世界上最大的一片胡杨林

在塔里木河沿岸的胡杨林保护区内，树林非常茂密，简直成了丛林，人都很难走进去，据说20世纪50年代的时候还有老虎……

2008年6月，塔里木河——新疆南部的生命线再度断流，约1D00公里的河床干旱无水，我第一次见到塔里木河和那些珍贵的胡杨林也是在6月，但那是2000年。我们站在塔克拉玛干沙漠的公路桥上，看着塔里木河溢满整个河床缓缓流过。

　　从那以后，我和新疆大学还有德国格拉夫瓦尔德大学的同事开始了对塔里木河及其独特的河岸生态系统的研究工作。2001年和2002年夏末，我目睹了夏季洪水充溢着塔河支流及沿河沼泽，认识到正是洪水抚育了胡杨林和其他天然河岸植被。

　　当我们2008年6月站在塔克拉玛干沙漠公路大桥上时，一下子被眼前的景象惊呆了。河床已经干涸，仅剩一些小洼地里还有一点点水。农民们每天拖着水泵和水管去那些日渐缩小的洼地里抽水，想把最后一滴水都抽上来灌溉。这不仅给农民增加了负担，长期下去还会威胁胡杨林及塔里木河沿岸其他生态系统的生存。

　　由于塔里木河流经世界第二大沙漠——塔克拉玛干沙漠北缘，沿河气候极端干旱，塔里木胡杨林保护区及整个塔里木河流平原的年降水量不足50毫米，分别是北京及上海年降水量的7％和4％。因此，所有自然生态系统都依赖于河水，无论是地下水的补充还是农业灌溉。灌溉若用地下水，成本要高得多。塔河是农业及天然植被的水源与生命线，被当地人称为“母亲河”。而且，“塔里木”一词的土耳其语词根意为“耕种”，这更体现了它对世代生活在塔克拉玛干沙漠的人们的重要性。

　　塔里木河之旅

　　塔里木河近80％的河水来自于天山的阿克苏河。和田河只有在汛期才能到达塔里木河，并为之输入近20％的河水。叶尔羌河则是在洪水异常高涨的时候才能汇入塔里木河，贡献的水量不到1％。 在山区，河流由冰川和积雪融水及降雨补给。天山的降雪，降雨都相当丰富，从西面(里海甚至欧洲)来的气流以及从北边西伯利亚来的气流还是能带来一些湿气。空气沿着天山的坡面爬升并冷却，从而形成云层并最终形成降雪和降雨。一旦气流越过天山到达塔里木盆地，那里极端干旱的气候就会使空气中的湿气荡然无存。因此，来自山区的水是以河流的形式到达塔里木盆地的，同时从河流中渗入地下，维持天然植被的生存，或是被抽上来灌溉。

　　春季，天山较低海拔处的积雪开始融化，雪水流入阿克苏和塔里木河。夏季，冰川融化，同时降雨量也达到最大，大量水流入阿克苏及塔里木河。塔里木河年流量的75％都集中在7—9月，这3个月同时也是塔里木河一年一度的夏季汛期。

　　在夏季汛期，水平面升高至3—4米，塔里木河支流及沿岸凹地都溢满了水。而且，洪水的力量还改变着塔里木河的河道，在我们的研究点附近每年都能见到河床的位移，历史上有些洪水甚至重塑了整个塔里木河的河流系统。

　　地下水同样依靠夏季洪水来补充，然而，在汛期内地下水的入渗只能达到100米的宽度。因此，河床及支流的水越充盈，河水与地下水层的接触面积就越大，地下水补充得也就越多。

　　一般来说，每条河床都能维持宽1公里，深度超过5米的地下水带，这样对大多数天然植物来说就足够了。在500米的宽度范围内，地下水位在汛期升高，并在来年春季下降，出了这个范围，地下水位就出现下降，再往外延伸就脱离河流影响了。

　　夏未及秋季，洪水消退之后，塔里木河及其支流沿岸的土地很潮湿，为种子发芽提供了条件。而且，洪水还把所有的盐分都冲洗掉了。秋季气候不再那么炎热，蒸发也降低了。即使是在沙漠地区，直到冬季土壤还能保持潮湿。被夏季洪水充溢了的某些凹地依然能保持周期性湖泊的形态。

　　到了12月，塔里木河。支流以及周期性湖泊都封冻了，土壤中的水分也已经冻结。因此，来年春季河床及周期性湖泊里仍然有水可用，被洪水浸泡过的土壤仍然是潮湿的。5月气温上升，周期性湖泊就消失了，土壤也变得极端干旱。

　　植物的生长期从4月就开始了，但直到7月才会有水补充进来，所以天然植被利用的是地下水。这里的地下水起到了水库的作用，一部分洪水被储存在地下直到来年春季和初夏，这对植物来说是极其需要的。因此，天然植被很好地适应了塔里木河流域的环境条件。

