植被是各種自然和人為因素綜合相互作用的產物，植物的分布及其生態習性與環境之間的適應關係處於動態變化之中。在環境因素的變異中，一些植物種消失，另一些植物種出現，這個過程稱為植被演化。特定地區的植被不僅與當地的氣候、土壤、水文等生態環境條件有關，而且與當地的地史丙素有關，同時也受到人為活動和干擾程度的強烈影響。因此，植被是作為一定自然條件和人為因素的標誌而存在。
基本介紹
- 中文名：植被演化
- 外文名：vegetation evolution
我國植被演化史,地史因素,人為活動,植被演替的方向,
我國植被演化史
地史因素
地史條件是影響特定區域植被的重要因素。我國秦嶺奠基於古、中生代，在經受漫長時間的剝蝕和夷平作用下，在中生代並不高，自第三紀以來，新構造運動以跳躍的方式使秦嶺上升，太白山在第三紀末到第四紀早期，其海拔高度還在2750m以下，經過第四紀到現 在才升到3767m， 大致在中更新世，秦嶺的輪廓已與現代接近。
古生代初期以前，秦嶺山區尚潛伏於大海之中，只有少最的低等懸浮植物如藻類、菌類等生存於水中；在古生代中期志留紀與泥盆紀之間，由於開里東運動，秦嶺南緣開始浮出水面，形成低山，逐漸出現了蕨類原始高等植物；到了古生代末期石炭紀與二疊紀之間，海西運動前後，氣候條件陰暗潮濕，蕨類植物達到了昌盛時期，並出現了銀杏等裸子植物，種群數量較大，生長繁茂，分布普遍；中生代前期三疊紀和侏羅紀，蕨類植物繼續昌盛，裸子植物亦進人昌盛時期，自然景觀以高大密集的蕨類和裸了植物及相應的棲居動物為代表，但此時被子植物已經出現；新生代前期第三紀時由於當地地理條件變化，主要是包圍地表較厚雲層的消失，太陽普照大地，溫度升高，出現了海洋和內陸的差異，當時全國大都在亞熱帶、熱帶氣候籠罩之下，因而喜生於濕熱陰暗環境的蕨類植物開始衰退，裸子植物昌盛。植物群落多以柳杉、杉和楊梅科等亞熱帶或熱帶植物組成，同時還含有松類植物。接著被子植物進人全盛，鵝耳櫪、榆及其他一些被子植物已成為秦嶺北坡生物群落的優勢成分，並夾雜有榛、薔薇、珍珠梅、山楂、胡枝子等屬的植物成分。 到第三紀末期，由於陸地環境日益發展，被子植物空前昌盛，裸子植物衰退，出現了草本植物，秦嶺地區植被更為複雜，落葉闊葉林和松柏類森林增多，草本植物更多出現。由於喜馬拉雅運動山體升高，垂直分異日益明顯，秦嶺的植被垂直地帶性已經形成。從當時的植物區系組合看，山麓和低山區是以榆屬、樺屬、櫟屬的植物為主，組成闊葉林；其次有少量櫸屬、朴樹屬、赤楊屬、柳屬、漆樹屬、銀杏屬及柳杉屬等的一些植物。在海拔較高的生態環境嚴酷地段，主要由松科和柏科，特別是松屬植物組成。 這時，在秦嶺最高或較高地帶出現雲杉屬和冷杉屬。在這個時期，森林中的灌木和草本植物主要有鼠李科、木樨科、薔薇科、豆科、禾本科、莎草科、菊科、石竹科、玄參科、紫草科、十字花科等科的植物。秦嶺以南的漢江地區，氣候在晚第三紀時比秦嶺北坡濕潤，森林主要由櫟域山核桃屬、栗屬及番荔枝科和大戟科等植物構成。
