2.2 区域环境演变
2.2.1 浑善达克沙地的演变
对于浑善达克沙地形成的年代,目前还不能完全确定。在沙地形成之前的晚更新世,在浑善达克沙地的西部和北部为一大型湖泊(图2-4;Yang et al.,2011)。随着气候变干,湖泊消失,风力作用将湖中厚层沉积物中的细颗粒物质吹走,留下粗颗粒物质,形成沙丘(Yang et al.,2011)。在古湖的中心位置形成新月形沙丘,边缘则形成沙垄。强劲的风力还把湖中的粗颗粒物质吹扬到古湖东边和南边的丘陵山地,形成覆沙丘陵,成为实习区土壤发育的主要母质。
图2-4 浑善达克沙地与古湖的关系(古湖位置引自Yang et al.,2011)
末次冰盛期(距今21000~18000年前)以来,浑善达克沙地的位置和范围没有发生明显的变化。但是沙地经历了多次固定和活化的过程,在气候暖湿的阶段,植被覆盖度高,以森林植被占优势,土壤中腐殖质含量高;在气候冷干的阶段,植被覆盖度低,以草原和荒漠植被占优势,土壤中腐殖质含量低。多次固定和活化导致了沙丘剖面中分布着多层腐殖质含量高的古土壤(图2-5)。在沙地的东部和南部仍然存在一些较大的湖泊,随着距今约4200年前西拉木伦河溯源侵蚀,河流与沙地的地下水相连,导致沙地东部和南部的湖泊逐渐消亡(Yang et al.,2015)。
图2-5 浑善达克沙地南缘的沙丘—古土壤剖面(刘鸿雁摄于四道河口)
2.2.2 区域植被演变
实习区末次冰盛期的植被以荒漠占据优势,仅在沙地的局部地点可能出现油松(Pinus tabulaeformis)林的避难所(Hao et al.,2018)。随着冰后期气候的转暖,森林逐渐进入本区域。首先进入的树种包括云杉(Picea spp.)和榆树(Ulmus pumila),在全新世中期(距今6000年前后),气候转为温暖湿润,气温比现在高,实习区的植被以栎(Quercus spp.)林占优势,出现了桦(Betula spp.)、椴(Tilia spp.)、胡桃(Juglans spp.)等落叶阔叶乔木。此后,随着气候的变干变冷,落叶阔叶林逐渐被油松林所取代,在距今2000年前后,实习区的油松林逐渐被草原植被所取代(Liu et al.,2001)。
随着气候的变化,末次冰盛期以来的森林分布界线也一直在推移中。在距今8300年前后,森林分布的界线与现在的森林分布接近。此后,森林分布的界线向西北方向推进,在距今6200年前后达到极值。随着气候变冷变干,森林分布的界线向东南方向回撤,在距今4800年前后,森林分布的界线与现代的森林分布已经非常接近了(图2-6)。
图2-6 实习区森林界线的推移过程
ka BP表示距今多少千年
2.2.3 区域人类活动的历史
实习区东南部主要位于清代木兰围场的范围内。在清康熙以前,区域内只有零星的居民点。康熙平定噶尔丹叛乱以后,蒙古王爷将现在的围场和隆化一带献给朝廷作为围猎练兵之所,称为“木兰围场”。木兰围场的设立客观上对保护自然生态起到了一定的作用。
清同治二年(1862年),随着国库空虚,木兰围场被逐步放垦。首先被放垦的是东部和南部的边缘地区,随后不断往核心区蚕食(图2-7)。1906年,木兰围场全面放垦,大量移民进入,河谷平地被开垦,自然植被破坏殆尽。目前仅围场县的人口就达到60余万人,对自然生态形成很大压力。
图2-7 木兰围场的放垦历史
1962年,塞罕坝机械林场正式成立,在围场县的西北部地区开展了大规模的植树造林活动,形成了面积近千平方千米的连续林带,对区域生态环境的改善起到了一定作用。塞罕坝的人工造林主要在海拔1400 m以上地区,栽植的树种主要为华北落叶松。在海拔1300~1400 m的沙地主要栽植樟子松。尽管降水量低,但由于海拔高,蒸发小,有助于保障森林生长。
实习区的西部为多伦县,康熙平定噶尔丹叛乱以后,在多伦县设立多伦淖尔宣抚理事厅,并修建了汇宗寺,使之成为蒙区的政商和宗教中心。大量蒙区民众沿浑善达克沙地西缘进入多伦,形成一条人类活动密集带,从近期的遥感影像仍然可以看到人类活动对植被的影响(见本书第4章图4-5)。