雷春英，吳明，姜黎，吉小敏

(1.新疆林科院造林治沙研究所,新疆精河荒漠生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站, 新疆 烏魯木齊 830063；2.新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)林業(yè)工程質(zhì)量管理總站，新疆 烏魯木齊830000；3.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆 烏魯木齊 830011)

截至2014年底，新疆沙化土地總面積為7 470.64萬(wàn)hm2，占新疆總面積的44.87%，其中流動(dòng)沙地面積2 864.05萬(wàn)hm2，占新疆總面積的17.2%[1]。截至2019年1月，經(jīng)國(guó)家林業(yè)和草原局公告的國(guó)家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)有102個(gè)，已著手建設(shè)的有92個(gè)。其中新疆38個(gè)，已著手建設(shè)的34個(gè)。

封禁保護(hù)區(qū)建設(shè)工程完工當(dāng)年，所鋪設(shè)的草方格沙障確實(shí)發(fā)揮了固阻流沙的功效，然而在風(fēng)沙危害嚴(yán)重區(qū)域，固阻流沙的功效開(kāi)始減弱。若羌縣國(guó)道218羅布莊段國(guó)家沙化土地封禁保護(hù)區(qū)高立式沙障與草方格沙障于2015年10月下旬施工完畢。2016年11月上旬調(diào)查，已有100 m寬、3 850 m長(zhǎng)的草方格沙障被流沙全部掩埋。距草方格沙障外側(cè)10 m處，兩道間距10 m、高1.2 m的高立式沙障3 760 m全部被掩埋，3 240 m部分被掩埋，在218國(guó)道東側(cè)形成了一條寬20 m左右、長(zhǎng)7 km的沙壟。沙壟形成后，沙障的護(hù)路效果明顯降低，每遇大風(fēng)天氣，舌狀沙堆再次侵襲路面，妨礙過(guò)往車(chē)輛通行。

羅布麻(ApocynumvenetumL.)經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，可制藥、制茶，是優(yōu)良的纖維植物[2]。我國(guó)羅布麻資源曾經(jīng)十分豐富，但隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)野生原料的過(guò)度開(kāi)發(fā)，致使羅布麻資源急劇減少[3,4]。然而，羅布麻耐鹽、耐旱、抗寒、耐高溫、抗風(fēng)沙能力強(qiáng)，在惡劣的環(huán)境中仍然可以生存，在封禁保護(hù)區(qū)草方格沙障內(nèi)種植開(kāi)發(fā)羅布麻資源，既不與林農(nóng)爭(zhēng)地，又可延長(zhǎng)固阻流沙的功效發(fā)揮生態(tài)效益[2,5]，還可開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，拓寬管護(hù)經(jīng)費(fèi)來(lái)源。

由于工程固沙具有防沙功能的衰退性，即在發(fā)揮其功能的同時(shí)必然導(dǎo)致其功能衰退[6]，生物固沙受水源限制，在降水量小于300 mm的干旱地區(qū)，無(wú)灌溉條件下人工植被難以成活[7]。需要對(duì)衰退的機(jī)械防沙體系進(jìn)行反復(fù)修護(hù)，生物防護(hù)區(qū)域需修建灌溉水井，配備滴灌設(shè)施，工程治沙與生物治沙均需進(jìn)行持續(xù)的人力物力的投入，才能保障固阻流沙功能的持續(xù)作用。本試驗(yàn)擬探索利用草方格沙障提供的相對(duì)穩(wěn)定的局部環(huán)境，結(jié)合羅布麻對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性，既能延長(zhǎng)草方格沙障固阻流沙功效，又可適當(dāng)減少人力物力的投入。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