進入第四紀以後，被子植物大昌盛，由於在此時期秦嶺地區經歷了3~4次的冷暖乾濕交替變化過程，植物群落也經歷了幾次大面積的興起和消亡。古植物資料表明，早史新世秦嶺地區氣候經歷了冷-暖-冷的變化，冷期海拔500~1000m分布有雲、冷杉針葉林；海拔1100 ~ 1600m為落葉松林；海拔1600~2100m為灌叢草甸；海拔2200~2500m為雪線。這個時期的氣候變冷，對秦嶺的森林影響較大，把大致位於海拔2200~2500m左右的針闊混交林推至海拔500m左右，使原來在秦嶺占絕對優勢的闊葉林退縮到山前盆地最低之處。早更新世中期，由於氣候變暖，秦嶺闊葉林又回升到海拔2000m左右，雲、冷杉組成的針葉林則移至海拔 2000m以上地帶。早更新世末期，氣候又漸變冷，在此期間，秦嶺森林分布的基本特點大體是： 海拔500~800m為雲、冷杉針葉林800~3000m為落葉針葉林；1300~1800m左右為灌叢草甸；1800~2300m為寒荒漠；雪線約在2200~2300m左右。中更新世期間，秦嶺地區氣候又漸轉暖，前期溫潤、後期偏乾，此期秦嶺地區植被雖在種類成分、結構等方面與現代有一定差異，但垂直地帶性類型與當前基本接近。至晚更新世，前期氣候冷濕，植被與早更新世前期相似；晚更新世中後期偏乾溫，其植被與當前相似；末期變為千暖氣候，秦嶺基帶出現森林草地，但上部變化不大。
全新世以來，除前期有過一個冷期以外，其後一直較為溫和，直到現 在未發生特殊波動，植被從全新世中期以來數千年也不可能有大的波動。
上述冰期與間冰期的交替導致了植物種類的大規模南北遷移，而秦嶺的東西向延展正是植物種類遷移的通道，成了許多物種的避難所。陝西省牛背梁國家級自然保護區位於陝西境內秦嶺山脈東段，地跨柞水、長安、寧陝三縣。區內牛背梁是秦嶺東段的最高峰，南坡山勢陡峭，北坡上部多呈平台和緩坡，這種“北緩南陡”的小地形，構成了避難所條件較好的一部分，變動過程中所受的影響遠小於北坡。東西構造的秦嶺山地雖也曾被第四紀以來的變遷所波及，並發生過 一定程度的山嶽冰川，但雪線以下的南坡地區水熱條件仍有利於植物生存和發展，保存有許多孑遺物種，如古老的鐵杉屬、柿屬、鵝耳栃屬、鹽膚木屬。當前在本區植被中仍占有重要位置。
冰後期約一萬年來，全球氣候出現過較小規模的冷暖波動。自全新世中期（距今7000年）至 今，我國有過幾次明顯的氣候波動：暖濕時期（距今2000~7000年），年均溫比現今高3℃以上，關中基本屬於亞熱帶氣候；溫期（秦漢至宋初），西安梅樹尚可大量生存；乾涼時期（宋代以後），氣溫趨於降低，氣候也趨於乾旱，尤其是明清以來是自全新世中期後最寒冷的時期，對應於歐洲的現代小冰期。17世紀我國漢水、太湖、淮河、洞庭湖均多次結冰。這種小規模的氣候變動雖對本區植被無大的本質影響，但植物種屬的消長和植被垂直帶的遷移則是必然的。全新世中期以來，氣候的惡化使森林有減小或向南退卻的傾向，這個問題值得我們高度重視。
人為活動
人為活動是影響特定區域植被的又一重要因素。人類活動初期及其以前的秦嶺地區的植被狀況如今已找不到記載，但根據半坡時期西安地區的植被狀況可以推測當時的秦嶺植被狀況。根據14C測定，半坡時期距今約5 600~6080年，當時西安地區氣候濕潤，林木茂密，林內沼澤草叢旺盛，竹林混夾期間，斑鹿柄息於林內，獐活動於林內沼澤，竹鼠生活在竹林中。位於西安南部的秦嶺山區，其生態條件更加濕潤溫暖。當時秦嶺山區應是典型的亞熱帶植被，其垂直植被分異為：海拔1600m以下是櫟林為主的亞熱帶常綠闊葉和落葉闊葉林；1600~2100 m為 針闊混交林；1900~2400m為雲杉、冷杉針葉林；2300~2 800m為落葉針葉林；2900~3400m為高山灌叢草甸；3400~3767m為高寒草甸草原；3767m以上已近雪線，即高山上分布著針葉林；廣大山地除落葉櫟林以外，還夾雜大量的常綠闊葉林；河谷地帶除森林外，則分布有大量的沼澤草叢。據新石器文化遺址安康柏樹嶺文物14C測定結果，當時屬新石器仰韶文化， 距今4500~4700年，其木椽、木炭、石斧、石叉葉行小刀等記載了先民對陝南的開發，也反映了當時森林廣布的自然景觀，人類活動最多限制於河谷岸邊，人類對自然植被的影響十分有限。
