不同改良措施對輝河沙地植被恢復(fù)的影響研究

試驗通過調(diào)查輝河沙地小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地植被與山竹巖黃芪飛播樣地植被，分析不同改良措施對沙地恢復(fù)的影響。試驗選取了小葉錦雞兒自然恢復(fù)沙地和山竹巖黃芪飛播兩個典型樣地進行樣線調(diào)查。結(jié)果表明，試驗地共出現(xiàn)植物15 科34屬38種，在山竹巖黃芪飛播沙地，建群種植株生長狀況，植被覆蓋度都有所提高，植被群落組成成分相比小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地更為復(fù)雜，植物種類明顯增多，且群落伴生物種功能群組成上也發(fā)生了明顯變化。

輝河沙地；小葉錦雞兒；山竹巖黃芪

中國是世界上荒漠化最嚴重的國家之一，目前，全國荒漠化土地的面積已經(jīng)超過現(xiàn)有耕地面積的總和。近些年來，人們已經(jīng)意識到沙漠化帶來的嚴重后果并開始采取各種措施進行治理，其中最重要有效的手段就是植被建設(shè)與恢復(fù)，它成本低而且具有經(jīng)濟價值，對環(huán)境無副作用而且作用時間長。在進行植被建設(shè)時，大多選用沙生先鋒植被，其生態(tài)特點是：具有較發(fā)達的根系，甚至可以形成多層分布的水平根系，營養(yǎng)吸收能力強；繁殖能力很強；在沙地演替過程中可以退出沙地。在植被建設(shè)時，有單種飛播固沙種子，混合飛播固沙種子等方式。本試驗通過野外調(diào)查，研究了輝河沙地植被資源建設(shè)狀況、特征及沙地恢復(fù)狀態(tài)，旨在為呼倫貝爾沙地的保護與恢復(fù)建設(shè)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況和研究方法

1.1研究區(qū)概況。研究區(qū)位于呼倫貝爾市西南部鄂溫克自治旗境內(nèi)，地理坐標為48°09′～49°00′N，118°46′～119°43′E，海拔685～730m。研究區(qū)屬中溫帶大陸性氣候，冬季漫長而寒冷，夏季溫涼而短促，春秋兩季氣候變化劇烈，日照充足，年均日照時數(shù)約為2 950h；年平均氣溫為-2.4℃～2.2℃，無霜期約為110d，年平均降水量為300～350mm，降水集中在夏季；土壤類型主要為風(fēng)沙土，屬松林沙土和生草沙土，也有一部分屬于栗鈣土型沙土。

1.2研究方法

1.2.1樣地選擇。研究區(qū)植被類型主要為樟子松疏林、落葉闊葉疏林及樹林間雜草、沙地灌叢等。主要景觀為固定、半固定沙丘以及部分流動沙丘并存，最高與地表相差約20m，總體來說，沙丘地表植被覆蓋率較低。但其中一些沙丘經(jīng)過飛播固沙植被進行恢復(fù)，灌叢覆蓋率相對較大。經(jīng)過全面踏查，本次試驗最終選取了一個小葉錦雞兒自然恢復(fù)沙丘以及一個灌草方格狀山竹巖黃芪飛播沙丘作為試驗樣地，采用樣帶的方法進行調(diào)查。

圖1　試驗樣地設(shè)置

1.2.2調(diào)查方法。在兩個半固定沙丘上內(nèi)各選取1個定點，以定點為中心分別自西北方向往東西方向，順時針每隔60°角輻射狀設(shè)置一條樣線，每個沙丘做6條樣線，樣線規(guī)格均為100m(見圖1)。采用樣線的調(diào)查方法時，詳細調(diào)查并記錄每一個樣帶下的優(yōu)勢物種(主要以小葉錦雞兒和山竹巖黃芪為研究對象)的數(shù)量、高度以及冠幅，調(diào)查并記錄樣帶周圍伴生植物的種名以及科屬。

2　結(jié)果與分析

2.1不同改良措施沙地植物群落組成分析。本次試驗共調(diào)查并記錄沙地植物38種，隸屬于15科、34屬。調(diào)查結(jié)果顯示，在小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，建群種僅小葉錦雞兒一種，群落伴生植物種屬數(shù)較少，群落組成簡單，共出現(xiàn)植被9科14種，其中薔薇科所占比例較大，為21.43％；在山竹巖黃芪飛播樣地，群落建群種為小葉錦雞兒和山竹巖黃芪兩種植物，且群落伴生植物種數(shù)開始增加，出現(xiàn)了糙隱子草、蟲實、砂藍刺頭、沙米等沙地先鋒草本植物，同時，豆科植物所占百分比最大，為25.81％，菊科以及禾本科植物的百分比相比小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地都有所增加，而薔薇科植物所占百分比則下降了約15％。這個試驗結(jié)果說明山竹巖黃芪的出現(xiàn)對沙地天然植被的恢復(fù)產(chǎn)生了促進作用，且對于群落的結(jié)構(gòu)及群落的演替產(chǎn)生了一定的影響，使沙地植被群落向組成種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的良性方向發(fā)展。

