基于義糧灘分場紅砂實驗實施方案實踐探討

甘順天

（甘肅省武威市石羊河林業總場義糧灘分場，甘肅 武威 733399）

在干旱荒漠地帶，灌木能夠給生長于冠層下的草本植被提供陰涼以避免水分過快蒸發[1]。對于干旱半干旱地區而言，各個地區所采用的生態治理舉措、植物恢復舉措通過長期的探究與實踐經驗累積，取得了一定的成效，然而在理論方面要求有所創新、技術方面需要有一定升級[2]。成長在位置較低的陽面山坡和降雨較少的戈壁灘一帶的植物物種紅砂，對土壤肥力要求較低，在抵御寒冷、抗旱等方面均有突出優勢[3]。無論是在鹽漬化、強鹽漬化土地，還是在荒漠灰鈣土、灰粽荒漠土等類型的土地上均可以成長，是國內溫帶荒漠地區十分重要的一種植被，同時是有較大潛能的水土保物，此外還是荒山綠化的重要植物種類，是與新思路有較大一致概率的鄉土植被類型[4]。然而紅砂具有保育植被的特點與否，依舊需要進一步的探究。為此，本論文經過調研栽種在黃土高原降雨稀少地區紅砂植被所呈現為的群落特性和在分布方面的特征，以及特性對群落多元化所具有的作用機制，探究擁有保育效能與否以及在群落多樣化方面的影響體現形式，為黃土高原降雨稀少區域植被栽種這種生態整治措施的使用提供可靠根據。

1 研究區概況

紅砂是義糧灘分場半干旱溫帶荒漠的主要先鋒植物，義糧灘分場地處民勤縣東北方向，在東壩鎮東緣，東鄰東沙窩，西鄰夾河鄉黃案村，北鄰東壩鎮新華村，南鄰夾河鄉大坑沿林場。地形屬內陸荒漠區干涸多年的河床、河岸，地貌以沙灘為主，組成物有流沙、石礫等，大多數地段地勢平坦。土壤為荒漠土，土壤層次混亂，沙土、漠土、鹽土交錯分布，地塊復雜，土壤相對瘠薄，土壤有機質含量低。主要植被屬荒漠植被，具有明顯的地域特征，以矮化的灌木、半灌木或肉質泌鹽植物為主。天然植被主要種類為：紅砂、白茨，平均蓋度15～30%，草本植物分布較少，主要種類為蘆草、沙蓬等，平均蓋度5～10%之間。人工植被主要以沙棗及梭梭等為主。

研究區域位于義糧灘分場義糧灘林班、中路壩灘林班，位于甘肅省省武威市民勤縣以東32km，是十分有代表性的半干旱黃土丘陵溝壑區域，年度降水均值是311mm，具體而言，六成的降水出現在7月、8月、9月三個月份。海拔最低處1355m，最高處1375m。年度氣溫均值是6.9℃，年度蒸發均值是1446.14mm，比年度降水均值大很多。由于降雨稀少，蒸發嚴重，導致當地出現了嚴重的水土流失問題，自然環境特別脆弱，植物數量稀少，植被區系構成單一，群落架構缺乏多樣化。樣本一帶的自然植物體現出顯著的陽坡、陰坡差別。陽坡主要是紅砂，陰坡亦或半陽坡主要是豬毛菜、堿蓬、狗尾草，阿爾泰狗娃花、細枝鹽爪爪等一年生植物，紅砂蓋度5% ～ 85%。

2 研究目標與內容

2.1 實驗研究目標

以義糧灘分場管護區內紅砂分布面積廣，自生繁殖能力強，具有典型的不同代表地塊為紅砂實驗的科學依據。通過對不同地塊的調查、取樣，掌握紅砂在不同地塊的生物學特性、生長量和退化程度，為進一步試驗示范和大面積推廣應用提供使用依據。

2.2 紅砂實驗主要內容

（1）實驗地的選擇：選擇紅砂分布均勻，具有代表性的鹽堿地、沙化地、粘土地地塊。

（2）實驗地規格：采取五點取樣法：選擇30×30m的正方形樣方，在30×30m的樣方內四角抽取2×2m的正方形小樣方，中心抽取2×2m的小樣方。采用人力使用眼睛觀測的方式對蓋度進行評估，依照五級蓋度類別劃分法劃分蓋度組別：≤5%；6% ～ 30%；31% ～ 50%；51% ～ 75%；76% ～100%。然后把所有樣地中總體蓋度變化水平不超過5%的當做依據，采用隨機的方法確定其中的5個樣地。樣方調查研究是了解保育植物特性的前提，具體是檢測全部樣方植被的密度、蓋度、物種規模等，更進一步而言，使用游標卡尺測量基徑數值，總體把控所有物種的生活型。

（3）實驗內容：以超旱生灌木紅砂為研究對象，采用生態學、植物學和土壤學相結合，對不同地塊的生長特性進行取樣調查，對不同生境下紅砂的種群結構、動態、格局、種子萌發、變異、干旱的生理適應特性進行系統研究，對不同土壤條件下逆境脅迫適應性、抗逆性進行系統調查。掌握紅砂在不同地塊的生物學特性，生長量和退化程度，正確得出在植被稀疏、物種多樣性的干旱地區，不同土壤的保育植物特征。

3 實驗結果

3.1 紅砂地上生物量的估算

探究對象是生長在黃土高原的陽面山坡，紅砂為群落中十分突出的物種，占到很大比重，因為紅砂植株本身高度上漲不顯著，采用生長更多枝葉的方法實現蓋度增高的目標，植株顆數和冠幅表現為突出的線性關聯，另外還可以證實紅砂蓋度與地表生物數量間具有正面關聯關系，詳情見下圖1。

