古浪东北部沙区植物区系及其生态经济功能分析

古浪东北部沙区植物区系及其生态经济功能分析

张登红，王具元

(甘肃林业职业技术学院，甘肃 天水 741020)

摘要通过对研究区经过一定时间演替的人工植被区系分析及其人工介入植物种经济功能分析，认为当前植被群落区系与西北荒漠区大科植被的分布具有一定的相似性，基本达到自然演替阶段，能发挥一定的生态防护功能。人为有经济价值物种的介入，拓宽了当地农民的经济收入渠道，提高了对生态环境保护的积极性，是一种良好的生态经济模式。

关键词植物区系；生态经济功能

作者简介：张登红(1981-)，女，甘肃康县人，讲师，从事林业生态环境治理工作.

通讯作者：王具元(1975-)，男，甘肃定西人，硕士研究生，副教授，从事水土保持与荒漠化防治研究，Email：760318310@qq.com

中图分类号：Q948

文章编号：1005-5215(2015)12-0075-03

收稿日期：2015-10-10

文章编号：1005-5215(2015)12-0078-03

腾格里沙漠南缘河西走廊地区作为甘肃、西北乃至全国商品粮基地、有色工业基地和石油化工工业基地的地位已经确立。但随着人口的迅速增长，土地压力增大，人口数量超过了生态环境的容量，资源过度利用，滥垦、滥牧、滥樵、滥采、滥用水资源、滥开矿等不合理人类活动导致了生态环境的恶化，粗放、落后的生产经营方式又加剧了这一过程。荒漠化加速扩展和蔓延，绿洲边缘首当其冲，致使其农业生态环境遭到严重破坏，制约着现代农业的形成与发展。绿洲边缘土地的合理利用及生态农业建设是一项将自然资源的合理利用、农业的持续发展与保护环境有机结合起来的战略性课题。本项目在绿洲边缘引进、研究、组装高效生态农业建设模式基础上，研究沙区丰富的光热资源与有限的水资源的科学配置，合理地开发利用沙地资源，以期获得沙区生态与经济的双赢，为荒漠化防治提供生态经济模式。

1研究区概况

研究区——古浪县黄花滩乡，地处河西走廊东端，腾格里沙漠南缘，是古浪县八个重点风沙口之一。地理位置37°45′—37°50′ N，103°02′—103°04′ E。气候属温带大陆性干旱气候，光照丰富，辐射强，温差大，干燥少雨，风大沙多且危害严重。年平均气温4.9 ℃，无霜期166 d，年均降水量170 mm左右，年均蒸发量1 769.9 mm。平均风速3.5 ms-1，≥8级大风年平均发生日数15.9 d，平均沙尘暴日数12.2 d。黄花滩乡人口97 224人，总面积221.7 km2,占全县总土地面积的23%，土壤主要为灰钙土和风沙土；地貌类型以流动沙丘、白刺沙包和丘间低地为主。该区植被稀疏，种类单一，主要建群种以白刺、沙篙、沙米、苦豆子、刺蓬为主。农业发展的主要水资源以地下水灌溉为主，地下水逐年下降，有的地方已经超过40 m。

2沙区生态建设概况

从2001年开始以来，在项目区进行风沙口治理工程，至2003年完成项目区风沙治理任务后进行绿洲外围植被生态建设，并进行绿洲内部农业产业结构调整。在绿洲外围植被生态建设中，主要有风沙口机械沙障内生物措施设立的花棒、沙拐枣、白榆、梭梭、柽柳等灌木植被和绿洲外围2 000 m内流沙地上植被恢复重建两个部分。目前，灌木植被已经具有固定沙面的功能，灌下形成简单结构的草本植被；流沙地植被建设中，为了达到较好的植被重建目的，利用一些乡土植物的优势环境适应能力进行荒漠绿洲过渡带植被修复，采用人工干预与自然封育相结合的方法。首先在过渡带进行部分必要的机械沙障建设，然后选择适应性较强，防风固沙效果较好的沙蒿种子和项目区普遍适应且具有一定经济价值的苦豆子大面积人工播种荒漠植物种子，最后进行封育管理。

