榆林沙化地區(qū)定位監(jiān)測調(diào)查分析

王琪 王建梅 呂禾 馬存平 張繼平 曹慶喜 秦于倩 傅廣軍

摘 要 榆林沙化區(qū)定位監(jiān)測點設(shè)在毛烏素沙地東南部榆林市西北地區(qū)的沙質(zhì)荒漠化土地區(qū)域，包括橫山縣、榆陽區(qū)、神木市等4個縣市區(qū)99個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、30個農(nóng)林場。通過對這些區(qū)域的氣象因子、土壤因子、植被因子及地下水位的連續(xù)5年監(jiān)測調(diào)查并做出分析，監(jiān)測調(diào)查結(jié)果表明，該區(qū)域的植被生長狀況及生態(tài)環(huán)境皆有所改善。

關(guān)鍵詞 榆林;沙化地區(qū);定位監(jiān)測

中圖分類號：S718.55???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.04.021

我國荒漠化和沙化監(jiān)測工作始于1994年，定位監(jiān)測是全國荒漠化、沙化監(jiān)測體系的重要組成部分[1]，是防沙治沙的基礎(chǔ)工作。本文對榆林沙化土地的敏感區(qū)和重點區(qū)域進(jìn)行長達(dá)5年的連續(xù)監(jiān)測調(diào)查，其目的在于掌握榆林土地沙化和沙塵暴的發(fā)生、發(fā)展演變趨勢及相關(guān)的氣象、水文、土壤、植被及社會經(jīng)濟(jì)信息，分析其現(xiàn)狀及動態(tài)變化，為政府制定防沙治沙與防治荒漠化的政策和長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃、保護(hù)、改良和合理利用國土資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)[2]。

1 監(jiān)測調(diào)查區(qū)域概況

榆林沙化地區(qū)定位監(jiān)測點設(shè)在毛烏素沙地東南部榆林市西北地區(qū)荒漠化土地區(qū)域，位于

107°14′—110°36′E? 、 37°57′—39°35′N，包括定邊、靖邊、橫山、神木、府谷、佳縣和榆陽等7個縣（市、區(qū)）的99個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）30個農(nóng)林場。該區(qū)域?qū)倥瘻貛Ц珊蛋敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，主要特點是干旱少雨多風(fēng)沙，年平均氣溫7.8～8.4? ℃，年均降水量400 mm左右，主要集中在7—9月，占全年的60%～70%，多年平均蒸發(fā)量1 198.5 mm，無霜期短，冬春兩季盛行西北風(fēng)，春季多沙塵，干旱、霜凍、暴雨、大風(fēng)、冰雹等氣象災(zāi)害時有發(fā)生。該區(qū)域以風(fēng)沙土為主，沙化土地分布特點是沙化程度由東南向西北逐步遞增，是植物地理學(xué)上的重要分界線，具有地域上的獨特性和代表性[3]。該區(qū)域的植被類型主要是耐寒、抗旱的沙旱生灌木和半灌木。

2 監(jiān)測調(diào)查的內(nèi)容和方法

2.1 氣象因子

主要調(diào)查降雨量、蒸發(fā)量、平均風(fēng)速、沙塵暴日數(shù)等因子，數(shù)據(jù)主要來自榆林荒漠生態(tài)站自動氣象觀測系統(tǒng)的定位監(jiān)測數(shù)據(jù)和榆林市榆陽區(qū)氣象局的數(shù)據(jù)。

2.2 土壤因子

主要調(diào)查土壤體積含水量。在監(jiān)測區(qū)域的4個點使用便攜式土壤水分測量儀（TRIME—PIC064）進(jìn)行土壤體積含水率監(jiān)測；用恒質(zhì)量鋁盒、環(huán)刀等工具采集土樣稱其濕質(zhì)量，帶回實驗室放進(jìn)烘箱，105 ℃烘4 h稱其干質(zhì)量，計算土壤含水量：