表1　植物科組成

2.2不同改良措施沙地群落伴生植物功能群分析。在試驗沙地，植被群落中小葉錦雞兒及山竹巖黃芪占據(jù)了主要的空間和資源，所以在小葉錦雞兒自然恢復(fù)和山竹巖黃芪飛播兩個樣地中，群落建群種生活型均為灌木、半灌木，而伴生種在生活型功能群組成上，雖然都是以多年生草本為主體功能群，小灌木/半灌木與一二年生草本占少數(shù)，但兩個樣地相比，各功能群組成所占百分比各有不同，具體表現(xiàn)為：相比小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，山竹巖黃芪飛播樣地多年生草本百分比有所下降，為55.17％；而小半灌木及一二年生植被所占百分比則有所增加，分別為12％、34.48％(如圖2)。

圖2　植被生活型比較

在水分生態(tài)型功能群上，兩個試驗樣地總體表現(xiàn)為旱生植物多于中生植物。但各個功能群所占百分比也有差異，具體表現(xiàn)為：相對小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，在山竹巖黃芪飛播樣地旱生植物在群落中所占比例有所降低，中旱生植物所占百分比明顯下降為17.24％，而中生植物與旱中生植物所占比例則明顯上升，分別增長了5.31％和10.34％(如圖3)。這是由于山竹巖黃芪的出現(xiàn)對沙地環(huán)境的改善產(chǎn)生了一定的促進作用。

圖3　植被水分生態(tài)型比較

2.3建群種植物群落特征的變化。在小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地與山竹巖黃芪飛播樣地，植被群落的建群植物不同，分別是小葉錦雞兒和山竹巖黃芪，而建群種的特征也有明顯差異。其中，在小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，建群灌叢冠幅略低于山竹巖黃芪樣地的建群植物，但差異不顯著；在灌叢數(shù)、灌叢平均高度上，小葉錦雞兒樣地建群植物均顯著低于山竹巖黃芪樣地(見表2)。

表2　建群種群落特征分析

同時，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，在小葉錦雞兒樣地與山竹巖黃芪樣地，小葉錦雞同為建群種，但其灌叢數(shù)、植株高度及冠幅在兩個樣地間也存在著差異，具體表現(xiàn)為：灌叢數(shù)目小葉錦雞兒樣地要高于山竹巖黃芪樣地約29％，冠幅在山竹巖黃芪樣地相對于小葉錦雞兒樣地減少了約3％，在植株高度上，則表現(xiàn)為在小葉錦雞兒樣地顯著高于山竹巖黃芪樣地(p＜0.05)。

3　討論

小葉錦雞兒(Caraganamicrophrlla)系豆科錦雞兒屬，落葉灌木，其根系發(fā)達，具根瘤；山竹巖黃芪(Hedysarum fruticosum var.mongolicum)，又名楊柴，豆科黃芪屬，其主根為圓錐形，可深入土層2～3m，側(cè)根主要分布在15～70cm的土層內(nèi)，上面長有根瘤。小葉錦雞兒和山竹巖黃芪的適應(yīng)性都較強，均具有抗風(fēng)沙、耐高溫、耐干旱、耐貧瘠等特點，能在極為干旱瘠薄的半固定、固定沙地上生長，并能忍耐一定風(fēng)蝕。因此，小葉錦雞兒和山竹巖黃芪是防風(fēng)固沙的先鋒植物，對于改良沙地、提高沙地的肥力都具有積極作用。但由于山竹巖黃芪具有分蘗能力較強的變態(tài)莖，可以不斷地產(chǎn)生萌蘗株或新的生長根系，具有較強的無性繁殖能力且生長迅速，因而山竹巖黃芪可以串根成林，加之其植株高大，枝繁葉茂，因此山竹巖黃芪相對小葉錦雞兒的防護效益更高。這與本試驗結(jié)果相同。但也有一些研究指出，山竹巖黃芪與其他沙地植物混播固沙效果會更加顯著，曲娜等在對黃柳楊柴混交林固定沙丘成效研究中指出混播對沙地植被蓋度、多樣性等方面有明顯成效，在今后的試驗中可以在此方面作進一步的研究。

4　結(jié)論

4.1在植被群落組成上，相對小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，山竹巖黃芪飛播樣地沙地條件得到進一步改善，使得其他適應(yīng)性較強的物種侵入，植被群落組成物種增多，出現(xiàn)了蟲實、砂藍刺頭、沙米等先鋒草本植物，這使得植物多樣性大大提高。

4.2在群落伴生種生活型功能群組成上，山竹巖黃芪樣地出現(xiàn)了更多的一二年生草本植物和小/半灌木，而多年生草本植物所占百分比則有所下降；在水分功能群組成上，山竹巖黃芪飛播樣地中生植物所占百分比明顯高于小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，而旱生植物所占百分比則有所下降。

4.3在山竹巖黃芪飛播樣地，建群植物株叢數(shù)、高度、冠幅都要高于小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地，沙地植被覆蓋率相對小葉錦雞兒自然恢復(fù)樣地大大提高，而且在山竹巖黃芪飛播樣地，山竹巖黃芪成為沙地內(nèi)最有優(yōu)勢的物種，而作為先鋒物種的小葉錦雞兒則表現(xiàn)出數(shù)量逐漸減少、優(yōu)勢度下降的狀態(tài)。

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010022內(nèi)蒙古師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉美麗

021008呼倫貝爾學(xué)院烏仁其其格梁秀梅