不同改良措施對輝河沙地植被恢復的影響研究

不同改良措施對輝河沙地植被恢復的影響研究

試驗通過調查輝河沙地小葉錦雞兒自然恢復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沙地恢復的影響。試驗選取了小葉錦雞兒自然恢復沙地和山竹巖黃芪飛播兩個典型樣地進行樣線調查。結果表明，試驗地共出現植物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樣地更為復雜，植物種類明顯增多，且群落伴生物種功能群組成上也發生了明顯變化。

輝河沙地；小葉錦雞兒；山竹巖黃芪

中國是世界上荒漠化最嚴重的國家之一，目前，全國荒漠化土地的面積已經超過現有耕地面積的總和。近些年來，人們已經意識到沙漠化帶來的嚴重后果并開始采取各種措施進行治理，其中最重要有效的手段就是植被建設與恢復，它成本低而且具有經濟價值，對環境無副作用而且作用時間長。在進行植被建設時，大多選用沙生先鋒植被，其生態特點是：具有較發達的根系，甚至可以形成多層分布的水平根系，營養吸收能力強；繁殖能力很強；在沙地演替過程中可以退出沙地。在植被建設時，有單種飛播固沙種子，混合飛播固沙種子等方式。本試驗通過野外調查，研究了輝河沙地植被資源建設狀況、特征及沙地恢復狀態，旨在為呼倫貝爾沙地的保護與恢復建設提供一定的科學依據。

1　研究區概況和研究方法

1.1研究區概況。研究區位于呼倫貝爾市西南部鄂溫克自治旗境內，地理坐標為48°09′～49°00′N，118°46′～119°43′E，海拔685～730m。研究區屬中溫帶大陸性氣候，冬季漫長而寒冷，夏季溫涼而短促，春秋兩季氣候變化劇烈，日照充足，年均日照時數約為2 950h；年平均氣溫為-2.4℃～2.2℃，無霜期約為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沙丘并存，最高與地表相差約20m，總體來說，沙丘地表植被覆蓋率較低。但其中一些沙丘經過飛播固沙植被進行恢復，灌叢覆蓋率相對較大。經過全面踏查，本次試驗最終選取了一個小葉錦雞兒自然恢復沙丘以及一個灌草方格狀山竹巖黃芪飛播沙丘作為試驗樣地，采用樣帶的方法進行調查。

圖1　試驗樣地設置

1.2.2調查方法。在兩個半固定沙丘上內各選取1個定點，以定點為中心分別自西北方向往東西方向，順時針每隔60°角輻射狀設置一條樣線，每個沙丘做6條樣線，樣線規格均為100m(見圖1)。采用樣線的調查方法時，詳細調查并記錄每一個樣帶下的優勢物種(主要以小葉錦雞兒和山竹巖黃芪為研究對象)的數量、高度以及冠幅，調查并記錄樣帶周圍伴生植物的種名以及科屬。

2　結果與分析

2.1不同改良措施沙地植物群落組成分析。本次試驗共調查并記錄沙地植物38種，隸屬于15科、34屬。調查結果顯示，在小葉錦雞兒自然恢復樣地，建群種僅小葉錦雞兒一種，群落伴生植物種屬數較少，群落組成簡單，共出現植被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開始增加，出現了糙隱子草、蟲實、砂藍刺頭、沙米等沙地先鋒草本植物，同時，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％。這個試驗結果說明山竹巖黃芪的出現對沙地天然植被的恢復產生了促進作用，且對于群落的結構及群落的演替產生了一定的影響，使沙地植被群落向組成種類繁多、結構復雜的良性方向發展。

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。在試驗沙地，植被群落中小葉錦雞兒及山竹巖黃芪占據了主要的空間和資源，所以在小葉錦雞兒自然恢復和山竹巖黃芪飛播兩個樣地中，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，但兩個樣地相比，各功能群組成所占百分比各有不同，具體表現為：相比小葉錦雞兒自然恢復樣地，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

