鄂溫克旗沙化草原植被及風蝕量監(jiān)測研究

佟愛武，張寶珠，白相連，紅 燕，葛士林，敖云布和

(1.輝河蘇木林業(yè)工作站，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;2.鄂溫克旗林業(yè)局，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;3.錫尼河林場，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;4.伊敏蘇木林業(yè)工作站，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100;5.巴彥嵯崗蘇木林業(yè)工作站，內(nèi)蒙古鄂溫克旗 021100)

鄂溫克旗沙地是呼倫貝爾沙地的一部分，具有脆弱性、可恢復性、可逆性的特點［1］。鄂溫克旗地處中溫帶半干旱大陸性季風氣候區(qū)，年降水量330 mm左右，冬季寒冷漫長，大風天氣多，受凍害影響地表土壤疏松干燥。風蝕是造成鄂溫克旗草場沙化最重要的自然因素，也是推動固定沙地向半固定、流動沙地轉化的重要因素［2-3］。開展沙化草原區(qū)植被和風蝕量監(jiān)測研究，對于深入了解風蝕沙化機理及開展風蝕坑治理具有重要的意義［4-5］。

1 監(jiān)測區(qū)概況

監(jiān)測樣地布設于鄂溫克旗伊敏蘇木必魯圖嘎查的沙化草場，地理坐標為 N 48°22'1.8″—48°22'15.7″、E119°48'28.4″—119°49'0.2″，海拔 705—730 m，年均降水量345.6 mm，降水多集中在6—8月(降雨量241 mm)，約占年降水量的70%，全年蒸發(fā)量1 412.8 mm。主風向為東北風，年均風速達3.3 m/s，年大風日數(shù)12 d，年無霜期100 d左右，土壤為栗鈣土，沙化類型有流動沙地、半固定沙地、固定沙地和露沙地。

2 研究方法

(1)監(jiān)測樣地選擇。依據(jù)沙化類型的不同，在監(jiān)測區(qū)分別選擇流動沙地、半固定沙地、固定沙地3種類型的沙地作為監(jiān)測樣地。

(2)植被調(diào)查。于2012年6月中旬采取樣方調(diào)查的方法調(diào)查植物的種類及蓋度情況，在每種類型的沙地每隔20 m設置1組1 m×1 m的植被調(diào)查樣方，每組樣方設3個重復，將樣方中的所有植被采集后帶回工作室進行種類鑒定。

(3)風蝕量監(jiān)測。采用標樁法進行風蝕量監(jiān)測［4］。標桿為100 cm長的三角鐵，打入地下的深度為60 cm，地上部分留有40 cm。標桿按照線性布局的方式布設，按東西走向每組的標桿數(shù)為21個，間距5 m，每組標桿設3個重復，呈平行分布，組間距為20～50 m。標桿設立時間為2012年4月1日，于2012年5月1日、6月1日、7月1日、8月1日、9月1日、10月1日分別測量一次標桿高度，同時記錄標桿距覆沙邊緣的距離，以計算沙地的擴張速度。

3 結果分析

3.1 植被種類及蓋度調(diào)查結果

如表1所示，在鄂溫克旗的沙化草場上生長的植物主要有16種。從植被類型上看，16種植物有1種是灌木——沙地錦雞兒(Caragana davazamciiSancz)，其他15種為草本植物。從植被蓋度上看，隨著植被蓋度的降低(即沙化程度的加重)植物種類在減少，其中固定沙地上常見的植物種類有13種，半固定沙地上常見的植物種類有10種，流動沙地上可見的植物種類僅為4種。值得關注的是:在沙化草場由露沙地向固定沙地演化的過程中，冷蒿、狼毒大戟、瑞香狼毒3種植物的蓋度明顯增大，增幅分別達2.00、1.83、1.50倍，可見這3種植物對草原的沙化響應比較敏感，可作為草原沙化趨勢的指示性植物。

3.2 年風蝕深度和沙埋厚度測定結果

在本地區(qū)，風對土地沙化的作用主要表現(xiàn)在形成風蝕坑和沙埋形成沙丘兩個方面。風蝕作用主要發(fā)生在迎風坡地及坡的頂部，沙埋主要發(fā)生在背風坡。如表2所示，隨著植被蓋度的降低，年均風蝕深度和沙埋厚度均增大，流動沙地的年風蝕深度和沙埋厚度最大，分別達60.0和55.5 cm。

表1 樣地植被種類及蓋度調(diào)查

表2 不同類型沙地風蝕量測定結果

3.3 年風蝕深度和沙埋厚度隨季節(jié)變化的特征

風蝕會破壞土壤表層結構，將細小土粒吹走，造成土壤養(yǎng)分損失;被風帶走的沙塵大部分在不遠的下風向下沉，在草原上形成覆沙，掩埋了植被，造成草場沙化。在固定沙地上，風蝕和沙埋作用主要發(fā)生在春季的4—5月及秋季的9月(圖1);在半固定沙地和流動沙地上，風蝕和沙埋作用主要發(fā)生在春季的4—5月(圖2、3)。

3.4 覆沙擴張距離隨季節(jié)變化的特征

在沙化草場上，由于風蝕的作用，造成沙地以覆沙的形式逐步向外擴張。沙化面積的擴張并不是均勻擴張的，向哪個方位擴張主要取決于常年盛行風的方向。在鄂溫克旗地區(qū)，覆沙主要向西南方向擴張。由圖4和觀測資料可知，在固定沙地上，覆沙年擴張距離達25.4 m，擴張速度最快的時間是春季的4—5月;在半固定沙地上，覆沙年擴張距離達47.5 m，擴張速度最快的時間是在春季的4—5月及秋季的9月;在流動沙地上，覆沙年擴張距離達94.8 m，擴張速度最快的時間是在春季的4—5月。

圖4 覆沙擴張距離隨季節(jié)變化的特征

4 結語

(1)冷蒿、狼毒大戟、瑞香狼毒3種植物的蓋度水平對于沙化的響應比較敏感和顯著，尤其是在露沙草原向固定沙地的演化過程中，可作為草原沙化標志的指示性植物。

(2)風蝕和沙埋是造成草原沙化及沙化面積擴張的兩種最重要作用，且這兩種作用的發(fā)生都具有明顯的季節(jié)性特征，主要發(fā)生在春季的4—5月。因此，春季要嚴格控制在草場上破壞植被和擾動土壤的活動。

(3)在沙化草場上，覆沙的擴張速度較快，是造成沙化面積擴張的最重要因素，應該高度重視。因此，在沙地面積測量及治理過程中，要充分考慮到覆沙的潛在擴張效應。

［1］閆德仁，王玉華，姚洪林，等.呼倫貝爾沙地［M］.呼和浩特:內(nèi)蒙古大學出版社，2010:1-5.

［2］盧欣石，何琪.內(nèi)蒙古草原帶防沙治沙現(xiàn)狀、分區(qū)和對策［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2000，21(4):58-62.

［3］馬遠震，陳杰，王興武.呼倫貝爾沙地定位監(jiān)測［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設計，2006，29(3):20-24.

［4］戴海倫，金復鑫，張科利.國內(nèi)外風蝕監(jiān)測方法回顧與評述［J］.地球科學進展，2011，26(4):401-408.

［5］陳寶瑞，朱立博，李剛，等.呼倫貝爾草甸草原不同放牧強度下植被特征分析［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2000，31(4):67-71.