　　春季和夏初也是当地主要的作物——棉花和蜜瓜最需水的季节，为了克服夏季洪水到来之前的缺水期，塔里木河沿岸修建了水库。

　　塔里木河沿岸的农民都要靠这条河供水，2007和2008年河床干涸之后，许多农民只好挖井抽取地下水，结果出现了与天然植被争水的局面。水井和水泵抽上来的地下水很容易就超过了塔里木河的补给量，这就造成了地下水水位下降。

　　气候变化使得冰川融化加速，目前的结果是夏季水量增加但最终冰川将越来越小，来自冰川的融水也将越来越少。塔里木河将来的水位很可能会下降，因此，塔里木胡杨林保护区应成为一个示范区，在越来越缺水的情况下研究如何在保护、生态系统可持续利用及其他形式的土地利用之间分配用水。

　　胡杨林及其他河岸植被

　　塔里木河沿岸的天然植被由胡杨林。芦苇和柽柳组成，如同一道绿色长城蜿蜒在塔克拉玛干沙漠北缘。在Google地球上可以清晰地看到，这条植被带正好形成了塔克拉玛干沙漠的边界。

　　如果沿着轮台县以南的塔克拉玛干沙漠公路走，你首先会进入沙漠。令人惊讶的是，柽柳灌丛在沙漠里仍能生存。再往前走，你会突然看到沿着地平线出现一条绿色的带子，等你进入这条绿带的时候，你会发现自己置身于长在沙子上的树木之中。再往前一点儿，这些树就形成了一片树林，也就是河岸林。

　　在塔里木河沿岸胡杨林保护区内，树林非常茂密，简直成了丛林，人都很难走进去，据说20世纪50年代的时候还有老虎。在树林里还有芦苇丛生的湖泊或周期性水洼。穿过塔里木河并继续往南进入塔克拉玛干沙漠，沙漠就被带状的河岸林切断了，最远的胡杨林可以延伸到塔里木河以南100公里处。

　　中亚所有河流沿岸都有胡杨林，比如阿姆河、锡尔河，还有中国的塔里木河及黑河。这些树以及柽柳丛是如何在远离河流数公里的沙漠中生存的?

　　胡杨、柽柳，以及塔里木河沿岸的其他大部分天然植被都具有极强的根系，能够利用地下水来满足它们对水的需求。胡杨和柽柳的根部能达到地下13米的深度，但柽柳能够忍受含盐量高达20克／升的地下水，而地下水的含盐量超过12克/升的时候胡杨就不能生存了。

　　在地下水位低于8米的地方河岸林会变稀疏，往往是一株株分散在沙漠里。在地下水位高于5米的区域里，看起来就像真正的森林了，但往往没有林下植被。而地下水位高于3米的地方，河岸林下会有非常茂密的林下植被，包括芦苇、盐豆木、甘草以及其他草本开花植物，这种茂密的绿色森林为当地人和旅游者提供了难得的阴凉和美景。塔里木河沿岸的天然植被没有遵循真正的沙漠植物比如仙人掌的节水策略，它们是利用深根吸取地下水来满足对水的需求。

　　胡杨的繁殖

　　我们可以想象一下，一株健壮的胡杨或柽柳的根系有多么强大：它们可以吸取到8米、10米，甚至13米深的地下水。但是，它们的种子是如何发芽，幼苗又是如何存活下来的?对于一株小幼苗来说，8米、10米甚至13米的地下水显然是够不着的。种子只有在夏季洪水过后的河岸上才能发芽，而幼苗早年的存活全靠来年夏季洪水的滋润，直到它们的根系发达到能够吸取地下水为止。

　　夏季洪水为胡杨，柽柳以及塔里木河沿岸大多数植物的种子提供了必需的发芽条件：光板地、充足的光照、潮湿的土壤，以及极低的含盐量。

　　在夏秋季节逐渐成熟的种子非常细小，可以随风飘荡或随水漂流，并最终被河水带到河岸上。最佳的发芽时间是9月，10月，那时洪水已退，幼苗就不会被抬升的河水淹没。通常成排站立的幼苗就标志着种子被漂到河岸时的水位线。

　　为了从更深的土壤中获得水分，幼苗的根部生长速度要比地上部分快，到11月份，根部已经有20-25厘米长了，而地上部分只有5厘米高。由于秋季的温度及太阳辐射都低于夏季，土壤只是表层变干了，20-25厘米长的根系已足以获得水分。11月份之后，河流结冰，土壤中的水分也冻结，一直到来年春季都不会蒸发掉。

　　春季土壤迅速变干，河岸边的地下水位下降到3米左右，胡杨幼苗的根部在这个春季和夏季(也就是夏季洪水到来之前)能长到1.2米。在这段时问里，幼苗靠沙地里的粘土层生存，因为粘土储水的能力强于沙子。正是河流动力造成了沙地中内含粘土层的这种河岸土壤结构。柽柳的种子利用土壤水分的能力更强，因此幼苗分布的范围比胡杨还要大。

　　如果没有洪水来抬升地下水的水位，胡杨幼苗仍然无法活过整个夏季，如果来年夏季洪水开始的太晚或者水量太少，幼苗也无法存活。因此，仅仅有一次合适的洪水是不够的，接下来的两三年内还必须每年都要有合适的洪水才能保证小胡杨的萌芽和生长。

