地理纵横
曾经去到青藏高原旅游的朋友印象非常深刻的是,一旦进入“世界屋脊”,就会发现这里草地广阔、灌木丛生,而树木却显得格外稀少,大多数地区仿佛就是树木的生命“禁区”,根本就看不到一棵树。那么,为什么青藏高原的大部分地区不长树?灌木和草地为何却可以在高海拔地区存在?藏北高原的高寒草原上到底能不能种树?假如在这片土地上种树成功又会带来哪些不良后果?让我们用十来分钟时间,通过解析其背后的生态学原因,揭示这些现象的生态奥秘。
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1. 为什么青藏高原大多地方不长树?
青藏高原的特殊地理、气候和土壤条件是导致该地区大多数地方不适合生长树木的根本原因。
海拔高和严酷气候条件的制约 青藏高原的平均海拔超过4000米,不少地方甚至超过5000米。海拔4000米的高海拔地区气温低,最暖月7月均温低于10°C,生长季期长度不足4个月,生长季平均温度不到6°C,低温严重限制了植物细胞的分裂和树木的生长,冬季还会发生严重的冻害。此外,低温和强辐射也会限制树木的光合作用,制约树木的碳平衡。即使海拔3650米拉萨地区,年平均气温也只有8.1°C,夏季温度虽然较高,但生长季节只有4个月左右,这与大多数树木生长所需的较长、温暖的生长季节相差甚远。树木,尤其是大树,通常需要温暖的气候和较长的生长周期,而青藏高原的寒冷气候严重限制了树木的生长。
土壤贫瘠与风蚀也会限制树木的生长 青藏高原由于气温低,有机土层也非常薄。土壤养分矿化速度慢,土壤通常贫瘠。高原土壤大多属于贫瘠的山地土和草原土,含有较低的有机质,缺乏足够的养分支持树木生长。此外,由于植被覆盖度低,强烈的风蚀作用也加剧了土壤的流失,树木根系生长受限。强风强辐射还会导致水分蒸散,导致植被缺水,从而阻碍了树木的生长。
大多数高海拔植树造林的尝试都功亏一篑。历史上,松赞干布曾尝试过在拉萨地区大规模植树,以改善当地的生态环境。然而,由于气候和土壤的极限条件,大多数树木未能成活。根据历史文献的记载,松赞干布时代的植树活动虽然一度取得了某些成功,但整体效果并未持久,树木生长的难度直接决定了该地区森林的稀缺性。最近,在纳木错和那曲植树的项目虽然投入了大量的人力、物力和财力,都取效甚微。
2. 为什么灌木和草地分布比森林海拔高?
随着海拔的升高,青藏高原的气候条件变得越来越严苛,树木的生长受到限制,而灌木和草地反而适应了这些变化,逐渐取代了森林,在山地垂直带上海拔从低到高依次出现森林、灌丛和草地。
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灌木和草地的适应性 灌木和草地植物相较于树木具有更强的适应性。树木高达,树大招风,散热快,在高海拔低温环境下散热快;灌木和草地植物体型矮小,在植株冠层聚热方面比树木更有优势。此外,灌木和草地的根系通常比较浅,可以适应干旱、寒冷和强风等极端环境。在高海拔地区,温度低、气候干燥,土壤含水量少,灌木和草地植物能够通过浅根系吸收土壤中的水分,并通过较短的生命周期完成繁殖过程。许多高山草甸和灌木丛植物,能够在四季变化无常的环境下顽强生长。
生长周期差异 树木的生长周期较长,至少需要几十年的时间才能成材,寒冷严重限制了树木的生活史;而灌木和草本植物的生长周期则相对较短,尤其是草本植物,能在一个生长季节内即可完成生命周期,这使得它们能够在短暂的温暖季节内完成生长和繁殖。例如,在藏北高原,高寒草原上的草地植物种类丰富,从低海拔的戈壁草地到高海拔的草甸,均能适应当地的环境条件。草地植物的根系深入土壤,充分利用有限的生长季节,展现出强大的生命力。
3. 藏北高原的高寒草原上能种树吗?
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藏北高原的高寒草地大多位于极寒地带,气候条件极为恶劣,年降水量较少,土壤水分稀缺,尤其在冻土的情况下,这些自然条件使得在藏北高原种植树木变得极为困难。
气候条件的严峻 藏北高原的气温常年低于0 °C,冬季气候极为寒冷,夏季温暖期通常不足3个月,生长季平均温度低于树木需求6 °C的温度阈值。这样的气候条件直接制约了树木的生长,尤其是对于需要较长生长季节的树木而言,短暂的生长季节无法满足其生长需求。根据气候数据,那曲以西的广袤的藏北高原的年降水量一般不超过300毫米,而树木所需的水分远高于草地和灌木植物,因此,树木在这里生长的可能性非常低。
土壤条件的挑战 即使有些耐寒树种能够在短暂的温暖季节里勉强生长,藏北高原的土壤条件依旧不利于树木的生长。该地区的土壤大多有冻土,有效水份量极低,且土壤层较浅,树木的根系难以扎根。据研究,冻土对树木的生长非常不利,特别在冬春交替季节,土壤冻融导致的冻拔会导致深根系的树木根系死亡,对树木存活是极其严峻的挑战。
历史案例与失败尝试 在藏北高原,曾有过类似植树的尝试。例如,有地区尝试种植沙棘等耐寒树种,虽然它们较为耐旱耐寒,但由于气候和土壤的极限条件,这些树木并未能成活。即使是在条件稍微好一些的地区,树木的生长仍然面临着巨大的困难,最终的结果往往以失败告终。
4. 在草地种树的生态后果
尽管在藏北高原种树面临许多自然障碍,但如果强行在草地上种树,可能会导致一系列不良的生态后果。
破坏草原生态平衡 草地是藏北高原独特的生态系统,是多种野生动植物的栖息地。植树造林可能会破坏草原的自然生态结构,减少草原植物的多样性,甚至影响草原动物的栖息地。根据生态学的研究,生态系统的稳定性往往取决于物种多样性,草地植树可能会使草地生态系统失衡。
水资源竞争 树木需要大量的水分,尤其在相对干旱的高寒草原地区。植树可能会导致水源的过度消耗,影响草地植物的生长。在一些地区,过度的植树尝试曾导致地下水位下降,草地植物的水源供应受到影响,甚至导致草地退化,进而影响到草原的生物多样性。
结语:尊重自然,保护生态
青藏高原的生态系统具有极高的复杂性和特殊性,树木的稀缺并非偶然,而是自然环境和生态规律的必然结果。我们必须尊重高寒生态系统的特殊性,顺应自然规律,保护自然,避免对自然生态系统的过度干扰。我们要从自然中去学习自然法则,从中汲取关于生态保护的宝贵经验,推动可持续的生态修复与保护工作,确保这片神秘的“世界屋脊”在未来能够永续存在。
供稿单位:重庆科普作家协会
作者:中国科学院地理科学与资源研究所 石培礼研究员,邹老师的科普花园邹静波主任技师
审核专家:李涵斌
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