呼倫貝爾草甸草原區(qū)沙化草地治理效果研究＊

王曉棟，黃國安＊，敖艷紅，張文軍，楊勝利

（1.內(nèi)蒙古草原勘察規(guī)劃院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；2.內(nèi)蒙古林業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019）

呼倫貝爾草原是當(dāng)今世界保護(hù)最完整的天然草原之一，是我國北方草原的主要代表，具有典型的溫帶草原景觀，直到如今，仍保留著大面積的接近原始面貌的天然草原，保存著物種的多樣性和生態(tài)多樣性，是比較豐富的物種基因庫，這在國內(nèi)外都是罕見的。呼倫貝爾草原主要分布在大興安嶺以西的廣大高平原地區(qū)，氣候寒冷、干旱、無霜期短、土壤瘠薄，自身就存在著生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，再加上多年來人為利用不當(dāng)，草原長期超負(fù)荷，不堪負(fù)重，導(dǎo)致大面積退化沙化，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。呼倫貝爾草原退化、沙化、鹽漬化面積逐年增加，勢必影響整個東北和華北地區(qū)的生態(tài)安全。因此對于呼倫貝爾退化沙化草地的治理勢在必行。本文就新巴爾虎左旗的沙化草原進(jìn)行了有針對性的治理研究，探索不同的治理模式，以便取得更好的效益。

1 區(qū)域概況

新巴爾虎左旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)大興安嶺北麓，呼倫貝爾市西南端，南與興安盟毗鄰，西南與蒙古國接壤，北與俄羅斯以額爾古納河為界，邊境線總長305.32km，是呼倫貝爾高平原向大興安嶺主體山脈過渡區(qū)。全旗總土地面積2.2萬km2，林地面積2.25萬hm2。水資源較豐富，有輝河、哈拉哈河、烏爾遜河、額爾古納河等眾多河流分布境內(nèi)，大小湖泊180多個。全年平均氣溫為－2℃～0.5℃之間，極端最高氣溫是39.5℃，極端最低氣溫是－45℃，無霜期100～127d，全旗年平均降水250mm，年蒸發(fā)量為降水量的6～8倍。分布有山地丘陵、高平原、風(fēng)積丘陵、古代河湖遺址等地貌類型。本旗是以畜牧業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的純牧業(yè)旗。

2 材料

試驗材料分別采用如下：機(jī)械沙障為蘆葦秸稈，生物沙障為大麥，補(bǔ)播草種為羊柴和檸條。

3 試驗方法

3.1 處理方法

課題試驗地選在新巴爾虎左旗烏布爾寶力格蘇木道老吐嘎查，面積為133.33hm2。該區(qū)域沙化草地是由于過度放牧、集中飲水形成的，風(fēng)蝕坑和風(fēng)蝕沙堆初步形成，但是沙化過程較為活躍。針對形成的風(fēng)蝕坑和風(fēng)蝕沙堆，采用如下3種處理方式：

處理1：機(jī)械沙障＋生物沙障＋補(bǔ)播草種。在試驗地風(fēng)蝕沙堆頂部，由于常年受到風(fēng)蝕作用，幾乎成為不毛之地。處理方式：沿迎風(fēng)面垂直風(fēng)向設(shè)置蘆葦秸稈做機(jī)械沙障，間隔1m，帶狀設(shè)置；在機(jī)械沙障中部，帶狀種植1年生大麥作為生物沙障，同時混種檸條和羊柴。

處理2：生物沙障＋補(bǔ)播草種。在試驗地風(fēng)蝕沙堆上部和風(fēng)蝕坑邊沿，沙化程度稍弱于頂部，但生物種也只有零星分布。處理方式：種植1年生大麥作為生物沙障，同時混種檸條和羊柴。

處理3：直接補(bǔ)播草種：在試驗地風(fēng)蝕坑底部和部分背風(fēng)處，沙化程度相對頂部和坡部較弱。處理方式：直接混播檸條和羊柴。

3.2 重要值測定

重要值＝（相對蓋度＋相對密度＋相對高度）／3

3.3 分析方法

所得數(shù)據(jù)用Excel軟件處理分析。

4 結(jié)果分析

4.1 植被蓋度變化

圖1 植被群落蓋度變化圖

從調(diào)查結(jié)果看，通過3年3種不同方式的處理，試驗區(qū)的植被蓋度總體成逐年遞增趨勢。到2011年處理1的蓋度達(dá)到50%，處理2的蓋度達(dá)到50%，處理3的蓋度達(dá)到56%。雖然處理3的蓋度在3年間都要顯著高于其他兩個處理分別為20%、34%、56%，但是處理1的植被蓋度年平均增長率卻要顯著高于其他兩個處理方式（達(dá)到24%），因為在處理1的區(qū)域治理初期植被蓋度幾乎為0，其他兩個處理的植被蓋度年平均增長率分別為22.5%和18%。

