额济纳平原植被生长的主要生态环境因子分析

屈永清 陈建信 任书影

摘要：额济纳平原生态环境退化的发生、发展过程中，极端干旱多风气候因素起着主控作用。典型的干旱荒漠气候及地质地貌条件是额济纳平原生态环境退化的动力条件和物质基础。人为地破坏自然植被，并影响河流来水量，导致水源减少成为额济纳平原环境退化的根本原因。

关键词：额济纳；包气带；植物；土壤；生态环境

1. 植被生长环境条件

影响额济纳平原植物生长发育的因素主要有气候、包气带土壤水分条件、包气带土壤岩性和含盐量、水文及水文地质条件等。

1.1 气候因素

额济纳平原深居内陆腹地，为典型的大陆性气候，夏季酷热，冬季严寒，降水稀少，蒸发强烈，温差大。多年平均降水量38.2mm，年内降水量60%～70%集中在七至九月，一次降雨在10mm以上者甚少；多年平均蒸发量3653mm，是降水量的95.6倍左右；多年平均气温为8.2℃，最高为42.2℃，最低为-36.4℃；年均绝对湿度为4.2mb，相对湿度32%～35%；风大沙多，年均风速4.2m/s，最大风速15.0m/s。这种极端干旱的气候条件，对植物的生长非常不利，植物生长所需水分主要靠黑河中游来水的灌溉和地下水两方面，降雨对植物生长的影响微乎其微。风沙的强烈吹蚀，使土壤中植物根系裸露，造成植物吸收水分困难；风沙同时也埋压植物，使其难以正常生长。

1.2 包气带土壤水分条件

地下水面以上，岩石孔隙中没有充满水，包含有空气，称为包气带。在包气带中，水分以支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水及结合水的形式存在，包气带水直接影响着植物的生长和其他生态环境，实际上真正能够被植物根系吸收利用的只有毛细水。

根据野外采样测定包气带土壤含水量分析，以及在不同类型植物和无植被的荒漠戈壁区所进行的土壤水基质专门观测结果表明，额济纳平原区包气带水分具有如下特征：

1.2.1 包气带水分在不同地貌单元上存在显著差异，一般情况下沿河细土地带与古日乃湖盆洼地中，土壤含水量较高，为1.69%～20.43%，戈壁地带含水量很低，一般<3%，沙丘含水量最低，一般<1%。

1.2.2 相同的土壤，包气带水分垂向上的变化规律呈现由上到下渐增的趋势，接近潜水位时，含水量趋于饱和状态；沿河边包气带土壤在接受河水入渗补给量时，其含水量呈现上下大，中间小的形式。

1.2.3 包气带土壤含水量的分布与土壤的组合特征有关，岩性结构单一的均质剖面中，从潜水面到地表，土壤含水量由大到小的变化是相对连续的；在岩性相差较大的非均质剖面中，在岩性变化的地方，含水量也会发生较大的变化。

1.2.4 在植物根系主要发育深度段，土壤含水量的大小随植物生长季节而变化，其含水量的历时变化规律是：5月～8月，含水量由大到小再到大，一般8月底含水量达到一年内的最小值，9月～10月含水量又向增大的方向变化。

1.2.5 不同的土壤岩性，其水分状况也存在很大差别，在地表以下2.0m的土层范围内，土壤平均含水量：中粗砂、砂砾石为0.30%～3.00%；细砂、粉细砂为0.5%～20%；粘性土为3%～20.43%。

包气带水分条件的好坏直接影响植被生长状况和分布。野外调查统计得知，生长好的植被一般都分布在接受河水补给或灌溉比较容易的沿河细土地带和部分湖盆洼地中，这些地区的包气带只要河流来水，均能得到较充足河水补给。同时，沿河地带地下水位埋深较浅，蒸发作用强烈，地下水能源源不断地补充包气带，所以包气带含水量较高，植物生长也较好，如额济纳旗县城以东，八道桥以西，吉日格郎图苏木与苏古淖苏木之间，老中幼各龄乔灌木都生长良好，是工作区植被生长最好的地区。但在赛汗桃来以北的西河沿河细土地带尤其是河流西岸，这一带由于经常得不到河水灌溉，包气带土壤含水量远低于东河，植被生长状况普遍较差，地面草场稀疏干枯，甚至死亡。赛汗桃来以西的西戈壁，两河之间的中戈壁以及东戈壁，包气带含水量很低，只有零星分布耐旱植物，如梭梭、麻黄等生长在戈壁洼地中。

