辽宁西北沙漠化地区土壤植被分布及沙漠化成因分析——以彰武试验区为例

马 猛

(辽宁省本溪水文局， 辽宁 本溪 117000)

0 引言

目前，辽宁省沙质化土地面积达123.68万 hm2，主要分布在辽宁省西北部地区，辽宁省政府非常重视防沙治沙和生态环境建设。提出生态立省，生态兴省的建设目标。荒漠化防治是生态建设的前沿和重要组成部分，辽宁省林业厅在辽宁省重点风沙地区彰武和康平县建立了防沙治沙示范区。辽宁省的主要风沙源主要是来自彰武北部，早在19世纪以前，沙区地势比较平缓，植物覆盖度比较高，构成比较稳定的疏林草地生态系统。后来由于过度屯垦、放牧，才出现次生沙丘。最近40～50 a间，由于人口增长，土地压力增加，天然林被砍伐，草地退化，土地沙漠化。它导致了农业生产的不稳定和沙尘暴的频繁发生。随着近年来农村经济体制的改革，过去属于集体所有的沙丘沙地，承包给农户，由农民自主经营。有的农民只开发不治理，也有的农民过度利用，开荒、放牧和打柴草，引起土地强烈沙化。因此，如何开发治理好这些土地，即投入少，见效快，又效益高，就成为农村生态环境建设与农民致富迫切需要解决的技术问题。现在，不单是林业部门和农业部门在进行治沙，水土保持部门和环境保护部门也都关注治沙，并且利用各自的专业条件，建立试验示范区。

辽西北的荒漠化地区是农区向牧区过渡的一类特殊生态过度带[1]，其显著特征是人类活动的干扰使系统功能和生态环境结构具有更大的脆弱性和不稳定性，并常常处于恶性循环之中。

1 实验区自然条件

1.1 沙地分布状况与类型划分

以彰武县为例，该地区沙地由椭圆形沙丘组成，这些沙丘相互连接形成一个南北走向的沙丘带，沙地地形起伏相对较大，并且地势较高。

新月形或相连成椭圆形的沙丘带[2]，其上生长一些沙生植物，覆盖度比较低。沙地起伏或相对平缓，地势相对稍低，植物覆盖度变化比较大。风蚀洼平地地势起伏较小，植物覆盖度比较大，分布着草甸和草原植物。沙地类型划分见表1。

表1 研究区沙地类型划分表

1.2 彰武县北部沙区降水

该地区沙地干旱瘠薄，降水量是生态因子中的主导因素。该区域降水量的分布为从南往北逐渐降低。最南部的彰武平均为532.1 mm。，往北至章古台为506.0mm，再往北至甘旗卡为458.3 mm。阿尔乡降水量为484.3 mm左右。研究区地面气候统计表见表2。

1.3 彰武沙地土壤的分布与组成

沙土主要是风沙土,其次为草炭土、水稻土及草甸土，其余为草炭土和水稻土较少。风沙分为固定风积沙和流动风积沙两种类型。风沙土的机械组成明细及养分含量见表3和表4。

表2 研究区地面气候统计表

1.4 彰武沙地植被的分布与组成

典型植物是彩色木材(Acer mono)、山里红(Crataegus Pinnatfida)、家榆(UImus Pumila)、大果榆(Ulmus macrocarpa)山杏(Armeniaca Sibirica)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、小黄柳(Salix gordejeuii)、差把戈蒿(Artemisia halodendron)、中华稳子草(Cleistogenes chinensis)等。

表3 风沙土的机械组成明细表

表4 风沙土的养分含量表

2 试验示范区的选择与试验地的条件

2.1 试验示范区沙地的地貌特征

区域平缓沙丘和风蚀凹陷面积较大，为乡镇、村庄和农业发展利用的沙丘带(群)是农村的草场和荒地。封闭式控制试验示范区属于后一类沙地。试验区固定沙丘和平缓沙丘占29%，流动沙丘和半流动沙丘占71%。

试验区由东向西由4个沙丘带组成，沙丘带与沙丘之间为低地，共有13个移动沙丘，沙丘逐渐向东北移动，沙丘带内部沙丘之间有一些低地和平缓的沙丘，沙丘间低地处于风蚀沙化阶段[3]，风蚀地貌明显。