4.2 植被密度變化

圖2 植被群落密度變化圖

從圖2中可以看出，處理1、處理2、處理3的植被密度呈逐年遞增的趨勢。到2011年處理1的密度達(dá)到118株／m2，處理2的密度達(dá)到104株／m2，處理3的密度達(dá)到129株／m2。其中處理1的增長速度最快，年增長率達(dá)到50%，其次是處理3（45.5%）和處理2（40.5%）。3個處理中處理2在3年中植被密度都要低于其他兩個處理，但是其本身的密度還是顯著增加。

4.3 植被高度變化

圖3 植被群落高度變化圖

調(diào)查結(jié)果顯示，經(jīng)過3年的試驗，3個不同處理的植被高度也呈明顯的遞增趨勢。年增長率分別是22.5%、17%、21.5%，其中處理1的增長要比其他兩個處理快，而處理2增長相對最慢。2011年的植被高度以處理3為最高為55cm，其他兩個處理稍弱一些分別是處理1為50cm，處理2為43cm。

4.4 補(bǔ)播草種重要值變化

圖4 補(bǔ)播草種重要值變化圖

從圖4中可以看出，補(bǔ)播草種羊柴和檸條的重要值在3個處理中基本早下降趨勢，而在處理3中2011年羊柴和檸條的重要值卻要比之前的處理要高，分別為0.18和0.09。在處理1中羊柴3年的重要值都顯著高于其他的兩個處理，補(bǔ)播初期在群落的重要值為0.40。而檸條的重要值在處理2中卻顯著高于處理1和處理3，2009年最高（0.26）。

5 結(jié)論與討論

5.1 對草甸草原區(qū)沙化草地處理改良后，植被發(fā)生明顯變化，植物群落明顯改善。機(jī)械沙障＋生物沙障＋補(bǔ)播草種的處理方式對于試驗區(qū)域的整個植被恢復(fù)起到明顯的效果。植被蓋度、高度和密度的年平均增長率都顯著高于其他兩個處理方式的。

5.2 處理區(qū)域在嚴(yán)重沙化的地方幾乎成不毛之地，通過處理使群落密度顯著增加，虎尾草、畫眉草、沙蓬和豬毛菜等1年生植物相繼侵入，成為在植物群落中首先定居的野生侵入植物；偶爾有砂珍棘豆、蒲公英、賴草、麥瓶草、拂子茅、寸草苔等物種相繼出現(xiàn)。大大提高了植物群落的正向演替速度。

5.3 由于直接補(bǔ)播草種處理的試驗區(qū)域處于風(fēng)蝕覆沙低平地帶，立地條件相對前兩種處理較好，生物沙障＋補(bǔ)播草種處理區(qū)域在風(fēng)蝕沙堆的坡上，而機(jī)械沙障＋生物沙障＋補(bǔ)播草種處理區(qū)域處于風(fēng)蝕沙堆頂部且直接面對風(fēng)蝕侵蝕方向，所以在處理初期由于本底植被在3個處理區(qū)域中，整體優(yōu)勢是直接補(bǔ)播草種處理＞生物沙障＋補(bǔ)播草種處理＞機(jī)械沙障＋生物沙障＋補(bǔ)播草種的處理，因此在3年的試驗中直接補(bǔ)播草種處理區(qū)域植被群落的高度、蓋度、密度值都要略高于其他兩個處理，而整個治理恢復(fù)速度卻在3個處理中相對落后，而機(jī)械沙障＋生物沙障＋補(bǔ)播草種的處理區(qū)域植群落的恢復(fù)速度最快，成效也最顯著，總之在沙化草地治理中應(yīng)選用此處理效果最好。另外，生物沙障＋補(bǔ)播草種的治理方式也有明顯的效果，但是處于風(fēng)蝕沙堆坡部保水較差，所以在個別的指標(biāo)中略低于直接補(bǔ)播草種處理的，但是總體效果要好于直接補(bǔ)播草種處理。

5.4 補(bǔ)播草種在沙化草地群落恢復(fù)的過程中起到至關(guān)重要的作用。羊柴在所有治理區(qū)域中的重要性都顯著高于檸條，表明羊柴在當(dāng)年的補(bǔ)播治理中占主要位置，且效果明顯好于檸條。隨著時間的延續(xù)羊柴和檸條的重要值在各治理區(qū)域中都呈下降的趨勢，補(bǔ)播牧草在草群中的優(yōu)勢度逐漸降低，也充分體現(xiàn)了原生植被的優(yōu)勢度在群落中的提升。

5.5 機(jī)械沙障＋生物沙障＋補(bǔ)播草種處理效果最好，但是成本也相對較高，對于沙化特別嚴(yán)重的地區(qū)如不毛之地，考慮到植被恢復(fù)的速度，建議采用此處理方式。

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