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,內蒙古鄂溫克旗 021100;2.鄂溫克旗林業(yè)局,內蒙古鄂溫克旗 021100;3.錫尼河林場,內蒙古鄂溫克旗 021100;4.伊敏蘇木林業(yè)工作站,內蒙古鄂溫克旗 021100;5.巴彥嵯崗蘇木林業(yè)工作站,內蒙古鄂溫克旗 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]。
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。
(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)植被調查。于2012年6月中旬采取樣方調查的方法調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。
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。
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查
表2 不同類型沙地風蝕量測定結果
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)。
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
(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:內蒙古大學出版社,2010:1-5.
[2]盧欣石,何琪.內蒙古草原帶防沙治沙現(xiàn)狀、分區(qū)和對策[J].中國農業(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].內蒙古林業(yè)調查設計,2006,29(3):20-24.
[4]戴海倫,金復鑫,張科利.國內外風蝕監(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].中國農業(yè)資源與區(qū)劃,2000,31(4):67-71.