神东矿区不同治理分区相同治理年限典型灌木群落特征分析

2021-02-05曹雪峰岳本江行仙峰

中国水土保持 2021年2期

曹雪峰，马宁，岳本江，张麟，行仙峰

(黄河水利委员会黄河上中游管理局，陕西西安 710021)

神东矿区是我国目前已探明储量最大的煤田和最主要的煤炭生产基地之一，煤炭是神东地区社会经济高速发展的支柱，也是本地生态环境恶化的主要因素之一。矿区地处黄土高原北部与毛乌素沙地交错区，区域生态环境脆弱，土地沙化和水土流失严重。神东公司经过多年潜心治理，恢复和改善了矿区植被。为评估神东矿区典型灌木群落对矿区不同治理分区的适生性，探索其最佳配置模式，我们选取治理年限为10 a的沙棘群落、15 a的北沙柳群落和柠条锦鸡儿群落，对其基本特征进行分析。沙棘(Hippophaerhamnoides)，胡颓子科沙棘属，落叶灌木或乔木；北沙柳(Salixpsammophila)，杨柳科柳属，落叶灌木或小乔木；柠条锦鸡儿(Caraganakorshinskii)，豆科锦鸡儿属，落叶灌木，有时小乔状。沙棘、北沙柳和柠条锦鸡儿是神东矿区几种最主要的灌木治理树种。

1 群落调查

1.1 调查区概况

神东矿区位于鄂尔多斯高原东南部及陕北黄土高原北缘和毛乌素沙漠的东南边缘，即陕西省榆林市神木县北部、府谷县西部，内蒙古自治区鄂尔多斯市的伊金霍洛旗及东胜区的南部和准格尔旗的西南部，其地理坐标为38°52′～39°41′N、109°51′～110°46′E，地处乌兰木伦河和窟野河的两侧。矿区南北长38～90 km，东西宽5～55 km，地质储量338.8亿t。

1.2 调查方法与调查内容、指标

在调查区内选择不同地段，采用样地调查方法，按不同立地类型(包括地貌、海拔、坡度、坡向、坡位等)设置样地，样地大小为5 m×5 m。在样地内进行植物群落调查。

记录样地所处的地貌类型、海拔、坡度、坡向、坡位等立地条件概况。

调查样地群落的总盖度，记载样地内的植物种名和种类数及每一种的个体数，并对群落水平结构、垂直结构特征进行描述。

记载样地内植物种类的多度。测量样地内各种植物的平均高度，乔木的平均胸径、平均冠幅，灌木的平均地径等生物因子。

1.3 治理分区划分

按照土壤侵蚀类型和地形地貌结构将神东矿区划分为四个治理分区：榆家梁矿、保德矿为典型的黄土丘陵区；锦界矿、大柳塔矿、哈拉沟矿、石圪台矿、柳塔矿、乌兰木仑矿为风积沙区；活鸡兔矿、上湾矿、补连塔矿为黄土丘陵和风沙交错区；布尔台矿、寸草塔一矿、寸草塔二矿为硬梁地。

2 群落分析

2.1 分析方法

通过群落物种丰富度(样地内物种数目S)、群落物种个体总数(N)、群落总盖度，以及平均树高和平均地径来反映植物群落的基本特征。

2.2 群落基本特征分析

2.2.1 沙棘群落

表1反映了不同治理分区治理年限为10 a的沙棘群落的基本特征。从表1可以看出：治理年限为10 a的沙棘群落物种丰富度在黄土丘陵区最高，在风积沙区最低，而在硬梁地与黄土丘陵和风沙交错区基本没有差异，整体上物种丰富度黄土丘陵区>硬梁地=黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区；群落物种个体总数黄土丘陵和风沙交错区明显最多，黄土丘陵区最少，风积沙区和硬梁地差别较小，整体上群落物种个体总数黄土丘陵和风沙交错区>硬梁地>风积沙区>黄土丘陵区；群落总盖度风积沙区表现最高，平均为75%，硬梁地最低，平均为64%，黄土丘陵区与黄土丘陵和风沙交错区相差不大，整体上群落总盖度风积沙区>黄土丘陵区>黄土丘陵和风沙交错区>硬梁地；平均树高和平均地径也是在风积沙区表现最大，硬梁地表现最小，黄土丘陵区好于黄土丘陵和风沙交错区，整体上平均树高和平均地径风积沙区>黄土丘陵区>黄土丘陵和风沙交错区>硬梁地。