1.3 包气带岩性

额济纳平原区土壤母质组成为冲洪积、湖积和风积的松散物质，物质来源除风积沙及山前洪积物外，均由黑河从南部搬运而来，形成的土壤多为缺乏有机质而富含盐分的含砾荒漠砂质土、灰棕漠土及盐化草甸土等。平原南部以及平原北部国境线一带，地下水多深藏于砂砾石土中，缺少水分，不宜植物生长；平原区中北部水位浅藏，地表砾石厚度薄，下部多为疏松的细砂、亚砂土，结构松散，较易于保存水分，有利于植物生长；沿河细土地带与湖盆细土地带，水位浅藏，土层由亚粘土、亚砂、粉细砂及细砂等细颗粒物质组成，结构松散，土质较肥沃，是植物生长发育的良好场所。

1.3.1 不同的植物类型具有不同的生长土壤

胡杨一般生长在沿河细土地带，红柳、芨芨草等多生长在沿河细土地带与湖积平原地带中，岩性主要为亚砂土；白刺、骆驼刺生长在地下水位浅埋的盐渍化土壤中；梭梭、沙杨枣等生长在砂质、砂壤、砂砾质和砾质物质组成的广大戈壁平原上；土质疏松的沙丘上主要生长梭梭、红砂河米等植物。

1.3.2 包气带的岩性组合特征与植物生长密切相关

在地下水位相同的情况下，植物生长状况主要取决于包气带的岩性及其组合特征。

（1）由潜水面到地表，包气带岩性组合为砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深一定的情况下，土壤的含水量相对较高。这种剖面的岩性组合特征较为单一，土壤含水量的变化相对不大，有利于植物的生长。

（2）由潜水面到地表，包气带岩性组合为砂性土——粘性土——砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深4.0m的情况下，位于地表以下0.8m～1.5m的砂层，其下粘性土的含水量为15%，而其上的粘土层含水量仅为7%，这样的岩性组合，其土壤含水量的分布不利于植物的生长，所以该剖面所在地段的红柳生长就差。

（3）由潜水面到地表，包气带岩性组合为粘性土——砂性土或砂砾石的剖面，其上部粗颗粒地层的含水量一般都很小，植物难以生长。位于额济纳旗县城以西4km处的荒漠戈壁中的剖面，地表以下砂砾石层厚度为1m，其下含水量为5%，而其他剖面相同深度内的土壤含水量都在10%以上，这就是此剖面段不生长植被的原因。广大的戈壁滩上，其包气带岩性组合基本上都是这种类型，所以大部分戈壁上一般不生长植被。

1.4 包气带土壤盐分

包气带土壤盐分的组成及含量对植物的生长起着一定的抑制作用，并在植物生长发育状态上表现出来，不同的植物耐盐碱的程度也有差异，植物必然生长在其适宜的盐分范围的土壤中（见表1），当土壤中的含盐量超过该范围时，植物就会枯萎、死亡，而被另一种适宜该盐分含量的植物所代替。

1.5 水文及水文地质条件的影响

额济纳河在工作区内流程约240km，由南向北在三角洲上又分为19支，向下径流。额济纳河每年一般来水两次，分为冬水期和洪水期，河流年径流量呈逐年减少趋势（见表2）。地表水在时空分布上的不均匀性，造成河水对地下水的入渗补给显得极不稳定，而且时间短暂，在植物生长最需要水分的季节（3月～7月）都没有河水。地表水的这种来水特征，使得平原绿洲区植物的生长发育所需水分主要依靠地下水来维持。然而，地表水（包括灌溉水）的入渗是本区地下水（包括包气带水）的主要补给来源，所以归根到底，地表径流的变化对本区植物生长起着决定性的作用。

