額濟納平原植被生長的主要生態環境因子分析

屈永清 陳建信 任書影

摘要：額濟納平原生態環境退化的發生、發展過程中，極端干旱多風氣候因素起著主控作用。典型的干旱荒漠氣候及地質地貌條件是額濟納平原生態環境退化的動力條件和物質基礎。人為地破壞自然植被，并影響河流來水量，導致水源減少成為額濟納平原環境退化的根本原因。

關鍵詞：額濟納；包氣帶；植物；土壤；生態環境

1. 植被生長環境條件

影響額濟納平原植物生長發育的因素主要有氣候、包氣帶土壤水分條件、包氣帶土壤巖性和含鹽量、水文及水文地質條件等。

1.1 氣候因素

額濟納平原深居內陸腹地，為典型的大陸性氣候，夏季酷熱，冬季嚴寒，降水稀少，蒸發強烈，溫差大。多年平均降水量38.2mm，年內降水量60%～70%集中在七至九月，一次降雨在10mm以上者甚少；多年平均蒸發量3653mm，是降水量的95.6倍左右；多年平均氣溫為8.2℃，最高為42.2℃，最低為-36.4℃；年均絕對濕度為4.2mb，相對濕度32%～35%；風大沙多，年均風速4.2m/s，最大風速15.0m/s。這種極端干旱的氣候條件，對植物的生長非常不利，植物生長所需水分主要靠黑河中游來水的灌溉和地下水兩方面，降雨對植物生長的影響微乎其微。風沙的強烈吹蝕，使土壤中植物根系裸露，造成植物吸收水分困難；風沙同時也埋壓植物，使其難以正常生長。

1.2 包氣帶土壤水分條件

地下水面以上，巖石孔隙中沒有充滿水，包含有空氣，稱為包氣帶。在包氣帶中，水分以支持毛細水、懸掛毛細水、孔角毛細水及結合水的形式存在，包氣帶水直接影響著植物的生長和其他生態環境，實際上真正能夠被植物根系吸收利用的只有毛細水。

根據野外采樣測定包氣帶土壤含水量分析，以及在不同類型植物和無植被的荒漠戈壁區所進行的土壤水基質專門觀測結果表明，額濟納平原區包氣帶水分具有如下特征：

1.2.1 包氣帶水分在不同地貌單元上存在顯著差異，一般情況下沿河細土地帶與古日乃湖盆洼地中，土壤含水量較高，為1.69%～20.43%，戈壁地帶含水量很低，一般<3%，沙丘含水量最低，一般<1%。

1.2.2 相同的土壤，包氣帶水分垂向上的變化規律呈現由上到下漸增的趨勢，接近潛水位時，含水量趨于飽和狀態；沿河邊包氣帶土壤在接受河水入滲補給量時，其含水量呈現上下大，中間小的形式。

1.2.3 包氣帶土壤含水量的分布與土壤的組合特征有關，巖性結構單一的均質剖面中，從潛水面到地表，土壤含水量由大到小的變化是相對連續的；在巖性相差較大的非均質剖面中，在巖性變化的地方，含水量也會發生較大的變化。

1.2.4 在植物根系主要發育深度段，土壤含水量的大小隨植物生長季節而變化，其含水量的歷時變化規律是：5月～8月，含水量由大到小再到大，一般8月底含水量達到一年內的最小值，9月～10月含水量又向增大的方向變化。

1.2.5 不同的土壤巖性，其水分狀況也存在很大差別，在地表以下2.0m的土層范圍內，土壤平均含水量：中粗砂、砂礫石為0.30%～3.00%；細砂、粉細砂為0.5%～20%；粘性土為3%～20.43%。

包氣帶水分條件的好壞直接影響植被生長狀況和分布。野外調查統計得知，生長好的植被一般都分布在接受河水補給或灌溉比較容易的沿河細土地帶和部分湖盆洼地中，這些地區的包氣帶只要河流來水，均能得到較充足河水補給。同時，沿河地帶地下水位埋深較淺，蒸發作用強烈，地下水能源源不斷地補充包氣帶，所以包氣帶含水量較高，植物生長也較好，如額濟納旗縣城以東，八道橋以西，吉日格郎圖蘇木與蘇古淖蘇木之間，老中幼各齡喬灌木都生長良好，是工作區植被生長最好的地區。但在賽汗桃來以北的西河沿河細土地帶尤其是河流西岸，這一帶由于經常得不到河水灌溉，包氣帶土壤含水量遠低于東河，植被生長狀況普遍較差，地面草場稀疏干枯，甚至死亡。賽汗桃來以西的西戈壁，兩河之間的中戈壁以及東戈壁，包氣帶含水量很低，只有零星分布耐旱植物，如梭梭、麻黃等生長在戈壁洼地中。