研究區(qū)位于新疆精河縣托托鄉(xiāng)境內(nèi)，天山北麓哈爾舒山山麓一帶。阿拉山口吹來(lái)的西北風(fēng)，垂直或斜交于哈爾舒山麓一帶。氣流受阻與山體摩擦，產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用，風(fēng)向改變?yōu)槲鞅憋L(fēng)或西風(fēng)。每年風(fēng)季地面松散的沙粒被風(fēng)裹攜形成風(fēng)沙流，在沙泉子大沙山一帶至沙丘道班，形成寬1 km、長(zhǎng)10余km的流沙帶。流沙帶上，分布有大小不等、類型不同的沙丘。年降水量70.95～133.25 mm[8]，由于有天然降水補(bǔ)給，沙丘普遍存在著懸著水濕沙層，4—11月流沙地0～60 cm沙層中含水量在1.579%～3.713%[9]。這一帶的植被以梭梭和白梭梭為主要建群種，伴生植物有艾比湖沙拐棗、木霸王、對(duì)節(jié)刺、豬毛菜等。半固定沙丘、沙地植被覆蓋度15%左右。天然羅布麻僅分布在與艾比湖濕地南緣交界區(qū)域，G30連霍高速公路南側(cè)區(qū)域未見(jiàn)天然羅布麻分布，僅種植有少量的羅布麻用于科研試驗(yàn)。

阿拉山口-獨(dú)山子石油輸送管道與烏—伊公路在哈爾舒山山麓一帶并行，相距600～2 000 m不等，管道兩側(cè)為半固定沙丘、沙地。因管道施工破壞了原有植被，作為水土保持工程的草方格沙障于2005年與管道建設(shè)同步完工，并對(duì)草方格沙障進(jìn)行常年維護(hù)，至今保存良好。

1.2 試驗(yàn)材料

羅布麻耐旱，因其葉片上下表皮均有發(fā)達(dá)柵欄組織，且葉表皮的角質(zhì)化層可以減少水分的大量蒸發(fā)[5]。

羅布麻耐鹽，其根系發(fā)達(dá)、入土深，可以通過(guò)表土重金屬鹽和輕鹽漬化深度2～3 m深的土壤層直達(dá)地下水層，以適應(yīng)土壤鹽漬化[5，10]。

羅布麻耐風(fēng)蝕沙壓，羅布麻當(dāng)年的新枝多萌發(fā)在枯枝叢內(nèi)，新枝在枯枝的保護(hù)下發(fā)芽和生長(zhǎng)，防止風(fēng)害[5]。

羅布麻既抗凍又耐熱。羅布麻的地下芽多分布于25～50 cm的土壤表層，且幼芽外面有芽孢保護(hù)，防止凍害，能適應(yīng)寒冷的氣候[5]。

羅布麻生長(zhǎng)于堿性土壤中(pH值>7.5)，幼苗出土期，土壤pH值在7.7～9.2；生長(zhǎng)旺盛期，土壤pH值在7.9～9.4；盛花期，土壤pH值在8.0～9.4[11]。

鹽漬化、干旱、低溫、炎熱、大風(fēng)頻繁這些環(huán)境因素限制了植物的生長(zhǎng)，當(dāng)這些環(huán)境因素相互疊加并伴有豐富的沙源時(shí)，為保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境不得不建立機(jī)械防沙體系。羅布麻在鹽堿化、干旱、低溫、炎熱、風(fēng)沙環(huán)境仍能存活甚至正常生長(zhǎng)。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分別設(shè)置在烏—伊公路沙丘道班附近和阿拉山口——獨(dú)山子石油輸送管道110樁號(hào)附近。選取寬4 m、長(zhǎng)5 m的無(wú)植被的草方格沙障區(qū)域，在沙丘道班附近選2處，石油輸送管道110樁號(hào)附近選1處。羅布麻種植采用分株，種植時(shí)間為春季解凍后羅布麻萌動(dòng)前。2019年3月25日栽植新挖的羅布麻株叢，每個(gè)1 m×1 m的草方格沙障內(nèi)栽植4叢，沿四個(gè)角各栽植1叢，且保留20～25 cm的地上莖。栽植后不進(jìn)行灌溉撫育，任其自然生長(zhǎng)。

在上述草方格沙障內(nèi)采集0～20 cm和20～40 cm深度土壤樣品，同時(shí)采集外圍鄰近區(qū)裸沙地土壤樣品，共采集土壤樣品54份。分析土壤pH值、總鹽、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀。土壤鹽漬化程度分級(jí)參照新疆本地機(jī)構(gòu)按不同土層深度土壤鹽漬化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[12]。

