從土壤、植被變化談河北壩上的草原利用方向

馬秀峰，王潔玉

（1.邯鄲學院 地理與旅游系， 河北 邯鄲 056005；2.北京師范大學 地理學與遙感科學學院，北京 100875）

草原生態系統中植被和土壤是其重要的組成成分，植被土壤的變化可以反映出草原生態系統存在的問題。豐寧滿族自治縣位于河北省承德市西部，地處燕山北坡山麓、冀北壩上高原向內蒙古高原的過渡地帶。氣候為溫帶半濕潤性季風氣候，氣溫低，雨量少，蒸發強，冰雹霜凍嚴重。降水主要集中在6、7、8三個月內。冬春降雪很少，這對春季的植物生長很不利。研究區域位于河北省豐寧縣西北大灘鎮二道河營房東溝流域，海拔為1580~1800m。

1 調查方法

土壤方面，主要通過在地形、水文、植被、母質有變異的地段，按照中等地形或微地形的不同部位設置土壤剖面點，挖掘并記錄土壤顏色、質地、結構、松緊度及新生體狀況；植物方面，采用植物群落最小面積調查法及植物群落時空結構、生態梯度調查方法，通過樣方進行數據采集。

2 土壤隨水熱梯度的變化

考察路線基本是由東南向西北延伸，在豐寧縣壩頭至大灘沿線縱向共選取了八個剖面，進行沿線土壤狀況變化的研究。

2.1 腐殖質層

八個剖面腐殖質層均可見，深度平均在40cm左右，其厚度變化不是很明顯，這主要是受地形、地貌部位及微地形的影響。點坡長如果較長，導致上坡表層土壤被沖刷至下坡位堆積，會造成比較深的腐殖質層。不同的坡型、坡位對水分的蓄積殘留也不同。同時也與坡向有關，南坡為陽坡，太陽直接照射，水分蒸發快，植被生長的較差，腐殖質層也較薄。

腐殖質層顏色以深棕到棕色為主，多中團粒結構或弱團粒結構。土質疏松，粘結性小，透水能力強，但是蓄水能力差，濕度稍潤，植物根系密集，無新生體，質地以壤土居多，無石灰性。[1]217-218

2.2 結構

考察東線土壤結構為強團?；蛑袌F粒，西線為弱團?；驘o結構。一般土地利用好的條件下，土壤結構一般為強團粒；根據放牧的強度，土壤結構逐漸演變為弱團粒或無結構。

2.3 新生體

東線腐殖質層下為過渡層或淀積層，鮮見鈣積層，有鐵銹、鐵錳膠膜等新生體；西線則有少量鈣粉、假菌絲狀鈣存在。典型的草原栗鈣土理應觀察到鈣積層，但是在東部幾乎無法觀察到鈣積層，說明歷史上該處可能出現過較強烈的淋溶作用，造成鈣離子全部淋失。而西線因為降水較少，淋溶作用弱，鈣元素存留在淀積層中。

2.4 土壤水分含量

利用從剖面取得的土樣，經過試驗處理得到在東部地區的土壤水分基本都高于西部地區。這主要與東部地區降雨多有關系。所以考察沿線從東到西水熱條件越來越差。

3 植物群落時空結構

考察中共調查了33塊樣地，通過對群落組成分析、命名，可知這些樣地主要為：

（1）白萁柳—問荊群叢：

位于河漫灘位置，海拔相對低，水分充足，群落內物種豐富度指數為S=12，其中草本層S=11，灌木層S=1，建群種是白萁柳。

（2）山杏—羊草與羊草群叢：

羊草群叢的平均物種豐富度指數為12.3，生境較干，光照比較充分，坡度較小；而山杏—羊草群叢物種豐富度指數為Dr=S=9，它和羊草群叢相似，只是由于人為影響（種植山杏）而對植物群叢結構造成了改變。

（3）玉米群叢、小麥群叢、莜麥群叢以及土豆群叢：

玉米群叢的平均物種豐富度指數為8.7；而莜麥群叢為7。這幾種群落都分布在陰坡，群落內都是只有草本層，結構簡單。由于人為因素影響，物種豐富度指數都比較小，而陰坡光照較弱，水分充足，適宜于農作物生長。拘于壩上草原氣候的影響，這里更適宜于耐旱性強的作物生長。因而，會有這樣的農田群落形成。

（4）達烏里胡枝子—茵陳蒿群叢、達烏里胡枝子—大籽蒿群叢、達烏里胡枝子—瓣蕊唐松草群叢：

這三個群叢都是灌木層相同、草本層不同的群落，它們物種豐富度指數分別是 8，12，10。而草本層物種豐富度指數分別是7，11，9。茵陳蒿和大籽蒿生境相似。檢驗時它們關聯性高。這三個群落生境都較干旱，一般在陽坡，喜光。降水和光照以及溫度是其主要的影響因子。