前已述及，植物的生长是靠包气带土壤供给水分的，包气带水分条件的好坏主要取决于水分的补给状况，在沿河绿洲和湖盆绿洲地带，包气带水分主要为季节性河流的入渗补给和地下水的毛细补给；广大的戈壁平原与沙丘地带，则主要是凝结水的补给。

由于本区植物主要是吸收利用包气带中的毛细水维持其生长，至于毛细水能否被植物吸收利用，则主要取决于地下水位的埋藏深度和植物根系的下潜深度，当植物根系深度能够到达毛细水上升高度的范围，则植物可通过吸收毛细水的持续补给而正常生长，如果植物根系深度达不到毛细水上升高度的范围时，植物根系就得不到足够的水分而出现枯萎，甚至死亡。据调查，工作区80%的植被都生长在水位埋深<5.0m的地带。

1.6 其他因素

影响植被生长发育的其他因素包括人为因素、虫害等。

1.6.1 人为因素

人为因素的破坏主要表现在过度载畜、樵采、滥伐、采挖药材四个方面。工作区，牧民樵采乔灌木做燃料，伐取乔木修房、围栏、砌井；采挖药材，破坏梭梭根部，致使梭梭根部裸露干枯；部分地区过渡载畜，致使胡杨、红柳、梭梭林幼苗被吞食，造成后继乏苗，成片林木变为荒滩。

1.6.2 虫害

气候干旱缺水导致本区虫灾泛滥，胡杨天幕毛虫（象鼻虫）、柽柳条叶甲（金花早），是危害最严重的害虫。

综上所述，影响本区植被生长发育的因素很多，气候的极度干旱，河流来水量的减少，地下水位下降引起的土壤干旱化，是植被衰退的根本原因，而人为破坏，虫害等是加速植被退化的重要影响因素。

2. 土壤盐渍化与土地旱化、沙化

2.1 土壤盐渍化

工作区土壤盐渍化主要发生在一些径流不畅的由细粒土组成的湖盆洼地中，如古日乃盆地与嘎顺淖尔湖盆等大型湖盆，以及一些小型洼地。这些湖盆洼地地下水的共同特征是，水位埋深浅，径流不畅或径流受阻，在强烈的蒸发作用影响下，地下水通过毛细上升蒸发，盐分累积于土壤层中，便导致土壤的盐渍化。

土壤含盐量的大小与地下水位埋深、包气带岩性、地下径流条件的关系密切，在远离河岸和湖盆洼地的戈壁地带以及河流的上游，由于潜水埋深大，岩性较粗，地下径流较强，往往不发生盐渍化，在沿河的细土地带，由于地表水将土壤中的盐分溶解并淋洗到地下水中排走，一般只发生轻微的盐渍化。

2.2 土地旱化

土地旱化的最直接原因是河流来水量的减少导致区域性地下水位的下降，造成包气带土壤处于极度干燥状态。

2.3 土地沙化

在无植被覆盖区，土地发生沙化是由土地旱化造成的。

在植被覆盖区，土地发生沙化是由地下水位下降，植被死亡，地面裸露，沉积物遭受吹蚀所造成的。

额济纳地区，地理位置远离海洋，干旱少雨，风沙大，日照强烈，缺水，且植被分散稀疏，覆盖率很低，淤沙沉积导致额济纳河流泛滥，形成众多的古河道、大面积的冲洪积平原，沙物质来源丰富，这些都是土地沙化的自然因素。

本区土地沙化，与自然条件密切相关，人类活动也是主要原因。

历史上，种植业在居延地区的农牧经济中居于主导地位。从西汉武帝太初三年（公元前102年）在居延置居延都尉府，大兴屯田，历经汉晋、隋唐和夏元等时期，屯田数目达到60万亩之巨。不过当时人口有限，绿洲面积又大，额济纳河来水稳定，对自然环境的影响并不明显；20世纪60年代以来，额济纳河来水量逐年减少，额济纳平原地表水流短缺，植被大面积枯萎、死亡。植被受到破坏后，裸露的地表在风力作用下，风蚀加剧，并使生境旱化程度加深，风沙活动强度加大，引起风沙危害，加剧了土地沙化。