土壤含水量=（土壤濕質(zhì)量-烘干土質(zhì)量）/烘干土質(zhì)量×100%。

2.3 植被因子

調(diào)查植被類型、植被種類、植被長勢、植被蓋度、植被密度及生物量等因子。根據(jù)沙化土地分布特點和植被分布狀況設(shè)置樣方進(jìn)行監(jiān)測。每個樣地設(shè)置2個樣方，灌木林地樣方設(shè)置規(guī)格為5 m×5 m，沙化草地樣方設(shè)置為1 m×1 m;設(shè)置樣地12個，樣方24個，每年5月中旬到9月中旬對樣方進(jìn)行1次監(jiān)測，一年調(diào)查5次。

2.4 地下水位

主要是對觀測井的地下水位進(jìn)行觀測。觀測井的布設(shè)有6口，主要在農(nóng)田灌溉區(qū)、移民生態(tài)新區(qū)、礦區(qū)等典型土地上，每年對觀測井的水位觀測5次，取平均

值，標(biāo)記井號及所在位置經(jīng)緯度等。使用美國生產(chǎn)的AMSINC AMS 60 m水位尺觀測水位。

3 監(jiān)測調(diào)查結(jié)果與分析

3.1 氣象因子

通過對2018-2022年榆林沙化地區(qū)氣象因子的監(jiān)測調(diào)查結(jié)果（表1）可以看出：榆林沙區(qū)5年的平均降水量為470.32 mm左右，降水量雖有波動，但總體上和歷年相比，還是有所升高，只是降水量分布不均勻；年蒸發(fā)量變化不明顯，稍微有所下降，影響不大；揚沙和沙塵暴的天數(shù)相比以前有減少的傾向，這與植被和生態(tài)環(huán)境的改善有著密不可分的關(guān)系；而風(fēng)速、大風(fēng)日數(shù)的變化應(yīng)該與全球環(huán)境的變化有關(guān)。氣象因子的監(jiān)測調(diào)查結(jié)果也從另一方面反映出植被的覆蓋情況。

3.2 土壤因子

從表2可以看出，監(jiān)測點由于地表植被和土壤立地類型的不同，在降水量相同的條件下，土壤含水率卻有差別。2018-2022年監(jiān)測調(diào)查結(jié)果表明：無灌溉耕地土壤平均含水率最大，平均為8.75%；沙化灌木林地土壤平均含水率最小，平均為4.63%。從數(shù)據(jù)可以得出，監(jiān)測點土壤含水率由高到低依次為：無灌溉耕地＞沙化草地＞沙化人工喬木林地＞沙化灌木林地，究其原因是無灌溉耕地地表覆蓋黃土，土壤結(jié)構(gòu)較沙化土地土壤質(zhì)地緊密，孔隙度小，水分不易蒸發(fā)，保水鎖水能力強；草地是下濕灘地，草地根系生長緊密，對水的束縛力也強，加之下濕灘地有少量黏土，所以水分流失慢，這也是草地水分高于沙化喬木林地和灌木林地的原因。由此總結(jié)出，榆林沙化土地適宜種植草本植物保水保墑，防止土壤再遭沙化。

3.3 植被因子

植被覆蓋及其變化是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境變化的重要指標(biāo)[4]。從表3數(shù)據(jù)可以看出：由于該區(qū)的氣候因素，榆林沙化地區(qū)地帶性植被沒有發(fā)育完成，只是形成了以沙生植被為主體的沙生植物群落，主要特點是抗旱、耐寒、抗風(fēng)蝕。在固定沙地和半固定沙地上分布著部分沙生植被，固定沙地主要有沙蒿（Artemisia ordosica）、檸條（Caragana korshinskii）、沙竹（Phyllostachys propinqua）、針茅（Stipa capillata）、牛心樸（Cynanchum hancockianum）等；流動沙丘地帶分布著沙米（Agriophyllum squarrosum）、沙竹（Phyllostachys propinqua）等；在下濕灘地分布著寸草（Carex duriuscula）、沙柳（Salix cheilophila）、蘆葦（Phragmites australis）等；除此還有一些人工林，如樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica

