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植被修复与演替:生态弹性的关键

【摘要】:如果在植被死亡之前,生态应力消失,植被活力可能很快恢复。即使原有植被在致死生态应力或者损伤生态应力的长期作用下破坏殆尽,一旦应力消除,植被仍然可以慢慢修复。植被这种自我修复的能力称为“生态弹性”。植被恢复的速度或生态弹性依赖于植被的结构、气候、和土壤。这样的植被称作脆弱植被。植被修复要经历植被演替过程。

从动力学上划分,生态应力还可以分为致死应力和损伤应力。致死应力定义为直接导致植物死亡的应力,如火山暴发、森林火灾、伐木等。泥石流滑坡某些情况下也是致死应力。损伤应力定义为仅仅导致植被活力降低的应力。干旱、污染、放牧、病虫害、风灾和洪灾等都是损伤应力。干旱是最重要的损伤应力,如果持续干旱,植被活力会极度下降,甚至降为零。在损伤应力作用下,植物会改变自身以适应恶化的环境。如果损伤应力很强并且持续时间较长,植物死亡,植被活力减为零。如果在植被死亡之前,生态应力消失,植被活力可能很快恢复。即使原有植被在致死生态应力或者损伤生态应力的长期作用下破坏殆尽,一旦应力消除,植被仍然可以慢慢修复。植被这种自我修复的能力称为“生态弹性”。植被自我修复得愈快,生态弹性愈高。植被恢复的速度或生态弹性依赖于植被的结构、气候、和土壤(Wang et al.,2006)。

有些例子中,植被在非常严酷的生态条件下,在没有外加应力情况下,经历了很长的时间发育形成。这类植被的生态弹性很低或是零。任何强应力(损伤或致死应力)都会导致植被死亡。这样的植被称作脆弱植被。例如冰川区森林,一旦遭遇森林火灾将难以恢复。由于气温低、降雨少,中国青藏高原的草场发育经历了很长时间。由于人们滥采药材(草本植物的根),部分草原已经遭到破坏。即使外界应力减弱或消失,植被也很难恢复。又如在黄土高原北部的毛乌素沙漠,人们用草方格固定沙丘种植草和灌木,如图7-3(a)所示。在沙漠种植灌木并不难,但要使其在风沙中存活下来并不容易。图7-3 (b)显示了人们如何保护灌木抵抗大风。经过几十年努力,沙丘上培育出灌木和草皮,在沙漠表层形成了结皮,可以抵抗风蚀。但这种植被是脆弱植被。一旦遭到人为破坏,这些植被在自然条件下不能再恢复。结皮在人和牲畜践踏下极易破坏,沙丘一旦重新流动,沙漠植被会毁于一旦。

植被修复要经历植被演替过程。有两种与河流管理有关的植被演替过程,一是流域中由于土地利用的改变或者各种生态应力导致植被完全破坏后植被的重新发育过程;二是植被逐渐占领河中新生岛屿或者河岸新生陆地的演化过程。前者一般从地衣和苔藓类等低等植物,到强阳生草本植物,再到阳生草灌混合植被,再到乔灌草混合植被。后者一般从承受较高淹没频率的草本植物,逐渐演变为多年生灌木和乔木,同时伴随着岛屿或陆地的升高和增长。在自然条件下,植被演替过程要经过几十年到上百年甚至更长的时间才能完成。

图7-3 脆弱植被的保护

(a)黄土高原北部的毛乌素沙漠,人们用草方格固定沙丘种植草和灌木;(b)保护灌木抵抗大风