圖1 紅砂冠福與紅砂質量之間的關系曲線

通過對數據進行剖析可知，冠幅和質量兩個指標呈現為直線關聯關系，并且關系十分突出，紅砂冠幅和質量呈現為線性關聯：y=0.7643x-0.0161，R2=0.8709，（P＜0.001）。依據測量獲得的紅砂有關數值，采用此生物量估計方法，能夠得出每樣方紅砂生長數量。

根據植被生長型分類體系，所調研樣方中共包括半灌木兩種、灌木一種、草本植被七種。植被類型包括：駱駝蓬、狗尾草、紅砂、蓍狀亞菊、豬毛菜、阿爾泰狗娃花、蚓果芥、堿蓬等。

3.2 不同調查樣地主要植物物種分布

通過進行實驗且對結果進行分析可知，紅砂是性能優良的一種植物。在各個分布區間，生物多樣性處于較低水平，伴隨紅砂生物量與蓋度的變動，生物多樣性產生一定的差別。在植物蓋度低于5個百分點的時候，只有三種物種，除了紅砂之外，還有蚓果芥、豬毛菜，紅砂體積減小，雖然在樣方中此植物生物量占比較高，達到九成左右，然而豬毛菜多度處于第一位，在空白地區集聚，冠幅在2cm上下，高度也在2cm上下，喜歡鹽濕的物種堿蓬沒有涉及。在蓋度提升至26.65百分點梯度，狗尾草、堿蓬開始出現，然而其多度并不高。蓋度提升至48.73百分點梯度時，出現了7個物種，物種多樣性呈現為巔峰狀態，狗尾草、堿蓬多度提升，喜濕、耐陰的1年生植被蓍狀亞菊零星分布，然而多度并不高。蓋度提升至67.35個百分點的時候，蓍狀亞菊、堿蓬兩種物種的多度顯著提升，阿爾泰狗娃在灌木叢周圍的空閑空間產生；蓋度提升至84.26個百分點的時候，有四種物種同時存在，它們是紅砂、蓍狀亞菊、堿蓬，駱駝蓬，然而蓍狀亞菊與堿蓬兩個物種的多度未發生明顯變動。

3.3 紅砂蓋度對群落物種多樣性的影響

如果是保育植被，第一比周邊環境可以為目標物種種子發芽亦或苗木生長創造更理想的微環境，比如降低風的影響、避免動物將其吃掉、減短休眠時間、提供水分、調節溫度與濕度等等，讓目標植被的幼苗順利存活。堿蓬喜歡鹽濕的環境，需要土壤中濕度較高，因為莖葉具有顯著的肉質特征，葉子中儲存很多的水分，所以耐旱，種子休眠時間極短，碰上恰當的環境便可以快速生芽，快速發育，是其他鹽生植被群落相伴而生的物種，但是較高的紅砂蓋度可以為堿蓬創造更理想的發育條件。蓍狀亞菊屬于旱生小半灌木，不喜歡鹽漬化環境，耐干旱，為比較普通的伴生種。在此次實驗區域，這種植物出現在紅砂下面，并且大部分是一年生的植物。紅砂群落伴生物種的多樣性、物種豐富程度、密度伴隨生物數量的增多而增多，最終呈現為均衡狀態。

4 分析與討論

以義糧灘分場管護區內紅砂分布面積廣，自生繁殖能力強，具有典型的不同代表地塊為紅砂實驗的科學依據。經過實地調查、取樣分析、科學的得出紅砂在鹽堿地、沙化地、粘土地不同地塊的生物學特性。通過實驗，沙化地生長量大于鹽堿地和粘土地的生長量。

紅砂物候期：幼芽在4月上旬與中旬萌發，5月上旬生長出肉質葉子，花期是在6月底、7月初，結果在8月上旬，種子成熟的時間是9月底、10月初，秋天下霜之后葉子會變成紅色，到10月底植株全部變成紅色。和7月份比較，10月紅砂冠幅大幅變大，密度出現一定下降，然而并不明顯，柱高出現較小程度增長，新梢長度增長23.89個百分點，蓋度降低14.70個百分點，其一伴隨降雨季節到來，紅砂發育需要較多的水，紅砂繼續發育；其二因為一些紅砂自然衰退比較顯著，進而致使紅砂生長指標發生改變。5月紅砂植株含水率是14.80個百分點，7月紅砂植株含水率是31.07個百分點，10月紅砂植株含水率是22.82個百分點，由此可以知道，7月份紅砂水分蒸發較多，水分儲存性能下降，水分較易蒸騰，生長速度減慢，在很大程度上受水分因素的作用。在荒漠草原地帶物候期通常比荒漠區晚十到十五天。在具有代表性的荒漠區域，降雨量在50到100mm的環境下，植株高度通常是30到50cm，叢幅大并且松散，直徑大概處于40到150cm區間。鹽堿地上植株數量多并且生長量有限，粘土地生長量處于中等水平，沙化地生長量比較顯著。在沙化土上，在風沙將其埋在下面之后，會生長出新芽，頑強生長。

5 結語

在植被稀疏、物種多樣性較低的干旱地區，紅砂具有保育植物的特征。通過對不同地塊的調查、取樣。掌握紅砂在不同地塊的生物學特性，生長量和退化程度，為進一步試驗示范和大面積推廣應用提供使用依據。