）、油松（Pinus tabulaeformis） 、花棒（Hedysarum scoparium）、踏郎（Hedysarum fruticosum）、檉柳（Tamarix chinensis）、沙棘（Hippophae rhamnoides）、沙打旺（Astragalus adsurgens）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、草木犀（Melilotus officinalis ）等。在榆林沙化土地上至今還保存有原始的天然植被，如沙柳、沙地柏（Sabina vulgaris）、針茅、牛心樸等灌木和草本植物。綜上可以看出，植物種類變化不大，灌木草本生長量有所提高，每年監(jiān)測調(diào)查的時間正值植物開始生長和生長旺盛的季節(jié)，這段時間也是降雨集中時間段，雨熱同季，植被生長量增加，降低了沙塵暴和土地沙化的發(fā)生，從這個角度和監(jiān)測調(diào)查結(jié)果可看出，植被尤其灌草植被的生長量、蓋度和生物量都較大。但早年的飛播林地植被的生長和生物量都有所下降，其原因是沒有及時平茬復(fù)壯，致使衰老枯死，加之禁牧不嚴(yán)，煤礦開采造成地下水位下降，使植被受損。總體看，植被數(shù)量和生長量呈上升趨勢。

3.4 地下水位

從表4可以看出，觀測井的水位總體呈下降趨勢。地下水位下降最大的是靠近礦區(qū)的水位，靠近沙化耕地的觀測井水位升降變化不大（即使有波動也是與季節(jié)性農(nóng)田灌溉有關(guān)），地下水位的變化和降水量也有直接關(guān)系，且呈正相關(guān)，在降水量同等情況下，靠近采礦區(qū)的觀測井地下水位下降幅度大，其原因是采煤時，一定程度上破壞地下水體，造成采空區(qū)與地表水和地下水體滲漏，從而使地下水位下降；而遠(yuǎn)離采礦區(qū)的觀測井的地下水位波動卻比較小，甚至還有地下水位稍微回升的趨勢。植被的生長也直接或間接地受地下水位變化的影響。

4 結(jié)論

榆林沙化典型地區(qū)定位監(jiān)測是防治土地二次沙化的基礎(chǔ)工作。2018—2022年對榆林沙化地區(qū)—毛烏素沙地東南部榆林市西北地區(qū)荒漠化土地氣象、土壤、植被及地下水位的定位監(jiān)測調(diào)查得出一手翔實的資料數(shù)據(jù)，針對這些數(shù)據(jù)做出了分析，結(jié)果表明，榆林沙化地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有所改善，植被蓋度、生長量和生物量均有向好發(fā)展趨勢，沙塵危害減輕，土地沙化程度降低。這些都和降水量有關(guān)，同時也和國家政策導(dǎo)向及開展荒漠化和沙化定位監(jiān)測工作密不可分；但還存在沙生植物受衰老退化、墾殖過牧和采礦頻繁等的因素影響，該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境依舊存在敏感性和脆弱性，生態(tài)系統(tǒng)尚不穩(wěn)定。根據(jù)監(jiān)測調(diào)查結(jié)果與多年的防沙治沙經(jīng)驗總結(jié)出：種植草本植物尤其是豆科的灌草植物是防風(fēng)固沙，更是保持水土流失，避免二次沙化的首選植物，同時建議實施以草本（多豆科）為主，喬灌草相結(jié)合的配套種植模式，以提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使綠色生態(tài)穩(wěn)定持久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 王亮，邵亞平，陶金鼎，等.甘肅阿克賽縣當(dāng)中泉區(qū)域植被現(xiàn)狀調(diào)查分析[J].國土與自然資源研究，2020（4）：92-95