干热河谷主要分布于我国主要江河流域的中、上游地区，气候炎热干燥，自然条件十分恶劣，在长期剧烈的人为干扰和自然因素的影响下，干热河谷生态系统极度退化，结构与功能濒临崩溃，是我国江河流域典型的生态脆弱带和生态退化生态系统，也是云南省乃至我国造林的重点和难点地区。干热河谷主要分布于我国主要江河流域的中、上游地区,分布面积约4万km2，水土流失面积达60.15%，境内典型地段土壤侵蚀模数达1400～1500t/km2.年，据统计，长江宜昌段以上的来沙量中有45.8%来自干热河谷地区，其中68.1%来自干热河谷，含沙量已超过嘉陵江、沱江、乌江等长江中游的主要支流。严重恶化的生态环境，不仅影响了干热河谷区域经济社会的发展，也严重威胁了长江中下游地区的经济社会可持续发展以及国家和人民生命财产安全。干热河谷植被恢复和生态治理在这些河流乃至整个流域的水土保持、构建生态安全屏障中占有十分重要的位置。
2016年1月5日，中共中央、国家主席、中央军委主席在重庆召开推动长江经济带发展座谈会，听取对推动长江经济带发展的意见和建议并发表重要讲话；强调，当前和今后相当长一个时期，要把修复长江生态环境摆在压倒性位置，共抓大保护，不搞大开发；要把实施重大生态修复工程作为推动长江经济带发展项目的优先选项。“干热河谷”是我国西南地区几大江河流域典型的生态脆弱带，尤其是长江上游金沙江干热河谷区域生态环境的持续恶化和脆弱性，不仅影响了长江流域地区经济社会的发展，使长江中下游地区失去了有效的生态保护屏障，严重威胁了长江流域经济社会可持续发展和和人民群众的生命财产安全，干热河谷植被恢复和生态建设，具有重要的现实意义和深远影响。
一、干热河谷分布与气候条件
干热河谷主要分布于我国金沙江、红河、澜沧江、怒江、南盘江等几大江河流域的干支流海拔1500m以下的河谷谷地，以长江上游金沙江干热河谷区最为重要，金沙江干热河谷一般呈带状非连续性地分布于金沙江（及其支流龙川江、小江、岷江、雅砻江、大渡河等流域），总面积2.4万km2，其中，云南分布地域最广、面积最大，四川次之，西藏和贵州分布较少。
干热河谷所谓的“干热”，就是水分条件与热量条件的配合，“河谷”指的是地形因素。干热河谷区域最冷月平均气温＞12℃，最暖月平均气温28～24℃，日均温≥10℃的年积温≥7000℃；年降雨量低于700mm，其中90%的降水发生在每年5月中旬～10月底，年平均蒸发量是降雨量的6～8倍，年干燥度在1.5～5.0之间。土壤类型为燥红土；植被为热带性稀树灌草丛。
干热河谷热量资源丰富，大气和土壤干旱严重，自然植被中乔木林发育差，多为禾本科植物扭黄茅（Heteropogon contortus），间有坡柳（Dodonaea viscosa）等灌木树种及草本植物组成的单优植物群落。干热河谷土壤贫瘠，地表板结，变性土分布面积大，保水性能弱，山坡陡峭，地表物质易被搬运且移动快。
二、建国后干热河谷植被恢复主要过程
根据对干热河谷的认识，以及逐步进行植被恢复实践的过程，大概可分为缺乏认识的盲目恢复、模仿自然的试验探索、系统研究与试验示范、多目标可持续发展四个阶段。
第一阶段历时上世纪五、六十年代。单纯从发展林业的角度考虑，试图通过较为简单经济的技术途径，在恢复干热河谷植被的同时培育大量森林资源。如采用飞机播种或人工撒播的方式，营造乡土树种，如云南松（Pinus yunnanensis）和思茅松（Pinus kesiya），开始干热河谷的植被恢复实践。
第二阶段历时上世纪七十年代到八十年代中。仿照当地的自然植被状况以灌木为主，选择坡柳、黄荆（Vtex negundo）、苦刺（Sophora vicifolia）等乡土树种进行植被恢复，并初步分析造林效果，认为灌草结合是最佳造林模式。
