"干旱河谷生态恢复与持续管理的科学基础前言干旱河谷是横断山区独特的自然景观，其独特性可体现在三个方面。其一，干旱河谷是湿润性气候下的局部干旱区，是区域气候背景下的特殊气候带。根据干旱河谷23个气象站资料统计，年降水量为300~700 mm，而年蒸发量是1500~2200 mm，为降水量的2~6倍；在季节上呈现出冬春季降水少而夏秋季降水多的特点。根据热量条件判断，河谷并不是“死冬”，一些干热干暖河谷冬天只要有水保障植物就能生长。其二，干旱河谷与高山峡谷地貌紧密联系，没有高山峡谷地貌就没有河谷干旱气候。其三，河谷植被深受干旱气候控制，呈低矮的灌丛、草丛植被景观，完全不同于区域热带、亚热带和温带地带性植被性质，而类同于世界干旱气候区植被性质。因此，科学认识干旱河谷山地生态系统在要素组成特征、生物多样性及其资源、生态功能及其变化等方面的独特性是干旱河谷山地生态保护、恢复与持续管理的科学基础。干旱河谷在横断山区社会经济发展中的地位突出，具有不可替代性。在横断山区沿江河的狭长干旱地段及其邻近过渡带，集中分布着区域75%~80%的村落、 55%~58%的城镇（乡镇、区、县、州）、80%的人口、55%~60%的农业耕地、90%以上的企业，成为区域社会、经济和文化的重心；干旱河谷是区域交通、信息、物资、能源和对外交流的通道和咽喉，成为横断山区社会经济发展的走廊带。在狭小的河谷空间内，人类活动、经济发展与自然的关系紧密，相互制约，是典型的自然社会经济复合的山地系统。干旱河谷的保护、利用与持续管理事关横断山区区域持续发展与生态安全。干旱河谷分布于横断山区大江大河及其主要支流的谷底，地形封闭，地质条件不稳定，气候多变，土层浅薄，峡谷坡陡，地质灾害频繁，具有独特的高度脆弱性、低抗扰动性以及生态恢复的困难性。干旱河谷深受人类活动扰动，如水电站施工、交通建设、村落扩展、城镇发展、陡坡垦殖、牛羊放牧、开山取石、人工造林等的影响，一直是横断山区突出的“麻烦”地带。在不断加剧的全球变化和人为活动下，干旱河谷山地生态系统应如何有效保护和利用？退化后如何恢复？应当采取什么持续管理策略才能遏制生态退化，保障区域发展？这些问题长期以来一直影响着区域发展决策。强化干旱河谷生态环境要素、结构与功能过程及其时空变化研究，加深对干旱河谷山地的科学认识是回答上述问题的理论基础。由于空间分布范围广，干旱河谷不仅呈现出自然（气候、土壤、植被）多样性，也呈现出人文（社会结构、经济基础与文化传统）的复杂性。干旱河谷从南到北可划分为干热、干暖、干温、干凉气候类型及多样的亚型，具有比较明显的区域差异性特点。因此，横断山区干旱河谷生态保护、恢复与持续管理应当植根于各干旱河谷区域特点，并形成与自然、社会、经济相适应的策略才能真正有效。要揭示干旱河谷自然社会经济复合生态系统结构、功能及其格局与变化，有针对性地开展生态恢复，选择具体干旱河谷类型进行是可行的途径。岷江干旱河谷是横断山区北段（27°N～33°N）干旱河谷的缩影，无论是自然条件，还是社会与经济及其作用关系均具有突出的代表性。因此，我们选择干温河谷代表性突出的岷江干旱河谷，开展了比较系统的工作，试图回答横断山区北段干旱河谷的共性问题，为区域生态恢复、社会经济发展提供科学依据，这是本书出版的初衷。我首次“体会”岷江干旱河谷是1992年7月，那是刚到中国科学院成都生物研究所工作后的第2次出差。其后不断有机会频繁穿越岷江干旱河谷，从都江堰到茂县、松潘，从汶川到理县，从茂县到黑水，从春天到冬天，不断观察岷江干旱河谷气候、土壤、植被、人文、物产；频繁的干旱河谷见闻给我留下了难以忘怀的印象，促使我萌发了科学认识干旱河谷的原动力。1992~1995年主要开展干旱河谷农林复合经营系统的调查研究，加深了我对干旱河谷光、热、土壤与河谷农业发展的认识。然而真正开始干旱河谷植物生态学研究工作还是1995年参加了陈克明研究员主持的“九五”攻关课题“长江上游困难地段（干旱河谷、干热河谷、喀斯特石质山区）植被恢复与造林技术研究”（1995~2000年）后。第一个工作就是设计试验通过定位监测方法探讨常规低成本措施对土壤水分的改良效应，比较不同物种的生长效应。1997年有幸考察了金沙江宁南段的干热河谷。而真正独立思考干旱河谷问题是1998年左右，始于对中日合作飞虹植被恢复试验示范地，以及阿坝藏族羌族自治州林业科学研究所在茂县、汶川、理县等地造林技术试验地的多次观察和了解后，发现岷江干旱河谷造林成本高，但效果并不如意。在通过对横断山区干旱河谷研究文献的广泛查阅和分析后，意识到对干旱河谷的许多已有认识仍然是表象的、缺乏科学依据，甚至是错误的；而对干旱河谷环境、植被起源、演化以及现代的动态变化等深层次科学问题认识模糊，严重制约着干旱河谷的植被恢复、保护和发展。1999年在开展澜沧江人类活动对高山草甸的影响研究时，深入考察了澜沧江上游与金沙江中游的干旱河谷。1999年底，初步设计干旱河谷研究思路并规划分步实施的计划。但是要系统开展研究首先遇到的是课题与经费保障问题，这于我而言是十分困难的，只有通过把握机遇去慢慢实现。