鄂溫克旗沙化草原植被及風(fēng)蝕量監(jiān)測(cè)研究

佟愛武，張寶珠，白相連，紅 燕，葛士林，敖云布和

(1.輝河蘇木林業(yè)工作站，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;2.鄂溫克旗林業(yè)局，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;3.錫尼河林場(chǎng)，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;4.伊敏蘇木林業(yè)工作站，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;5.巴彥嵯崗蘇木林業(yè)工作站，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100)

鄂溫克旗沙地是呼倫貝爾沙地的一部分，具有脆弱性、可恢復(fù)性、可逆性的特點(diǎn)［1］。鄂溫克旗地處中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年降水量330 mm左右，冬季寒冷漫長(zhǎng)，大風(fēng)天氣多，受凍害影響地表土壤疏松干燥。風(fēng)蝕是造成鄂溫克旗草場(chǎng)沙化最重要的自然因素，也是推動(dòng)固定沙地向半固定、流動(dòng)沙地轉(zhuǎn)化的重要因素［2-3］。開展沙化草原區(qū)植被和風(fēng)蝕量監(jiān)測(cè)研究，對(duì)于深入了解風(fēng)蝕沙化機(jī)理及開展風(fēng)蝕坑治理具有重要的意義［4-5］。

1 監(jiān)測(cè)區(qū)概況

監(jiān)測(cè)樣地布設(shè)于鄂溫克旗伊敏蘇木必魯圖嘎查的沙化草場(chǎng)，地理坐標(biāo)為 N 48°22'1.8″—48°22'15.7″、E119°48'28.4″—119°49'0.2″，海拔 705—730 m，年均降水量345.6 mm，降水多集中在6—8月(降雨量241 mm)，約占年降水量的70%，全年蒸發(fā)量1 412.8 mm。主風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年均風(fēng)速達(dá)3.3 m/s，年大風(fēng)日數(shù)12 d，年無霜期100 d左右，土壤為栗鈣土，沙化類型有流動(dòng)沙地、半固定沙地、固定沙地和露沙地。

2 研究方法

(1)監(jiān)測(cè)樣地選擇。依據(jù)沙化類型的不同，在監(jiān)測(cè)區(qū)分別選擇流動(dòng)沙地、半固定沙地、固定沙地3種類型的沙地作為監(jiān)測(cè)樣地。

(2)植被調(diào)查。于2012年6月中旬采取樣方調(diào)查的方法調(diào)查植物的種類及蓋度情況，在每種類型的沙地每隔20 m設(shè)置1組1 m×1 m的植被調(diào)查樣方，每組樣方設(shè)3個(gè)重復(fù)，將樣方中的所有植被采集后帶回工作室進(jìn)行種類鑒定。

(3)風(fēng)蝕量監(jiān)測(cè)。采用標(biāo)樁法進(jìn)行風(fēng)蝕量監(jiān)測(cè)［4］。標(biāo)桿為100 cm長(zhǎng)的三角鐵，打入地下的深度為60 cm，地上部分留有40 cm。標(biāo)桿按照線性布局的方式布設(shè)，按東西走向每組的標(biāo)桿數(shù)為21個(gè)，間距5 m，每組標(biāo)桿設(shè)3個(gè)重復(fù)，呈平行分布，組間距為20～50 m。標(biāo)桿設(shè)立時(shí)間為2012年4月1日，于2012年5月1日、6月1日、7月1日、8月1日、9月1日、10月1日分別測(cè)量一次標(biāo)桿高度，同時(shí)記錄標(biāo)桿距覆沙邊緣的距離，以計(jì)算沙地的擴(kuò)張速度。

3 結(jié)果分析

3.1 植被種類及蓋度調(diào)查結(jié)果

如表1所示，在鄂溫克旗的沙化草場(chǎng)上生長(zhǎng)的植物主要有16種。從植被類型上看，16種植物有1種是灌木——沙地錦雞兒(Caragana davazamciiSancz)，其他15種為草本植物。從植被蓋度上看，隨著植被蓋度的降低(即沙化程度的加重)植物種類在減少，其中固定沙地上常見的植物種類有13種，半固定沙地上常見的植物種類有10種，流動(dòng)沙地上可見的植物種類僅為4種。值得關(guān)注的是:在沙化草場(chǎng)由露沙地向固定沙地演化的過程中，冷蒿、狼毒大戟、瑞香狼毒3種植物的蓋度明顯增大，增幅分別達(dá)2.00、1.83、1.50倍，可見這3種植物對(duì)草原的沙化響應(yīng)比較敏感，可作為草原沙化趨勢(shì)的指示性植物。