第三阶段历时上世纪八十年代中到九十年代末。开始气候、土壤、植被和植物区系、树种引种驯化、造林技术等诸多方面的系统研究，筛选出10余种适宜造林树种，提出了“树种筛选、容器育苗、提前预整地和雨季初期造林”的综合配套技术。在此阶段，金沙江、红河、怒江流域引进了一些植被恢复树种和经济树种，其中效果较为良好的有印楝（Azadirachta Indica）、大叶相思（Acacia. auriculiformis）、台湾相思（Acacia confusa）、赤桉（Eucalyptus camaldulensis）、柠檬桉（Eucalyptus citriodora）、尾叶桉（Eucalyptus urophylla）、新银合欢（Leucaena leucocephala）等树种，干热河谷植被恢复与生态建设逐渐进入认识、了解和有目的规模化实践的新时期。
第四阶段是从本世纪初以来至今。以多目标恢复植被为目的，将植被恢复与资源培育和利用相结合，与退化土地改良及保护利用相结合，与乡土树种和传统景观恢复相结合，综合考虑生态、经济和社会三大效益，推动地方经济发展和群众增收致富。最显著的标志，就是高价值多用途树种的引进和培育，依靠自然力的可持续恢复技术，针对环境退化差异的分类恢复、定向培育技术，节水灌溉等高效水资源利用与土地集约经营技术，干热河谷区域引进了（Dalbergia sissoo）、辣木（Moringa oleifera）、黑黄檀（Dalbergia fusca）、酸角（Tamarindus indica）等树种或优良品种，加深了培育试验和推广力度等。
三、 干热河谷植被恢复研究及进展
（一）干热河谷植被的演变过程
植被学研究表明，西南干热河谷现存的具稀树草原性质的植被，其出现时间不会早于距今150万年前的更新世中期。元谋盆地是金沙江干热河谷的典型地段：（1）元谋湾堡土林考古研究结果，在第四纪早更新世时期（距今200万年前），元谋盆地为浅水湖泊，周围平地及丘陵山地生长着温暖湿润气候条件下的榆科（Ulmaceae）、桦木科（Betulaceae）、杨柳科（Salicaceae）等植物组成的落叶阔叶林；当时的气候四季分明，温暖湿润。（2）元谋古人类生活时期（距今130～170万年前）的植物孢粉组合显示，松属（Pinus）占43.2%，桤木属（Alnus）占9.0%，栲属（Castanopsis）占1.2%，其它植物还有柏科（Cupressaceae）、桦木科（Betulaceae）、榆科（Ulmaceae）和壳斗科的青冈属（Cyclobalanopsis）和栎属（Quercus）等植物；也有少量热带、亚热带植物种属存在，植被主要为常绿针阔混交林。（3）到中更新世时期（距今60～80万年前），河谷坝区植被为南亚热带常绿阔叶林及草地。晚更新世（距今10万年前），木本、草本和蕨类植物各占1/3；木本主要是松类植物，有少量胡桃科（Juglandaceae）、云杉属（Picea）、铁杉属（Tsuga）、栎属等植物；草本优势种为蒿属（Artemisia）植物，有少量的伞形花科（Umbelliferae）和禾本科植物。（4）全新世（约1万年前至今）时，木本植物仅见松属、栎属、桤木属、榆属（Ulmus）等的树种，草本有禾本科（Gramineae）、莎草科（Cyperaceae）和蓼科（Polygonaceae）的植物，蕨类主要成分是水龙骨科的植物（Polypodiaceae）。
（二） 植被恢复途径与方法
在植被恢复过程中，由于干热河谷区退化立地类型差异，恢复植被的类型和方法也应不同。长期以来在这方面进行了大量研究和探讨。干热河谷地理环境异质性程度较高，加之该区域植被破坏严重，可供参照的地带性原生植被很少，目前适宜干热河谷退化山地造林的乔木树种主要是引进树种和部分乡土树种；而且，土壤入渗能力强的石质山地有利于高大乔木的生长，侵蚀严重的泥质山地则相反。与退化生境分类和立地区划相结合的分类恢复、定向培育，以及树种选择、容器育苗、提前预整地、适当密植和雨季初期造林，是干热河谷主要的植被恢复途径和配套技术。