古浪東北部沙區(qū)植物區(qū)系及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能分析

古浪東北部沙區(qū)植物區(qū)系及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能分析

張登紅，王具元

(甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020)

摘要通過對研究區(qū)經(jīng)過一定時(shí)間演替的人工植被區(qū)系分析及其人工介入植物種經(jīng)濟(jì)功能分析，認(rèn)為當(dāng)前植被群落區(qū)系與西北荒漠區(qū)大科植被的分布具有一定的相似性，基本達(dá)到自然演替階段，能發(fā)揮一定的生態(tài)防護(hù)功能。人為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值物種的介入，拓寬了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入渠道，提高了對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的積極性，是一種良好的生態(tài)經(jīng)濟(jì)模式。

關(guān)鍵詞植物區(qū)系；生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能

作者簡介：張登紅(1981-)，女，甘肅康縣人，講師，從事林業(yè)生態(tài)環(huán)境治理工作.

通訊作者：王具元(1975-)，男，甘肅定西人，碩士研究生，副教授，從事水土保持與荒漠化防治研究，Email：760318310@qq.com

中圖分類號：Q948

文章編號：1005-5215(2015)12-0075-03

收稿日期：2015-10-10

文章編號：1005-5215(2015)12-0078-03

騰格里沙漠南緣河西走廊地區(qū)作為甘肅、西北乃至全國商品糧基地、有色工業(yè)基地和石油化工工業(yè)基地的地位已經(jīng)確立。但隨著人口的迅速增長，土地壓力增大，人口數(shù)量超過了生態(tài)環(huán)境的容量，資源過度利用，濫墾、濫牧、濫樵、濫采、濫用水資源、濫開礦等不合理人類活動導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的惡化，粗放、落后的生產(chǎn)經(jīng)營方式又加劇了這一過程?；哪铀贁U(kuò)展和蔓延，綠洲邊緣首當(dāng)其沖，致使其農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，制約著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的形成與發(fā)展。綠洲邊緣土地的合理利用及生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)是一項(xiàng)將自然資源的合理利用、農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展與保護(hù)環(huán)境有機(jī)結(jié)合起來的戰(zhàn)略性課題。本項(xiàng)目在綠洲邊緣引進(jìn)、研究、組裝高效生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)模式基礎(chǔ)上，研究沙區(qū)豐富的光熱資源與有限的水資源的科學(xué)配置，合理地開發(fā)利用沙地資源，以期獲得沙區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的雙贏，為荒漠化防治提供生態(tài)經(jīng)濟(jì)模式。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)——古浪縣黃花灘鄉(xiāng)，地處河西走廊東端，騰格里沙漠南緣，是古浪縣八個(gè)重點(diǎn)風(fēng)沙口之一。地理位置37°45′—37°50′ N，103°02′—103°04′ E。氣候?qū)贉貛Т箨懶愿珊禋夂?，光照豐富，輻射強(qiáng)，溫差大，干燥少雨，風(fēng)大沙多且危害嚴(yán)重。年平均氣溫4.9 ℃，無霜期166 d，年均降水量170 mm左右，年均蒸發(fā)量1 769.9 mm。平均風(fēng)速3.5 ms-1，≥8級大風(fēng)年平均發(fā)生日數(shù)15.9 d，平均沙塵暴日數(shù)12.2 d。黃花灘鄉(xiāng)人口97 224人，總面積221.7 km2,占全縣總土地面積的23%，土壤主要為灰鈣土和風(fēng)沙土；地貌類型以流動沙丘、白刺沙包和丘間低地為主。該區(qū)植被稀疏，種類單一，主要建群種以白刺、沙篙、沙米、苦豆子、刺蓬為主。農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要水資源以地下水灌溉為主，地下水逐年下降，有的地方已經(jīng)超過40 m。