從公元前2100年止公元前221年，經歷了夏、商、周、春秋戰國時期，歷時1800年。在此期間，雖然我國經歷了冷暖期交替，但冷期持續時間較短，約200年，因而植被性質變異較小。當時我國長江流域及其以南地區森林廣布茂密，作為其最大支流的漢江上游，氣候溫暖濕潤、雨量充沛，森林廣布而又十分繁茂。戰聞時期我國南方雖有楚、吳、越等同，但其主要的農業地區都在長江中、下游平原地帶，而陝南等地基本上仍屬“榛莽未碎”之地。西周末年農耕傳人漢中， 少數農田僅在河谷盆地平原之中。根據當時的生態條件與地區歷史特徵，秦嶺山區的植物種類只能更加繁多，生長更加繁茂，並增加了一些高寒落葉成分，常綠成分相對有所減少。由於當時整個陝南地區人口稀少，大約56萬，並且活動多集中在海拔1000m以下的低山丘陵或海拔600m以下的盆地平原，因此秦嶺植被仍保持著天然的原始狀態，即使植被受到人為活動影響， 但仍然極其微弱。
從公元前221年到公元581年，約800年間屬秦漢魏晉和南北朝時期。期間全國氣候經歷了第二個溫暖期和第二個寒冷期，冷暖性植物不僅經歷了一個南北移動和更加複雜的自然陶冶，更重要的是此期的人為影響已逐步凸現。秦漢時期由於地廣人稀，人為干擾活動有限，因此，森林恢復良好，自然度較高，是“多竹木”的地區（《史記》卷129《貨殖列傳》。春秋戰國時期，社會動盪，秦統一六國後“六王畢、四海一，蜀山兀，阿房出”，秦修兵馬坑，燒制陶俑，都要耗費了大量木材。這些木材大多來自於秦嶺，當時不僅秦嶺北坡的林木被砍伐，而且難免要波及去蜀的秦嶺南坡。西漢、東漢時期，政治相對修明，經濟繁榮，社會進步，人民安居樂業。秦漢時期陝南3郡12縣均位於漢江、慮陵江以及漢江幹流的平川盆地區域，其人口不足3萬，按農業經濟原則每平方公里可養100人計算，30萬人口僅需3000 km2，加之當地氣候水熱優越，人民生活水平相對低下，僅用現今陝南低山丘陵平川區28400 km2的1/9即可滿足當時人們的生活需求，因而陝南自然植被面貌基本未受破壞。漢末以後，中國又重新處於分裂動亂狀態，三國鼎立時，漢中郡為蜀，西晉時屬梁洲。人口由於戰爭影響而逐步減少，到庸時僅有25萬人，對自然植被的破壞較劇烈，但較自然恢復力，其影響相當有限。陝南地區農業發展及山林大規模破壞始於三聞時代。諸葛亮北伐曹魏，屯兵五千，以漢中盆地為基礎，囤積軍糧，墾殖耕耘，修渠造垠，採薪取火，伐木築營等，均以擴大破壞天然植被為前提，用人工農業植被代替自然植被，用人文錄觀裝飾、修改和破壞自然景觀。雖然三國時期對當地植被破壞影響相對較大，但多集中於漢中盆地與周圍，很難波及深山偏遠之地，因此偏遠地段的植被還基本保持自然狀態。
