古浪東北部沙區植物區系及其生態經濟功能分析

古浪東北部沙區植物區系及其生態經濟功能分析

張登紅，王具元

(甘肅林業職業技術學院，甘肅 天水 741020)

摘要通過對研究區經過一定時間演替的人工植被區系分析及其人工介入植物種經濟功能分析，認為當前植被群落區系與西北荒漠區大科植被的分布具有一定的相似性，基本達到自然演替階段，能發揮一定的生態防護功能。人為有經濟價值物種的介入，拓寬了當地農民的經濟收入渠道，提高了對生態環境保護的積極性，是一種良好的生態經濟模式。

關鍵詞植物區系；生態經濟功能

作者簡介：張登紅(1981-)，女，甘肅康縣人，講師，從事林業生態環境治理工作.

通訊作者：王具元(1975-)，男，甘肅定西人，碩士研究生，副教授，從事水土保持與荒漠化防治研究，Email：760318310@qq.com

中圖分類號：Q948

文章編號：1005-5215(2015)12-0075-03

收稿日期：2015-10-10

文章編號：1005-5215(2015)12-0078-03

騰格里沙漠南緣河西走廊地區作為甘肅、西北乃至全國商品糧基地、有色工業基地和石油化工工業基地的地位已經確立。但隨著人口的迅速增長，土地壓力增大，人口數量超過了生態環境的容量，資源過度利用，濫墾、濫牧、濫樵、濫采、濫用水資源、濫開礦等不合理人類活動導致了生態環境的惡化，粗放、落后的生產經營方式又加劇了這一過程。荒漠化加速擴展和蔓延，綠洲邊緣首當其沖，致使其農業生態環境遭到嚴重破壞，制約著現代農業的形成與發展。綠洲邊緣土地的合理利用及生態農業建設是一項將自然資源的合理利用、農業的持續發展與保護環境有機結合起來的戰略性課題。本項目在綠洲邊緣引進、研究、組裝高效生態農業建設模式基礎上，研究沙區豐富的光熱資源與有限的水資源的科學配置，合理地開發利用沙地資源，以期獲得沙區生態與經濟的雙贏，為荒漠化防治提供生態經濟模式。

1研究區概況

研究區——古浪縣黃花灘鄉，地處河西走廊東端，騰格里沙漠南緣，是古浪縣八個重點風沙口之一。地理位置37°45′—37°50′ N，103°02′—103°04′ E。氣候屬溫帶大陸性干旱氣候，光照豐富，輻射強，溫差大，干燥少雨，風大沙多且危害嚴重。年平均氣溫4.9 ℃，無霜期166 d，年均降水量170 mm左右，年均蒸發量1 769.9 mm。平均風速3.5 ms-1，≥8級大風年平均發生日數15.9 d，平均沙塵暴日數12.2 d。黃花灘鄉人口97 224人，總面積221.7 km2,占全縣總土地面積的23%，土壤主要為灰鈣土和風沙土；地貌類型以流動沙丘、白刺沙包和丘間低地為主。該區植被稀疏，種類單一，主要建群種以白刺、沙篙、沙米、苦豆子、刺蓬為主。農業發展的主要水資源以地下水灌溉為主，地下水逐年下降，有的地方已經超過40 m。

2沙區生態建設概況

從2001年開始以來，在項目區進行風沙口治理工程，至2003年完成項目區風沙治理任務后進行綠洲外圍植被生態建設，并進行綠洲內部農業產業結構調整。在綠洲外圍植被生態建設中，主要有風沙口機械沙障內生物措施設立的花棒、沙拐棗、白榆、梭梭、檉柳等灌木植被和綠洲外圍2 000 m內流沙地上植被恢復重建兩個部分。目前，灌木植被已經具有固定沙面的功能，灌下形成簡單結構的草本植被；流沙地植被建設中，為了達到較好的植被重建目的，利用一些鄉土植物的優勢環境適應能力進行荒漠綠洲過渡帶植被修復，采用人工干預與自然封育相結合的方法。首先在過渡帶進行部分必要的機械沙障建設，然后選擇適應性較強，防風固沙效果較好的沙蒿種子和項目區普遍適應且具有一定經濟價值的苦豆子大面積人工播種荒漠植物種子，最后進行封育管理。