在极强度退化类型区采取彻底封禁的自然恢复途径；重度退化类型区采取封禁条件下的灌草植被人工促进恢复途径，坡度较缓和土壤较厚地段可采用人工恢复的技术途径；中度退化类型区采用人工恢复为主，辅以封禁，引种生态适应性强的多用途乔木树种如赤桉、柠檬桉、余甘子（Phyllanthus emblica）、大叶相思等；轻度退化类型区采取引种经济价值较高的经济林木和热带作物，如酸角、芒果（Mangifera indica）、台湾青枣（Zizyphus mauritiana）、插花用花卉等，通过雨养加灌溉措施，恢复人工经济型植物群落。并在植被恢复与生态治理规划设计时，尽量求得生态、经济和社会效益的统一。同时，在立地条件好的地段营造高价值多用途树种、农用小径材或薪炭林，提高山区群众收入，解决干热河谷区生活燃料问题，以发展促恢复，加强现有植被保护，促进自然更新恢复。
（三）植物逆境适应保护机制
在低纬度地区的干热河谷，其主要气候特点就是干和热，旱季长达7个月以上，这期间植物的抗逆性、生态适应性及其适应保护机制等，对干热河谷植被恢复与生态治理中，适宜物种选择具有重要的理论意义和现实价值。
上世纪九十年代以来，干热河谷植物生态适应性和生态保护机制的研究，主要集中在植物对高温、干旱环境的生理适应方面。对金沙江干热河谷主要造林树种蒸腾作用研究发现，干热河谷造林比较成功的树种可分为蒸腾作用较强的乡土树种和桉树类树种，和以较弱的蒸腾作用度过旱季的相思类树种两大类。游离脯氨酸研究显示，山毛豆、木豆、真珠相思（Acacia podalyriifolia）、大叶相思、台湾相思、绢毛相思（Acacia holosericae）、坡柳等树种，在旱季时游离脯氨酸累积较多；赤桉、赤桉、柠檬桉、尾叶桉、大叶桉（Eucalyptus robusta）、新银合欢、苏门答腊金合欢（Acacia glauca）等树种则无明显变化；可能干热河谷适宜造林树种的游离脯氨酸积累与抗旱性之间无明显的相关关系。
不同树种其水分生理指标的动态变化和水分生理特性不同，其适应方式也不同，但都强烈地受到干旱环境的影响。有人根据树种抗逆适应机制进行分类，其中，乡土树种黄荆、滇榄仁（Terminalia franchetii）、小桐子（Jatropha curcas）等以旱季落叶方式；常绿树种度过旱季的方式则分为4类：一是低水势、气孔导度近似关闭的大叶相思、厚荚相思（Acacia crassicarpa）、肯氏相思（A. cunninghamia）等；二是低水势、低气孔导度的赤桉、绢毛相思和坡柳等；三是较高水势、低气孔导度的新银合欢、柠檬桉等；四是较高水势、气孔导度近似关闭的马占相思；第一、第二类树种更适宜干热河谷造林，但实际结果却是第二、第三类树种的造林效果更好。
（四）适宜树种的选择与引种
从上世纪至今，干热河谷植被恢复开始了适宜树种筛选的较大规模系统试验，先后选择近百种引进和乡土的阔叶树种。其中，山毛豆、台湾相思、新银合欢、苦刺、坡柳、钝叶黄檀（Dalbergia obtusifolia）和思茅黄檀（Dalbergia szemaoensis）为适宜保留树种，并逐步用于营造近似天然林的人工恢复植被；赤桉、泡火绳（Eriolaena malvacea）、苦楝（Melia toosendan）、毛叶合欢（Albizia mollis）、阔荚合欢（Albizia lebbek）、金合欢（Acacia farnesiana）、铁刀木（Cassia siamea）等树种，前三年生长及成活情况均比较好，但以后则大量死亡。同时，木豆（Cajanus cajan）、大叶千斤拔（Flemingia macrophylla）和瓦氏葛藤（Pueraria wallichii）等高抗逆性物种在金沙江、红河等干热河谷造林成功。
干热河谷植被恢复研究大量引进热带亚洲和澳大利亚热带半干旱半湿润区的阔叶树种，使干热河谷造林取得了突破性进展，筛选出大叶相思、绢毛相思、真珠相思、念珠相思（Acacia torulosa）、苏门答腊金合欢、赤桉、柠檬桉、尾叶桉、细叶桉（Eucalyptus tereticornis）、印楝、新银合欢、木麻黄（Casuarina equisetifolia）等树种，植被恢复效果良好。