從隋文帝楊堅稱帝（公元618年）至907年的唐王朝，到公元907年至960年間的五代十國， 大約經歷379年。隋庸定都長安，漢中、川、渝乃唐王朝大後方，由於長期社會安定，經濟發展，交通最為繁榮。秦嶺交通也以這個時期最為繁榮昌盛，各路不僅驛站連綿，而且增設了許多驛館。 社會與政治安定與否直接影響社會生產，人口的增減直接關係到人的活動範圍和對自然界影響的深度和廣度。隋代陝南人口大約75萬，較南北朝時期增加了 2.5倍。唐王朝建立後，有所波動， 經過貞觀、開元和天寶之治，到天寶年間，陝南人口已達120萬。中唐以後，由於社會原因人口減少，唐末五代十國戰爭迭起，陝南人口減少到56萬左右。連續近380多年的人口數攝起伏，必然反映在人對自然植被的利用程度的增減。由於生產力的發展和全國集中統一凝聚力地提高，秦嶺山區的自然植被已經開始受到人類生產、生活、軍事等日益顯著地影響。棧道修築要大量的木材，對自然植被有重要影響。但是，由於人口數量有限，加之技術水平和生產工具的限制，尚難達到對森林植被嚴重破壞的程度，對整個自然景觀的改變較為微弱。這種狀況也反映在歷代文人學士的文學著作中，唐李白的“蜀道難，難於上青天”寫出了當時秦巴山區及其植被茂密給交通造成的困難和阻隔狀況。
從公元960年到1368年的400年間，經歷北宋、遼、金、南宋及元朝，為我國歷史上的宋元時期。這一時期結束了五代十國的封建割據，漢族重新建立起大一統的中央集權國家。宋室南遷，中國又陷人戰亂、分裂的局面，最終蒙古族獲勝，建立了元政權統治了整箇中華大地。此時期我國氣候結束了第三個溫暖期和第三個寒冷期，並經歷著第四個溫暖期，在400年間有200 年的寒冷期和100多年的溫暖期。冷暖期的交替，使自然植被經歷了一個南北遷徙和上下移動的分布過程。12世紀的寒冷期使我國熱帶和亞熱帶的果林受到嚴重危害，不僅使荔枝分布限 制在福州以南，而且使北方梅花近於絕跡，以至於後來北方有人把杏花誤認為梅花。
經歷了五代十國的數十年戰亂，到北宋王朝的建立採取的“不抑兼併”的政策，使農業、手 工業、商業都有所發展，不僅糧食需求增多，而且茶、絲、紙等以開發利用自然梢被資源的作坊生產業也得到發展。隨著生產的發展，人口增加（北宋時期陝南人口已達77萬），促使耕地面積不斷擴大，這必然使拼地向森林區域延伸，平原河谷農業代替了自然植被。同時，農業的發展促使了市鎮、水利、交通和建築的發展，使道路交叉和河流交匯處大都增加或擴大了聚落的形成。 所有建築，如橋閣、棧閣、險板閣等，都對其所在地區和鄰近地區的自然植被進行了不同程度地摧殘和破壞。自元人主中原，結束了長時期各族之間的戰亂，採取各項生息政策，政通人和，人口增加，當時陝南人口約20萬，農業耕種不僅對自然植被危害較小，而且在蜀道上栽楨樹木的傳統得以堅持，使當地原被破壞的自然植被得到一定程度的恢復。
自公元1368年至1911年，經歷了明清兩代王朝，前後約540年。這個時期我國氣候基本處於第四個寒冷期（明代）和第四個溫暖期（清代）。元朝末年，由於元王朝民族歧視、政治腐敗、經濟盤剝和落後生產力嚴重束縛，激起中原地區農民起義。朱元璋在明王朝建立前後提出 了一系列勵精圖治，符合民願的政治和經濟政策，屯 田和重視經濟作物種植，興修水利和交通，以振國興邦。公元1381年發動8萬人整治川陝交通；1391年開鑿廣元千佛崖險道，後又修補連雲棧道橋閣2000多間。在這種情況下，人口數量增加，整個陝南人口已近120萬。明代中葉以後，國內矛盾加劇，政治腐敗，農民起義疊起，大批農民被迫進山毀林開荒種田，1508年著名的四川農民起義曾進攻漢中，整個勢力波及陝南，山區自然植被面貌和自然經濟受到嚴重衝擊。