3植物資源的區系特征

3.1　植物區系基本組成

植物區系是某一特定地區內生長的植物種類的總稱。它是植物界在一定自然環境中長期發展演化的結果，特別是在自然歷史條件下綜合作用、發展、演化的結果。因此植物區系的構成中蘊涵著大量歷史、地理、生態和系統進化的信息，對某一地區植物區系的調查研究是研究該地區不同時空尺度上植物多樣性的基礎。研究區綠洲外圍人工植被已經過自然演替已經失去人工痕跡，調查到植物種31種，隸屬于16科31屬(表1)。由表1可以看出，被子植物為主要物種，沒有裸子植物，被子植物中雙子葉植物所占比例較大。

表1　種子植物統計結果

3.2　科及其優勢科

研究區16科31屬植物中(表2)，大科屬種為藜科、菊科和禾本科，其中以藜科(7屬)居多，其次為菊科(5屬)和禾本科(4屬)，其他為單科屬種或少科屬種。3科分別占總屬種的22.6%、16.1%、12.9%，體現了大科植物對環境廣泛的適應性，而且在該荒漠區植物群落中發揮著重要的作用。結合植物生境，多年生草本荒漠植被占據絕對優勢，1年生草本主要為伴生種或干河床生長植物。荒漠植被主要為稀疏的白刺+沙蒿群落、沙蒿群落，群叢結構簡單，但蓋度較高，主要分布于沙灘。干河床生長植物蓋度不高，種類較多，但1年生植物所占比例相對較大。這種植被構成及其分布形式和西北荒漠區大科的分布具有一定的相似性，說明該人工植被已經達到適合當地氣候環境進行自然植被演替的階段。

表2　荒漠植被植物種

4植物資源經濟效益分析

沙區植被主要為生態防護功能，但經過人為有序、科學干預后，亦可為廣大沙區人民帶來經濟收入或便利的生活資源。經過實地考察及試種，苦豆子和沙芥開發潛力相當大，其次為沙棗果實和白刺果實，其他灌木可為沙區人民帶來生活上的便利以及其他用途，具體利用途徑如下所述：

苦豆子：群落特征為叢生連片生長；耐寒、耐旱、耐鹽堿，生態適應廣泛。地上部分多分枝，可在根莖各節發生新根，自然更新能力強，垂直根向下延伸2.0～2．5 m，有利于吸收水分，有良好的沙生特性，適合生長于半固定沙丘和固定沙丘的低濕處，既可補播于荒漠，提高荒漠植被蓋度，亦可種植于綠洲外圍防風固沙。長期以來作為一種有毒有害植物，在項目區及我國西北荒漠化地區廣泛分布，保持了一定的植被穩定性，資源相當豐富。

苦豆子有極高的經濟效益：苦豆子植物體內化學成分主要是蛋白質、糖類、有機酸、黃酮類、色素及生物堿。種子部分提取出的苦參總堿含有28種生物單堿，其中分離出的金雀花堿還是一種非常好的強心劑[1]；苦參堿具有很強的殺菌功能，四川生產的潔爾陰洗液，寧夏生產的苦參栓，以及用苦參堿生產的藥物衛生巾、護墊等醫療保健品已進入市場；以生物堿制成的苦參農藥是國際上公認的綠色天然無公害農藥。

苦豆子還具有很大的飼用價值：測定表明，提取生物堿后，豆渣中蛋白含量高達23.48%，粗脂肪4.93%，粗纖維為20.65%，無氮浸出物46.64%，利用這些殘渣可以加工成高營養蛋白飼料，用于家畜養殖，是解決荒漠化地區蛋白飼料短缺的一個重要途徑。地上部分枝條粗蛋白為17.66%，粗脂肪2.31%，粗纖維31.42%，無氮浸出物46.64%，在冬季干枯后，也可以采收加工成優質的粗飼料飼喂家畜[2]。試驗表明，用15%的苦豆子草粉代替苜蓿粉，用26%的豆渣代替豆餅育肥綿羊，增重效果比對照可提高16.3%。目前國際市場上苦參總堿價格15萬~18萬美元t-1，單體堿35萬~45萬美元t-1，金雀花堿350萬美元t-1。

沙芥：耐旱，在沙區廣泛分布，補播于沙區可提高植被蓋度。沙芥幼苗莖葉、成株嫩葉和根可供食用,其葉片肉質肥厚,有芥辣味,郁香爽口,是沙區人民喜食的嗜好性野菜。沙芥還有多種食療功能,因而被稱為“沙漠人參”、“魔術菜”；沙芥、沙蔥、苦菜混合腌制,營養、口味獨特,被稱為“沙地三寶”。沙芥莖和葉的粗蛋白含量為17．11%、維生素C 1001mg(100 g)-1、鈣1．8%，每公斤含鐵365 mg、鋅36 mg、銅19．6 mg,是一種高蛋白、高維生素，富鐵、鋅、銅的優質綠色蔬菜[3]。沙芥籽含有大量油脂，家畜特別愛吃，是一種很好的家畜飼料；沙芥全株均可入藥，具有行氣、止痛、消食、解毒，降脂減肥、滋陰潤肺、通便和防癌的功能。人工種植需水量少，經濟效益高而且能在自然狀態下的沙地生長,其生命力極強,是真正的綠色食品。因此,沙芥開發潛力巨大，可合理開發利用,為消費者提供特色鮮明的野菜食品。