　　追踪株成年的胡杨或柽柳的生活史我们会发现一旦存活下来，它们就会长出水平根，并由此长出“根出条”。通过这些根出条，胡杨和柽柳在没有洪水的情况下也能再繁殖，但来自同一株母树的根出条的基因完全相同，属于无性繁殖。如果想维持塔里木河沿岸植物的基因多样性，就必须有洪水以及河流动力来让种子发芽，让幼苗成活。

　　近百年来胡杨林的毁灭

　　110年前斯文·赫定在塔里木河上漂流的时候，他所穿越的是一片真正的荒野，仅有的居民是几个牧民和渔夫。我们今天所说的塔河只能算是斯文·赫定那个年代的塔河的支流之一。1949年之后，先前的塔河河道上游被引流去灌溉阿拉尔周围的兵团农场，从此塔河水便流入了现在的河床。

　　1950年前后，塔河沿岸还有50万公顷河岸林，到了1978年，其中三分之二已经被毁。大多数被毁的河岸林都在塔河的上游和下游，也就是阿拉尔周围和尉犁县内，以及尉犁到铁干里克乡之间的兵团范围内，河岸林里土壤非常肥沃，被视为开垦的最佳地点，而且树木被砍伐之后还可以用作建材和燃料。因此，从20世纪50年代开始，河岸林就困土地开垦大量被毁。土地开垦得越多，从塔里木河取水灌溉的需求就越大，结果塔里木河下游变得干涸，那里的河岸林也大多死去。

　　塔里木河中段的河岸林相对来说还比较完好，因此1983年在那里成立了塔里木河胡杨林自然保护区，从那以后胡杨林的砍伐受到越来越严格的控制。尽管到目前为止保护区内还有11万多亩耕地，那里仍然算得上是近乎天然状态的完好的河岸林，芦苇荡和柽柳沙地。这些分布着芦苇荡和柽柳丛的天然胡杨林，以及河流位移和植被繁殖的自然过程，在当今世界上是绝无仅有的。

　　因此，从生态系统保护的角度来看，也就是说不仅要保护珍贵物种，同时还要保护整个生态系统及自然过程，塔里木胡杨林保护区为我们提供了难得的机会去保护天然胡杨林以及洪水和河流动力的自然过程。

　　为了保护塔里木河沿岸的天然河岸植被，必须维持足够高的地下水位，这样植物才能吸取到地下水，满足它们对水的需求；必须有足够的洪水及河流动力。这是基因繁殖的先决条件，这样才能保护天然生态系统的基因多样性。

　　维持地下水位在塔河上游和中游是可以做到的，尽管塔里木河07，08年连续断流，2004年也几乎干涸，但夏季洪水还是补充了地下水。然而，沿塔里木河中游及上游修建的防洪堤坝却起到了相反的作用。堤坝会切断大多数支流的水源供应，腹地的地下水位因此下降，塔里木河下游沿岸的天然生态系统也因此退化。

　　种子发芽和幼苗成活取决于洪水与河流动力，很难得到满足。幼苗很难成活，尤其是胡杨的幼苗，虽然一次洪水就可以使种子发芽，但往往第二年的洪水不是太小就是太晚，幼苗失去了成长条件。

　　保护与土地利用——可持续发展的两大支柱

　　在塔里木河中游地区，自然生态系统的保护是可持续发展的组成部分。这意味着这个区域的利用方式不应造成生态系统功能退化，让后代也有机会使用这个地区，享受生态系统的功能。

　　生态系统的一项重要功能涉及到土壤，土壤为天然植被及农作物提供了生长的地方。一旦塔里木河沿岸的土壤盐渍化，这种功能就会失去。灌溉通常会造成土壤盐渍化，因为水只用于土壤表层，一部分水很快被蒸发并留下盐分，每年还必须把盐分从土壤中沥滤出去。然而塔河水通常是有限的，没那么多水去压盐碱。

　　生态系统的另一项功能是生物量的积累。现在大量地下水的抽取远多于塔河的补给，造成了地下水位下降天然植被干死的结果。在地下水位5米的地方，河岸林郁郁葱葱，生物量非常丰富，一旦这片林子死去，要在那里人工种植一片林子就要付出极其商昂的成本。因此，过度抽取地下水造成河岸林死亡将带来长期的破坏。为了防止过度利用，对所有用水者都必须做出全面限制，在这一框架下土地利用者在获得大份额水量的同时，也必须给天然植被留出一部分水。

　　由此，人们的发展或许可以找到另一种出路：利用能够吸取地下水的天然植物，比如芦苇和罗布麻，它们能够吸取3到6米深的地下水。芦苇可以用来造纸，还可以作为建筑的原材料。罗布麻的叶子可以做茶，而且，冬天把它的茎收割之后还可以提取纤维用于纺织品制造。这条出路如果能成功，塔里木河依然可以在满足人的需求同时恢复自然的面貌。