淺談哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)

黃 朔

(松原市環(huán)境監(jiān)測站，吉林 松原 138000)

0 引言

全球氣候變化問題是人類迄今為止面臨的規(guī)模最大、范圍最廣、影響最為深遠(yuǎn)的挑戰(zhàn)之一，也是影響未來世界經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的最重要因素之一[1]?！稓夂蜃兓瘒以u估報告》指出，氣候變化將繼續(xù)對中國自然生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，尤其是對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、水資源供需等影響較為顯著[2-3]。而我國少數(shù)民族地區(qū)由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，生態(tài)環(huán)境脆弱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更易受到氣候變化引發(fā)的極端氣候事件的影響。2010年春天在中國西南地區(qū)發(fā)生了60年未遇的特大干旱，西南地區(qū)五省與多年同期相比，降雨總量偏少50%以上，部分地區(qū)降雨總量偏少甚至達(dá)70%以上，接近或突破歷史極值。西南地區(qū)五省共計5.03×106公頃農(nóng)作物受災(zāi)，絕收面積1.12×106公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)236.6億元[4]。在大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭到滅頂之災(zāi)的同時，云南省元陽縣的哈尼梯田受旱災(zāi)影響卻很小，始終保持著充足的蓄水量，成為全國矚目的一枝獨(dú)秀。哈尼梯田成功應(yīng)對極端干旱主要得益于完備的生態(tài)系統(tǒng)、有效的水資源管理與利用、良好的森林保護(hù)與管理以及哈尼人在千百年勞動生產(chǎn)中積累的適宜山區(qū)農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)知識。在全球氣候變化、極端氣候事件頻發(fā)的大背景下，哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)氣候變化的相關(guān)研究對于全球生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要參考價值。此外，揭示以哈尼族為代表的少數(shù)民族傳統(tǒng)知識在應(yīng)對極端氣候事件方面的特殊作用，對于指導(dǎo)我國民族地區(qū)有效應(yīng)對氣候變化具有積極意義，在一定程度上有利于促進(jìn)少數(shù)民族傳統(tǒng)知識的保護(hù)和傳承。

1 哈尼梯田概述

哈尼梯田主要分布于云南省南部、東南部的哀牢山脈、元江流域地區(qū)，面積4萬余公頃，由世居于此的哈尼族以及其它民族人民群眾共同創(chuàng)造，距今已有1300年歷史。哈尼梯田主要分布于海拔144～2000 m、坡度在15～75°的山坡上，森林、梯田、村寨、江河依次分布，具有顯著的垂直特征[5]。森林—村寨—梯田—江河“四素共構(gòu)”所形成的復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[6]，可以保持良好的水、土條件，有利于耕作和提高作物產(chǎn)量。研究表明，哈尼梯田稻作農(nóng)業(yè)是傳統(tǒng)山地農(nóng)業(yè)中效率最高的農(nóng)業(yè)模式[7]。哈尼梯田是全人類共享的文化與景觀遺產(chǎn)，是人與自然和諧共存的典范，它為人類適應(yīng)全球變化、保障糧食安全提供了應(yīng)對戰(zhàn)略與資源基礎(chǔ)[6]。

2 哈尼梯田完備的生態(tài)系統(tǒng)

哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)主要由森林、村寨、梯田和江河四部分組成，具有顯著的垂直特征，形成森林—村寨—梯田—江河沿等高線分布的空間結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。這種空間上的垂直分布模式，對于保持水土、維持系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要作用[8-9]，另外，各部分間相互作用、有機(jī)結(jié)合，確保了復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)始終維持著良好的生態(tài)功能，為適應(yīng)氣候變化提供了前提保障。

2.1 森林生態(tài)子系統(tǒng)

森林生態(tài)子系統(tǒng)在整個哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著核心功能，一方面為哈尼梯田提供了大部分水源，另一方面為其提供了大量腐殖質(zhì)。其主要功能包括：（1）涵養(yǎng)水源。森林通過截留、吸收天然降水和地表徑流，有效調(diào)節(jié)了地表水的時空分布，充當(dāng)“綠色水庫”的角色。（2）保護(hù)土壤。森林通過對降雨和地表水的截留，有效減弱土壤所遭受的沖刷，減少水土流失，有效防止了泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。（3）天然倉庫。森林為村寨子系統(tǒng)提供了飲用水源、薪柴、各種動植物食物及各種生產(chǎn)生活用品，被譽(yù)為哈尼人的“天然倉庫”。

2.2 村寨生態(tài)子系統(tǒng)

哈尼族村寨大多位于森林和梯田之間的半山腰，這里氣候溫和，適于居住，既便于上山采集狩獵，又利于梯田的灌溉施肥等管理。哈尼村寨選址具有嚴(yán)格的條件，首先必須選擇朝陽而平緩的山梁、山坡或散布其間的小凹地；其次是必須有水源；再次是上方必須分布著茂密的原始森林[10]。哈尼族在建寨時要選擇水源豐富的地方，任何一個哈尼村寨都會修建蓄水池或水井，然后搭建水渠竹管引入高山溪流，為日常取水、洗菜、洗衣服所用。村寨生態(tài)子系統(tǒng)具有控制和影響其他子系統(tǒng)的功能，對于整個復(fù)合系統(tǒng)的維持和發(fā)展具有重要影響。

2.3 梯田生態(tài)子系統(tǒng)

