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摘要 调查了彰武县阿尔乡镇围栏封育沙地植被,结果表明彰武县阿尔乡镇沙地围栏封育后,流动沙丘大部分向半固定沙丘和固定沙丘转变,人工固沙林生长状况较好,草本植物物种丰富度、植被覆盖度增加,围栏封育效果显著。
关键词 围栏封育;沙地;人工固沙林;辽宁彰武;阿尔乡镇
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)11-0188-03
Abstract The plant of enclosure sandy land of Ar Desert in Zhangwu County was investigated.The results showed that most of mobile dunes were turning into semi-immobile dunes and fixed dunes gradually after enclosure of Ar Desert in Zhangwu County. Artificial sand fixation forest was growing well,vegetation cover and species richness of herbaceous plant community was increasing. Enclosure had significant effect on the plants.
Key words exclosure;sandy land;artificial sand fixation forest;Zhangwu Liaoning;Ar Desert
彰武地處辽宁省西北部,科尔沁沙地南部。研究区选择在彰武县阿尔乡镇小北甸子村北部的沙丘,土地沙化严重。2003年辽宁省环境保护局与阜新市环境保护局及阿尔乡政府合作,围栏封育453.3 hm2,禁止放牧及人为耕作,采取以自然修复为主、人工栽培固沙植物为辅的治理方法,促进流动沙丘向固定沙丘转化[1]。第一阶段(2003—2006年)围封禁牧,以沙丘植被自然恢复为主。第二阶段(2007—2014年)经过阿尔乡政府、辽宁省固沙造林研究所、彰武县林业局、辽宁省林业厅“三北办”进行开发利用,人工植树,形成人工固沙林群落。因此,研究围栏封育沙地植被恢复过程,对科学制定防沙治沙措施具有重要意义。现对阜新阿尔乡围栏封育沙地的植被进行调查研究。
1 调查内容与方法
1.1 调查内容
调查流动沙丘、半流动沙丘、固定沙丘围栏封育沙地植被恢复情况。
1.2 调查方法
2014年8月,对阿尔乡围栏封育沙地进行调查。采用GPS定位的方法布设样方,植物样方:草本1 m×1 m,灌丛5 m×5 m,乔木20 m×20 m(如果同时调查乔木及灌丛内的草本,内设1~3个草本小样方)。调查内容包括植物种类组成、多度、生活型、高度、盖度。
2 结果与分析
2.1 沙丘面积的变化
随着围封治理,流动沙丘和半流动沙丘面积减少,固定沙丘面积增加。从2003年11月开始至2014年8月,流动和半流动沙丘面积减少了83.4%,固定沙丘面积增加了58.6%(表1)。
2.2 人工固沙林分布及生长状况
研究区土壤类型主要是风沙土,试验区围封禁牧后,2007—2014年适应沙地的条件和顺应植被演替的规律,栽培彰武小钻杨、樟子松和沙棘,播种小叶锦鸡儿等[2]。人工植树加快沙地植被恢复,加速沙丘由流动阶段向固定阶段发展,达到防风固沙、改良土壤的目的。
沙地人工林群落,主要为松树人工林和杨树人工林[3]。研究区人工固沙林类型包括杨树固沙林、杨树用材林、杨树边界林(用材林)、退耕还林、松树固沙林、灌木固沙林。人工固沙林点位示意图见图1;杨树、樟子松、灌木固沙林的分布与生长情况见表2。
2.3 人工固沙林典型植物群落
人工固沙林典型植物群落见图2~9。
2.4 人工固沙林植物群落组成