真正大規模地對陝南山區自然資源開發利用始於明末清初，早期的土地開發僅限於各個盆地的部分地區，廣闊起伏的茫茫山地還是被茂密的森林所覆被，經過明末戰亂，山林未辟，人煙荒疏。清王朝入關後，為恢復被明末農民戰爭打亂的封違秩序，採取了圈地、恢復地主土地及各項賦稅制等一系列政治、經濟措施，使社會經濟得到了快速發展，人口增加。康熙、雍正、乾隆年間稱為盛世，陝南人口已超過280萬；鹹豐時陝南人 口逾330萬，人們為滿足生活和社會經濟發展的需要，向山區進軍，向林地索取，使當地自然植被和土地資源承受著巨大壓力。這是人們艱辛開拓、自然索取、破壞山林、惡化環境、自然植被遭受摧殘的記載和寫照。山民的進入和土地的墾殖使城鎮建制日益發展，乾隆年間已增設了留壩、佛坪、定遠（鎮巴）、寧陝、漢陰、孝義（柞水）、諸廳及磚坪、鎮坪等營，促進了聚落的發展和對山區的開發，使自然植被急劇退卻。雍正年間，漢中已有熟地130多萬畝，安康117萬餘畝。農地地開墾和農田水利地建設既繁榮了山區經濟，又使山區的自然景觀、人文風 =貌發生了急劇變化。清代中葉，陝南許多地方已有“深山邃谷，到處有人，寸地皆耕，尺水為淄”，到進光初年陝南便成為“低山盡村莊，溝岔無餘土”的狀況。隨著農業經濟發展，與其相關的行業如手工藝作坊、加工業、飼養、紡織、製造等也開始興起，同時採礦、煉鐵、造紙、燒木炭、木材加工等加工業也得到快速發展，這不僅使草原、丘陵、淺山，而且使深山、高山地區都成為發展生產資源的依託，森林杭被逍到嚴重破壞。清代中期以後，國內階級矛盾日益尖銳激化，1774 年白蓮教暴動，其活動中心就在陝南及川鄂交界處，然而直到嘉慶初年，清政府除繼續安置流民伐木開山種地外，還下諭旨“莫若將山內老林量加砍伐，其地尚可撥給流民自行耕種，而所伐木材，可作為建蓋廬所之用。官廯所笛木梢，取給老林，也屬其便”。這道命令既出，陝南森林備受大難，從而迅速改變了山區以林為根本的土地利用結構方式，秦嶺山區許多地方遂成為荒山禿嶺。清朝末年，政治腐敗，戰爭頻繁，西方帝國主義入侵，公元1840年鴉片戰爭爆發，1862年太平軍進駐陝南及關中，同治以後清政府大舉行兵，鎮壓陝南山區農民起義，連續10多年的天 災人禍，加上清末回民起義，不僅使陝南人口銳減，而且使當地森林面積迅速減少和退卻。儘管如此，但據記載資料，這時的人類活動範圍主要還是在海拔1000m以下，墾殖區主要在河谷平原、盆地及附近的丘陵和淺山區，海拔2000 m以上山地仍然保持著森林植被的原始狀態。
從公元1911年辛亥革命到1949年新中國建立近40年間，我國從舊民主革命轉人新民主主義革命。這個時期由於帝國主義的人侵，國內政治經濟形勢變化劇烈，西方近代科學技術的傳入，使我國東部沿海地區得到了一定發展，交通改善，經濟繁榮，人口增加。民國初年陝南人口約為256萬，到上世紀30年代陝南人口已達370萬。民同初年，軍閥混戰，經濟紊亂和衰退。 民國26年開始，“同民經濟建設運動”使社會經濟在一定時期有所發展，但由於帝國主義和官僚買辦階級的雙壓迫，使民族工業和農村經濟岌岌可危，國民經濟和國內建設停滯不前。陝南由於秦嶺山高坡陡，交通閉塞，經濟發展落後，加之抗日戰爭，大量流民入山，生產無政府狀態加劇，人民被迫向深山老林求生，山林又遭浩劫。雖然山區自然景觀保持了清代末期的狀況，但對自然破壞在深度和廣度上都有所加劇，影響範圍已達海拔1200m以上，甚至波海拔1600 m的林區範圍，自然植被的人為破壞向林區高山擴展，在局部地區水土流失加劇。