哈尼梯田是在哈尼人影響和控制下達(dá)到動態(tài)平衡的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，是人工濕地的杰作，梯田中的典范[11]。梯田生態(tài)子系統(tǒng)是以梯田為基礎(chǔ)，以水稻作物群落為中心的半人工生態(tài)系統(tǒng)。作為一個輸入和輸出均開放的生產(chǎn)系統(tǒng)，梯田生態(tài)子系統(tǒng)與其他三個子系統(tǒng)間存在著顯著的相互作用關(guān)系，其主要功能包括保持水土和物質(zhì)能量輸出兩個方面。哈尼梯田沿山坡而筑，對于山地水土流失具有較強(qiáng)的控制作用，還通過截留徑流中的腐殖質(zhì)發(fā)揮保肥作用。梯田生態(tài)子系統(tǒng)具有向村寨子系統(tǒng)提供食物和能量的功能，它為村寨子系統(tǒng)提供了最主要的食物——稻米，并提供了作為重要菜肴的梯田動植物，也提供了一定的生活資料——稻草。

2.4 江河生態(tài)子系統(tǒng)

江河生態(tài)子系統(tǒng)的主要作用為通過強(qiáng)烈的蒸發(fā)、蒸騰作用為高山森林區(qū)提供充足的水分，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。哈尼梯田集中分布的哀牢山、無量山地區(qū)，分布有紅河（又稱元江）、把邊江（又稱李仙江）和瀾滄江三條主要河流及眾多支流，單紅河州境內(nèi)長度超過10千米的支流便有17條之多[12]。眾多江河分布的河谷地帶終年干燥炎熱，蒸發(fā)量和蒸騰量極高，大量蒸發(fā)、蒸騰的水汽上升至高山森林位置時遇冷凝聚，形成降水。研究表明，哀牢山地區(qū)降水量無論在旱季還是雨季都有隨海拔增高而增加的趨勢[13]。以哈尼梯田核心區(qū)元陽縣為例，該縣全年霧天多達(dá)180天，相對濕度達(dá)85%[14]。水分蒸發(fā)形成的綿綿霧雨滋潤著其它生態(tài)子系統(tǒng)，極大地減弱了極端干旱的影響。

3 哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的水循環(huán)

哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的灌溉水源以降雨經(jīng)森林截留之后形成的地表徑流及泉水出露為主。溪水流出森林后，經(jīng)溝渠自上而下流經(jīng)村寨，進(jìn)入梯田。梯田上丘和下丘均有出入水口，上滿下流，終年不息。在灌溉層層梯田后，最終匯入位于干熱河谷地區(qū)的紅河等江河。江河水網(wǎng)密布的河谷地區(qū)，由于常年高溫而蒸發(fā)強(qiáng)烈。水分蒸發(fā)形成的熱氣團(tuán)上升至高山低溫區(qū)時形成綿綿霧雨，重新滋潤高山區(qū)的原始森林，在林海山間匯集成無數(shù)水潭和溪流，進(jìn)行下一次水循環(huán)。整個水循環(huán)過程如圖2所示。正是在這一周而復(fù)始的水循環(huán)過程作用下，整個哀牢山區(qū)形成了“山有多高，水就有多高，到處泉水叮咚響”的獨(dú)特地理環(huán)境[15]。

哈尼人充分利用這一特殊的自然地理條件，憑借聰明才智和創(chuàng)造精神從海拔1900米的森林邊緣修筑數(shù)千條溝渠，將溪水引入海拔1600米左右的村落分布地帶，并從村寨周邊往河谷山腳開墾出層層梯田，引導(dǎo)溪水泉流終年順著層層梯田下流匯入河流水系。密集的溝渠將四個子系統(tǒng)緊密聯(lián)系在一起，形成了森林—村寨—梯田—江河有序分布、和諧發(fā)展的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的水循環(huán)過程實(shí)現(xiàn)了水資源的重復(fù)利用，在極端干旱條件下為生態(tài)系統(tǒng)提供了充足的水分。

圖2 哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)示意圖Fig.2.Water Circulation Process of Hani Terraced Fields Complex Ecosystem

4 子系統(tǒng)間的相互作用

哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)四個子系統(tǒng)間的物質(zhì)循環(huán)與能量流動是其可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。四個子系統(tǒng)間的相互作用關(guān)系如圖3所示。森林生態(tài)子系統(tǒng)為村寨子系統(tǒng)提供水源、薪柴、動植物產(chǎn)品及建材等生產(chǎn)生活用品，為整個復(fù)合系統(tǒng)提供水源；梯田生態(tài)子系統(tǒng)為村寨子系統(tǒng)提供稻米、魚蝦、水芹菜等食物，同時是畜禽飼料的主要來源；村寨生態(tài)子系統(tǒng)通過輸出人力、畜力等輔助能及各種技術(shù)調(diào)節(jié)和控制著整個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，維持自身的穩(wěn)定和發(fā)展[5]；河谷生態(tài)子系統(tǒng)匯集水資源后，通過蒸發(fā)形成降雨，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。在以上一系列復(fù)雜關(guān)系作用下，整個生態(tài)系統(tǒng)保持了較高的穩(wěn)定性，成功抵御了極端干旱等外界干擾。

圖3 四個子系統(tǒng)間的相互作用關(guān)系Fig.3 Interaction Relationship within Four Subsystems

5 結(jié)語

哈尼梯田是人與自然高度和諧發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，對于如何在全球氣候變化、極端天氣頻發(fā)背景下穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的借鑒意義。哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)四個子系統(tǒng)間的物質(zhì)循環(huán)與能量流動是其可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。后續(xù)將深入研究哈尼梯田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)能夠成功應(yīng)對極端干旱氣候的機(jī)制。

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