2沙區(qū)生態(tài)建設(shè)概況

從2001年開始以來，在項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行風(fēng)沙口治理工程，至2003年完成項(xiàng)目區(qū)風(fēng)沙治理任務(wù)后進(jìn)行綠洲外圍植被生態(tài)建設(shè)，并進(jìn)行綠洲內(nèi)部農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。在綠洲外圍植被生態(tài)建設(shè)中，主要有風(fēng)沙口機(jī)械沙障內(nèi)生物措施設(shè)立的花棒、沙拐棗、白榆、梭梭、檉柳等灌木植被和綠洲外圍2 000 m內(nèi)流沙地上植被恢復(fù)重建兩個(gè)部分。目前，灌木植被已經(jīng)具有固定沙面的功能，灌下形成簡單結(jié)構(gòu)的草本植被；流沙地植被建設(shè)中，為了達(dá)到較好的植被重建目的，利用一些鄉(xiāng)土植物的優(yōu)勢環(huán)境適應(yīng)能力進(jìn)行荒漠綠洲過渡帶植被修復(fù)，采用人工干預(yù)與自然封育相結(jié)合的方法。首先在過渡帶進(jìn)行部分必要的機(jī)械沙障建設(shè)，然后選擇適應(yīng)性較強(qiáng)，防風(fēng)固沙效果較好的沙蒿種子和項(xiàng)目區(qū)普遍適應(yīng)且具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的苦豆子大面積人工播種荒漠植物種子，最后進(jìn)行封育管理。

3植物資源的區(qū)系特征

3.1　植物區(qū)系基本組成

植物區(qū)系是某一特定地區(qū)內(nèi)生長的植物種類的總稱。它是植物界在一定自然環(huán)境中長期發(fā)展演化的結(jié)果，特別是在自然歷史條件下綜合作用、發(fā)展、演化的結(jié)果。因此植物區(qū)系的構(gòu)成中蘊(yùn)涵著大量歷史、地理、生態(tài)和系統(tǒng)進(jìn)化的信息，對某一地區(qū)植物區(qū)系的調(diào)查研究是研究該地區(qū)不同時(shí)空尺度上植物多樣性的基礎(chǔ)。研究區(qū)綠洲外圍人工植被已經(jīng)過自然演替已經(jīng)失去人工痕跡，調(diào)查到植物種31種，隸屬于16科31屬(表1)。由表1可以看出，被子植物為主要物種，沒有裸子植物，被子植物中雙子葉植物所占比例較大。

表1　種子植物統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2　科及其優(yōu)勢科

研究區(qū)16科31屬植物中(表2)，大科屬種為藜科、菊科和禾本科，其中以藜科(7屬)居多，其次為菊科(5屬)和禾本科(4屬)，其他為單科屬種或少科屬種。3科分別占總屬種的22.6%、16.1%、12.9%，體現(xiàn)了大科植物對環(huán)境廣泛的適應(yīng)性，而且在該荒漠區(qū)植物群落中發(fā)揮著重要的作用。結(jié)合植物生境，多年生草本荒漠植被占據(jù)絕對優(yōu)勢，1年生草本主要為伴生種或干河床生長植物。荒漠植被主要為稀疏的白刺+沙蒿群落、沙蒿群落，群叢結(jié)構(gòu)簡單，但蓋度較高，主要分布于沙灘。干河床生長植物蓋度不高，種類較多，但1年生植物所占比例相對較大。這種植被構(gòu)成及其分布形式和西北荒漠區(qū)大科的分布具有一定的相似性，說明該人工植被已經(jīng)達(dá)到適合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境進(jìn)行自然植被演替的階段。

表2　荒漠植被植物種

4植物資源經(jīng)濟(jì)效益分析

沙區(qū)植被主要為生態(tài)防護(hù)功能，但經(jīng)過人為有序、科學(xué)干預(yù)后，亦可為廣大沙區(qū)人民帶來經(jīng)濟(jì)收入或便利的生活資源。經(jīng)過實(shí)地考察及試種，苦豆子和沙芥開發(fā)潛力相當(dāng)大，其次為沙棗果實(shí)和白刺果實(shí)，其他灌木可為沙區(qū)人民帶來生活上的便利以及其他用途，具體利用途徑如下所述：