2.2 试验示范区沙丘的起源与堆积过程

沙丘带是由沙丘西南部的平坦沙地形成的,长5 000 m，宽2 000 m。在沙子被剥离到地下水位或间歇性地积水之后，由于风蚀停止，从而形成了风蚀洼地，结果地下水位开始下降，土地由此变成了可以耕作的的农田。在沙丘带中，局部沙粒堆积过程形成了沙丘，例如，试验区楼房大门东的一个小沙丘，面积为20×40 m2，堆积高度0.8～1.4 m，近年栽培的新疆杨树干已经埋没1.0～1.2 m深。而沙源就是西南方向距离20 m 远，大门外迎风面(西南风)的沙地风蚀的后果。风蚀坑面积16×20 m2，深度0.4～0.6 m ，2003年栽培的杨树残根被风剥出深度0.3～0.4 m。由此可知风蚀过程是在最近3～4 a间发生的。

在试验区沙丘带前方(西南)的风蚀洼平地土层比较浅，为0.2～0.3 m ，说明曾经发生过风蚀过程，风蚀以后成土时间又比较短。而围封治理沙丘群的下面埋蒇着黑土层，土层比较厚，为0.4～0.8 m，说明原来是成土时间比较长的草甸沙地。

2.3 试验区的土壤与植被分布状况

由于沙地的不合理开发，导致试区域土壤受风蚀相对严重，植被逐渐退化，表层土壤流失较严重。从而使得各类沙地土壤养分逐渐降低。(见表5)。

表5 试验区土壤的养分含量

该区域沙地干燥贫瘠，土壤含水率比较低，4月至11月平均为 2.69%～3.98%(见表6)。

沙质地下水较浅，水质较好,试验区地下水位距离地面的深度为2.92～3.64 m (见表7)。

在防沙治沙初期，区域内的植被分别由沙蓬、黄柳及沙生植物组成，占总分布的40% 。田间退化为杂草的植物有马唐、狗尾草、沙蒿、腐殖质、圆头蒿和圆头蒿，固定沙丘植物为20%，如扶子矛、野生小麦、中华隐子草、委陵菜等。固定沙地的代表植物如大果榆、杏、欧李等较少，说明该沙地退化严重。

3 沙漠化成因分析

3.1 自然因素

荒漠化发生和发展的内在原因主要是自然因素[4]。科尔沁沙地沙漠化除了与其地质构造有关外,还与本地区生态环境脆弱、具备某些有助于沙漠化发生与发展的自然条件有着密切的关系。研究结果表明，对科尔沁沙地历年气候资料分析可知，该区域气候变化是导致发生干旱化的根本原因，从而使得沙漠化的发生及扩展。

表6 试验区沙地土壤含水率

表7 试验区沙地一年中地下水位的变动状况

3.2 人为活动因素

该地区作为草地畜牧业生态系统要比沙地旱地农业生态系统稳定。人类对沙漠化的影响主要是对地表植被的破坏。除此之外，系统结构配置不合理和生产投入太少也是导致荒漠化的主要原因之一。例如，农地比例偏高，林地比重偏低，种植业基本全部为粮食，经济作物和绿肥(饲草)作物很少，畜群中良种畜少等一系列问题，都不利于系统的稳定及其多元结构功能的发挥。

在一些土地沙漠化严重的地区[5],玉米、大豆、养麦等作物产量仅有50～75 kg/亩．退化草地的产草量不足100 kg/亩。由于生态环境的恶化．草场质量严重下降，在科尔沁沙地沙漠化严重的奈曼旗进行调查后发现，过去7～l0亩草地可养一只羊，现在需20～30亩才能养一只羊。科尔沁地区半干旱气候的沙地．基本上属于物理性干旱的生态环境。沙地原生植被遭到破坏后，很快引起沙漠化的强烈发展，形成沙荒，大面积的次生沙荒成为一般非沙生性植物迁移定居的生态障碍。因此，沙地植物群落一般种类较少，种的饱和度较低。经过长期的选择进化，沙地植物也形成了对沙地环境特殊的适应性。典型的沙生植物往往具有能迅速扩展、发达的根系和根状茎、匍訇茎，不定根和不定芽被沙埋后不久就产生了，这不仅增加了吸收水分和养分的表面积， 而且有利于支持植物体的地上部分，抵抗风力吹蚀。例如，小叶锦鸡儿和小黄柳的水平根系与垂直根系都很发达，具有压一层沙长一层根系的特征。同时在植物体基部常包裹着一层很厚的纤维鞘或基部强烈木质化[6]，用以抵抗灼热的沙粒伤害。沙生植物的叶子普遍弱化，表面缩小，加厚，有的变成针刺状或变为肉质，如瓦松和猪毛菜等；叶子表面密被绒毛，如雾冰草和冷蒿等。

4 结语

分析沙漠化的成因，寻求更合理的天然沙地植被恢复技术和理论体系，完善和发展荒漠化治理技术和理论，加快荒漠化治理步伐，恢复和建立大规模的自然和人工植被，具有重要意义。从而为荒漠化的成因提供有力的保障和理论依据。