3植物资源的区系特征

3.1　植物区系基本组成

植物区系是某一特定地区内生长的植物种类的总称。它是植物界在一定自然环境中长期发展演化的结果，特别是在自然历史条件下综合作用、发展、演化的结果。因此植物区系的构成中蕴涵着大量历史、地理、生态和系统进化的信息，对某一地区植物区系的调查研究是研究该地区不同时空尺度上植物多样性的基础。研究区绿洲外围人工植被已经过自然演替已经失去人工痕迹，调查到植物种31种，隶属于16科31属(表1)。由表1可以看出，被子植物为主要物种，没有裸子植物，被子植物中双子叶植物所占比例较大。

表1　种子植物统计结果

3.2　科及其优势科

研究区16科31属植物中(表2)，大科属种为藜科、菊科和禾本科，其中以藜科(7属)居多，其次为菊科(5属)和禾本科(4属)，其他为单科属种或少科属种。3科分别占总属种的22.6%、16.1%、12.9%，体现了大科植物对环境广泛的适应性，而且在该荒漠区植物群落中发挥着重要的作用。结合植物生境，多年生草本荒漠植被占据绝对优势，1年生草本主要为伴生种或干河床生长植物。荒漠植被主要为稀疏的白刺+沙蒿群落、沙蒿群落，群丛结构简单，但盖度较高，主要分布于沙滩。干河床生长植物盖度不高，种类较多，但1年生植物所占比例相对较大。这种植被构成及其分布形式和西北荒漠区大科的分布具有一定的相似性，说明该人工植被已经达到适合当地气候环境进行自然植被演替的阶段。

表2　荒漠植被植物种

4植物资源经济效益分析

沙区植被主要为生态防护功能，但经过人为有序、科学干预后，亦可为广大沙区人民带来经济收入或便利的生活资源。经过实地考察及试种，苦豆子和沙芥开发潜力相当大，其次为沙枣果实和白刺果实，其他灌木可为沙区人民带来生活上的便利以及其他用途，具体利用途径如下所述：

苦豆子：群落特征为丛生连片生长；耐寒、耐旱、耐盐碱，生态适应广泛。地上部分多分枝，可在根茎各节发生新根，自然更新能力强，垂直根向下延伸2.0～2．5 m，有利于吸收水分，有良好的沙生特性，适合生长于半固定沙丘和固定沙丘的低湿处，既可补播于荒漠，提高荒漠植被盖度，亦可种植于绿洲外围防风固沙。长期以来作为一种有毒有害植物，在项目区及我国西北荒漠化地区广泛分布，保持了一定的植被稳定性，资源相当丰富。

苦豆子有极高的经济效益：苦豆子植物体内化学成分主要是蛋白质、糖类、有机酸、黄酮类、色素及生物碱。种子部分提取出的苦参总碱含有28种生物单碱，其中分离出的金雀花碱还是一种非常好的强心剂[1]；苦参碱具有很强的杀菌功能，四川生产的洁尔阴洗液，宁夏生产的苦参栓，以及用苦参碱生产的药物卫生巾、护垫等医疗保健品已进入市场；以生物碱制成的苦参农药是国际上公认的绿色天然无公害农药。

苦豆子还具有很大的饲用价值：测定表明，提取生物碱后，豆渣中蛋白含量高达23.48%，粗脂肪4.93%，粗纤维为20.65%，无氮浸出物46.64%，利用这些残渣可以加工成高营养蛋白饲料，用于家畜养殖，是解决荒漠化地区蛋白饲料短缺的一个重要途径。地上部分枝条粗蛋白为17.66%，粗脂肪2.31%，粗纤维31.42%，无氮浸出物46.64%，在冬季干枯后，也可以采收加工成优质的粗饲料饲喂家畜[2]。试验表明，用15%的苦豆子草粉代替苜蓿粉，用26%的豆渣代替豆饼育肥绵羊，增重效果比对照可提高16.3%。目前国际市场上苦参总碱价格15万~18万美元t-1，单体碱35万~45万美元t-1，金雀花碱350万美元t-1。

沙芥：耐旱，在沙区广泛分布，补播于沙区可提高植被盖度。沙芥幼苗茎叶、成株嫩叶和根可供食用,其叶片肉质肥厚,有芥辣味,郁香爽口,是沙区人民喜食的嗜好性野菜。沙芥还有多种食疗功能,因而被称为“沙漠人参”、“魔术菜”；沙芥、沙葱、苦菜混合腌制,营养、口味独特,被称为“沙地三宝”。沙芥茎和叶的粗蛋白含量为17．11%、维生素C 1001mg(100 g)-1、钙1．8%，每公斤含铁365 mg、锌36 mg、铜19．6 mg,是一种高蛋白、高维生素，富铁、锌、铜的优质绿色蔬菜[3]。沙芥籽含有大量油脂，家畜特别爱吃，是一种很好的家畜饲料；沙芥全株均可入药，具有行气、止痛、消食、解毒，降脂减肥、滋阴润肺、通便和防癌的功能。人工种植需水量少，经济效益高而且能在自然状态下的沙地生长,其生命力极强,是真正的绿色食品。因此,沙芥开发潜力巨大，可合理开发利用,为消费者提供特色鲜明的野菜食品。