苦豆子：群落特征為叢生連片生長；耐寒、耐旱、耐鹽堿，生態(tài)適應(yīng)廣泛。地上部分多分枝，可在根莖各節(jié)發(fā)生新根，自然更新能力強(qiáng)，垂直根向下延伸2.0～2．5 m，有利于吸收水分，有良好的沙生特性，適合生長于半固定沙丘和固定沙丘的低濕處，既可補(bǔ)播于荒漠，提高荒漠植被蓋度，亦可種植于綠洲外圍防風(fēng)固沙。長期以來作為一種有毒有害植物，在項(xiàng)目區(qū)及我國西北荒漠化地區(qū)廣泛分布，保持了一定的植被穩(wěn)定性，資源相當(dāng)豐富。

苦豆子有極高的經(jīng)濟(jì)效益：苦豆子植物體內(nèi)化學(xué)成分主要是蛋白質(zhì)、糖類、有機(jī)酸、黃酮類、色素及生物堿。種子部分提取出的苦參總堿含有28種生物單堿，其中分離出的金雀花堿還是一種非常好的強(qiáng)心劑[1]；苦參堿具有很強(qiáng)的殺菌功能，四川生產(chǎn)的潔爾陰洗液，寧夏生產(chǎn)的苦參栓，以及用苦參堿生產(chǎn)的藥物衛(wèi)生巾、護(hù)墊等醫(yī)療保健品已進(jìn)入市場；以生物堿制成的苦參農(nóng)藥是國際上公認(rèn)的綠色天然無公害農(nóng)藥。

苦豆子還具有很大的飼用價(jià)值：測定表明，提取生物堿后，豆渣中蛋白含量高達(dá)23.48%，粗脂肪4.93%，粗纖維為20.65%，無氮浸出物46.64%，利用這些殘?jiān)梢约庸こ筛郀I養(yǎng)蛋白飼料，用于家畜養(yǎng)殖，是解決荒漠化地區(qū)蛋白飼料短缺的一個(gè)重要途徑。地上部分枝條粗蛋白為17.66%，粗脂肪2.31%，粗纖維31.42%，無氮浸出物46.64%，在冬季干枯后，也可以采收加工成優(yōu)質(zhì)的粗飼料飼喂家畜[2]。試驗(yàn)表明，用15%的苦豆子草粉代替苜蓿粉，用26%的豆渣代替豆餅育肥綿羊，增重效果比對照可提高16.3%。目前國際市場上苦參總堿價(jià)格15萬~18萬美元t-1，單體堿35萬~45萬美元t-1，金雀花堿350萬美元t-1。

沙芥：耐旱，在沙區(qū)廣泛分布，補(bǔ)播于沙區(qū)可提高植被蓋度。沙芥幼苗莖葉、成株嫩葉和根可供食用,其葉片肉質(zhì)肥厚,有芥辣味,郁香爽口,是沙區(qū)人民喜食的嗜好性野菜。沙芥還有多種食療功能,因而被稱為“沙漠人參”、“魔術(shù)菜”；沙芥、沙蔥、苦菜混合腌制,營養(yǎng)、口味獨(dú)特,被稱為“沙地三寶”。沙芥莖和葉的粗蛋白含量為17．11%、維生素C 1001mg(100 g)-1、鈣1．8%，每公斤含鐵365 mg、鋅36 mg、銅19．6 mg,是一種高蛋白、高維生素，富鐵、鋅、銅的優(yōu)質(zhì)綠色蔬菜[3]。沙芥籽含有大量油脂，家畜特別愛吃，是一種很好的家畜飼料；沙芥全株均可入藥，具有行氣、止痛、消食、解毒，降脂減肥、滋陰潤肺、通便和防癌的功能。人工種植需水量少，經(jīng)濟(jì)效益高而且能在自然狀態(tài)下的沙地生長,其生命力極強(qiáng),是真正的綠色食品。因此,沙芥開發(fā)潛力巨大，可合理開發(fā)利用,為消費(fèi)者提供特色鮮明的野菜食品。

