅度提高。
6.人為努力可以提高生態系統的等級
壹般地面海拔升到壹定高度,森林帶將被草原帶取代,但是通過人為措施能提高森林帶的上限。四川甘孜藏族自治州的稻城縣人,在海拔3800m以上的青藏高原上,培育出了延綿20km以上、占地3.2萬畝的萬畝青楊林,平均每人造林壹畝多,楊樹全部種在河灘的卵石堆上,原本壹片灰黃色的荒灘變成了生命禁區裏的生命帶。國際林學界壹致認為在高海拔地區造林成功具有巨大的科學價值。四川涼山州寧南縣黑水河與金沙江匯合處的幹熱幹旱河谷,號稱死亡河谷,最高溫度達42℃以上,地表溫度可達78℃,是建設長江上遊生態屏障的最大障礙。1964年林業部在此試驗育苗造林,經過對幾十種樹種的篩選比較,以木麻黃效果最好,後又從澳大利亞引進了銀合歡,經全縣人民***同努力,河灘和荒山坡披上了綠裝,“這真是人類戰勝幹旱的奇跡”。森林是陸地生態系統的主體,儲存了全球陸地生態系統約80 以上的碳,它的重要性無需多說,但我國森林覆蓋率並不高。我國土地緊缺,沒有足夠的土地用於造林,因而在惡劣環境中造林為提高我國生態系統等級和森林覆蓋率開辟了壹個新方向。