提 要 论述了川西北高寒湿地的自然概况及其形成原因,分析该区湿地的主要生物多样性价值,分布有具有世界意义的特有物种(黑颈鹤)和珍稀濒危物种,并且还分布有许多具有重要经济意义和具有科学研究价值的物种,但近几年来,人类活动的频繁干扰,如泥炭开采、过度放牧而破坏植被,再加上本区气候因素的特殊性,局部地区已引起沙化,使本区的生物多样性减少。由此而提出相应的生物多样性保护和可持续利用对策:协调人类活动与生物多样性保护的关系;严控载畜量,发展人工草场;发挥本地优势,利用泥炭治沙;建立湿地自然保护区;加强湿地立法。
关键词 若尔盖高原 生物多样性 湿地保护 泥炭治沙 对策
分 类 中图法 Q143 P931.7
1 区域自然概况及其成因分析
若尔盖高原位于青藏高原西北隅,是一块四面环山完整的丘状高原。若尔盖高原是第四纪强烈隆起中一个相对沉降区。区域地貌类型主要为低山、丘陵、河谷与阶地,若尔盖高原气候属大陆性高原气候,本区气候对湿地形成、发育起促进作用,为湿地发育的主要因素[1]。本区植被以高山草甸、沼泽植被为主。草甸植被以莎草科、禾本科草本植物为主,有羊茅 (Festuca nivina)、四川嵩草 (Kobresia setchuanensis)、垂穗披碱草 (Elymus nutans)等。沼泽植被以木里苔草 (Carex muliensis)、西藏嵩草 (Kobresia tibetica) 等为主[2]。地面常年积水或为季节性积水和临时性积水,泥炭层较厚,一般为 3m,最厚达 10m,泥炭分解度低,有机质含量大于 50%。土壤呈中性或微碱性反应,pH 值一般为 7.0~8.0,潜育层深厚,成土母质多为质地均匀的粉沙和亚粘土[3]。
2 本区湿地主要生物多样性价值
2.1 分布具有世界意义的特有物种和高度濒危稀有物种
黑颈鹤 (Grus nigricollis) 是青藏高原特有的鹤类,是世界濒危珍禽,是我国一级保护鸟类。黑颈鹤在若尔盖多达 710 只,它主要在湿地区繁殖,冬季到贵州草海越冬[4]。若尔盖是黑颈鹤最重要的繁殖栖息地之一。本区国家一级保护的野生动物还有白鹳 (Ciconia ciconia)、黑鹳 (Ciconia nigra)、玉带海雕 (Haliaetus leucoryphus) 等 9 种,国家二级保护动物有水獭 (Lutra lutra)、藏原羚 (Procapra picticaudata) 等 41 种。本区湿地具有多种特有植物和濒危稀有
植物[5]。渐危种有扁茎眼子菜 (Potamogeton filiformis var.applanatus)、异叶眼子菜 (P.heterophyllus)、禾叶眼子菜 (P.gramineus)、龙须眼子菜 (P.pectinatus)、杉叶藻 (Hippuris vulgaris)、异枝狸藻 (Utricularia intermedia)、小狸藻 (U.minor)、睡菜 (Menyanthes trifoliata、水问荆 (Equisetum fluviatile)、小叶眼子菜 (P.vaseyi)、菹草 (P.crispus) 等;稀有种有高山水韭 (Isoetes hypsophila)、刚毛荸荠 (Eleochalis valleculosa)、楔叶蓼 (Polygonum sieboldi)、沼生水马齿 (Callitriche hermaphroditica)等;若尔盖特有种有花葶驴蹄草 (Caltha scaposa)、西藏嵩草、木里苔草和华扁穗草 (Blysmus sinocompressus)。
2.2 具有重要经济意义的物种丰富
据初步统计,本区草场具有饲用植物 1208 种,隶属 131 科 573 属,其中湿地植物约 200 种,占草场植物总数的 20%,草场质量好,产草量高,是我国著名的五大牧区之一。本区药用植物极为丰富,约有 100 余种。主要有贝母、羌活、独活、黄芪、黄连等野生名贵药材。年产量在 3~100万kg 之间。本区野生动物资源亦很丰富,仅据若尔盖县调查资料统计,全县有脊椎动物 29 目 65 科 251 种,其中鱼纲 2 目 4 科 19 种,占总数的 7.6%;两栖纲 2 目 3 科 4 种,占 1.6%;爬行纲 2 目 3 科 4 种,占 1.6%;鸟纲 15 目 34 科 162 种,占 64.5%;哺乳纲 8 目 21 科 62 种,占 24.7%。