1.3 包氣帶巖性

額濟納平原區土壤母質組成為沖洪積、湖積和風積的松散物質，物質來源除風積沙及山前洪積物外，均由黑河從南部搬運而來，形成的土壤多為缺乏有機質而富含鹽分的含礫荒漠砂質土、灰棕漠土及鹽化草甸土等。平原南部以及平原北部國境線一帶，地下水多深藏于砂礫石土中，缺少水分，不宜植物生長；平原區中北部水位淺藏，地表礫石厚度薄，下部多為疏松的細砂、亞砂土，結構松散，較易于保存水分，有利于植物生長；沿河細土地帶與湖盆細土地帶，水位淺藏，土層由亞粘土、亞砂、粉細砂及細砂等細顆粒物質組成，結構松散，土質較肥沃，是植物生長發育的良好場所。

1.3.1 不同的植物類型具有不同的生長土壤

胡楊一般生長在沿河細土地帶，紅柳、芨芨草等多生長在沿河細土地帶與湖積平原地帶中，巖性主要為亞砂土；白刺、駱駝刺生長在地下水位淺埋的鹽漬化土壤中；梭梭、沙楊棗等生長在砂質、砂壤、砂礫質和礫質物質組成的廣大戈壁平原上；土質疏松的沙丘上主要生長梭梭、紅砂河米等植物。

1.3.2 包氣帶的巖性組合特征與植物生長密切相關

在地下水位相同的情況下，植物生長狀況主要取決于包氣帶的巖性及其組合特征。

（1）由潛水面到地表，包氣帶巖性組合為砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深一定的情況下，土壤的含水量相對較高。這種剖面的巖性組合特征較為單一，土壤含水量的變化相對不大，有利于植物的生長。

（2）由潛水面到地表，包氣帶巖性組合為砂性土——粘性土——砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深4.0m的情況下，位于地表以下0.8m～1.5m的砂層，其下粘性土的含水量為15%，而其上的粘土層含水量僅為7%，這樣的巖性組合，其土壤含水量的分布不利于植物的生長，所以該剖面所在地段的紅柳生長就差。

（3）由潛水面到地表，包氣帶巖性組合為粘性土——砂性土或砂礫石的剖面，其上部粗顆粒地層的含水量一般都很小，植物難以生長。位于額濟納旗縣城以西4km處的荒漠戈壁中的剖面，地表以下砂礫石層厚度為1m，其下含水量為5%，而其他剖面相同深度內的土壤含水量都在10%以上，這就是此剖面段不生長植被的原因。廣大的戈壁灘上，其包氣帶巖性組合基本上都是這種類型，所以大部分戈壁上一般不生長植被。

1.4 包氣帶土壤鹽分

包氣帶土壤鹽分的組成及含量對植物的生長起著一定的抑制作用，并在植物生長發育狀態上表現出來，不同的植物耐鹽堿的程度也有差異，植物必然生長在其適宜的鹽分范圍的土壤中（見表1），當土壤中的含鹽量超過該范圍時，植物就會枯萎、死亡，而被另一種適宜該鹽分含量的植物所代替。

1.5 水文及水文地質條件的影響

額濟納河在工作區內流程約240km，由南向北在三角洲上又分為19支，向下徑流。額濟納河每年一般來水兩次，分為冬水期和洪水期，河流年徑流量呈逐年減少趨勢（見表2）。地表水在時空分布上的不均勻性，造成河水對地下水的入滲補給顯得極不穩定，而且時間短暫，在植物生長最需要水分的季節（3月～7月）都沒有河水。地表水的這種來水特征，使得平原綠洲區植物的生長發育所需水分主要依靠地下水來維持。然而，地表水（包括灌溉水）的入滲是本區地下水（包括包氣帶水）的主要補給來源，所以歸根到底，地表徑流的變化對本區植物生長起著決定性的作用。

