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灌丛沙堆是干旱地区沙漠、半湿润沙地和沙质海岸带常见的一种风积地貌,是流动碎屑物受植物丛阻力,在其附近沉积形成的不随风沙流迁移的凸起地形,其形成演变主要受气流、植被、沙源、水分和土壤等因素的影响。本研究报告通过对内陆地区灌丛沙堆分布区域进行考察,并查阅国内外最新研究文献,结合实地观测的相关数据,对灌丛沙堆的研究进展进行了深入的总结。并以民勤荒漠区作为研究区,对该地区近55年的降雨特征及其对灌丛沙堆演化的可能影响进行了分析。最后对国内外海岸地区灌丛沙堆的相关研究进展进行了总结,并对未来将要开展的相关研究进行了探讨,提出了下一步研究的相关方向,具体如下:
(1)目前灌丛沙堆研究主要集中在西北干旱区和北方的一些沙质草原和沙漠边缘,对海岸地区灌丛沙堆的关注不够,关于海岸地区灌丛沙堆的形成、演变过程及其影响因素等仍不清楚。以前的灌丛沙堆研究主要偏重地貌学方面,而忽略了生态学研究,重点强调灌丛沙堆的出现是土地退化的指示,而忽略了其在生态系统退化过程中对于流沙的固定、生物多样性的保护以及养分和水分的富集功能,今后的研究应该进一步侧重其生态功能研究。
(2)以前的研究主要侧重影响灌丛沙堆形成演化的某一个因素,难以合理的解释灌丛沙堆的形成演变过程,也无法为其保育提供科学依据。未来的研究应该将影响灌丛沙堆的风力过程和水力过程结合起来,侧重于不同演替动力之间相互作用过程的研究。以前对于灌丛沙堆的保育过分强调围封,而忽视了植被盖度增大和结皮增厚会破坏其水分供需平衡,加剧活化过程。未来的研究重点应该确定不同演化阶段合理的植被盖度和结皮覆盖度,增加灌丛沙堆的稳定程度。
(3)民勤县从1953~2007年的年平均降雨量为110.5mm,平均每10年增加4.1mm。小降雨是研究区主要的降雨类型,而中雨则出现下降的趋势。降雨格局的变化可能会改变区域生态系统的植被演替过程,导致主要依靠深层土壤水分为主的物种例如柽柳等灌丛沙堆逐渐退化,而以利用浅层土壤水分为主的白刺等灌丛沙堆开始成为这个地区主要的景观类型。此外,研究区的年降雨量虽有一定程度的增加,但长持续时间的干旱周期出现次数也随之增加,可能会给研究区的植被恢复带来很大的挑战。目前民勤地区地下水位下降严重,短时间内难以恢复,而地表径流R渐减少,且主要用于农业灌溉,因此研究区的植被恢复和荒漠化防治应该优先考虑降雨格局的变化。未来的植被恢复应该选择具有浅根系、特别是不定根系,而且能够固定流沙的物种作为植被恢复的优先种。如何合理利用灌丛沙堆的形成演化机理将成为该地区未来植被恢复的关键。
(4)我国海岸沙丘和内陆沙丘虽然都是风力吹蚀、搬运和堆积的产物,但海岸沙丘因形成于陆-海-气三大系统交互作用的特殊地带,与内陆沙漠相比在风沙运动特征上既有一定的相似性,又有一定的特殊性,使得海岸地区风沙地貌的发育过程和内陆相比存在很大的差异,内陆地区灌丛沙堆发育过程及其生态功能的相关结论并不适合于海岸地区。因此下一步通过研究海岸灌丛沙堆形成演变模式,分析地表沉积物、风沙流场以及植被类型等对于该地区灌丛沙堆形成发育过程的影响机制。并通过研究海岸沙丘表面植被的生物多样性特征,结合观测的不同类型海岸沙丘的微环境特征,分析海岸沙丘表面植被的生物多样性与区域微环境之间的关系,阐明热带/亚热带海岸沙丘表面植被与环境因子之间的相互作用过程及其机理,科学预测全球变化背景下我国海岸沙丘表面植被生物多样性的变化趋势,以便采取有效的措施促进海岸生态系统恢复。