（5）白樺—黃華柳—長芒草群叢和白樺—龍牙草群叢：

這兩個群叢都是喬木—灌木—草本或喬木—草本群叢，它們都分布在陰坡，蒸發量少，適宜于喬木的生長。而由于白樺—黃華柳—長芒草群叢的郁閉度是50%，而白樺—龍牙草群叢的郁閉度為70%，影響了光照的供給，而黃華柳等灌木的生長需要一定的光照，因而在白樺—黃華柳—長芒草群落中有灌木分布。而這些森林群落中的草本層是比較喜濕性的，降水和光照對其影響較大，其中白樺—黃華柳—長芒草群叢物種豐富度指數Dr=S=40，草本層S=38，灌木層1，喬木層1。而白樺—龍牙草群叢群落S=44，草本層S=43，喬木層S=1，灌木層S=0。其主要不同在于灌木層的有無。

（6）金露梅—細葉苔群叢和細葉苔群叢：

這兩個群叢都分布于陰坡、海拔較高位置，其中金露梅—細葉苔群叢分布于森林和高山草甸之間的過渡。由于森林喬木的存在，風等因素的影響較小，陰坡水分條件較好，因而會有灌木的分布；而到山頂地帶，風的影響較大，蒸發快，溫度低，但光照較充足，因而只有較矮的耐干冷的植物分布。其中，金露梅—細葉苔群叢群物種豐富度指數Dr=S=15，草本層Dr=S=14，灌木層S=1，而細葉苔群叢Dr=S=26，草本層S=26，灌木層S=0，喬木層S=0。

4 植物群落生態梯度分析

4.1 環境梯度分析

影響植物種類、數量和分布的生態因子通常有溫度、光照、水分、土壤類型、地形和生物間的相互作用等[2]136-138。因為我們的調查區域范圍較小，最大高程差在100m以內，溫度差異小，可以忽略溫度的影響。

地形：地形因子對植物群落影響主要從坡度、坡位和坡形來分析。

可以發現，陽坡的坡度小于陰坡，并且陰坡坡度在進入喬木區后驟然變大。坡度主要影響植物對水分的吸收，坡度越大，位于山坡上方的植物相對于下方的植物吸收到較少的水分，但有利于發根；而低洼處的植物則有可能會受到澇害。另外坡度也會影響作物的整體受光，坡度越大的，向光的一面生長旺盛，而背光一面則生長不良。而且夜間和大風天氣上坡植物周圍的溫度較下坡植物周圍的要低，白天則相反。所以地形對植物的影響很大。在水平凹與垂直凹的地形上，植物群落結構復雜，物種數較多，長勢也明顯強于水平凸或垂直凸的物種。主要是因為水平凸或垂直凸的地形蒸發強度，接受的光照都多于凹地的，水分條件差。從坡向上說，在其它環境因子相似的條件下，坡向在90°到270°之間，植物長勢相對差，而在小于90°或大于270°條件下長勢較好。主要是因為坡向不同，接受的光照時數不同，在東南方向的坡，光照時數雖然最多，導致在同樣的降水條件下，蒸發量大，水分更差。植物群落簡單。

水分：河北豐寧壩上草原處于典型的干旱半干旱地區，水分成為影響該地區植被分布的最重要因子。如前面所述，陰坡因蒸發較小，物種種類較陽坡豐富。而且年降雨集中的特點不適合大范圍的生長需水量龐大的喬木，哪怕是在陰坡地帶。

生物因子：在我們研究的喬木樣方中，喬木層的優勢種皆為白樺，其郁閉度高達60%以上。此時影響群落多樣性的是土壤水分和光照。為實現水資源分配，上層白樺與下層草本植物之間形成生物競爭關系，此時喬木占明顯優勢，從而只有下層草本得以減少以求生存。另外，喬木層同時也限制了下層植物的采光機會。光照條件迫使下層植物對低光照、光強的忍耐性較強。

4.2 植物群落結構梯度分析

相對于α多樣性，β多樣性則是表示不同生境的植物群落的相似程度。

5 結論

壩上草原生態系統結構是一個統一整體，生物本身不斷繁殖，不斷更新。一個相對穩定的生態系統，在一定范圍內，對于外界干擾就有一定調節能力，因此，只要在合理利用自然資源的情況下，草原生態系統基本上可以保持持續更新，周期性地提供畜產品。由于人為大面積開墾，地面失去植被的保護，風速在加大，風沙在增多，水分在減少，蒸發量加大，因此導致土壤沙化和堿化。其結果，又使現有草灘、草坡植被變得稀疏，反過來又加劇了氣候的惡化。如果我們對于這個問題，仍然視而不見，那將是不堪設想的。當前，尊重自然規律，逐步恢復本區的草原植被，確定把壩上建設成為河北省的畜牧業基地，具有重要的戰略性意義。

本著因地制宜的原則，壩上的農業發展方向應該以牧為主，農牧結合，以林保農保牧。合理劃分各業用地，先種草蓋地，后造林遮天，調整畜群和畜種結構，增加草場建設投資比例。提高單位面積產量，應用植被演替規律，采取過渡的方法，逐步做到退耕還牧，實現以牧為主，農牧結合。抓住要害，營造防護林，變害為利，維護和建立良好的生態環境，使之向著有利于人類生產生活發展。

[1]趙燁，張科利.土壤地理學[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]武吉華，邱揚.植物地理學[M].北京: 高等教育出版社，2004.

[3]朱源，邱揚，傅伯杰，張英.河北壩上草原東溝植物群落生態梯度的數量分析[J].應用生態學，2004.