由表3可知,东南部小叶锦鸡儿-沙棘果灌丛优势草本植物有禾本科羊草、狗尾草、马唐,草本植被盖度增加可达60%左右。东北部杨树用材林-小叶杨群落和西北部杨树边界林的小叶杨、彰武小钻杨林下土壤表层覆盖有很厚的枯枝落叶,地表有灰褐色结皮层,羊草、中华隐子草、拂子茅、狗尾草成为杨树林下草本优势种,草本植被覆盖度80%~90%。西南部彰武小钻杨固沙林下优势草本植物有豆科胡枝子、尖叶胡枝子、冷蒿,植被覆盖度80%左右。东南部原流动沙丘上的小钻杨固沙林和西部退耕还林小钻杨林下优势植物种类为禾本科狗尾草、马唐,草本植被覆盖度60%左右(表3)。在杨树用材林附近的沙丘,人为干扰仍然存在,有花生、玉米等农作物种植,进行轮荒耕作是沙丘沙地发生沙化的主要原因[4]。在沙丘的部分低地有极少数乔木种类,有大果榆、山杏、山楂、野葡萄,零星分布或成小片状分布。
3 结论与讨论
3.1 群落物种丰富度的变化
植物群落物种丰富度不断增加。流动沙丘绝大部分发展为半流动沙丘向固定沙丘转变的过渡阶段和固定沙丘,而群落的物种数量达到42种,包括禾本科、菊科、豆科、藜科、蓼科、蔷薇科、鼠李科、毛茛科、大戟科、玄参科、苋科、麻黄科、胡颓子科、牻牛儿苗科、葡萄科、唇形科、葫芦科,共计17科。
3.2 群落优势物种的变化
群落物种组成的变化是物种适应性与群落环境变化相互作用的结果,不同沙丘类型的植物群落环境中优势种也不同。羊草、中华隐子草、狗尾草、马唐、胡枝子、拂子茅等取代沙蓬成为优势种。
3.3 群落物种中占优势的科
流动沙地藜科植物在群落中占有优势地位。植被发育到半固定沙地和固定沙地阶段,则禾本科、菊科、豆科植物占有优势地位。 3.4 群落组成物种生活型结构的变化
在流动沙地一至二年生植物的物种数量和优势度占有主要地位。而植被发育到半固定和固定沙地阶段则多年生植物的优势度增加,具有耐旱、耐风蚀、耐沙埋、耐贫瘠的生理特性。
3.5 灌丛的作用
所调查沙地植物中,有小叶锦鸡儿灌丛、沙棘果灌丛、胡枝子和尖叶胡枝子灌丛等。灌丛下草本植物具有较高的植株密度、盖度。灌丛具有明显的降风滞尘作用,产生的凋落物分解后增加土壤有机质和养分含量。
3.6 人工固沙林的作用
栽种彰武小钻杨、樟子松、小叶锦鸡儿灌丛,营造生态经济型固沙林,通过植被与土壤的相互作用,改善了沙地土壤的理化性质,土壤有机质含量有所增加,防风固沙作用明显。人工栽培的樟子松生长迅速,适应性强,材质好,防风阻沙性能强;彰武小钻杨是小叶杨和钻天杨的天然杂交种——小钻杨的一个品种,其生长快,生物产量高。人工固沙林可防止土壤风蚀、蓄积土壤养分、防止流沙覆盖农田、用材林经济效益明显[5-6]。
3.7 围栏封育对沙地植被恢复的作用
比较2005—2014年间围封沙地植被调查情况可知,围栏封育是沙漠化草地植被恢复和重建的一项最为常用的措施。围栏封育主要是通过人为降低或排除牲畜对生态系统的影响,有利于一年生草本植物的生长和繁殖,作为沙地先锋植物,适应性强、根系发达,通常具有耐寒、耐旱、耐瘠薄的特点,它们对流动沙地沙面的稳定及半固定和固定沙丘的形成具有不可替代的生态功能,使生态系统得以恢复和重建。围栏封育可以显著提高生产力,改善土壤理化性质,提高植被盖度和物种丰富度以及生物量等,同时,为人工固沙林的生长创造了条件[7]。
阜新彰武县阿尔乡镇沙地围栏封育后,流动沙丘大部分向半固定沙丘和固定沙丘转变,植被恢复较好,林下草本植物群落正向演替,人工固沙林生长状况较好,围栏封育及人工固沙林效果显著。
4 致谢
特别感谢辽宁省固沙造林研究所焦树仁老师的指导。
5 参考文献
[1] 王晓峰.阿尔乡沙地围封治理效应的分析[J].辽宁城乡环境科技,2007(2):58-59.
[2] 焦树仁.阿尔乡沙地围封治理效果分析[J].防护林科技,2010(3):3-17.
[3] 焦樹仁.辽宁省章古台沙地植被的分布状况与演替过程的研究[J].防护林科技,2006(4):11-16.
[4] 焦树仁.辽宁西北部地区土地沙化状况、发生原因及防治措施[J].防护林科技,2008(4):43-51.
[5] 李雪华,韩士杰,蒋德明,等.科尔沁沙地不同演替阶段植被特征及周沙作用[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2006,25(5):789-791.
[6] 任余艳,胡春元,贺晓,等.毛乌素沙地巴图塔沙柳沙障对植被恢复作用的研究[J].水土保持研究,2007,14(2):13-15.