综上所述，治理年限为10 a的沙棘群落在风积沙区长势最好，群落总盖度、平均树高和平均地径都较大，在硬梁地长势最差，群落总盖度、平均树高和平均地径相对较小，而且现场调查时发现在硬梁地几乎每一处沙棘群落调查点都有不同程度的沙棘死亡现象。说明沙棘最适宜在风积沙区种植，而且能发挥较好的水土保持效益，不同治理分区沙棘适生性排序为风积沙区>黄土丘陵区>黄土丘陵和风沙交错区>硬梁地。

表1 不同治理分区相同治理年限沙棘群落基本特征

2.2.2 北沙柳群落

表2反映了不同治理分区治理年限为15 a的北沙柳群落的基本特征。从表2可以看出：治理年限为15 a的北沙柳群落物种丰富度在黄土丘陵和风沙交错区最高，在硬梁地最低，整体上物种丰富度黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区>硬梁地；群落物种个体总数硬梁地明显最多，风积沙区最少，整体上群落物种个体总数硬梁地>黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区；群落总盖度在黄土丘陵和风沙交错区表现最高，为45%～55%，在风积沙区最低，为35%～45%，整体上群落总盖度黄土丘陵和风沙交错区>硬梁地>风积沙区；平均树高和平均地径在黄土丘陵和风沙交错区表现最大，硬梁地表现最小，整体上平均树高和平均地径黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区>硬梁地。

表2 不同治理分区相同治理年限北沙柳群落基本特征

综上所述，治理年限为15 a的北沙柳群落在黄土丘陵和风沙交错区长势最好，平均树高和平均地径相对较大，且群落总盖度、物种丰富度相对较高，而在硬梁地长势最差。说明北沙柳最适宜在黄土丘陵和风沙交错区种植，而且能发挥较好的水土保持效益，不同治理分区北沙柳适生性排序为黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区>硬梁地。

2.2.3 柠条锦鸡儿群落

表3反映了不同治理分区治理年限为15 a的柠条锦鸡儿群落的基本特征。从表3可以看出：治理年限为15 a的柠条锦鸡儿群落物种丰富度在黄土丘陵和风沙交错区最高，在黄土丘陵区最低，而在风积沙区和硬梁地基本没有差异，整体上物种丰富度黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区=硬梁地>黄土丘陵区；群落物种个体总数黄土丘陵区最多，风积沙区最少，黄土丘陵和风沙交错区好于硬梁地，整体上群落物种个体总数黄土丘陵区>黄土丘陵和风沙交错区>硬梁地>风积沙区；群落总盖度在黄土丘陵和风沙交错区表现最高，达70%～80%，而硬梁地表现最低，仅为55%～70%，黄土丘陵区优于风积沙区，整体上群落总盖度黄土丘陵和风沙交错区>黄土丘陵区>风积沙区>硬梁地；平均树高和平均地径在黄土丘陵和风沙交错区表现最大，硬梁地表现最小，风积沙区好于黄土丘陵区，整体上平均树高和平均地径黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区>黄土丘陵区>硬梁地。

综上所述，治理年限为15 a的柠条锦鸡儿群落在黄土丘陵和风沙交错区长势最好，平均树高和平均地径相对较大，且群落总盖度、物种丰富度和物种个体总数相对较高，而在硬梁地长势最差。说明柠条锦鸡儿最适宜在黄土丘陵和风沙交错区种植，而且能发挥较好的水土保持效益，不同治理分区柠条锦鸡儿适生性排序为黄土丘陵和风沙交错区>风积沙区>黄土丘陵区>硬梁地。