幸运的是2000年获得了中国科学院的一个重要方向性专题的（2001~2004年）支持，开展了岷江柏珍稀濒危机制与保育原理研究，不仅系统开展了岷江柏的保护生物学研究，也启动了干旱河谷土壤、植被与植物多样性空间分布格局研究，以及启动了干旱河谷植物种子生态学研究，还对大渡河上游干旱河谷以及白龙江干旱河谷进行了系统调查。此外，中国科学院成都生物研究所知识创新工程也持续2年支持开展了干旱河谷土壤水分动态监测和研究；在2001年启动的中国科学院西部行动计划岷江项目（2001~2005年）中，获得支持开展了干旱河谷植物生态学研究；2005年启动的中国科学院西部行动计划岷江项目二期把干旱河谷作为项目的重要内容之一纳入，开展了更深入的研究工作。我们在茂县的飞虹乡黑水河与岷江干流交汇后的两河口建立了定位研究站，从2005年开始一直对气候、土壤、植被、造林地等进行系统的调查与监测。从2000年开始，我们在原有工作的基础上分步骤开展了干旱河谷植被、土壤、气候等方面的调查研究，先后有12个研究生完成了相关干旱河谷生态学研究。10余年来我们发表了100余篇科技论文（SCI论文16篇），另有大量资料未曾公开发表。本书的目的是系统总结我们以岷江干旱河谷为主的生态学研究成果与认识，特别强调揭示这一典型山地生态系统的规律性和时空差异性、植物在干旱河谷的空间分布及其对干旱环境的适应性。希望通过本书以及先后发表的100余篇论文，能够对干旱河谷山地生态系统研究做出自己的贡献，为干旱河谷生态保护、恢复与管理实践提供一定的科技支撑，为其他干旱河谷的研究和管理实践提供新资料。本书重点回答以下几个方面的问题：① 岷江干旱河谷气候、土壤、植被与植物多样性组成的空间差异性及其变化；② 乡土植物和土壤对河谷干旱贫瘠环境的适应过程、机制与植被恢复策略；③ 干旱河谷乡土优势植物生长、繁殖和更新能力及其空间差异性；④ 植被自然更新恢复能力及其空间差异性；⑤ 干旱河谷植被恢复实践的生态环境效应以及植被恢复措施和策略的科学性与适宜性；⑥ 干旱河谷乡土植物多样性及其保护价值；⑦ 珍稀濒危的岷江柏分布现状及其珍稀濒危机制与保护策略；⑧ 河谷特色农业发展及其方向等。通过对上述问题的分析和揭示，结合过去干旱河谷植被恢复管理实践，进一步发展科学有效的干旱河谷生态保护、恢复与持续管理策略，并进一步深化需要深入解决的一些科学问题。本书涉及跨越10年的研究工作。在10年来的艰辛工作过程中得到了许多热情的支持和帮助。衷心感谢中国科学院成都生物研究所的刘照光（已故）、陈庆恒、陈克明等先生在我们开展研究工作初期的热情指导、支撑、鼓励和帮助，本书中的不少想法也是在学习他们并不断与他们深入讨论过程中形成的。在野外调查、定位研究中曾得到茂县、汶川、理县、松潘县地方相关部门的积极配合和支持，当地林业局和科技局甚至派出技术人员直接参与野外调查、试验管理，保证了我们野外调查取样工作的顺利开展，特别感谢汶川林业局的王俊华、赵文，茂县林业局的许卫宏、吴晓峰，理县林业局的汪明，理县科技局的陈绍柏，阿坝藏族羌族自治州林业科学研究所的黄泉、吴宗兴（现在四川省林业科学研究院工作）等诸位同仁的热情帮助；岷江柏的调查也得到四川省马尔康县林业局、小金县林业局、丹巴县林业局、金川县林业局以及甘肃省舟曲县林业局的协助和支持。前后曾参与部分野外调查与取样工作的同事还有中国科学院成都生物研究所的陈建中高级实验师、闫晓丽和张咏梅博士，硕士研究生朱珠、鲍文、吴虹玥、李武彬、吴文妍、刘俊华等，以及茂县山地生态系统定位研究站的朱亚平、唐宗平、李贵全、官福安等；课题组钟凤先女士参与种子生态学实验工作，中国科技大学的曾藩同学实习期间完成了木兰种子对环境胁迫的实验研究；土壤化学分析由中国科学院茂县山地生态系统定位研究站、中国科学院成都生物研究所公用实验室、中国科学院红壤生态站完成，得到白景文、宗海宏、裴健等的热情帮助。本书的研究工作是在中国科学院西部行动计划项目（2000~2009年）（KSCX107、KZCX2XB202）、重要方向性项目（KZCX3SW339）的资助下完成的，也得到科技部“十五”科技攻关岷江课题（2001BA606A05）的部分支持，特此衷心感谢!我还要感谢：陈庆恒研究员热情审阅了本书部分章节并提出了很好的修改建议，研究生吴晓丽、王素娟、幸福等协助进行了部分校对。虽然岷江干旱河谷的科学研究比其他干旱河谷都多，但对这一特殊生态系统的认识目前仍然还是有限的，进一步增强我们对干旱河谷的科学认识，促进干旱河谷的深入研究是本书出版的愿望。我们深知，本书虽是在历经10年的岷江干旱河谷生态研究基础上写成的，但由于我们的知识和能力限制，时间匆忙，虽多次修改，其中定然还有不少缺点和不足，一些观点也会有争论性，敬请批评和指正，这必将促使我们持续展开的横断山区干旱河谷研究工作更好、更深入。
包维楷
2010年8月于成都"
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