[7] 沈彦,张克斌,杜林峰,等.封育措施在宁夏盐池草地植被恢复中的作用[J].中国水土保持科学,2007,5(3):90-93.
关键词 围栏封育;沙地;人工固沙林;辽宁彰武;阿尔乡镇
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)11-0188-03
Abstract The plant of enclosure sandy land of Ar Desert in Zhangwu County was investigated.The results showed that most of mobile dunes were turning into semi-immobile dunes and fixed dunes gradually after enclosure of Ar Desert in Zhangwu County. Artificial sand fixation forest was growing well,vegetation cover and species richness of herbaceous plant community was increasing. Enclosure had significant effect on the plants.
Key words exclosure;sandy land;artificial sand fixation forest;Zhangwu Liaoning;Ar Desert
彰武地處辽宁省西北部,科尔沁沙地南部。研究区选择在彰武县阿尔乡镇小北甸子村北部的沙丘,土地沙化严重。2003年辽宁省环境保护局与阜新市环境保护局及阿尔乡政府合作,围栏封育453.3 hm2,禁止放牧及人为耕作,采取以自然修复为主、人工栽培固沙植物为辅的治理方法,促进流动沙丘向固定沙丘转化[1]。第一阶段(2003—2006年)围封禁牧,以沙丘植被自然恢复为主。第二阶段(2007—2014年)经过阿尔乡政府、辽宁省固沙造林研究所、彰武县林业局、辽宁省林业厅“三北办”进行开发利用,人工植树,形成人工固沙林群落。因此,研究围栏封育沙地植被恢复过程,对科学制定防沙治沙措施具有重要意义。现对阜新阿尔乡围栏封育沙地的植被进行调查研究。
1 调查内容与方法
1.1 调查内容
调查流动沙丘、半流动沙丘、固定沙丘围栏封育沙地植被恢复情况。
1.2 调查方法
2014年8月,对阿尔乡围栏封育沙地进行调查。采用GPS定位的方法布设样方,植物样方:草本1 m×1 m,灌丛5 m×5 m,乔木20 m×20 m(如果同时调查乔木及灌丛内的草本,内设1~3个草本小样方)。调查内容包括植物种类组成、多度、生活型、高度、盖度。
2 结果与分析
2.1 沙丘面积的变化
随着围封治理,流动沙丘和半流动沙丘面积减少,固定沙丘面积增加。从2003年11月开始至2014年8月,流动和半流动沙丘面积减少了83.4%,固定沙丘面积增加了58.6%(表1)。
2.2 人工固沙林分布及生长状况
研究区土壤类型主要是风沙土,试验区围封禁牧后,2007—2014年适应沙地的条件和顺应植被演替的规律,栽培彰武小钻杨、樟子松和沙棘,播种小叶锦鸡儿等[2]。人工植树加快沙地植被恢复,加速沙丘由流动阶段向固定阶段发展,达到防风固沙、改良土壤的目的。
沙地人工林群落,主要为松树人工林和杨树人工林[3]。研究区人工固沙林类型包括杨树固沙林、杨树用材林、杨树边界林(用材林)、退耕还林、松树固沙林、灌木固沙林。人工固沙林点位示意图见图1;杨树、樟子松、灌木固沙林的分布与生长情况见表2。
2.3 人工固沙林典型植物群落
人工固沙林典型植物群落见图2~9。
2.4 人工固沙林植物群落组成
