1黄土高原生态植被逆向演替
黄土高原目前年均降水量从东南的600mm左右向西北逐渐减少为200mm左右，现代天然植被也具有明显的地带性规律，即自东南向西北由华北落叶阔叶林区经森林草原区向干草原区进而向荒漠草原区逐渐过渡，而且现代气候条件与黄土中的水分状况也自东南向西北愈趋干燥，呈现出明显的方向性变化，这三者间具有完全吻合的变化规律。
类比黄土高原现代植被与气候间的相互关系，可以推测地质时期古植被所反映的气候变迁。考虑到黄土高原沟谷系统的存在，及其所具有的特殊微环境条件，即使在干冷气候阶段，水分条件较好的沟谷之中也可能有森林分布。刘东生等通过对洛川塬坡头孢粉的研究证明，地质时期黄土高原曾有森林——森林草原环境的沟谷和干草原——草原环境的塘、梁、峁彼此镶嵌的环境结构。自人类出现以来，特别是有史料记载以来，黄土高原地区的植被状况曾发生了很大程度的逆向演替，草原界线南移，森林面积逐渐缩小。据史料记载和考古分析推测，黄河中游自西周以来森林植被的分布可划分为四个阶段：西周～战国、秦汉～北朝、唐宋、明清～解放前夕。其间主要由于战乱、城市和宫殿陵寝建设以及人口的自然增加导致的对薪炭、粮食等需求的增加，造成了对天然森林的严重破坏，致使森林分布面积渐趋减少，其过程首先从平原地区开始，然后逐步向丘陵山地延伸。全新世以来，黄土高原植被变迁（主要是森林面积的减少）的主要原因在于人类的破坏，但是从地史学角度来看，黄土高原植被演替的原因也不单纯在于人类，也包含了自然环境变迁的因素。研究表明，全新世总体上属于温暖期气候，但其间的干湿冷暖仍有变迁。从仰韶文化时代到河南安阳殷墟时代，年均温度较现在高2℃左右。殷、周、汉、唐时代也属较温暖时期，温度高于现代，其持续时间均在300年以上。从5000年来的气候变迁来看，黄土高原基本上是干冷同期、湿热同期，降水变化略滞后于温度变化。可以推断，较温暖的气候必然有利于自然植被的生长发育，也有利于农业的发展。研究表明，历史上各朝代的鼎盛期往往是降水丰沛的温暖期，如夏、商、西周、汉、唐等朝代，而气候的干冷期往往是政局动荡的历史时期，甚至导致了一些王朝的灭亡，如夏、商、周、唐、宋、明、清等朝代的后期均出现了长期的干旱气候。唐朝以后的温度变化一直低于现代，唐代黄河中游地区的降水量约为1200mm（南洛河流域上游），而现在该地区的降水量仅500mm～600mm。唐以前，历史文献中曾多次记载关中地区有梅、竹林等的分布，并设竹监司管理竹木生产。在西周时期，黄土高原还有漆的分布。梅、竹、漆等典型的亚热带植物种证明，黄土高原历史时期曾经有过暖湿气候时期，这就不难理解黄土高原历史时期曾经有过一定面积的森林分布，但随着气候向干冷方向的演化，加之人为破坏等的影响，自然植被由森林—森林草原向较耐干旱气候的草原—干草原植被方向演化，现代黄土高原森林景观主要分布于沟谷之中和高山地带，而塬、梁、峁均为森林草原和草原植被。据郦道元的《水经注》和1977年在统万城挖掘的古木残体，可以认定，柏树、侧柏、松、杉等曾是陕北黄土高原的主要森林树种。1973年，我国考古工作者曾在黄土高原沟壑区的泾河上游的马莲河畔合水县境内，发掘出一具较为完整的古象化石。经考古鉴定，这是更新世早期（200万年前）生活在黄土高原地区的“黄河剑齿象”。