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生态学家呼吁推广碳四植物改善西北荒漠化环境
关键字:生态,荒漠化,碳四植物   来源: 科学时报   时间: 2006-04-21  点击率: 816669

      日前,中国科学院广州分院原党组书记、原常务副院长、生态学家张经炜研究员针对我国部分地区沙漠化严重的问题向有关方面呼吁:推广种植碳四植物,改善西北荒漠化环境。

      张经炜长期从事生态学和资源开发研究工作,曾多次参加新疆沙漠防治和植被资源考察、青藏高原生态和植被资源考察,并获中科院科学技术进步特等奖、国家自然科学一等奖。

      关于我国沙漠化严重的问题,张经炜向记者介绍,我国西北六省区(新疆、青海、宁夏、内蒙古、甘肃和陕西)约为我国陆地面积的五分之一,年降水量一般在250毫米以下,在气候上属温带干旱半干旱和亚湿润干旱地区,主要生长有荒漠化草原和草原植被。这里由于气候变化和人类活动等因素,造成了土壤退化,导致荒漠化的出现,并加剧了生态条件的恶化。随着来自西北方的蒙古西伯利亚反气旋的吹刮,荒漠化所引起的沙尘暴,从新疆、内蒙古以及境外的蒙古袭击着我国北部地区甚至长江流域的下游。其结果不仅影响了当地,也影响到相邻地区的经济发展和人们生活的改善。

      张经炜认为,人类占用了过多的自然资源和相对落后的生产方式是造成西北地区生态环境危机的深层次原因。20世纪以来,西北地区人口从大约1400万增至接近1亿人,造成我国对沙漠治理的速度赶不上生态破坏的速度。目前,生态条件恶化趋势还没有从根本上得到遏制,土地荒漠化还在严重发展。

      以草原养殖业为例,与绵羊相比,山羊具有较强的环境适应能力,且可以产出羊绒。羊绒是加工制作高档服装的原料之一。因而,人们为了追求利润而大力发展山羊养殖业。但是,山羊的适应能力很强,它们不仅能吃光地面上的草,而且能用脚把地下的草根挖出来吃掉,使草原失去再次长草的可能,对草原的破坏力极大。山羊养殖业的发展,促使部分草原迅速地向荒漠化过渡。

      因而,固沙保土植物对沙漠化治理具有积极意义。张经炜指出,国外研究显示,在某种特定的降雨量范围内,以特定形状分布的植被带和贫瘠的土地已趋于稳定,现有的多年生植物依靠它们完好的根系能够有效地积存水分,因而在相对干旱的条件下也能生存下去。随着干旱加剧,植物开始以带状或迷宫式的布局生长;当降雨越来越稀少时,植物的生长布局将由带状分割成一块块的点状或环状;在达到超干旱状况时,植物就会完全消失。一旦土地完全变成荒漠,即使降雨量恢复到以前呈点状或环状的植被生长形式的水平,土地状况也不可能改变。

      而新进入的种子或植株要在已经荒芜的地带内扎根,则需要更大的土壤湿度才行。因而,在进行植被恢复的时候,应该按照退化生态系统恢复的规律,先种植草本植物,在草被密盖地表、土壤保持一定湿度时,再间种灌木,进而逐步用乔木树种取代。在种植草本植物初期,还应对草被进行合理浇灌,以帮助新进入的种子或植株深入扎根。

      而作为防风固沙的植物,则必须是节水的、光合效率高的、具有强大根系的。因为,只有这样的植物才能充分利用有限的水源,制造更多的光合产物,以产生密集的枝叶和强大的根系,在干旱地区的防风固沙、水土保持工作中发挥积极作用。

      张经炜分析了多年生碳四植物的固沙保土特点以及在我国的推广优势。他认为,在众多的适应温带气候的草本植物中,碳四植物具有高光饱和点、高光合速率和高光合生产效率的生理特性,比碳三植物耗水少而光合效率高。并且,碳四植物对土壤的适应性广,不但能忍耐土壤盐碱引起的生理干旱,也能忍受土壤失水的物理干旱和人为的践踏,具有较强的竞争力。这应是优先考虑的干旱区水土保持植物。

      张经炜介绍,美国能源部(DOE)自1986年以来就开始对草本和木本的生物量植物进行评估,并在北美选育了一个目前成本最低的纤维禾草——“Cave in Rock”品种。这种纤维禾草在北美能够适应广幅的土壤和气候条件,对肥料和杂草要求不高。在温带的气候条件下,夏季生长可高达1至2米,地上部分的产量达10至12吨/公顷。而我国温带的草原,平均青草产量只有1.5至4吨/公顷,荒漠草原为0.5至1.5吨/公顷,荒漠则仅有0.4至0.8吨/公顷。

      美国选育的纤维禾草所生产的地上部分生物量和强大的地下根系,对在温带的气候条件下发展畜牧(养牛)业生产和防止水土流失均有创造性的重大意义。这种纤维禾草是一种多年生的碳四禾草,其特点是光合效率比碳三植物高出40%,耗水仅为碳三植物的1/2,且一次下种可多年生长,不需每年播种,因而可以节省每年播种所需的种子、肥料和耕作费用,大大地降低了生产成本。纤维禾草的多年生的强大根系,入土深达2至3米,根系重量可达15吨/公顷。在秋季,植物体内的氮元素都转移到根部储存起来,从而使得因土壤侵蚀而流失的土壤养分降低到最小,提高了土壤养分的利用率。这种纤维禾草是一种在干旱区中水土保持最见效而又节水的植物,对于解决我国西北地区的荒漠化问题将有着积极的意义。

      事实上,我国温带地区的草本植物资源丰富,其中也有不少碳四植物。例如,丛生的芨芨草、具根茎的野古草、一年生的三芒草、荩草、硬叶虎尾草等等。因而,张经炜建议,我国也应根据自然环境和生态条件的特点,参考国外的研究工作,开展相关的碳四草本植物和木本植物的选育、引种和推广工作。相信在半干旱地区再造一个山川秀美的大西北是完全可能的。

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