沙棗：據(jù)初步調(diào)查，我國西北5省區(qū)沙棗面積在13萬hm2以上；河西走廊沙區(qū)有2.68萬hm2，“四旁”樹130多萬棵，分布面積較大。沙棗經(jīng)濟(jì)效益極高。在每100 g果肉中，含總量為3 804.0 mg的17種氨基酸，其中人體必需的8種氨基酸占總量的23.16%[4]。每100 g果肉中還含有磷66.7 mg，鈣51.2 mg，鐵6.59 mg，鋅0.63 mg，錳2.90 mg，VC 6.10 mg，還含有微量的黃酮類物質(zhì)和微量的尼克酸、硫銨素、核黃素和胡蘿卜素等。沙棗種子含油率達(dá)26%，可溶性糖16.53%；葉片含蛋白質(zhì)4.0%、脂肪2.4%、糖15.7%[5]；沙棗還是一種淀粉植物。據(jù)測定，沙棗果肉約占全果質(zhì)量的2/3，其營養(yǎng)成分接近玉米。沙棗果可鮮食，磨碎做面、釀酒、制醋等。沙棗面可以蒸饅頭、烙餅、做面條，還能做糕點(diǎn)、果醬、醬油等，每50 kg沙棗面可出60%的沙棗酒[6]。沙棗面出糖率50%，出醋率30%；以沙棗果為原料研制成沙棗汁、沙棗大香檳、沙棗果丹皮等系列產(chǎn)品，酸甜適宜，味醇厚，富有濃厚的沙棗特有的香味，具有豐富的營養(yǎng)，有助于消化、健胃、強(qiáng)身，深受國內(nèi)外消費(fèi)者的歡迎。沙棗花也是很好的蜜源，蜜蜂采釀的沙棗蜜含有多種維生素和礦物質(zhì)，是高級營養(yǎng)、美容補(bǔ)品。

白刺：是河西走廊沙區(qū)廣布種，其果肉質(zhì)多汁，酸甜可食，可治肺病和胃?。灰材苡靡葬劸坪椭拼?；果核還可榨油。雖然白刺面積極大、資源豐富，但目前還沒有大力開發(fā)，是很有開發(fā)前景的一個(gè)物種。

檸條：檸條不怕沙埋，萌發(fā)力很強(qiáng)，3~5 a平茬一次，平茬后每個(gè)株叢又生出30~60個(gè)枝條，形成茂密的株叢，平茬當(dāng)年可長到1 m以上，固沙能力變強(qiáng)。檸條除做飼用外，檸條的枝條含有油脂，燃燒不忌干濕，是良好的薪炭材；其根具根瘤，有肥土作用，嫩枝、葉含有氮素，是漚制綠肥的好原料。種子含油，可提煉工業(yè)用潤滑油，干餾的油脂是治療疥癬的特效藥。根、花、種子均可入藥；樹皮含有纖維，能代麻制品；花開繁茂，是很好的蜜源植物。檸條在當(dāng)?shù)刂饕獮榛j筐等編織物材料及其蓋房壓頂材料。

新疆楊：莖稈直立，枝葉茂密是優(yōu)良的農(nóng)田防護(hù)林樹種。新疆楊材質(zhì)也較好，紋理直，結(jié)構(gòu)較細(xì)，一直是沙區(qū)主要的建筑、木材原料，可供建筑、家具等用途。

3.2.4組織體制的問題一是咨詢委員會(PAC)的作用發(fā)揮不夠，在大區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)施眾多內(nèi)容的新森林計(jì)劃的咨詢和顧問，PAC難以應(yīng)付，并且在時(shí)間上，委員的任期只有2年，除少數(shù)專家外，大多數(shù)委員不可能參加到實(shí)質(zhì)性的工作當(dāng)中。二是缺乏起指導(dǎo)作用的優(yōu)秀研究員和資源管理人才。三是民主黨和共和黨對新森林計(jì)劃的實(shí)施存在很大分歧，因此，政治的介入使生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營的實(shí)施存在極大不穩(wěn)定因素。四是反環(huán)境保護(hù)和保護(hù)私有財(cái)產(chǎn)運(yùn)動等形成了實(shí)施新森林計(jì)劃的很大阻力。此外，生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營對聯(lián)邦所有土地共同管理，這也包括私有土地等。

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