在水分生態型功能群上，兩個試驗樣地總體表現為旱生植物多于中生植物。但各個功能群所占百分比也有差異，具體表現為：相對小葉錦雞兒自然恢復樣地，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，分別增長了5.31％和10.34％(如圖3)。這是由于山竹巖黃芪的出現對沙地環境的改善產生了一定的促進作用。

圖3　植被水分生態型比較

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、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，調查還發現，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、植株高度及冠幅在兩個樣地間也存在著差異，具體表現為：灌叢數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于小葉錦雞兒樣地減少了約3％，在植株高度上，則表現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，其根系發達，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，側根主要分布在15～70cm的土層內，上面長有根瘤。小葉錦雞兒和山竹巖黃芪的適應性都較強，均具有抗風沙、耐高溫、耐干旱、耐貧瘠等特點，能在極為干旱瘠薄的半固定、固定沙地上生長，并能忍耐一定風蝕。因此，小葉錦雞兒和山竹巖黃芪是防風固沙的先鋒植物，對于改良沙地、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的變態莖，可以不斷地產生萌蘗株或新的生長根系，具有較強的無性繁殖能力且生長迅速，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小葉錦雞兒的防護效益更高。這與本試驗結果相同。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更加顯著，曲娜等在對黃柳楊柴混交林固定沙丘成效研究中指出混播對沙地植被蓋度、多樣性等方面有明顯成效，在今后的試驗中可以在此方面作進一步的研究。

4　結論

4.1在植被群落組成上，相對小葉錦雞兒自然恢復樣地，山竹巖黃芪飛播樣地沙地條件得到進一步改善，使得其他適應性較強的物種侵入，植被群落組成物種增多，出現了蟲實、砂藍刺頭、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、高度、冠幅都要高于小葉錦雞兒自然恢復樣地，沙地植被覆蓋率相對小葉錦雞兒自然恢復樣地大大提高，而且在山竹巖黃芪飛播樣地，山竹巖黃芪成為沙地內最有優勢的物種，而作為先鋒物種的小葉錦雞兒則表現出數量逐漸減少、優勢度下降的狀態。

[1]封建民，王濤.呼倫貝爾草原沙漠化現狀及歷史演變研究 [J].干旱區地理，2004，27(3)：356～360.

[2]孫國臣.灌草方格狀混播模式在呼倫貝爾沙地的應用 [J].林業實用技術，2012(7)：18～19.

[3]姚國龍，王濤，宗世祥.不同演替階段沙地植物群落物種多樣性研究 [J].中國農學通報, 2009，25(24)：167～170.

[4]烏仁其其格.呼倫貝爾沙地植物及保護 [J].呼倫貝爾學院學報，2004，12(6)：49～51.

[5]洪洋，吳俊軍，李林，等.輝河自然保護區綜合考察報告 [R].呼倫貝爾：呼盟環境監測站，1998.

[6]樸起亨，丁國棟，吳斌.呼倫貝爾沙地植被演替規律研究 [J].水土保持學報，2008，22(6)：.

[7]烏仁其其格，張德平，武曉東，等.呼倫貝爾沙質草甸草原洼地植物群落變化分析 [J]. 2008，28(6)：1125～1129.

[8]曲娜，閆德仁，胡小龍.黃柳楊柴混交林固定高大沙丘成效研究[J].內蒙古林業科技，2013，39(3).

[9]呂世海，馮長松，高吉喜，等.呼倫貝爾沙化草地圍封效應及生物多樣性變化研究 [J].草地學報，2008，16(5)：442～447.

[10]梁存柱，王煒，朱宗元，等.荒漠區一年生植物層片的組織格局與生態適應模式 [J].干旱區資源與環境，2002，6(1)：77～83.

[11]張景光，李新榮，王新平，等.沙坡頭地區固定沙丘一年生植物小畫眉草種群動態研究 [J].中國沙漠，2001，21(3)：232～235.

010022內蒙古師范大學生命科學與技術學院劉美麗

021008呼倫貝爾學院烏仁其其格梁秀梅