不同改良措施對(duì)輝河沙地植被恢復(fù)的影響研究

不同改良措施對(duì)輝河沙地植被恢復(fù)的影響研究

試驗(yàn)通過(guò)調(diào)查輝河沙地小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地植被與山竹巖黃芪飛播樣地植被，分析不同改良措施對(duì)沙地恢復(fù)的影響。試驗(yàn)選取了小葉錦雞兒自然恢復(fù)沙地和山竹巖黃芪飛播兩個(gè)典型樣地進(jìn)行樣線調(diào)查。結(jié)果表明，試驗(yàn)地共出現(xiàn)植物15 科34屬38種，在山竹巖黃芪飛播沙地，建群種植株生長(zhǎng)狀況，植被覆蓋度都有所提高，植被群落組成成分相比小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地更為復(fù)雜，植物種類明顯增多，且群落伴生物種功能群組成上也發(fā)生了明顯變化。

輝河沙地；小葉錦雞兒；山竹巖黃芪

中國(guó)是世界上荒漠化最嚴(yán)重的國(guó)家之一，目前，全國(guó)荒漠化土地的面積已經(jīng)超過(guò)現(xiàn)有耕地面積的總和。近些年來(lái)，人們已經(jīng)意識(shí)到沙漠化帶來(lái)的嚴(yán)重后果并開始采取各種措施進(jìn)行治理，其中最重要有效的手段就是植被建設(shè)與恢復(fù)，它成本低而且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)環(huán)境無(wú)副作用而且作用時(shí)間長(zhǎng)。在進(jìn)行植被建設(shè)時(shí)，大多選用沙生先鋒植被，其生態(tài)特點(diǎn)是：具有較發(fā)達(dá)的根系，甚至可以形成多層分布的水平根系，營(yíng)養(yǎng)吸收能力強(qiáng)；繁殖能力很強(qiáng)；在沙地演替過(guò)程中可以退出沙地。在植被建設(shè)時(shí)，有單種飛播固沙種子，混合飛播固沙種子等方式。本試驗(yàn)通過(guò)野外調(diào)查，研究了輝河沙地植被資源建設(shè)狀況、特征及沙地恢復(fù)狀態(tài)，旨在為呼倫貝爾沙地的保護(hù)與恢復(fù)建設(shè)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況和研究方法

1.1研究區(qū)概況。研究區(qū)位于呼倫貝爾市西南部鄂溫克自治旗境內(nèi)，地理坐標(biāo)為48°09′～49°00′N，118°46′～119°43′E，海拔685～730m。研究區(qū)屬中溫帶大陸性氣候，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季溫涼而短促，春秋兩季氣候變化劇烈，日照充足，年均日照時(shí)數(shù)約為2 950h；年平均氣溫為-2.4℃～2.2℃，無(wú)霜期約為110d，年平均降水量為300～350mm，降水集中在夏季；土壤類型主要為風(fēng)沙土，屬松林沙土和生草沙土，也有一部分屬于栗鈣土型沙土。

1.2研究方法

1.2.1樣地選擇。研究區(qū)植被類型主要為樟子松疏林、落葉闊葉疏林及樹林間雜草、沙地灌叢等。主要景觀為固定、半固定沙丘以及部分流動(dòng)沙丘并存，最高與地表相差約20m，總體來(lái)說(shuō)，沙丘地表植被覆蓋率較低。但其中一些沙丘經(jīng)過(guò)飛播固沙植被進(jìn)行恢復(fù)，灌叢覆蓋率相對(duì)較大。經(jīng)過(guò)全面踏查，本次試驗(yàn)最終選取了一個(gè)小葉錦雞兒自然恢復(fù)沙丘以及一個(gè)灌草方格狀山竹巖黃芪飛播沙丘作為試驗(yàn)樣地，采用樣帶的方法進(jìn)行調(diào)查。