3.2 年風(fēng)蝕深度和沙埋厚度測(cè)定結(jié)果

在本地區(qū)，風(fēng)對(duì)土地沙化的作用主要表現(xiàn)在形成風(fēng)蝕坑和沙埋形成沙丘兩個(gè)方面。風(fēng)蝕作用主要發(fā)生在迎風(fēng)坡地及坡的頂部，沙埋主要發(fā)生在背風(fēng)坡。如表2所示，隨著植被蓋度的降低，年均風(fēng)蝕深度和沙埋厚度均增大，流動(dòng)沙地的年風(fēng)蝕深度和沙埋厚度最大，分別達(dá)60.0和55.5 cm。

表1 樣地植被種類及蓋度調(diào)查

表2 不同類型沙地風(fēng)蝕量測(cè)定結(jié)果

3.3 年風(fēng)蝕深度和沙埋厚度隨季節(jié)變化的特征

風(fēng)蝕會(huì)破壞土壤表層結(jié)構(gòu)，將細(xì)小土粒吹走，造成土壤養(yǎng)分損失;被風(fēng)帶走的沙塵大部分在不遠(yuǎn)的下風(fēng)向下沉，在草原上形成覆沙，掩埋了植被，造成草場(chǎng)沙化。在固定沙地上，風(fēng)蝕和沙埋作用主要發(fā)生在春季的4—5月及秋季的9月(圖1);在半固定沙地和流動(dòng)沙地上，風(fēng)蝕和沙埋作用主要發(fā)生在春季的4—5月(圖2、3)。

3.4 覆沙擴(kuò)張距離隨季節(jié)變化的特征

在沙化草場(chǎng)上，由于風(fēng)蝕的作用，造成沙地以覆沙的形式逐步向外擴(kuò)張。沙化面積的擴(kuò)張并不是均勻擴(kuò)張的，向哪個(gè)方位擴(kuò)張主要取決于常年盛行風(fēng)的方向。在鄂溫克旗地區(qū)，覆沙主要向西南方向擴(kuò)張。由圖4和觀測(cè)資料可知，在固定沙地上，覆沙年擴(kuò)張距離達(dá)25.4 m，擴(kuò)張速度最快的時(shí)間是春季的4—5月;在半固定沙地上，覆沙年擴(kuò)張距離達(dá)47.5 m，擴(kuò)張速度最快的時(shí)間是在春季的4—5月及秋季的9月;在流動(dòng)沙地上，覆沙年擴(kuò)張距離達(dá)94.8 m，擴(kuò)張速度最快的時(shí)間是在春季的4—5月。

圖4 覆沙擴(kuò)張距離隨季節(jié)變化的特征

4 結(jié)語

(1)冷蒿、狼毒大戟、瑞香狼毒3種植物的蓋度水平對(duì)于沙化的響應(yīng)比較敏感和顯著，尤其是在露沙草原向固定沙地的演化過程中，可作為草原沙化標(biāo)志的指示性植物。

(2)風(fēng)蝕和沙埋是造成草原沙化及沙化面積擴(kuò)張的兩種最重要作用，且這兩種作用的發(fā)生都具有明顯的季節(jié)性特征，主要發(fā)生在春季的4—5月。因此，春季要嚴(yán)格控制在草場(chǎng)上破壞植被和擾動(dòng)土壤的活動(dòng)。

(3)在沙化草場(chǎng)上，覆沙的擴(kuò)張速度較快，是造成沙化面積擴(kuò)張的最重要因素，應(yīng)該高度重視。因此，在沙地面積測(cè)量及治理過程中，要充分考慮到覆沙的潛在擴(kuò)張效應(yīng)。

［1］閆德仁，王玉華，姚洪林，等.呼倫貝爾沙地［M］.呼和浩特:內(nèi)蒙古大學(xué)出版社，2010:1-5.

［2］盧欣石，何琪.內(nèi)蒙古草原帶防沙治沙現(xiàn)狀、分區(qū)和對(duì)策［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2000，21(4):58-62.

［3］馬遠(yuǎn)震，陳杰，王興武.呼倫貝爾沙地定位監(jiān)測(cè)［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2006，29(3):20-24.

［4］戴海倫，金復(fù)鑫，張科利.國(guó)內(nèi)外風(fēng)蝕監(jiān)測(cè)方法回顧與評(píng)述［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2011，26(4):401-408.

［5］陳寶瑞，朱立博，李剛，等.呼倫貝爾草甸草原不同放牧強(qiáng)度下植被特征分析［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2000，31(4):67-71.