这具古象化石向人们展示了当时黄土高原地区气候温和，土壤肥沃，到处是森林、莽原和湖泊的生态景观：在茫茫的原野上，野马奔驰，羚羊咩叫，鸵鸟漫步，鼢鼠觅食，古象成群……黄土高原俨然是一个天然动植物园。我国古生物学家杨钟健于1929年到晋西、陕北考察时，根据大量考证和调查材料断定当地原为森林地带，并对晋西陕北破坏森林后到处是荒山秃岭、沟壑纵横的情景无限感慨地说：“我民族摧残森林的可怕。”1955年中国科学院黄河中游水土保持考察队在考察报告中明确指出：“从残存的原生植被来看，可以肯定，本区在农耕以前，原始植被是属于森林和森林草原。”由于繁茂的植被涵养水土，所以黄河在古代许多文学作品中是清澈美丽的，这里就成为中华民族的主要生息繁衍之地。
1．1西周以前
自从旧石器时代人类学会用火以后，砍伐林木作为原燃料一直是人类一种基本的生活方式。从考古资料看，仰韶文化时期，如山西夏县的下冯村遗址，甘肃秦安的大地湾遗址，甘肃临洮的马家窑遗址，陕西宝鸡的北首岭遗址，陕西西安的半坡遗址，甘肃广河的齐家文化遗址，都有残留的木炭以及用木柱、木橼搭建房屋的遗迹。从新石器时代开始，人类开始烧制陶器，烧陶的燃料主要为木材。黄土高原发现的仰韶文化遗址不下数百处，主要分布在黄土高原南部渭河流域、汾河流域、西部洮河流域，说明当时这些地区森林繁茂，采集、狩猎及采伐林木都比较便利。先周“亶父迁歧”后，以周原为中心，前后历时一百多年。“周原瞴瞴，堇荼如饴”，“作之屏之，其菑其翳……启之辟之，其柽其椐。攘之剔之，其髹其柘”。这些都生动地描写了周原的肥沃和先周人在周原砍伐树木、开辟农田的过程，也说明当时周原森林、草原植被的繁盛。在周原考察中可以看到，法门—京当—岐阳这一周原的中心区域地表以下80cm～120cm处有一层40～110cm的灰色文化层，主要为树木燃烧后的灰烬。另外召陈发掘的宗庙遗址柱础直径达90cm～100cm。这些都可以说明先周时期周原及附近有可供大量、长期采伐的森林作为燃料、建材，而且不乏直径达90cm～100cm的大树。西周以前人类活动虽对黄土高原植被有影响，但主要集中在河谷平原和台塬地区，人类开垦土地，采伐林木的范围主要在聚落、城邑附近，人类对植被的破坏相当有限，黄土高原广大地区植被保持着天然状态。
1．2西周至战国时期
西周时期黄土高原保持着较好的自然生态环境。商末西周初年，气候的冷干化使植被带南移。
鹿群“食野之苹……食野之蒿……食野之芩”。《诗经·小雅·吉日》、《史记·秦本纪》中都有记述周天子、秦文公驱车在陕北、陇东追逐鹿群，射杀野兔的情景。可见陕北、陇东一带有广阔的草原。商末至战国时期，延安、离石、庆阳一线以北长期是游牧民族的分布地区，西周末年游牧民族南侵到达关中地区，西周的灭亡就是因为犬戎南侵造成的。在我国历史上游牧民族的大举南侵往往与气候突变、草场退化、植被带南移相关联，植被带的南移使黄土高原大部分地区以草原植被为主。战国时期由于铁器的广泛使用，农业获得了较快的发展，在黄土高原南部的关中平原、汾河中下游平原被开垦成耕地，平原地区的森林、草原植被荡然无存。大量的事实表明，战国时期是黄土高原植被仍保持原始天然状态的时间下限。