圖1　試驗(yàn)樣地設(shè)置

1.2.2調(diào)查方法。在兩個(gè)半固定沙丘上內(nèi)各選取1個(gè)定點(diǎn)，以定點(diǎn)為中心分別自西北方向往東西方向，順時(shí)針每隔60°角輻射狀設(shè)置一條樣線，每個(gè)沙丘做6條樣線，樣線規(guī)格均為100m(見圖1)。采用樣線的調(diào)查方法時(shí)，詳細(xì)調(diào)查并記錄每一個(gè)樣帶下的優(yōu)勢(shì)物種(主要以小葉錦雞兒和山竹巖黃芪為研究對(duì)象)的數(shù)量、高度以及冠幅，調(diào)查并記錄樣帶周圍伴生植物的種名以及科屬。

2　結(jié)果與分析

2.1不同改良措施沙地植物群落組成分析。本次試驗(yàn)共調(diào)查并記錄沙地植物38種，隸屬于15科、34屬。調(diào)查結(jié)果顯示，在小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，建群種僅小葉錦雞兒一種，群落伴生植物種屬數(shù)較少，群落組成簡(jiǎn)單，共出現(xiàn)植被9科14種，其中薔薇科所占比例較大，為21.43％；在山竹巖黃芪飛播樣地，群落建群種為小葉錦雞兒和山竹巖黃芪兩種植物，且群落伴生植物種數(shù)開始增加，出現(xiàn)了糙隱子草、蟲實(shí)、砂藍(lán)刺頭、沙米等沙地先鋒草本植物，同時(shí)，豆科植物所占百分比最大，為25.81％，菊科以及禾本科植物的百分比相比小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地都有所增加，而薔薇科植物所占百分比則下降了約15％。這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明山竹巖黃芪的出現(xiàn)對(duì)沙地天然植被的恢復(fù)產(chǎn)生了促進(jìn)作用，且對(duì)于群落的結(jié)構(gòu)及群落的演替產(chǎn)生了一定的影響，使沙地植被群落向組成種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的良性方向發(fā)展。

表1　植物科組成

2.2不同改良措施沙地群落伴生植物功能群分析。在試驗(yàn)沙地，植被群落中小葉錦雞兒及山竹巖黃芪占據(jù)了主要的空間和資源，所以在小葉錦雞兒自然恢復(fù)和山竹巖黃芪飛播兩個(gè)樣地中，群落建群種生活型均為灌木、半灌木，而伴生種在生活型功能群組成上，雖然都是以多年生草本為主體功能群，小灌木/半灌木與一二年生草本占少數(shù)，但兩個(gè)樣地相比，各功能群組成所占百分比各有不同，具體表現(xiàn)為：相比小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，山竹巖黃芪飛播樣地多年生草本百分比有所下降，為55.17％；而小半灌木及一二年生植被所占百分比則有所增加，分別為12％、34.48％(如圖2)。

圖2　植被生活型比較

在水分生態(tài)型功能群上，兩個(gè)試驗(yàn)樣地總體表現(xiàn)為旱生植物多于中生植物。但各個(gè)功能群所占百分比也有差異，具體表現(xiàn)為：相對(duì)小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，在山竹巖黃芪飛播樣地旱生植物在群落中所占比例有所降低，中旱生植物所占百分比明顯下降為17.24％，而中生植物與旱中生植物所占比例則明顯上升，分別增長(zhǎng)了5.31％和10.34％(如圖3)。這是由于山竹巖黃芪的出現(xiàn)對(duì)沙地環(huán)境的改善產(chǎn)生了一定的促進(jìn)作用。

圖3　植被水分生態(tài)型比較

2.3建群種植物群落特征的變化。在小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地與山竹巖黃芪飛播樣地，植被群落的建群植物不同，分別是小葉錦雞兒和山竹巖黃芪，而建群種的特征也有明顯差異。其中，在小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，建群灌叢冠幅略低于山竹巖黃芪樣地的建群植物，但差異不顯著；在灌叢數(shù)、灌叢平均高度上，小葉錦雞兒樣地建群植物均顯著低于山竹巖黃芪樣地(見表2)。