2.3 具有重要学术价值的物种多
具有重要学术价值的野生脊椎动物 78 种,其中鸟纲有 65 种,常见的有灰雁 (Anser anser)、赤麻鸭 (Tadorna ferruginea)、寒鸦 (Corvus monedula)、白眼潜鸭 (Aythya nyroca)、绿头鸭 (Anser platyrhynchos)、角百灵 (Ercmophila alpestris) 等[6];爬行纲 3 种,主要有高原蝮、荣锴烙铁头等;两栖纲 3 种,主要有岷山蟾蜍 (Bufo minshanicus)、倭蛙 (Nanorana pleskei) 等;哺乳纲 7 种,有喜马拉雅旱獭、黄鼬 (Mustela sibirica)、蹼麝等。具有重要学术价值的野生高等植物有川贝母、大黄、冬虫夏草等,这些都是具有极高药用价值的著名中草药,亟待研究、保护、发展,以便永续利用。西藏嵩草是本区湿地代表植物,为具有世界意义的沼泽植物,当地牧民称其为“救命草”。由于其草层较高,返青早,被用作早春牧场,填补了冬春缺草季节的牧草供应。加强西藏嵩草的生态学和生物学研究,提高产草量,使其在本区牧业生产中发挥更大的作用。
3 制约湿地生物多样性保护的因素
3.1 人为因素对湿地生物多样性保护的影响
3.1.1 泥炭开采与生物多样性保护的矛盾
泥炭是一种重要的有机矿产资源,若尔盖高原湿地中蕴藏着丰富的泥炭资源,已经引起国内外的高度重视。本区泥炭资源的远景地质储量达 19亿t(干重),约占全国泥炭资源总量 46.8亿t 的 41%。已开始建设一座 1500kW 泥炭坑口示范电站,这是我国第一个泥炭发电站。本区大型泥炭矿 138 处,中型矿 82 处,泥炭质量优良,平均发热量 13816.44J/kg, 并确定红原Ⅰ号、Ⅱ号泥炭矿、瓦切Ⅰ号泥炭矿为供应泥炭坑口示范电站的燃料基地,大规模开采泥炭作为燃料开发利用已势在必行,另外,国内一些复合肥厂以泥炭为原料生产复合肥,使泥炭消耗量进一步增加。由于无计划开采,滥采乱挖,不仅泥炭资源浪费严重,而且沼泽地表植被破坏也十分严重,深浅不一、大小不同的废弃泥炭矿坑遍地皆是,对湿地生物多样性保护不利,对湿地生物多样性保护与可持续利用构成重大威胁。
3.1.2 过度放牧对湿地生物多样性保护的影响
若尔盖高原湿地是我国原始生境保存较好的一片湿地,近年来,由于盲目地开发利用湿地,以破坏湿地资源为代价而过快地发展畜牧业,造成过度放牧,使很多湿地植物不能有规律完成其生活史,湿地植物多样性丧失,破坏了湿地生态系统的良性循环,导致其应具有的生态功能也随之丧失。若尔盖湿地与附近的高原草甸以藏牦牛、藏系羊和河曲马著称于世,湿地草场具有返青早的优点,是牧畜渡春荒的重要草场。本区草场长期超载,牲畜头数增长过快,“靠天养畜”十分突出。牧区牲畜一直长期处于“夏饱、秋肥、冬瘦、春死 " 的恶性循环中。据测定,产草量较 60 年代下降 20% 左右,杂类草和有毒草上升 10%~30%,优良牧草逐年减少,有些地区草场优良牧草已经灭绝。如对牲畜十分适口的禾本科牧草种类从 30% 下降至 16%,产草量下降了 2%,生于草地上的一些毛莨科、菊科的物种正在取代原生长于湿地中的一些物种,对牧畜危害很大的植物狼毒 (Stellera chamaejasme),在很多草场均有分布,个别草场已成为主要伴生种。
3.1.3 人工排水疏开沼泽湿地对生物多样性保护的影响
若尔盖高原沼泽湿地由于人工排水疏开沼泽湿地,使地表积水明显变浅,目前沼泽地夏季积水多在 10~20mm,很多沼泽地表仅呈过湿状态,甚至干枯,沼泽湿地地下水位距地表少则数十厘米,多则数米。作为野生动物的栖息地、觅食地与繁殖地的湿地,其生态环境恶化、生态系统结构破坏,也不利于赖以生存的湿地动物的保护,如此恶性循环,湿地生物多样性面临严重的威胁[5]。同时,沼泽湿地旱化使这里危害草场的动物如地鼠(黑唇尔鼠兔)、土狗(旱獭)、雪猪、毛虫、蚂蚁等繁生,近年来草场地鼠十分猖獗,几乎草甸草场随处可见,在地上或地下挖洞,有时在地面形成土丘,破坏草场。根据现场样方调查,一般 2500 个/hm2 左右,多者可达
