基于義糧灘分場(chǎng)紅砂實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案實(shí)踐探討

甘順天

（甘肅省武威市石羊河林業(yè)總場(chǎng)義糧灘分場(chǎng)，甘肅 武威 733399）

在干旱荒漠地帶，灌木能夠給生長(zhǎng)于冠層下的草本植被提供陰涼以避免水分過快蒸發(fā)[1]。對(duì)于干旱半干旱地區(qū)而言，各個(gè)地區(qū)所采用的生態(tài)治理舉措、植物恢復(fù)舉措通過長(zhǎng)期的探究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)累積，取得了一定的成效，然而在理論方面要求有所創(chuàng)新、技術(shù)方面需要有一定升級(jí)[2]。成長(zhǎng)在位置較低的陽面山坡和降雨較少的戈壁灘一帶的植物物種紅砂，對(duì)土壤肥力要求較低，在抵御寒冷、抗旱等方面均有突出優(yōu)勢(shì)[3]。無論是在鹽漬化、強(qiáng)鹽漬化土地，還是在荒漠灰鈣土、灰粽荒漠土等類型的土地上均可以成長(zhǎng)，是國內(nèi)溫帶荒漠地區(qū)十分重要的一種植被，同時(shí)是有較大潛能的水土保物，此外還是荒山綠化的重要植物種類，是與新思路有較大一致概率的鄉(xiāng)土植被類型[4]。然而紅砂具有保育植被的特點(diǎn)與否，依舊需要進(jìn)一步的探究。為此，本論文經(jīng)過調(diào)研栽種在黃土高原降雨稀少地區(qū)紅砂植被所呈現(xiàn)為的群落特性和在分布方面的特征，以及特性對(duì)群落多元化所具有的作用機(jī)制，探究擁有保育效能與否以及在群落多樣化方面的影響體現(xiàn)形式，為黃土高原降雨稀少區(qū)域植被栽種這種生態(tài)整治措施的使用提供可靠根據(jù)。

1 研究區(qū)概況

紅砂是義糧灘分場(chǎng)半干旱溫帶荒漠的主要先鋒植物，義糧灘分場(chǎng)地處民勤縣東北方向，在東壩鎮(zhèn)東緣，東鄰東沙窩，西鄰?qiáng)A河鄉(xiāng)黃案村，北鄰東壩鎮(zhèn)新華村，南鄰?qiáng)A河鄉(xiāng)大坑沿林場(chǎng)。地形屬內(nèi)陸荒漠區(qū)干涸多年的河床、河岸，地貌以沙灘為主，組成物有流沙、石礫等，大多數(shù)地段地勢(shì)平坦。土壤為荒漠土，土壤層次混亂，沙土、漠土、鹽土交錯(cuò)分布，地塊復(fù)雜，土壤相對(duì)瘠薄，土壤有機(jī)質(zhì)含量低。主要植被屬荒漠植被，具有明顯的地域特征，以矮化的灌木、半灌木或肉質(zhì)泌鹽植物為主。天然植被主要種類為：紅砂、白茨，平均蓋度15～30%，草本植物分布較少，主要種類為蘆草、沙蓬等，平均蓋度5～10%之間。人工植被主要以沙棗及梭梭等為主。

研究區(qū)域位于義糧灘分場(chǎng)義糧灘林班、中路壩灘林班，位于甘肅省省武威市民勤縣以東32km，是十分有代表性的半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)域，年度降水均值是311mm，具體而言，六成的降水出現(xiàn)在7月、8月、9月三個(gè)月份。海拔最低處1355m，最高處1375m。年度氣溫均值是6.9℃，年度蒸發(fā)均值是1446.14mm，比年度降水均值大很多。由于降雨稀少，蒸發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了嚴(yán)重的水土流失問題，自然環(huán)境特別脆弱，植物數(shù)量稀少，植被區(qū)系構(gòu)成單一，群落架構(gòu)缺乏多樣化。樣本一帶的自然植物體現(xiàn)出顯著的陽坡、陰坡差別。陽坡主要是紅砂，陰坡亦或半陽坡主要是豬毛菜、堿蓬、狗尾草，阿爾泰狗娃花、細(xì)枝鹽爪爪等一年生植物，紅砂蓋度5% ～ 85%。

2 研究目標(biāo)與內(nèi)容

2.1 實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)

以義糧灘分場(chǎng)管護(hù)區(qū)內(nèi)紅砂分布面積廣，自生繁殖能力強(qiáng)，具有典型的不同代表地塊為紅砂實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)。通過對(duì)不同地塊的調(diào)查、取樣，掌握紅砂在不同地塊的生物學(xué)特性、生長(zhǎng)量和退化程度，為進(jìn)一步試驗(yàn)示范和大面積推廣應(yīng)用提供使用依據(jù)。