沙枣：据初步调查，我国西北5省区沙枣面积在13万hm2以上；河西走廊沙区有2.68万hm2，“四旁”树130多万棵，分布面积较大。沙枣经济效益极高。在每100 g果肉中，含总量为3 804.0 mg的17种氨基酸，其中人体必需的8种氨基酸占总量的23.16%[4]。每100 g果肉中还含有磷66.7 mg，钙51.2 mg，铁6.59 mg，锌0.63 mg，锰2.90 mg，VC 6.10 mg，还含有微量的黄酮类物质和微量的尼克酸、硫铵素、核黄素和胡萝卜素等。沙枣种子含油率达26%，可溶性糖16.53%；叶片含蛋白质4.0%、脂肪2.4%、糖15.7%[5]；沙枣还是一种淀粉植物。据测定，沙枣果肉约占全果质量的2/3，其营养成分接近玉米。沙枣果可鲜食，磨碎做面、酿酒、制醋等。沙枣面可以蒸馒头、烙饼、做面条，还能做糕点、果酱、酱油等，每50 kg沙枣面可出60%的沙枣酒[6]。沙枣面出糖率50%，出醋率30%；以沙枣果为原料研制成沙枣汁、沙枣大香槟、沙枣果丹皮等系列产品，酸甜适宜，味醇厚，富有浓厚的沙枣特有的香味，具有丰富的营养，有助于消化、健胃、强身，深受国内外消费者的欢迎。沙枣花也是很好的蜜源，蜜蜂采酿的沙枣蜜含有多种维生素和矿物质，是高级营养、美容补品。

白刺：是河西走廊沙区广布种，其果肉质多汁，酸甜可食，可治肺病和胃病；也能用以酿酒和制醋；果核还可榨油。虽然白刺面积极大、资源丰富，但目前还没有大力开发，是很有开发前景的一个物种。

柠条：柠条不怕沙埋，萌发力很强，3~5 a平茬一次，平茬后每个株丛又生出30~60个枝条，形成茂密的株丛，平茬当年可长到1 m以上，固沙能力变强。柠条除做饲用外，柠条的枝条含有油脂，燃烧不忌干湿，是良好的薪炭材；其根具根瘤，有肥土作用，嫩枝、叶含有氮素，是沤制绿肥的好原料。种子含油，可提炼工业用润滑油，干馏的油脂是治疗疥癣的特效药。根、花、种子均可入药；树皮含有纤维，能代麻制品；花开繁茂，是很好的蜜源植物。柠条在当地主要为箩筐等编织物材料及其盖房压顶材料。

新疆杨：茎秆直立，枝叶茂密是优良的农田防护林树种。新疆杨材质也较好，纹理直，结构较细，一直是沙区主要的建筑、木材原料，可供建筑、家具等用途。

3.2.4组织体制的问题一是咨询委员会(PAC)的作用发挥不够，在大区域范围内实施众多内容的新森林计划的咨询和顾问，PAC难以应付，并且在时间上，委员的任期只有2年，除少数专家外，大多数委员不可能参加到实质性的工作当中。二是缺乏起指导作用的优秀研究员和资源管理人才。三是民主党和共和党对新森林计划的实施存在很大分歧，因此，政治的介入使生态系统经营的实施存在极大不稳定因素。四是反环境保护和保护私有财产运动等形成了实施新森林计划的很大阻力。此外，生态系统经营对联邦所有土地共同管理，这也包括私有土地等。

参考文献：

[1] Cawrse D C,R M Johns，D H lones. Ecosystem management in the upper chattooga[J].Joumal of forestry,1994,92(8)

[2] Wood CA. Ecosystem Management:achieving the new land ethic[J].Renew Nat Resour J,1994,12:6-12

[3] 陆元昌,甘敬.21世纪的森林经理发展动态[J].世界林业研究,2002,15(1):1-11

[4] 子贵端.生态系统管理学的概念框架及其生态学基础[J].应用生态学报，2001,12(5):787-794