这一时期黄土高原的山地植被仍保持着较好的状态，“阴山（陕北黄龙山）……上多毂柞（楮树）”、“鸟山（清涧河上游山地）……其上多桑，其下多楮（漆树）”、“诸次之山（米脂佳县之间山地）……多木无草”、“号山（榆林东部山地），其木多漆”、“白於之山（白于山），上多松柏，下多栎檀”。从以上分析可以看出，西周至春秋时期，黄土高原植被受人类活动破坏轻微，基本保持着原始天然状态。六盘山以东、吕梁山以西、渭河以北、长城以南的黄土高原主体部分既有面积广大的草地，也有广泛分布的灌丛，河谷低地和山地则以乔木植被为主。离石—延安—庆阳一线是一条重要的植被分界线，此线以南显域性植被虽以疏林灌丛草原为主，但以栎属、桑属为主的落叶阔叶乔木占有较大比重。
此线以北主要为半旱生和旱生草原。
1．3秦汉至宋元时期
战国后期秦的势力不断增强，向渭河上游和泾河流域扩展。渭河流域、泾河流域天然植被被翦除，渐成农田。秦王政十年（前237年）秦修郑国渠，“关中自雍以东至河华，膏壤沃野千里，自虞夏之贡以为上田”。可见到秦汉时关中平原地区天然植被已不多见。战国中后期，赵国向山西北部、陕西榆林扩展，使这些地区的游牧业逐步为农耕代替，原有的灌丛草原被大片开垦，秦汉时期是有文字记载以来农耕业向黄土高原的第一次大举扩展。此次扩展对黄土高原天然植被的破坏是严重的。例如秦统一全国后修直道，“三十五年（前212年）除道，道九原，抵云阳，堑山堙谷，直通之”。直道自陕西淳化梁武帝村附近的秦甘泉宫到内蒙古包头附近的九原郡，全长725km左右，循子午岭主脊北上，考古发掘路基宽4．5m，所经之地森林植被全部被铲除。
蒙恬“将三十万众”北修长城，长城沿线兵民屯田开荒，使林草植被遭受很大破坏。到秦末汉初，黄土高原北部形成一条农牧分界线，大致沿秦长城经东胜东、榆林北、靖边北到环县一线，此线以北为游牧民族活动的草原地带，此线以南为疏林灌丛草原。秦汉以后，进入两晋南北朝时期，北方战乱频繁，黄土高原人口减少，农业萎缩，天然植被得以恢复。南北朝初年，描写关中“登陇东望秦川，四五百里，极目泯然，墟宇桑梓与云雾一片。”
十六国时夏国首领赫连勃勃称赞其都城统万城（靖边县北红柳河北侧）“美哉，临广泽而带清流，吾行地多矣，自马岭以北，大河之南，未之有也”。北魏郦道元在《水经注》中也记道，榆林东北尚有成片榆、柳，被称为“榆柳之薮”。由此可以得出，秦汉时期黄土高原植被虽遭破坏，农耕业向黄土高原不断推进，但直到两晋、南北朝时黄土高原天然植被仍占较大比重，人类活动尚没有破坏黄土高原的植被面貌。唐宋时期是黄土高原植被变化的历史转折时期，隋唐初，关中平原、汾涑河流域平原已没有天然森林植被。
隋唐时期，农耕业继秦汉以后达到新的高峰并不断向黄土高原中北部、西部推进，原有的林地、草地变为农田。同时唐长安人口达百万以上，建筑用材、生活用柴需求量很大，除就近在终南山采伐外，还在关中西部的岐山、陇山，山西北部的离石、岚县采伐木材，使黄土高原林草植被大范围遭到破坏。唐末随着隋唐暖湿期的结束，黄土高原气候趋于干化，加之隋唐长达三百多年对植被的开垦破坏，黄土高原植被面貌已发生很大变化，北部毛乌素沙漠南侵，植被带界线南移，植被覆盖度大大降低。唐后期“夏之属土（靖边、榆林一带）广长几千里，皆流沙。……其所产无农桑，唯畜马、牛、羊、橐驼”。天然森林植被仅保存在太行山、吕梁山、芦芽山、云中山等山地。北宋时黄土高原植被状况进一步恶化，北宋初京城开封大兴土木，但附近的山地如蒿山、太行山南段、中条山已无林可采，采伐中心进一步向黄土高原腹地推移。北宋初年采伐中心位于天水西北的夕阳镇，三十年后进一步西移到武山县东的洛门镇。横山是北宋与西夏的界山，北宋政府禁止在横山采伐木材，但驻守官兵为了谋利仍任意采伐，使横山“暴雨之期，湍湍大石”，如果横山植被不被破坏，土壤侵蚀也不至如此严重。总之，到唐宋时期黄土高原汾、渭谷地等河谷平原，黄土台塬及黄土塬区已没有天然森林。黄土丘陵地区天然植被已遭到了很大的破坏，但尚没有达到毁灭性的程度，天然森林残存在黄土高原的石质和土石山地。长城沿线沙漠南侵，土地沙漠化凸显。