2.2 紅砂實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容

（1）實(shí)驗(yàn)地的選擇：選擇紅砂分布均勻，具有代表性的鹽堿地、沙化地、粘土地地塊。

（2）實(shí)驗(yàn)地規(guī)格：采取五點(diǎn)取樣法：選擇30×30m的正方形樣方，在30×30m的樣方內(nèi)四角抽取2×2m的正方形小樣方，中心抽取2×2m的小樣方。采用人力使用眼睛觀測(cè)的方式對(duì)蓋度進(jìn)行評(píng)估，依照五級(jí)蓋度類別劃分法劃分蓋度組別：≤5%；6% ～ 30%；31% ～ 50%；51% ～ 75%；76% ～100%。然后把所有樣地中總體蓋度變化水平不超過5%的當(dāng)做依據(jù)，采用隨機(jī)的方法確定其中的5個(gè)樣地。樣方調(diào)查研究是了解保育植物特性的前提，具體是檢測(cè)全部樣方植被的密度、蓋度、物種規(guī)模等，更進(jìn)一步而言，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量基徑數(shù)值，總體把控所有物種的生活型。

（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以超旱生灌木紅砂為研究對(duì)象，采用生態(tài)學(xué)、植物學(xué)和土壤學(xué)相結(jié)合，對(duì)不同地塊的生長(zhǎng)特性進(jìn)行取樣調(diào)查，對(duì)不同生境下紅砂的種群結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)、格局、種子萌發(fā)、變異、干旱的生理適應(yīng)特性進(jìn)行系統(tǒng)研究，對(duì)不同土壤條件下逆境脅迫適應(yīng)性、抗逆性進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。掌握紅砂在不同地塊的生物學(xué)特性，生長(zhǎng)量和退化程度，正確得出在植被稀疏、物種多樣性的干旱地區(qū)，不同土壤的保育植物特征。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 紅砂地上生物量的估算

探究對(duì)象是生長(zhǎng)在黃土高原的陽面山坡，紅砂為群落中十分突出的物種，占到很大比重，因?yàn)榧t砂植株本身高度上漲不顯著，采用生長(zhǎng)更多枝葉的方法實(shí)現(xiàn)蓋度增高的目標(biāo)，植株顆數(shù)和冠幅表現(xiàn)為突出的線性關(guān)聯(lián)，另外還可以證實(shí)紅砂蓋度與地表生物數(shù)量間具有正面關(guān)聯(lián)關(guān)系，詳情見下圖1。

圖1 紅砂冠福與紅砂質(zhì)量之間的關(guān)系曲線

通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析可知，冠幅和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)呈現(xiàn)為直線關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且關(guān)系十分突出，紅砂冠幅和質(zhì)量呈現(xiàn)為線性關(guān)聯(lián)：y=0.7643x-0.0161，R2=0.8709，（P＜0.001）。依據(jù)測(cè)量獲得的紅砂有關(guān)數(shù)值，采用此生物量估計(jì)方法，能夠得出每樣方紅砂生長(zhǎng)數(shù)量。

根據(jù)植被生長(zhǎng)型分類體系，所調(diào)研樣方中共包括半灌木兩種、灌木一種、草本植被七種。植被類型包括：駱駝蓬、狗尾草、紅砂、蓍狀亞菊、豬毛菜、阿爾泰狗娃花、蚓果芥、堿蓬等。

3.2 不同調(diào)查樣地主要植物物種分布

通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)且對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析可知，紅砂是性能優(yōu)良的一種植物。在各個(gè)分布區(qū)間，生物多樣性處于較低水平，伴隨紅砂生物量與蓋度的變動(dòng)，生物多樣性產(chǎn)生一定的差別。在植物蓋度低于5個(gè)百分點(diǎn)的時(shí)候，只有三種物種，除了紅砂之外，還有蚓果芥、豬毛菜，紅砂體積減小，雖然在樣方中此植物生物量占比較高，達(dá)到九成左右，然而豬毛菜多度處于第一位，在空白地區(qū)集聚，冠幅在2cm上下，高度也在2cm上下，喜歡鹽濕的物種堿蓬沒有涉及。在蓋度提升至26.65百分點(diǎn)梯度，狗尾草、堿蓬開始出現(xiàn)，然而其多度并不高。蓋度提升至48.73百分點(diǎn)梯度時(shí)，出現(xiàn)了7個(gè)物種，物種多樣性呈現(xiàn)為巔峰狀態(tài)，狗尾草、堿蓬多度提升，喜濕、耐陰的1年生植被蓍狀亞菊零星分布，然而多度并不高。蓋度提升至67.35個(gè)百分點(diǎn)的時(shí)候，蓍狀亞菊、堿蓬兩種物種的多度顯著提升，阿爾泰狗娃在灌木叢周圍的空閑空間產(chǎn)生；蓋度提升至84.26個(gè)百分點(diǎn)的時(shí)候，有四種物種同時(shí)存在，它們是紅砂、蓍狀亞菊、堿蓬，駱駝蓬，然而蓍狀亞菊與堿蓬兩個(gè)物種的多度未發(fā)生明顯變動(dòng)。