表2　建群種群落特征分析

同時(shí)，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，在小葉錦雞兒樣地與山竹巖黃芪樣地，小葉錦雞同為建群種，但其灌叢數(shù)、植株高度及冠幅在兩個(gè)樣地間也存在著差異，具體表現(xiàn)為：灌叢數(shù)目小葉錦雞兒樣地要高于山竹巖黃芪樣地約29％，冠幅在山竹巖黃芪樣地相對(duì)于小葉錦雞兒樣地減少了約3％，在植株高度上，則表現(xiàn)為在小葉錦雞兒樣地顯著高于山竹巖黃芪樣地(p＜0.05)。

3　討論

小葉錦雞兒(Caraganamicrophrlla)系豆科錦雞兒屬，落葉灌木，其根系發(fā)達(dá)，具根瘤；山竹巖黃芪(Hedysarum fruticosum var.mongolicum)，又名楊柴，豆科黃芪屬，其主根為圓錐形，可深入土層2～3m，側(cè)根主要分布在15～70cm的土層內(nèi)，上面長(zhǎng)有根瘤。小葉錦雞兒和山竹巖黃芪的適應(yīng)性都較強(qiáng)，均具有抗風(fēng)沙、耐高溫、耐干旱、耐貧瘠等特點(diǎn)，能在極為干旱瘠薄的半固定、固定沙地上生長(zhǎng)，并能忍耐一定風(fēng)蝕。因此，小葉錦雞兒和山竹巖黃芪是防風(fēng)固沙的先鋒植物，對(duì)于改良沙地、提高沙地的肥力都具有積極作用。但由于山竹巖黃芪具有分蘗能力較強(qiáng)的變態(tài)莖，可以不斷地產(chǎn)生萌蘗株或新的生長(zhǎng)根系，具有較強(qiáng)的無(wú)性繁殖能力且生長(zhǎng)迅速，因而山竹巖黃芪可以串根成林，加之其植株高大，枝繁葉茂，因此山竹巖黃芪相對(duì)小葉錦雞兒的防護(hù)效益更高。這與本試驗(yàn)結(jié)果相同。但也有一些研究指出，山竹巖黃芪與其他沙地植物混播固沙效果會(huì)更加顯著，曲娜等在對(duì)黃柳楊柴混交林固定沙丘成效研究中指出混播對(duì)沙地植被蓋度、多樣性等方面有明顯成效，在今后的試驗(yàn)中可以在此方面作進(jìn)一步的研究。

4　結(jié)論

4.1在植被群落組成上，相對(duì)小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，山竹巖黃芪飛播樣地沙地條件得到進(jìn)一步改善，使得其他適應(yīng)性較強(qiáng)的物種侵入，植被群落組成物種增多，出現(xiàn)了蟲實(shí)、砂藍(lán)刺頭、沙米等先鋒草本植物，這使得植物多樣性大大提高。

4.2在群落伴生種生活型功能群組成上，山竹巖黃芪樣地出現(xiàn)了更多的一二年生草本植物和小/半灌木，而多年生草本植物所占百分比則有所下降；在水分功能群組成上，山竹巖黃芪飛播樣地中生植物所占百分比明顯高于小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，而旱生植物所占百分比則有所下降。

4.3在山竹巖黃芪飛播樣地，建群植物株叢數(shù)、高度、冠幅都要高于小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，沙地植被覆蓋率相對(duì)小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地大大提高，而且在山竹巖黃芪飛播樣地，山竹巖黃芪成為沙地內(nèi)最有優(yōu)勢(shì)的物種，而作為先鋒物種的小葉錦雞兒則表現(xiàn)出數(shù)量逐漸減少、優(yōu)勢(shì)度下降的狀態(tài)。

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010022內(nèi)蒙古師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉美麗

021008呼倫貝爾學(xué)院烏仁其其格梁秀梅