劉建華

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

植被是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，科爾沁沙地南緣土壤瘠薄，養(yǎng)分含量低，保水保肥能力差，限制著該區(qū)林、牧業(yè)生產的發(fā)展，分析沙地植被生物量與養(yǎng)分、水分的關系，有助于了解沙地修復的進程及營養(yǎng)的積累和循環(huán)，對于該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)結構和功能有重要意義[1]，本研究通過不同類型的沙地植被分析，為沙化土地治理提供材料積累，為今后植被研究提供參考。

1 試驗區(qū)概況

試驗地位于遼寧省阜新市科爾沁沙地東南邊緣的彰武章古臺固沙造林實驗林場萬畝林工區(qū)，地處42°43′—42°51′ N，121°53′—122°22′ E，海拔226.5 m。屬亞濕潤干旱區(qū)，干旱多風是這里的最大特點。年降水量480 mm，且多集中于6—8月，年蒸發(fā)量約為降水量的3倍，空氣相對濕度60.4%。年均氣溫6.1 ℃，1月份平均氣溫-13.7 ℃，7月份平均氣溫24.1 ℃，極端最低氣溫-34.1 ℃，極端最高氣溫43.2 ℃，≥10 ℃積溫3 000～3 300 ℃，無霜期154 d。該地區(qū)降水年度變化也很大，最大年降水量為744.8 mm，最小年降水量為262.3 mm，光照充足，日照時數(shù)為2 680～2 853 h。年均風速3.0～3.7 m·s-1，最大風速達25 m·s-1，年風速≥3 m·s-1的日數(shù)為160 d。以風沙土為主。

2 研究方法

土壤全N測定采用凱氏定氮法；土壤全P測定采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法；土壤全K采用NaOH熔融-火焰光度法[2]。

2017年在萬畝林工區(qū)內，選擇起源相同的半流動沙地、固定沙地、30年生樟子松林地，設置10 m×10 m的樣方，在樣方內選擇5個點，每個點設1 m×1 m的小樣方進行植被調查，并選擇一塊50 cm×50 cm的地塊進行地上地下生物量測量[3]，對地下部分按照0～10、10～20、20～30和30～40 cm進行分層收集。土壤含水率采用烘干稱重法測量。

3 結果分析

3.1 降雨與土壤含水率及植物根系生物量的關系

從圖1中可以看出，土壤含水率和降雨量呈正相關關系，7月含水率小，8月增大，9月降至新低。固定沙地的含水率變化較大，在7月時較低，8月升高，9月達到最低，林地整體含水量較高，受降雨因素影響最小，其中0～40 cm土層含水率相差不大，但10～20 cm土層含水率普遍較高。

圖1 不同立地土壤含水率與降雨的關系

圖2不同深度土層含水率和植被生物量的關系

從圖2可見，隨著土層深度的增大，植被根系生物量呈下降趨勢，大部分生物量都集中在0～20 cm土層當中，這個趨勢隨著植被的穩(wěn)定程度增加而增加，半流動沙地30～40 cm土層中仍有10%～20%的生物量，固定沙地的生物量2%～7%，林地則為1%以下。

3.2 不同立地土壤養(yǎng)分狀況

表1 不同立地土壤養(yǎng)分含量

從表1中可以看出三種立地中有機質含量林地較高，速氮含量半流動沙地略高，速磷、速鉀含量半流動沙地略低，土壤養(yǎng)分含量為表層大于深層，三種立地之間養(yǎng)分含量綜合比較差異不大，半流動沙地速氮量較大。

3.3 不同立地與植被生物量關系

不同立地的生物量見圖3，固定沙地生物量最大，林地其次，最小的是半流動沙地的生物量，但是地下部分生物量最大的是林地，林地地上部分生物量小于半流動沙地。按照年內時間順序來看，林地和固定沙地都是8月生物最大，7月次之，9月最小，半流動沙地則是7月略大于8月。

圖3 不同立地植被生物量的變化

3.4 當前立地與20年前立地土壤養(yǎng)分對比

表2 與20年前土壤養(yǎng)分對比 %

2017年與20年前當?shù)夭輬鐾寥鲤B(yǎng)分對比見表2。由表2可知，全磷略有下降，全氮、全鉀基本保持一致，總體上看土壤養(yǎng)分含量變化不大。

4 結論與討論

3種立地中林地土壤含水率最大，固定沙地土壤含水率最小，這與地上部分生物量呈正相關。與地下部分生物量相關性有待進一步驗證。

隨著土層深入，養(yǎng)分略有降低；水分基本一致，但10～20 cm這一層次水量普遍略大；根系生物量集中在0～20 cm這一層次，隨著土層加深，生物量急劇減少?？梢娭脖簧锪颗c土壤養(yǎng)分相關性不大，主要是受水分條件影響。

經過20年的利用，土壤中全磷有所降低，這意味著生產消耗了林地中的磷元素，且一直未得到有效補充，今后適當補充林地磷元素會有助于林地向好的方向演替。