自1949年新中國建立後，中國人民結束了千百年的封建、半封建、半殖民地的黑暗社會統治，開始了社會主義革命和建設，經過半個多批紀的艱苦努力和逮設，社會經濟有了長足進步， 自然和社會面貌發生了翻天覆地的變化。解放以來，中國共產黨領導中人民進行恢復生產和發展經濟的工作，多次調整生產關係，進行農田基本建設，扶持山區生產，發展山區交通，進行科學考察和資源調杏，開展水土保持，提高山區文化教育，改善山區環境等，所有這些都在秦嶺山區發揮了積極作用，為發掘山區資源，促進山區經濟發展，提高山區人民生活水平等方面做出了巨大貢獻。然而由於山區經濟基礎薄弱，生產手段落後，加之較長時期的“左”的政策失誤與缺乏深入的科學凋査研究，因而許多不 良後果在秦嶺山區突現出來，給當地社會生產、經濟發展、生態環境以及山區植被造成嚴重的影響。首先是肓目擴大耕地，除盆地、河谷、丘陵、淺山區外，拼地不斷向低山以至於中山發展，森林植被節節後退。當前森林已後退到海拔1400~1600 m，有些地方達到1800 m，相當大面積的櫟林退化成灌叢、荒山和草坡。農田面積增大和森林面積縮小，森林植被備逍摧殘，森林生態效益嚴重銳減，從而引起農業生產自然條件惡化，生產率下降；其次為人口政策失誤。人口數量急劇增加，導致對土地的過量需求。人口的急劇增加不僅使耕地面積迅速擴大，林地急劇減少，而且使土地的生產力極度下降，導致大量人口向林區移居，從而使森林破壞加速， 森林結構和生物區系成分趨向簡單，資源匱乏，生態失調；第三為超載濫伐，缺乏林業可持續經營思想和科學利用森林資源理論。上世紀60年代陝西省相繼在秦巴山區成立了 6大林業局， 以採伐秦巴山區森林資源為主要生產任務。據統計，陝西省太白林業局1979年採伐任務為 5500 m3，而實際採伐10453 m3，幾乎超倍採伐。1980年採伐任務為53000m3，而實際採伐 56188 m3。超量採伐不僅使採伐量大大超過森林生長量，導致資源匱乏，而且使森林面積極度減少，林份結構變差，物種多樣性降低，森林環境惡化，生態效能變差；第四為違背自然規律，肓目開發與引種。自上世紀80年代以來，各大林業局為了培育後備資源，背造了大面積的速生人工林，其主要引種樹種為華北落葉松，由於嚴重違背了“適地適樹”科學造林原則，以至於營造起來的華北落葉松不僅病蟲害發生頻繁，生長量極低，而引起土壤結構和肥力嚴重衰退，林下植物種類減少，特別是珍稀動物大熊貓的食物資源竹林面積顯著減少，這不僅使大熊貓的食物資源出現短缺和活動範圍縮小，而且導致其棲息地發生嚴重退化、片段化和島嶼化。自1998年國家實施退耕還林和天然林保護工程以來，秦嶺林區的森林植被濫伐和破壞得到有效遏制，濫伐、 燒荒、放牧等破壞森林的現象基本得到杜絕；各大林業局和地方政府基本停止了森林採伐工作， 其工作重點已由原來的森林採伐利用轉移到森林的營造和管護的軌道上。
植被演替的方向
演替是指某一植物群落被另一植物群落所代替的變化發展過程，是群落內外環境與植物之間相互關係在時間和空間上不斷變化和發展的結果，其發展方向是演替頂級。植被演替可由氣候變遷、土壤侵蝕、河流泛濫或自然災害等外部原因所引起，還可由於採伐、撫育、墾荒、灌溉、引種、栽培等人類活動所引起。
