草方格沙障内无灌溉种植罗布麻固沙试验研究

雷春英，吴明，姜黎，吉小敏

(1.新疆林科院造林治沙研究所,新疆精河荒漠生态系统国家定位观测研究站, 新疆 乌鲁木齐 830063；2.新疆维吾尔自治区重点林业工程质量管理总站，新疆 乌鲁木齐830000；3.中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830011)

截至2014年底，新疆沙化土地总面积为7 470.64万hm2，占新疆总面积的44.87%，其中流动沙地面积2 864.05万hm2，占新疆总面积的17.2%[1]。截至2019年1月，经国家林业和草原局公告的国家沙化土地封禁保护区有102个，已着手建设的有92个。其中新疆38个，已着手建设的34个。

封禁保护区建设工程完工当年，所铺设的草方格沙障确实发挥了固阻流沙的功效，然而在风沙危害严重区域，固阻流沙的功效开始减弱。若羌县国道218罗布庄段国家沙化土地封禁保护区高立式沙障与草方格沙障于2015年10月下旬施工完毕。2016年11月上旬调查，已有100 m宽、3 850 m长的草方格沙障被流沙全部掩埋。距草方格沙障外侧10 m处，两道间距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国道东侧形成了一条宽20 m左右、长7 km的沙垄。沙垄形成后，沙障的护路效果明显降低，每遇大风天气，舌状沙堆再次侵袭路面，妨碍过往车辆通行。

罗布麻(ApocynumvenetumL.)经济价值极高，可制药、制茶，是优良的纤维植物[2]。我国罗布麻资源曾经十分丰富，但随着工业生产对野生原料的过度开发，致使罗布麻资源急剧减少[3,4]。然而，罗布麻耐盐、耐旱、抗寒、耐高温、抗风沙能力强，在恶劣的环境中仍然可以生存，在封禁保护区草方格沙障内种植开发罗布麻资源，既不与林农争地，又可延长固阻流沙的功效发挥生态效益[2,5]，还可开发经济价值，拓宽管护经费来源。

由于工程固沙具有防沙功能的衰退性，即在发挥其功能的同时必然导致其功能衰退[6]，生物固沙受水源限制，在降水量小于300 mm的干旱地区，无灌溉条件下人工植被难以成活[7]。需要对衰退的机械防沙体系进行反复修护，生物防护区域需修建灌溉水井，配备滴灌设施，工程治沙与生物治沙均需进行持续的人力物力的投入，才能保障固阻流沙功能的持续作用。本试验拟探索利用草方格沙障提供的相对稳定的局部环境，结合罗布麻对恶劣环境的适应性，既能延长草方格沙障固阻流沙功效，又可适当减少人力物力的投入。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

研究区位于新疆精河县托托乡境内，天山北麓哈尔舒山山麓一带。阿拉山口吹来的西北风，垂直或斜交于哈尔舒山麓一带。气流受阻与山体摩擦，产生强烈的抑制作用，风向改变为西北风或西风。每年风季地面松散的沙粒被风裹携形成风沙流，在沙泉子大沙山一带至沙丘道班，形成宽1 km、长10余km的流沙带。流沙带上，分布有大小不等、类型不同的沙丘。年降水量70.95～133.25 mm[8]，由于有天然降水补给，沙丘普遍存在着悬着水湿沙层，4—11月流沙地0～60 cm沙层中含水量在1.579%～3.713%[9]。这一带的植被以梭梭和白梭梭为主要建群种，伴生植物有艾比湖沙拐枣、木霸王、对节刺、猪毛菜等。半固定沙丘、沙地植被覆盖度15%左右。天然罗布麻仅分布在与艾比湖湿地南缘交界区域，G30连霍高速公路南侧区域未见天然罗布麻分布，仅种植有少量的罗布麻用于科研试验。

阿拉山口-独山子石油输送管道与乌—伊公路在哈尔舒山山麓一带并行，相距600～2 000 m不等，管道两侧为半固定沙丘、沙地。因管道施工破坏了原有植被，作为水土保持工程的草方格沙障于2005年与管道建设同步完工，并对草方格沙障进行常年维护，至今保存良好。

1.2 试验材料

罗布麻耐旱，因其叶片上下表皮均有发达栅栏组织，且叶表皮的角质化层可以减少水分的大量蒸发[5]。

罗布麻耐盐，其根系发达、入土深，可以通过表土重金属盐和轻盐渍化深度2～3 m深的土壤层直达地下水层，以适应土壤盐渍化[5，10]。

罗布麻耐风蚀沙压，罗布麻当年的新枝多萌发在枯枝丛内，新枝在枯枝的保护下发芽和生长，防止风害[5]。

罗布麻既抗冻又耐热。罗布麻的地下芽多分布于25～50 cm的土壤表层，且幼芽外面有芽孢保护，防止冻害，能适应寒冷的气候[5]。

罗布麻生长于碱性土壤中(pH值>7.5)，幼苗出土期，土壤pH值在7.7～9.2；生长旺盛期，土壤pH值在7.9～9.4；盛花期，土壤pH值在8.0～9.4[11]。