試驗(yàn)指標(biāo)為萌發(fā)方格(有羅布麻萌發(fā)的方格)、萌發(fā)方格占比、萌發(fā)株(有萌發(fā)芽出露或枝條的羅布麻株叢)、萌發(fā)株占比、萌芽數(shù)(萌芽數(shù)包含新出露的地下芽)、平均萌芽數(shù)(每叢萌發(fā)的株數(shù))、存活數(shù)、保存率。

2 結(jié)果與分析

2019年4月下旬羅布麻開(kāi)始陸續(xù)萌發(fā)，6月中旬對(duì)羅布麻萌發(fā)狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，萌芽方格占比80%以上，平均91.67%，說(shuō)明80%以上的草方格內(nèi)有羅布麻成活。萌發(fā)株占比45%以上，平均69.58%，說(shuō)明在干旱區(qū)無(wú)灌溉條件下，羅布麻株叢萌發(fā)率可達(dá)45%以上。每個(gè)株叢萌發(fā)枝條1～7株不等，平均1.7株。

7月中旬，因110樁號(hào)試驗(yàn)羅布麻被黃羊啃食，僅可見(jiàn)殘存的部分莖稈出露地面，無(wú)完整植株存留。沙丘道班a試驗(yàn)點(diǎn)羅布麻遭受?chē)?yán)重的斑枯病(Septoriaapocyni)，絕大部分植株已經(jīng)枯死或萎蔫，僅個(gè)別殘存幾片殘葉，已無(wú)健康植株。沙丘道班b試驗(yàn)點(diǎn)病害輕微，尚有存活枝條。

7月19日調(diào)查沙丘道班b試驗(yàn)點(diǎn)保存率，結(jié)果見(jiàn)表2。20個(gè)萌發(fā)方格，萌芽株合計(jì)120株，存活數(shù)合計(jì)65株，平均保存率為58.65%。僅1個(gè)方格無(wú)存活株，其余方格存活枝條為1～7株不等，有存活植株方格占比95%。保存率≥50%的萌發(fā)方格12個(gè)，其中全部存活的方格有4個(gè)。

表1 羅布麻萌發(fā)狀況

表2 羅布麻保存狀況

3 結(jié)論與討論

在年降水量為70.95～133.25 mm風(fēng)沙區(qū)草方格沙障中，采用無(wú)灌溉分株繁殖法種植羅布麻的株叢平均萌發(fā)率為45%～88.75%。在大風(fēng)、干旱、炎熱、土壤瘠薄偏堿性的惡劣環(huán)境中，遭受輕微病蟲(chóng)侵害，未發(fā)生野生動(dòng)物啃食情況下，無(wú)灌溉、無(wú)人工撫育條件下，羅布麻的平均保存率為58.65%，植被恢復(fù)效果明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，羅布麻對(duì)非生物逆境具有良好的適應(yīng)性，草方格沙障內(nèi)種植羅布麻以延長(zhǎng)草方格沙障固阻流沙功能的措施具有可行性。

由于斑枯病造成的羅布麻莖稈枯死，影響其生長(zhǎng)發(fā)育[13]，造成沙丘道班a試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)被迫中斷。110樁號(hào)試驗(yàn)點(diǎn)羅布麻遭受野生黃羊啃食，保存率調(diào)查難以進(jìn)行，該處試驗(yàn)被迫中止。表明若采取防止野生動(dòng)物干擾措施和病害防治措施，本試驗(yàn)效果將更加理想。

利用羅布麻對(duì)非生物逆境良好的適應(yīng)性，在草方格沙障提供的相對(duì)穩(wěn)定的局部環(huán)境中，開(kāi)展羅布麻無(wú)灌溉種植，既延長(zhǎng)了草方格沙障固阻流沙的功效，又克服了生物固沙措施對(duì)水源保障的依賴。另外，羅布麻病害嚴(yán)重影響了試驗(yàn)效果，目前針對(duì)羅布麻病害的研究報(bào)道極少，建議開(kāi)展羅布麻病害防治研究。