（五）植被恢复与特色生物资源的培育利用
随着适宜物种选择研究的深入，相应促进了树种配置和造林模式的研究。干热河谷区虽然水分资源缺乏，干旱期长，土壤贫瘠，但光热资源充沛，土地资源丰富，具有独特的温室环境资源优势，有利于发展特色种植业和加工业，如元谋盆地是“金沙江畔大菜园”，其蔬菜外销量占云南全省冬春外销量的一半，农民卖菜收入达5亿元，成为该县第一支柱产业。在几大干热河谷区立地条件较好并有灌溉条件的地方，发展龙眼（Dimocarpus longgana）、余甘子、酸角、番石榴（Psidium guajava）、毛叶枣（Zizyphus .rugosa）、台湾青枣、食用木豆等经济林木。在退化山地上，将生态治理与资源培育及开发利用结合，走生态林业的道路，营建紫胶寄主林，培育优良寄主久树（Schleichera oleosa）放养紫胶蚧（Kerria lacca）以生产优质紫胶；营建木豆、新银合欢等木本饲料林，麻疯树、木薯（Manihot esculenta）等生物能源林，新银合欢与桉树混交的水土保持林，农用小径材、薪炭材水土保持林等，与防护林相结合的多目标人工生态系统。
现在，利用优越自然条件，将生态治理与高价值林产品资源培育结合的多目标恢复经营模式，已成为主要发展趋势。高价值印度黄檀在金沙江、红河和怒江干热河谷被广泛引种栽培；红河干热河谷嘎洒段，规模化种植芒果＋菠萝（Ananas comosus）、高档柑橙水果＋柱花草（Stybsanthes guianensis）等作物，营造柠檬桉油材两用丰产林；金沙江干热河谷鹤庆-永胜段，用川楝（Melia toosendan）与云南草寇（Alpinia henryi）等食（药）用作物间作，大力发展林药产业；选育和发展优质高纤维品种，使云南鹤庆纸厂的电池用纸占西南地区70%的市场份额；在金沙江和红河干热河谷，印楝农药原料林，辣木食用、工业用原料林等发展到10万亩规模；在林下间种香叶天竺葵（Pelaronium hortorum）等。极大提高了经济效益，开创了干热河谷植被恢复与经济发展良性互动的崭新局面。
（六）云南元谋干热河谷生态系统国家定位观测研究站建设
中国林业科学研究院资源昆虫所从上世纪七十年代至今近40余年，先后承担了多项国家和云南省干热河谷植被恢复和生态治理的研究项目（或课题），开展了树种选择、繁殖栽培、经营管理、良种选育和水土保持等方面的系统研究。作为我国南方典型退化生态系统的非地带性地区之一，资源昆虫研究所依托前期研究基础，于2006年向国家林业局申请建设了云南元谋干热河谷生态系统国家定位观测研究站，该站位于金沙江干热河谷典型地区的元谋盆地，在金沙江一级支流龙川江畔，距金沙江约30km，离省会城市昆明214km，总面积110ha，是国内唯一的干热河谷生态系统结构、功能、生态过程、恢复与治理为研究对象的荒漠生态系统定位研究站。
在其后的10余年间，依托云南元谋干热河谷生态系统国家定位观测研究站，联合中国林业科学研究院林业研究所、森林保护与森林环境研究所、西南林业大学、云南省林科院等，对干热河谷植被退化、不同阶段的退化程度和外在表现与实质，生态服务功能及及其价值、森林资源培育等进行了更深入的研究，初步阐明了干热河谷的性质与本质特征，基本搞清了干热河谷植被恢复过程中所选择的不同树种的植株生长力、自然更新潜力、树种耐旱性及适应季节性干旱胁迫的途径和机理，对不同树种对林地土壤理化性状、微生物及其酶活性、林下植物多样性的影响进行长期定位跟踪监测研究，全面综合评价了田间20余个实地造林树种的抗旱性能及植被恢复作用和效果，并从干热河谷季节性极端干旱的气候特征出发，提出了该地区植被恢复综合配套造林技术及其植被可持续恢复技术体系，在西南干热河谷地区推广应用500余万亩，取得了很好的生态和经济效益，成为我国造林极端困难地区的干热河谷植被恢复提供强有力技术支撑的平台和基地。先后培养硕（博）士研究生20余名，获得科研成果10余项，获云南省科技进步二等奖、三等奖和中国水土保持协会二等奖等奖励4项，获国家发明专利受权8项，编制林业行标和云南省地方标准7项，出版相关书籍4部，在国内外期刊发表科研论文200余篇。