4200 个/hm2。据调查,旱獭洞 45 个/hm2 左右,它堆的土堆较大,破坏草场也很严重。草地毛虫主要分布在若尔盖县部分地区,据调查,多者可达 70 条/m2 左右。地鼠、旱獭在地下啃食草根,毛虫喜食灯心草科和莎草科植物,也食禾本科和杂类草,与家畜争牧草。蚂蚁的危害在于地面形成蚁丘,破坏草场。
3.2 自然因素的制约
3.2.1 气候因素的制约
位于川西高原的若尔盖湿地是随青藏高原的隆起抬升而形成的。在青藏高原抬升至一定高度后出现的西南季风,由于川西高原达相当高度后,受地形的限制不能再往此深入。西南季风是川西高原的主要雨泽之源,现在的降水量比地势抬升之前有所减少,气候出现变冷转干的趋势。如果地势继续抬升,这种变化趋势将会持续下去,若尔盖高原湿地气候条件已不如过去有利,这是导致湿地生态系统脆弱的重要原因,也是引起湿地生态环境和物种发生变化的重要原因。因此,原来不占优势的木里苔草—乌拉苔草湿地而今明显增多,使演替系列、演替方向发生巨大变化。即:沼泽湿地→沼泽化草甸→草甸→荒漠。
3.2.2 湿地沙化的影响
现在全区沙化地点已达 200 多处,沙化土地总面积已达 4091hm2,潜在沙漠化土地面积达到 12023hm2,现在沙漠化土地面积仍以每年 2.32% 的速度递增,若尔盖县沙丘每年向前推进约 16.4m,年均吞没草场 419hm2。本区沙化首先起源于低山、丘陵,进而漫延至谷地边缘。有些地区沙化已侵入典型湿地区。经矿物分析,其矿物组成与宽谷埋藏沙相同,因此推断属原地起沙性质。沙丘形成的主要原因是由于流经本区的几条主要河流的冲积物的沉积所致。本区于第四纪的冰川末期发生长时期的间歇性的和不等量的地壳下沉,下沉的中心在黑河的中下游。由于上述地质变迁,区内河流、湖泊几度改道或搬迁,因而在黄河、黑河和白河的中下游地区形成了许多古河道,这些古河道上堆积大量粉沙、细沙和粗沙,又因地壳抬升而形成沙丘、沙岗或沙地,其分布大体与上述三条河流走向一致。上述这些沙丘或沙地由于地下水位较高,粉沙含量重,叠加年降水多、湿度大的特点,因而草甸植物相继侵入生长,逐渐发育成生草草层,并形成较厚的阶地草地或丘上草地;在一些地下水位较低,细沙、粗沙含量较高地段,草甸植物侵入较前者缓慢,仅形成植被稀疏的生草层,形成较薄的阶地草地或坡地草破坏了地表植被,使沙土风干,削弱沙粒间的粘粒、胶粒的粘合作用,为风成堆积提供了物质来源,加之本区冬季干燥,风力强,致使植被遭破坏而再度裸露的沙丘、沙地不断移动,并形成了新的面积不断扩大的沙化地。
3.2.3 土壤理化性质变化的影响
若尔盖县辖曼牧场局部地区土壤盐渍化具有代表性,地表植被稀疏,覆盖度不足 30%,呈一片焦土状。土壤理化性质受自然与人为因素综合作用的结果,一般与气候条件、水质、水化类型、泥炭类型、矿物质、氧化钙含量分解度以及人类活动的强烈冲击有关①。上述变化从土壤营养元素含量的分析数据亦可得到证实。
错拉坚湖滨 (CLJL) 沼泽土壤中不溶性氮、磷(表 1 中全量)高于九道班 (NRG)(1)、(2);而可溶性氮、磷、钾(速效性)却相反,受干扰的沼泽土壤含量要高于原生沼泽。在沼泽土壤中,氮、磷、钾多以有机态形式存在,即不溶性状态存在,例如氮以蛋白质或腐殖酸态形式存在,是潜在的养分,必须经过化学或生物作用后,逐步转化为能被植物吸收的可溶性状态的氮、磷、钾。当沼泽处于过度利用状态或排水疏干后,沼泽土壤水分减少,水热条件改善,通气性变好,甚至地温升高,土壤中好气性微生物增加,活性增强,加速有机质分解和养分转化,使一些潜在养分转化为可溶性养分,这就是受人类活动干扰越重的地区沼泽土壤速效性养分增加的原因。但是,就沼泽土壤营养元素总量随着人类活动的干扰呈下降趋势,必然导致湿地动植物的锐减,湿地生物多样性减少。
表 1 湿地土壤理化性质变化比较
