对于一个国家或地区来说, 为了在社会与自然界之间建立和谐的作用关系, 使保护森林和发展林业与社会经济发展相协调, 以维持区域生态平衡, 必需具备相应的森林资源水平, 即一定的森林覆盖率。黄土高原的植被在总体上属温带草原区域, 其基本特点在于, 自东南而西北具有依次更替的地带性分布规律, 即依次分布有森林、森林草原、典型草原和荒漠草原等4个植被带, 其中草原占有重要的位置。因此, 在研究该地区适宜覆盖率时, 必须将草地资源包括在内, 确定适宜的林草覆盖率。

1 林草植被资源

本项研究的主体是晋、陕、蒙、甘、宁5省(区)的黄土高原水土流失区, 计106个县, 其面积为27.3×10⁴ km², 占典型黄土高原面积38×10⁴ km²的71.8%。

该地区现有林地面积938×10⁴ hm², 占总面积的34.4%, 其中有林地和灌木林地417×10⁴ hm², 森林覆盖率15.2%, 宜林地426×10⁴ hm²; 草地面积842×10⁴ hm², 占总面积的30.9%。这些林地和草地, 从总体布局来看, 南部半湿润区森林面积较多, 北部干旱区草地面积较大, 中部半干旱区则灌木林占有较大的比重。

2 确定适宜覆盖率的依据

适宜林草覆盖率是指它所要求达到的林草面积, 应是在其上生长的林木和牧草以及其它林草成分, 既能有效发挥保持水土、涵养水源、调节气候的作用, 又能满足国民经济和人民生活、生产对木材、饲草及其副产品的需要, 为经济的持续发展创造良好的环境和条件。据此, 确定黄土高原水土流失区适宜林草覆盖率的主要依据有: (1)水热条件和植被的地带性分布; (2)地貌类型和土地利用方向; (3)国民经济发展和人民生活需要。

3 适宜林草覆盖率的确定

为确定适宜林草覆盖率, 我们分别不同地貌区, 并根据与这些区域最相关的生态环境保护要求, 利用这一地区的多年工作成果和国内外的有关研究结果, 计算得到的不同林地面积比例如下:丘陵地区主要从保持水土的需要考虑, 森林覆盖率应保持在44%;山区主要从涵养水源的要求出发, 覆盖率应不低于60%;川、台、塬区和风沙区则主要从农田防护和防风固沙角度考虑, 覆盖率应分别保持在10%和40%。与此同时, 还计算了为保证木材、薪炭和经济林果产品供给所必需的森林面积, 考虑了林木再生产过程本身所包含的森林生态和社会功能, 即它们之间具有的某种相容性, 包括基本相容和部分相容, 计算得到的森林覆盖率为40%。这是一个用最少的林地面积, 实现区域生态平衡, 保持水土和林产品持续稳定发展的指标。

但该地区现有林地和宜林地面积仅占总土地面积的约30%, 还有近10%的森林覆盖, 及由此产生的森林效益应由草地补偿。那么, 林地与草地置换会产生什么差别呢?从生态环境角度分析, 据人工模拟降雨试验, 草场的水土保持功能与林地相比约低2倍, 也就是说, 为补偿相应于10%的森林覆盖效应, 需要增加30%的草地覆盖面积。从社会经济角度分析, 减少10%的森林覆盖面积将减少部分木材产量, 解决这部分木材供给可通过区外调配。事实上, 多年来该区的实际木材消耗有一半左右就是由区外运进的。

4 林草面积的配置

达到60%的林草覆盖面积, 在该地区的水分条件下将被如何配置?这是大家关心的问题。从黄土高原地区造林土壤水分生态分区可知, 森林带基本位处暖温带半湿润区土壤水分均衡补偿区和准均衡补偿区, 区内年降水量550~650 mm, 适于人工乔灌林的生长。目前, 在该植被带内有林地面积220×10⁴ hm², 宜林地面积126×10⁴ hm², 两者合计346×10⁴ hm², 占总土地面积的38.4%, 基本达到了40%的森林覆盖率要求, 同时, 可在适宜地段建植草地50×10⁴ hm², 除保持水土外, 提供饲料和肥料。

森林草原带基本位处暖温带半干旱区土壤水分周期亏缺区, 区内年降水量450~500 mm, 通常根系分布较浅、耗水较少的草原植被占有较大的优势, 森林在水分条件较好的沟道、阴坡、半阴坡等地段可小片成林; 梁峁顶部、阳坡等地主要为草地。该植被带内现有林地面积73×10⁴ hm², 宜林地面积110×10⁴ hm², 两者合计183×10⁴ hm², 占总土地面积的31.3%。如按上述林草覆盖率要求, 尚需建造草地170×10⁴ hm²。

草原带, 包括典型草原带和荒漠草原带, 主要位于温带半干旱区土壤水分补偿失调区和温带干旱区土壤强烈干旱区, 区内年降水量250~400 mm, 自然环境呈现为典型的草原和荒漠草原生态环境, 乔木只能在有水源(包括地下水)和灌溉的地方生长和发展。目前, 草原带内有林地面积122×10⁴ hm², 多用于农田防护和防风固沙, 宜林地190×10⁴ hm², 两者合计312×10⁴ hm², 占总土地面积的25.1%, 如按上述林草覆盖率要求, 尚需建造草地570×10⁴ hm²以上。

5 林草面积的质量要求

除确定上述适宜林草面积外, 为充分体现自身的各种有益性能, 林草地还必须具备相应的质量, 也就是说, 林地和草地必须具有良好的群落结构。试验结果表明, 其群落盖度(郁闭度)应不低于60%;枯枝落叶层厚度在0.9~1.0 cm; 以及相应的最低有效根(≤1 mm的须根)密度(如油松为26~34个/100 cm², 沙棘60~118个/100 cm²), 否则即使达到了一定的面积, 也难以起到应有的作用。

综上所述可见, 从黄土高原的实际出发, 立足于用最少的林草地面积, 实现区域生态平衡和经济协调发展, 该地区林草植被的覆盖率应保持在60%的水平, 其中林草地面积约各占一半, 这也是这一地区林草业发展规模的最低标准。