四、干热河谷植被恢复发展趋势
（一）植被恢复与气候变化
气候变暖似乎已成为全球气候变化的一种趋势。由于金沙江干热河谷地理环境的特殊性，近50年来的局地小气候变化同全球气候变暖趋势并不一致。上世纪近50年间，年均降雨量增加131.8 mm，气温降低1.1 ℃。干热河谷植被的变化与气候变化，尤其是与降水量和气温变化具有极大相关性，而植被对降水的影响存在时滞性。有研究认为，当地植被影响降水量变化本身存在的时滞大约为10余年，因此当地植被恢复需要一定时期才能带来相应的生态效应。在全球气候变化的大背景下，干热河谷气候变化状况及其对植被恢复的影响势必成为今后关注和考虑的重点。
（二）植被恢复与长江经济带建设
干热河谷大多位于各大江河流域中、上游地区，尤其是金沙江干热河谷处于长江上游，对长江经济带的建设有着至关重要的影响。
在长期剧烈的人为干扰下，金沙江干热河谷区的生态系统极度退化，结构与功能濒临崩溃。近年来，干热河谷区金沙江一级支流龙川江、小江流域年均含沙量从分别从六十年代的4.47kg/m3、4.83kg/m3增加到6.86kg/m3与6.08kg/m3，以“泥石流博物馆”著称的东川，平均每年因泥石流、水土流失而死亡200多人，直接财产损失2亿多元。干热河谷植被恢复和生态质量治理在长江流域生态建设及其长江经济带建设中占有极其重要的地位。
（三）植被恢复与生态环境改善
土地利用/土地覆被变化（LUCC）对生态环境的影响是当今全球环境变化研究的热点和核心领域。干热河谷植被恢复对当地生态环境的改善作用也存时滞性。在侵蚀陡坡的植被恢复中，在3年多时间内的保土、增肥和改良不会产生明显作用，土壤容重依然偏大；对农田的防护和局地小气候改善的作用也不会很大。但是，森林尤其是生态防护林对整个区域生态环境和生产系统的保障作用是巨大的。植被恢复与生态环境改良的关系，将是林业行业尤其是植被恢复方面服务于国家经济建设的重要方面。
（四）植被恢复与多目标经营
随着我国经济社会的高速发展，植被恢复重建已与农田基本建设、农村山水林田路综合整治、农村能源建设、资源培育与深加工产业培植等紧密结合。因此，高价值农林优良作（植）物品种培育，多用途树种引种驯化与丰产培育，多功能防护林营建和高效经营利用，分类恢复、定向培育与可持续经营等方面的细化，以及区内天然林资源保护和持续恢复将成为干热河谷植被恢复的重点。另外，经历长期的生态退化，干热河谷自然生态系统中的水文土壤等多个因子已经发生了根本的变化，植被恢复目标已不可能回复到它原来的状态，必须新建与其治理目的和退化后条件相适应的生态系统。农林水牧副渔紧密结合的科技成果将会得到迅速转化，并会在干热河谷生态建设中作出重大贡献。
五、结语
在长期强度的人为干扰和严酷的自然环境双重压力下，干热河谷的生态系统极度退化，结构与功能濒临崩溃，严重制约了该区域经济社会的可持续发展，是我国典型的生态脆弱带和极度退化区，也是我国造林极端困难地区之一，同时，又是我国新时期林业生态建设的主战场之一。
鉴于干热河谷在整个长江、珠江、红河、澜沧江和怒江等流域的防护林体系建设中的重要地位和关键环节，国家应从战略层面上加强关注和人、财、物投入，构建与长江经济带发展相适应的生态防护林体系，通过人工促进，依靠自然力实现该地区可持续的植被（生态）恢复，满足区域和长江流域地区经济社会可持续发展要求，实现区域森林资源“双增”目标，以及我国长江经济带建设的宏伟目标。
作者简介：李昆，中国林科院资源昆虫研究所研究员，博士生导师。孙永玉，中国林科院资源昆虫研究所副研究员，博士。
来源：中国老教授协会林业专业委员会
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