沙棗：據初步調查，我國西北5省區沙棗面積在13萬hm2以上；河西走廊沙區有2.68萬hm2，“四旁”樹130多萬棵，分布面積較大。沙棗經濟效益極高。在每100 g果肉中，含總量為3 804.0 mg的17種氨基酸，其中人體必需的8種氨基酸占總量的23.16%[4]。每100 g果肉中還含有磷66.7 mg，鈣51.2 mg，鐵6.59 mg，鋅0.63 mg，錳2.90 mg，VC 6.10 mg，還含有微量的黃酮類物質和微量的尼克酸、硫銨素、核黃素和胡蘿卜素等。沙棗種子含油率達26%，可溶性糖16.53%；葉片含蛋白質4.0%、脂肪2.4%、糖15.7%[5]；沙棗還是一種淀粉植物。據測定，沙棗果肉約占全果質量的2/3，其營養成分接近玉米。沙棗果可鮮食，磨碎做面、釀酒、制醋等。沙棗面可以蒸饅頭、烙餅、做面條，還能做糕點、果醬、醬油等，每50 kg沙棗面可出60%的沙棗酒[6]。沙棗面出糖率50%，出醋率30%；以沙棗果為原料研制成沙棗汁、沙棗大香檳、沙棗果丹皮等系列產品，酸甜適宜，味醇厚，富有濃厚的沙棗特有的香味，具有豐富的營養，有助于消化、健胃、強身，深受國內外消費者的歡迎。沙棗花也是很好的蜜源，蜜蜂采釀的沙棗蜜含有多種維生素和礦物質，是高級營養、美容補品。

白刺：是河西走廊沙區廣布種，其果肉質多汁，酸甜可食，可治肺病和胃??；也能用以釀酒和制醋；果核還可榨油。雖然白刺面積極大、資源豐富，但目前還沒有大力開發，是很有開發前景的一個物種。

檸條：檸條不怕沙埋，萌發力很強，3~5 a平茬一次，平茬后每個株叢又生出30~60個枝條，形成茂密的株叢，平茬當年可長到1 m以上，固沙能力變強。檸條除做飼用外，檸條的枝條含有油脂，燃燒不忌干濕，是良好的薪炭材；其根具根瘤，有肥土作用，嫩枝、葉含有氮素，是漚制綠肥的好原料。種子含油，可提煉工業用潤滑油，干餾的油脂是治療疥癬的特效藥。根、花、種子均可入藥；樹皮含有纖維，能代麻制品；花開繁茂，是很好的蜜源植物。檸條在當地主要為籮筐等編織物材料及其蓋房壓頂材料。

新疆楊：莖稈直立，枝葉茂密是優良的農田防護林樹種。新疆楊材質也較好，紋理直，結構較細，一直是沙區主要的建筑、木材原料，可供建筑、家具等用途。

3.2.4組織體制的問題一是咨詢委員會(PAC)的作用發揮不夠，在大區域范圍內實施眾多內容的新森林計劃的咨詢和顧問，PAC難以應付，并且在時間上，委員的任期只有2年，除少數專家外，大多數委員不可能參加到實質性的工作當中。二是缺乏起指導作用的優秀研究員和資源管理人才。三是民主黨和共和黨對新森林計劃的實施存在很大分歧，因此，政治的介入使生態系統經營的實施存在極大不穩定因素。四是反環境保護和保護私有財產運動等形成了實施新森林計劃的很大阻力。此外，生態系統經營對聯邦所有土地共同管理，這也包括私有土地等。

參考文獻：

[1] Cawrse D C,R M Johns，D H lones. Ecosystem management in the upper chattooga[J].Joumal of forestry,1994,92(8)

[2] Wood CA. Ecosystem Management:achieving the new land ethic[J].Renew Nat Resour J,1994,12:6-12

[3] 陸元昌,甘敬.21世紀的森林經理發展動態[J].世界林業研究,2002,15(1):1-11

[4] 子貴端.生態系統管理學的概念框架及其生態學基礎[J].應用生態學報，2001,12(5):787-794