盐渍化、干旱、低温、炎热、大风频繁这些环境因素限制了植物的生长，当这些环境因素相互叠加并伴有丰富的沙源时，为保护当地的生态环境不得不建立机械防沙体系。罗布麻在盐碱化、干旱、低温、炎热、风沙环境仍能存活甚至正常生长。

1.3 试验方法

试验分别设置在乌—伊公路沙丘道班附近和阿拉山口——独山子石油输送管道110桩号附近。选取宽4 m、长5 m的无植被的草方格沙障区域，在沙丘道班附近选2处，石油输送管道110桩号附近选1处。罗布麻种植采用分株，种植时间为春季解冻后罗布麻萌动前。2019年3月25日栽植新挖的罗布麻株丛，每个1 m×1 m的草方格沙障内栽植4丛，沿四个角各栽植1丛，且保留20～25 cm的地上茎。栽植后不进行灌溉抚育，任其自然生长。

在上述草方格沙障内采集0～20 cm和20～40 cm深度土壤样品，同时采集外围邻近区裸沙地土壤样品，共采集土壤样品54份。分析土壤pH值、总盐、有机质、速效氮、速效磷、速效钾。土壤盐渍化程度分级参照新疆本地机构按不同土层深度土壤盐渍化分级标准[12]。

试验指标为萌发方格(有罗布麻萌发的方格)、萌发方格占比、萌发株(有萌发芽出露或枝条的罗布麻株丛)、萌发株占比、萌芽数(萌芽数包含新出露的地下芽)、平均萌芽数(每丛萌发的株数)、存活数、保存率。

2 结果与分析

2019年4月下旬罗布麻开始陆续萌发，6月中旬对罗布麻萌发状况进行调查，结果见表1。由表1可知，萌芽方格占比80%以上，平均91.67%，说明80%以上的草方格内有罗布麻成活。萌发株占比45%以上，平均69.58%，说明在干旱区无灌溉条件下，罗布麻株丛萌发率可达45%以上。每个株丛萌发枝条1～7株不等，平均1.7株。

7月中旬，因110桩号试验罗布麻被黄羊啃食，仅可见残存的部分茎秆出露地面，无完整植株存留。沙丘道班a试验点罗布麻遭受严重的斑枯病(Septoriaapocyni)，绝大部分植株已经枯死或萎蔫，仅个别残存几片残叶，已无健康植株。沙丘道班b试验点病害轻微，尚有存活枝条。

7月19日调查沙丘道班b试验点保存率，结果见表2。20个萌发方格，萌芽株合计120株，存活数合计65株，平均保存率为58.65%。仅1个方格无存活株，其余方格存活枝条为1～7株不等，有存活植株方格占比95%。保存率≥50%的萌发方格12个，其中全部存活的方格有4个。

表1 罗布麻萌发状况

表2 罗布麻保存状况

3 结论与讨论

在年降水量为70.95～133.25 mm风沙区草方格沙障中，采用无灌溉分株繁殖法种植罗布麻的株丛平均萌发率为45%～88.75%。在大风、干旱、炎热、土壤瘠薄偏碱性的恶劣环境中，遭受轻微病虫侵害，未发生野生动物啃食情况下，无灌溉、无人工抚育条件下，罗布麻的平均保存率为58.65%，植被恢复效果明显。试验结果表明，罗布麻对非生物逆境具有良好的适应性，草方格沙障内种植罗布麻以延长草方格沙障固阻流沙功能的措施具有可行性。

由于斑枯病造成的罗布麻茎秆枯死，影响其生长发育[13]，造成沙丘道班a试验点试验被迫中断。110桩号试验点罗布麻遭受野生黄羊啃食，保存率调查难以进行，该处试验被迫中止。表明若采取防止野生动物干扰措施和病害防治措施，本试验效果将更加理想。

利用罗布麻对非生物逆境良好的适应性，在草方格沙障提供的相对稳定的局部环境中，开展罗布麻无灌溉种植，既延长了草方格沙障固阻流沙的功效，又克服了生物固沙措施对水源保障的依赖。另外，罗布麻病害严重影响了试验效果，目前针对罗布麻病害的研究报道极少，建议开展罗布麻病害防治研究。