3.3 紅砂蓋度對(duì)群落物種多樣性的影響

如果是保育植被，第一比周邊環(huán)境可以為目標(biāo)物種種子發(fā)芽亦或苗木生長(zhǎng)創(chuàng)造更理想的微環(huán)境，比如降低風(fēng)的影響、避免動(dòng)物將其吃掉、減短休眠時(shí)間、提供水分、調(diào)節(jié)溫度與濕度等等，讓目標(biāo)植被的幼苗順利存活。堿蓬喜歡鹽濕的環(huán)境，需要土壤中濕度較高，因?yàn)榍o葉具有顯著的肉質(zhì)特征，葉子中儲(chǔ)存很多的水分，所以耐旱，種子休眠時(shí)間極短，碰上恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境便可以快速生芽，快速發(fā)育，是其他鹽生植被群落相伴而生的物種，但是較高的紅砂蓋度可以為堿蓬創(chuàng)造更理想的發(fā)育條件。蓍狀亞菊屬于旱生小半灌木，不喜歡鹽漬化環(huán)境，耐干旱，為比較普通的伴生種。在此次實(shí)驗(yàn)區(qū)域，這種植物出現(xiàn)在紅砂下面，并且大部分是一年生的植物。紅砂群落伴生物種的多樣性、物種豐富程度、密度伴隨生物數(shù)量的增多而增多，最終呈現(xiàn)為均衡狀態(tài)。

4 分析與討論

以義糧灘分場(chǎng)管護(hù)區(qū)內(nèi)紅砂分布面積廣，自生繁殖能力強(qiáng)，具有典型的不同代表地塊為紅砂實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)。經(jīng)過實(shí)地調(diào)查、取樣分析、科學(xué)的得出紅砂在鹽堿地、沙化地、粘土地不同地塊的生物學(xué)特性。通過實(shí)驗(yàn)，沙化地生長(zhǎng)量大于鹽堿地和粘土地的生長(zhǎng)量。

紅砂物候期：幼芽在4月上旬與中旬萌發(fā)，5月上旬生長(zhǎng)出肉質(zhì)葉子，花期是在6月底、7月初，結(jié)果在8月上旬，種子成熟的時(shí)間是9月底、10月初，秋天下霜之后葉子會(huì)變成紅色，到10月底植株全部變成紅色。和7月份比較，10月紅砂冠幅大幅變大，密度出現(xiàn)一定下降，然而并不明顯，柱高出現(xiàn)較小程度增長(zhǎng)，新梢長(zhǎng)度增長(zhǎng)23.89個(gè)百分點(diǎn)，蓋度降低14.70個(gè)百分點(diǎn)，其一伴隨降雨季節(jié)到來，紅砂發(fā)育需要較多的水，紅砂繼續(xù)發(fā)育；其二因?yàn)橐恍┘t砂自然衰退比較顯著，進(jìn)而致使紅砂生長(zhǎng)指標(biāo)發(fā)生改變。5月紅砂植株含水率是14.80個(gè)百分點(diǎn)，7月紅砂植株含水率是31.07個(gè)百分點(diǎn)，10月紅砂植株含水率是22.82個(gè)百分點(diǎn)，由此可以知道，7月份紅砂水分蒸發(fā)較多，水分儲(chǔ)存性能下降，水分較易蒸騰，生長(zhǎng)速度減慢，在很大程度上受水分因素的作用。在荒漠草原地帶物候期通常比荒漠區(qū)晚十到十五天。在具有代表性的荒漠區(qū)域，降雨量在50到100mm的環(huán)境下，植株高度通常是30到50cm，叢幅大并且松散，直徑大概處于40到150cm區(qū)間。鹽堿地上植株數(shù)量多并且生長(zhǎng)量有限，粘土地生長(zhǎng)量處于中等水平，沙化地生長(zhǎng)量比較顯著。在沙化土上，在風(fēng)沙將其埋在下面之后，會(huì)生長(zhǎng)出新芽，頑強(qiáng)生長(zhǎng)。

5 結(jié)語

在植被稀疏、物種多樣性較低的干旱地區(qū)，紅砂具有保育植物的特征。通過對(duì)不同地塊的調(diào)查、取樣。掌握紅砂在不同地塊的生物學(xué)特性，生長(zhǎng)量和退化程度，為進(jìn)一步試驗(yàn)示范和大面積推廣應(yīng)用提供使用依據(jù)。