鄂温克旗沙化草原植被及风蚀量监测研究

2013-09-08佟爱武张宝珠白相连葛士林敖云布和

中国水土保持 2013年9期

佟爱武，张宝珠，白相连，红燕，葛士林，敖云布和

(1.辉河苏木林业工作站，内蒙古鄂温克旗 021100;2.鄂温克旗林业局，内蒙古鄂温克旗 021100;3.锡尼河林场，内蒙古鄂温克旗 021100;4.伊敏苏木林业工作站，内蒙古鄂温克旗 021100;5.巴彦嵯岗苏木林业工作站，内蒙古鄂温克旗 021100)

鄂温克旗沙地是呼伦贝尔沙地的一部分，具有脆弱性、可恢复性、可逆性的特点［1］。鄂温克旗地处中温带半干旱大陆性季风气候区，年降水量330 mm左右，冬季寒冷漫长，大风天气多，受冻害影响地表土壤疏松干燥。风蚀是造成鄂温克旗草场沙化最重要的自然因素，也是推动固定沙地向半固定、流动沙地转化的重要因素［2-3］。开展沙化草原区植被和风蚀量监测研究，对于深入了解风蚀沙化机理及开展风蚀坑治理具有重要的意义［4-5］。

1 监测区概况

监测样地布设于鄂温克旗伊敏苏木必鲁图嘎查的沙化草场，地理坐标为 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)，约占年降水量的70%，全年蒸发量1 412.8 mm。主风向为东北风，年均风速达3.3 m/s，年大风日数12 d，年无霜期100 d左右，土壤为栗钙土，沙化类型有流动沙地、半固定沙地、固定沙地和露沙地。

2 研究方法

(1)监测样地选择。依据沙化类型的不同，在监测区分别选择流动沙地、半固定沙地、固定沙地3种类型的沙地作为监测样地。

(2)植被调查。于2012年6月中旬采取样方调查的方法调查植物的种类及盖度情况，在每种类型的沙地每隔20 m设置1组1 m×1 m的植被调查样方，每组样方设3个重复，将样方中的所有植被采集后带回工作室进行种类鉴定。

(3)风蚀量监测。采用标桩法进行风蚀量监测［4］。标杆为100 cm长的三角铁，打入地下的深度为60 cm，地上部分留有40 cm。标杆按照线性布局的方式布设，按东西走向每组的标杆数为21个，间距5 m，每组标杆设3个重复，呈平行分布，组间距为20～50 m。标杆设立时间为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日分别测量一次标杆高度，同时记录标杆距覆沙边缘的距离，以计算沙地的扩张速度。

3 结果分析

3.1 植被种类及盖度调查结果

如表1所示，在鄂温克旗的沙化草场上生长的植物主要有16种。从植被类型上看，16种植物有1种是灌木——沙地锦鸡儿(Caragana davazamciiSancz)，其他15种为草本植物。从植被盖度上看，随着植被盖度的降低(即沙化程度的加重)植物种类在减少，其中固定沙地上常见的植物种类有13种，半固定沙地上常见的植物种类有10种，流动沙地上可见的植物种类仅为4种。值得关注的是:在沙化草场由露沙地向固定沙地演化的过程中，冷蒿、狼毒大戟、瑞香狼毒3种植物的盖度明显增大，增幅分别达2.00、1.83、1.50倍，可见这3种植物对草原的沙化响应比较敏感，可作为草原沙化趋势的指示性植物。

3.2 年风蚀深度和沙埋厚度测定结果

在本地区，风对土地沙化的作用主要表现在形成风蚀坑和沙埋形成沙丘两个方面。风蚀作用主要发生在迎风坡地及坡的顶部，沙埋主要发生在背风坡。如表2所示，随着植被盖度的降低，年均风蚀深度和沙埋厚度均增大，流动沙地的年风蚀深度和沙埋厚度最大，分别达60.0和55.5 cm。

表1 样地植被种类及盖度调查

表2 不同类型沙地风蚀量测定结果

3.3 年风蚀深度和沙埋厚度随季节变化的特征

风蚀会破坏土壤表层结构，将细小土粒吹走，造成土壤养分损失;被风带走的沙尘大部分在不远的下风向下沉，在草原上形成覆沙，掩埋了植被，造成草场沙化。在固定沙地上，风蚀和沙埋作用主要发生在春季的4—5月及秋季的9月(图1);在半固定沙地和流动沙地上，风蚀和沙埋作用主要发生在春季的4—5月(图2、3)。

3.4 覆沙扩张距离随季节变化的特征

在沙化草场上，由于风蚀的作用，造成沙地以覆沙的形式逐步向外扩张。沙化面积的扩张并不是均匀扩张的，向哪个方位扩张主要取决于常年盛行风的方向。在鄂温克旗地区，覆沙主要向西南方向扩张。由图4和观测资料可知，在固定沙地上，覆沙年扩张距离达25.4 m，扩张速度最快的时间是春季的4—5月;在半固定沙地上，覆沙年扩张距离达47.5 m，扩张速度最快的时间是在春季的4—5月及秋季的9月;在流动沙地上，覆沙年扩张距离达94.8 m，扩张速度最快的时间是在春季的4—5月。