1．4明清时期
金元时期黄土高原进一步开垦坡地，“田多山坂硗瘠”。坡地的开垦不仅使丘陵区疏林灌丛草原破坏，人为松动土体也造成严重的人为土壤侵蚀。金曾以开封为都城，皇统元年（1141年）“营建南京（开封）宫室，大发河东（吕梁山地区）、陕西材木，浮河而下”。元代兴建大兴城（北京），大量砍伐山西北部林木，沿桑干河顺流而下。明初在黄土高原北部修筑长城，驻守大量兵士，为解决驻军给养，发关内居民在长城沿线屯垦，黄土丘陵坡地和长城沿线草原遭受毁灭性破坏，明代官员庞尚鹏在《清理山西三关屯田疏》中记述山西北部宁武、偏关、雁门等地，山地几乎全被开垦。明中叶这些地区“百家成群，千夫为邻，逐之不可，禁之不从”，“林区被延烧者一望成灰，砍伐者数里为扫”。经此破坏晋北长城沿线再也难以找到成片的森林了。植被的破坏，加之明代中叶“小冰期”的到来，黄土高原自然环境进一步恶化。明末许论在《九边总论》中写到：“镇城（榆林）四望黄沙，不产五谷，不通货贿，一切草粮仰给腹里矣”。清康熙十二年（1673年）《重修延绥镇志》中写道：“镇（榆林）之山荡然黄沙而已，连冈迭阜而不生草木，间有层崖，又率皆顽石”。同时《延绥镇志》中记道：靖边“城中无泉，山中无薪，颇有水火不足之虑”。从明清时期的地方志可以看到，只有延安以南的崂山、桥山、黄龙山等地才有森林的记载，广大黄土丘陵区天然植被已荡然无存。
1．520世纪
进入20世纪，黄土高原植被继续破坏，特别是中华人民共和国成立前由于连年战乱，尤其是抗日战争期间黄土高原丘陵山区毁林开荒，植被破坏严重。天然林草植被多已不具有连片的地带性分布，森林植被以天然次生林为主，主要残存在秦岭北坡、崤山、中条山、太行山、吕梁山、黄龙山、子午岭、陇山、六盘山等石质和土石山地，广大的黄土丘陵沟壑区天然植被破坏殆尽。中华人民共和国成立后，经济社会快速发展，但由于各种原因，黄土高原生态建设不尽如人意，特别是植被破坏十分惊人。植被破坏最严重的有三个时期，即20世纪50年代末的“大跃进”，60年代中～70年代末的“文革”和80年代初期。仅50～80年代的30年间，子午岭林区林线后退20km，平均每年后退0．5km。林地面积减少了42．0%。
其中宁夏南部的西海固地区（西吉、海原、固原）森林覆盖率仅为2．7%，是黄土高原森林覆盖率最低的地区。黄土高原大部分地区已被开垦，草场资源严重退化，达到中度、重度退化的面积占总面积的68．8%，草场覆被度仅为25%～65%，产草量平均1500kg/hm2，一般需1hm2才能养1只羊。宁夏固原县50年代初有天然次生林48000hm2，到1981年仅剩5333hm2，减少了88．9%。西吉县20世纪50年代有天然次生林2593hm2，到1981年仅剩300hm2，减少了88．4%。山西吕梁山北部50年代还生长着茂密的乔木和灌木，到80年代从山麓到分水岭已成裸露的山地，山坡几乎全部被开垦为农田。