前已述及，植物的生長是靠包氣帶土壤供給水分的，包氣帶水分條件的好壞主要取決于水分的補給狀況，在沿河綠洲和湖盆綠洲地帶，包氣帶水分主要為季節性河流的入滲補給和地下水的毛細補給；廣大的戈壁平原與沙丘地帶，則主要是凝結水的補給。

由于本區植物主要是吸收利用包氣帶中的毛細水維持其生長，至于毛細水能否被植物吸收利用，則主要取決于地下水位的埋藏深度和植物根系的下潛深度，當植物根系深度能夠到達毛細水上升高度的范圍，則植物可通過吸收毛細水的持續補給而正常生長，如果植物根系深度達不到毛細水上升高度的范圍時，植物根系就得不到足夠的水分而出現枯萎，甚至死亡。據調查，工作區80%的植被都生長在水位埋深<5.0m的地帶。

1.6 其他因素

影響植被生長發育的其他因素包括人為因素、蟲害等。

1.6.1 人為因素

人為因素的破壞主要表現在過度載畜、樵采、濫伐、采挖藥材四個方面。工作區，牧民樵采喬灌木做燃料，伐取喬木修房、圍欄、砌井；采挖藥材，破壞梭梭根部，致使梭梭根部裸露干枯；部分地區過渡載畜，致使胡楊、紅柳、梭梭林幼苗被吞食，造成后繼乏苗，成片林木變為荒灘。

1.6.2 蟲害

氣候干旱缺水導致本區蟲災泛濫，胡楊天幕毛蟲（象鼻蟲）、檉柳條葉甲（金花早），是危害最嚴重的害蟲。

綜上所述，影響本區植被生長發育的因素很多，氣候的極度干旱，河流來水量的減少，地下水位下降引起的土壤干旱化，是植被衰退的根本原因，而人為破壞，蟲害等是加速植被退化的重要影響因素。

2. 土壤鹽漬化與土地旱化、沙化

2.1 土壤鹽漬化

工作區土壤鹽漬化主要發生在一些徑流不暢的由細粒土組成的湖盆洼地中，如古日乃盆地與嘎順淖爾湖盆等大型湖盆，以及一些小型洼地。這些湖盆洼地地下水的共同特征是，水位埋深淺，徑流不暢或徑流受阻，在強烈的蒸發作用影響下，地下水通過毛細上升蒸發，鹽分累積于土壤層中，便導致土壤的鹽漬化。

土壤含鹽量的大小與地下水位埋深、包氣帶巖性、地下徑流條件的關系密切，在遠離河岸和湖盆洼地的戈壁地帶以及河流的上游，由于潛水埋深大，巖性較粗，地下徑流較強，往往不發生鹽漬化，在沿河的細土地帶，由于地表水將土壤中的鹽分溶解并淋洗到地下水中排走，一般只發生輕微的鹽漬化。

2.2 土地旱化

土地旱化的最直接原因是河流來水量的減少導致區域性地下水位的下降，造成包氣帶土壤處于極度干燥狀態。

2.3 土地沙化

在無植被覆蓋區，土地發生沙化是由土地旱化造成的。

在植被覆蓋區，土地發生沙化是由地下水位下降，植被死亡，地面裸露，沉積物遭受吹蝕所造成的。

額濟納地區，地理位置遠離海洋，干旱少雨，風沙大，日照強烈，缺水，且植被分散稀疏，覆蓋率很低，淤沙沉積導致額濟納河流泛濫，形成眾多的古河道、大面積的沖洪積平原，沙物質來源豐富，這些都是土地沙化的自然因素。

本區土地沙化，與自然條件密切相關，人類活動也是主要原因。

歷史上，種植業在居延地區的農牧經濟中居于主導地位。從西漢武帝太初三年（公元前102年）在居延置居延都尉府，大興屯田，歷經漢晉、隋唐和夏元等時期，屯田數目達到60萬畝之巨。不過當時人口有限，綠洲面積又大，額濟納河來水穩定，對自然環境的影響并不明顯；20世紀60年代以來，額濟納河來水量逐年減少，額濟納平原地表水流短缺，植被大面積枯萎、死亡。植被受到破壞后，裸露的地表在風力作用下，風蝕加劇，并使生境旱化程度加深，風沙活動強度加大，引起風沙危害，加劇了土地沙化。