Table1 Comparison of the changes of the physical-chemical quality in different wetland soils
P1 | DE | D(cm) | pH | TN(%) | TP(%) | TK(%) | QRN(mg/kg) | QRP(mg/kg) | QRK(mg/kg) | HA(%) | Or(%) | DD(%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CLJL | ND | 0~15 | 7.01 | 1.797 | 1027.7 | 4205.47 | 1176.0 | 29.30 | 55.77 | 61.16 | 61.99 | 35.34 |
15~28 | 7.14 | 1.513 | 454.51 | 4681.94 | 772.8 | 14.12 | 16.79 | 55.83 | 81.41 | 35.25 | ||
28~50 | 7.06 | 0.794 | 694.51 | 3322.93 | 537.6 | 14.86 | 31.36 | 53.34 | 26.14 | - | ||
NRG(1) | LD | 0~15 | 7.60 | 0.650 | 908.98 | 9134.5 | 638.4 | 37.44 | 308.7 | 22.41 | 30.47 | 51.26 |
15~30 | 8.03 | 0.303 | 749.6 | 7719.7 | 302.4 | 13.02 | 122.0 | 8.23 | 26.16 | 36.68 | ||
30~48 | 8.19 | 0.161 | 639.62 | 6555.5 | 84.0 | 15.98 | 96.9 | 5.16 | 23.34 | - | ||
NRG(2) | HD | 0~15 | 7.90 | 0.885 | 919.23 | 4349.36 | 2049.3 | 14.86 | 39.92 | 19.03 | 23.08 | 42.75 |
15~30 | 7.98 | 1.110 | 893.20 | 3373.12 | 1646.4 | 21.25 | 18.97 | 50.08 | 55.64 | 44.35 | ||
30~50 | 8.12 | 0.680 | 350.93 | 6422.43 | 504.0 | 22.26 | 27.62 | 12.58 | 51.89 | - |
注 :Pl 为采样点;DE 为干扰程度;D 为深度;TN 为全氮;TP 为全磷;TK 为全钾;QRN 为速效氮;QRP 为速效磷;QRK 为速效钾;HA 为腐殖酸;Or 为有机质;DD 为分解度;CLJL 为错拉坚湖滨;NRG(1) 为九道班 (1);NRG(2)为九道班 (2);ND 为几无干扰;LD 为轻度干扰 ;HD 为重度干扰。
综上所述,本区湿地退化严重,作用过程见图 1。
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图 1 土地退化过程模式图
Fig.1 The idiogram of the land degradation process
4 本区湿地生物多样性保护及其资源可持续利用对策
4.1 保护湿地,建立湿地自然保护区,充分利用其价值和功能
湿地是重要的“绿色水池”或“绿色水库”,在调节气候和蓄水分洪方面有重要作用,其存在的重要价值和环境功能是不可替代的。其实当地牧民把沼泽草场作为早春抓“水膘”、抗灾渡春,接羔育幼草场。沼泽草场产草量高,可以作为割草基地。本区高原湿地具有典型性、独特性,具有多种珍稀濒危动植物物种,具有重要的科研意义和价值,在本区建立相当规模的湿地自然保护区是十分必要的[7]。辖曼自然保护区正在筹建中,该区位于四川省若尔盖县北部,辖曼与阿西牧场之间,亦称热尔大坝,是若尔盖高原中最大的一片沼泽,沼泽中有著名的河流——黑河,湖泊——哈丘湖和错拉坚湖,区内沼泽类型较多,形成巨大的沼泽复合体。生物资源丰富,沼泽中许多植物是良好的饲草,成为重要的冬夏放牧场。在这里栖息繁殖的鸟类有黑颈鹤、白鹳、玉带海雕、大天鹅、小天鹅、赤麻鸭、普通秋沙鸭等[6],珍禽数量、种类都较多。泥炭资源面积大,储量多。原来人迹罕至的沼泽区,人类活动日益增强,畜群数量剧增,给沼泽环境造成愈来愈大的压力。70~80 年代,本区曾是沼泽开沟排水的试验区。由于近年来滥捕滥猎,误食灭鼠毒饵、农药,本区珍禽鸟类明显减少。为了切实加强对本区沼泽的保护,建议尽快设立国家级自然保护区。