由表3可知,东南部小叶锦鸡儿-沙棘果灌丛优势草本植物有禾本科羊草、狗尾草、马唐,草本植被盖度增加可达60%左右。东北部杨树用材林-小叶杨群落和西北部杨树边界林的小叶杨、彰武小钻杨林下土壤表层覆盖有很厚的枯枝落叶,地表有灰褐色结皮层,羊草、中华隐子草、拂子茅、狗尾草成为杨树林下草本优势种,草本植被覆盖度80%~90%。西南部彰武小钻杨固沙林下优势草本植物有豆科胡枝子、尖叶胡枝子、冷蒿,植被覆盖度80%左右。东南部原流动沙丘上的小钻杨固沙林和西部退耕还林小钻杨林下优势植物种类为禾本科狗尾草、马唐,草本植被覆盖度60%左右(表3)。在杨树用材林附近的沙丘,人为干扰仍然存在,有花生、玉米等农作物种植,进行轮荒耕作是沙丘沙地发生沙化的主要原因[4]。在沙丘的部分低地有极少数乔木种类,有大果榆、山杏、山楂、野葡萄,零星分布或成小片状分布。
3 结论与讨论
3.1 群落物种丰富度的变化
植物群落物种丰富度不断增加。流动沙丘绝大部分发展为半流动沙丘向固定沙丘转变的过渡阶段和固定沙丘,而群落的物种数量达到42种,包括禾本科、菊科、豆科、藜科、蓼科、蔷薇科、鼠李科、毛茛科、大戟科、玄参科、苋科、麻黄科、胡颓子科、牻牛儿苗科、葡萄科、唇形科、葫芦科,共计17科。
3.2 群落优势物种的变化
群落物种组成的变化是物种适应性与群落环境变化相互作用的结果,不同沙丘类型的植物群落环境中优势种也不同。羊草、中华隐子草、狗尾草、马唐、胡枝子、拂子茅等取代沙蓬成为优势种。
3.3 群落物种中占优势的科
流动沙地藜科植物在群落中占有优势地位。植被发育到半固定沙地和固定沙地阶段,则禾本科、菊科、豆科植物占有优势地位。 3.4 群落组成物种生活型结构的变化
在流动沙地一至二年生植物的物种数量和优势度占有主要地位。而植被发育到半固定和固定沙地阶段则多年生植物的优势度增加,具有耐旱、耐风蚀、耐沙埋、耐贫瘠的生理特性。
3.5 灌丛的作用
所调查沙地植物中,有小叶锦鸡儿灌丛、沙棘果灌丛、胡枝子和尖叶胡枝子灌丛等。灌丛下草本植物具有较高的植株密度、盖度。灌丛具有明显的降风滞尘作用,产生的凋落物分解后增加土壤有机质和养分含量。
3.6 人工固沙林的作用
栽种彰武小钻杨、樟子松、小叶锦鸡儿灌丛,营造生态经济型固沙林,通过植被与土壤的相互作用,改善了沙地土壤的理化性质,土壤有机质含量有所增加,防风固沙作用明显。人工栽培的樟子松生长迅速,适应性强,材质好,防风阻沙性能强;彰武小钻杨是小叶杨和钻天杨的天然杂交种——小钻杨的一个品种,其生长快,生物产量高。人工固沙林可防止土壤风蚀、蓄积土壤养分、防止流沙覆盖农田、用材林经济效益明显[5-6]。
3.7 围栏封育对沙地植被恢复的作用
比较2005—2014年间围封沙地植被调查情况可知,围栏封育是沙漠化草地植被恢复和重建的一项最为常用的措施。围栏封育主要是通过人为降低或排除牲畜对生态系统的影响,有利于一年生草本植物的生长和繁殖,作为沙地先锋植物,适应性强、根系发达,通常具有耐寒、耐旱、耐瘠薄的特点,它们对流动沙地沙面的稳定及半固定和固定沙丘的形成具有不可替代的生态功能,使生态系统得以恢复和重建。围栏封育可以显著提高生产力,改善土壤理化性质,提高植被盖度和物种丰富度以及生物量等,同时,为人工固沙林的生长创造了条件[7]。
阜新彰武县阿尔乡镇沙地围栏封育后,流动沙丘大部分向半固定沙丘和固定沙丘转变,植被恢复较好,林下草本植物群落正向演替,人工固沙林生长状况较好,围栏封育及人工固沙林效果显著。
4 致谢
特别感谢辽宁省固沙造林研究所焦树仁老师的指导。
5 参考文献
[1] 王晓峰.阿尔乡沙地围封治理效应的分析[J].辽宁城乡环境科技,2007(2):58-59.
[2] 焦树仁.阿尔乡沙地围封治理效果分析[J].防护林科技,2010(3):3-17.
[3] 焦樹仁.辽宁省章古台沙地植被的分布状况与演替过程的研究[J].防护林科技,2006(4):11-16.
[4] 焦树仁.辽宁西北部地区土地沙化状况、发生原因及防治措施[J].防护林科技,2008(4):43-51.
[5] 李雪华,韩士杰,蒋德明,等.科尔沁沙地不同演替阶段植被特征及周沙作用[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2006,25(5):789-791.
[6] 任余艳,胡春元,贺晓,等.毛乌素沙地巴图塔沙柳沙障对植被恢复作用的研究[J].水土保持研究,2007,14(2):13-15.
[7] 沈彦,张克斌,杜林峰,等.封育措施在宁夏盐池草地植被恢复中的作用[J].中国水土保持科学,2007,5(3):90-93.