4.2 泥炭开采要保护湿地生态环境,并可以利用泥炭治沙
本区泥炭具有资源丰富的优势,应从肥料、建材、化工和能源等多方面进行综合开发和利用。开采泥炭时要有计划、有步骤地进行,要保护好沼泽地表草皮层,待采完泥炭后放回地表,以恢复湿地景观。若尔盖高原泥炭集中分布区都是湿地类型齐全、发育典型、生物多样性丰富、人类活动干扰相对较轻地区,这些泥炭矿在若尔盖高原湿地中居重要地位,具有极其重要的环境功能,也是本区生物多样性最为关键的地区,开展泥炭开采规划,把湿地泥炭开发与生物多样性保护结合起来,从保护湿地生物多样性出发,采用合理的开发方式,规范人类开发利用湿地泥炭资源的行为,使人类开发湿地时不破坏生态环境,并能拿出切实可行的保护和补救措施,以使湿地面积不缩小,质量不下降,生态环境功能不丧失,生物多样性不减少,并使其持续利用。本区“沙化”问题不仅破坏草场甚至危及湿地,任其发展,后果不堪设想。选用固沙效果好的当地牧草,如黑药鹅冠草 (Roegneria melathera var.tahopaica)、赖草 (Aneurolepidium dasystachys)、?草 (Koeleria cristata)、紫花苜蓿 (Medicago sativa) 等,国外也有很多成功的经验,如以色列在沙漠化地区实施的“草原计划”等[8]。利用本区泥炭资源丰富的优势,用泥炭治沙,是一条行之有效的方法,即每年雨季到来之前,用泥炭覆盖裸露沙丘,除了发挥其肥力作用外,还有保温和自然播种的效果;在覆盖泥炭的同时,补播上述牧草种子。为了提高“泥炭治沙”效果,要在迎风口营造防风林或筑档风墙,防风林可选用当地灌木高山柳、红皮柳等。为了防止畜群啃食践踏,要建围墙,保护人工固沙区。还应防止新沙丘的形成,对那些成土母质为黄土,细沙含量高、生草层薄的河岸、阶地等处,应注意合理利用,防止沙土裸露。
4.3 严控载畜量,发展人工草场
目前,红原县和若尔盖县都存在牲畜多草场少的矛盾,草场超载 40%~60%,由于过度放牧,草场退化严重,牲畜越来越多,草场退化越来越严重,要解决草场退化问题,就须严格将牲畜头数控制在理论载畜量的范围之内,实行科学管理。开展湿地草场合理开发利用和生态牧业示范研究,改变落后的游牧方式,改变一味地追求牲畜数量,不求质量,一味扩大牲畜头数,不顾其对湿地草场生物多样性影响的畜牧业生产方式,改变单纯放牧和半固定的游牧制,摆脱暖季牲畜可以正常生产,冷季则处于饥饿代谢的困境,及生产率低而不稳定、总增率不高、出栏率低的局面,使该区畜牧业生产从恶性循环中解脱出来。根据生态农业、生态工程、生态经济学原理,遵循湿地形成、发育、植物生长的自然规律,采用一套生态牧业流程,按生态关系、食物链关系将几种生物饲养、种植、养殖组成生产线,提高湿地生态系统物质循环、能量流动利用效率,变牧业恶性循环为良性循环。使牧区畜牧业生产具有良好的经济效益、社会效益和生态效益,以保护该区的生物多样性,使之实现可持续利用。积极扩大沼泽草场作为割草场,同时,结合当前的“草库仑”建设,应大力建设人工草场,特别是留作备荒饲草地,以缓解草畜矛盾。
4.4 湿地保护要立法
若尔盖高原湿地是我国重要的一片高原湿地,在发展当地经济和湿地生物多样性保护与可持续利用方面都具有重要的价值。由于缺乏相应的法规依据,对这片湿地的保护仅依靠宣传和教育是不够的,只有依靠有关职能部门依法执行才能解决问题,建立相应的湿地立法[9],按法规办事,是保护若尔盖高原湿地最有力、最有效的手段。
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