科尔沁沙地植被恢复及其对土壤改良效应

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1、蒋德明等：科尔沁沙地植被恢复及其对土壤的改良效应1139科尔沁沙地植被恢复及其对土壤的改良效应蒋德明1，曹成有2，李雪华1，周全来1,2，李明1,21.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016；2.东北大学，辽宁沈阳110004；3.中国科学院研究生院，北京100049摘要：探讨了对科尔沁沙地乌兰敖都地区流动沙丘采取生物和工程措施建立起人工固沙植被的相关配套技术，并就植被恢复程度对土壤改良效应进行了对比研究。结果表明：在流动沙丘进行人工固沙时采用1.0m×1.0m草方格内播种小叶锦鸡儿(Caragana

2、microphylla)种子的措施具有较好的固沙效果，一般经过2年可使沙丘表面得到固定。在围栏封育条件下实施适宜的植被恢复措施，一般可在2~3年获得明显的固沙效果。小叶锦鸡儿人工固沙群落内土壤养分随着群落的生长发育而发生变化，在0~30cm土层中，有机质、速效钾、全氮、水解性氮、全磷、有效磷含量都表现为：11年生群落＞6年生群落＞流动沙丘；小叶锦鸡儿人工群落的建立可大幅度提高土壤微生物生物量，并随着年龄的增加，微生物生物量C、N、P的含量均呈现增加趋势。关键词：流动沙丘；草方格；小叶锦鸡儿；围封；人工固沙群落；植

3、被恢复；土壤改良；科尔沁沙地中图分类号：S156.5文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）03-1135-05蒋德明等：科尔沁沙地植被恢复及其对土壤的改良效应1139科尔沁沙地（119°15’～123°45’E，42°15’～45°47’N）地处东北平原与内蒙古高原过渡区域，属于半湿润和半干旱气候区。它是我国北方典型的农牧交错地区，总面积约有5.17×104km2，主要分布在内蒙古东部的赤峰和通辽地区。历史上的科尔沁沙地曾是湖泊众多、林草繁茂的森林-草原景观，是传统的宜牧地区，但从上世纪以来由于受

4、干旱多风等气候和“三滥”等人为活动的影响，生态环境发生了急剧变化，土地沙漠化现象十分突出[1,2]。特别是近40年来，随着人口和牲畜数量的急剧增加，生态环境不断恶化，干旱、洪水等自然灾害频繁发生，造成大面积草场退化，流动、半流动沙丘呈明显扩大趋势，其中沙地面积（流动沙地、半固定沙地和固定沙地）占总土地面积的43.1%[3]。恢复与重建植被是土地沙漠化综合防治中最主要和最基本的措施。流动沙丘是沙地植被退化的极点，其特点是植被覆盖度极低，风蚀严重、土壤极度贫瘠且基质极不稳定。对这样极度退化的生态系统来说，植被的自我恢

5、复能力十分微弱，必须要辅以人工手段才能在短时期内得以恢复。采用草方格结合播种豆科植物是固定流动沙丘比较成功的方法之一[3]。近几十年来，我国对科尔沁沙地进行了长期、大量的植被恢复试验示范和定位观测，在科尔沁沙地退化的原因、特征及恢复重建的可行途径等方面取得了大量的科研成果[4-6]。中国科学院沈阳应用生态研究所于20世纪70年代在科尔沁沙地沙漠化最严重的翁牛特旗建立荒漠化防治试验站，开始系统研究生物和工程相结合的固沙配套技术[4]。本文研究了生物与工程措施相结合的流动沙丘固沙技术及在围栏封育条件下不同生长年限小叶

6、锦鸡儿人工固沙林的防风效能、土壤理化性质和生物活性的变化特征，揭示沙地植被恢复过程中土壤与植被发育过程的相互关系，为本地区大规模开展植被恢复工程提供一定的理论指导。1研究区概况和研究方法1.1研究区概况本研究选择了位于科尔沁沙地西部沙漠化严重的乌兰敖都地区，海拔高度约479m，该地区属温带半干旱气候型。年平均降雨量330mm，夏季6—8月降雨量占全年的70%以上，潜在蒸发量是降雨量的6—7倍，干燥系数在1.0~1.8之间；季节变化明显；年均温度为5.8~6.4℃；≥10℃的年积温为3000~3200℃，无霜期14

7、0~160d；年均风速4.5m/s，每年起风日数200d以上，冬春季大风发生频率约占全年的69%~81%。地带性土壤主要为沙质栗钙土，沙丘起伏，坨甸相间，为广阔的沙地景观，沙丘和甸子地呈东西排列。主要生境类型可分为：流动和半流动沙丘、固定沙丘、沙沼地、丘间低地和石质残丘。土壤类型主要有：风沙土、草甸土和盐碱土。其原生植被属于森林向草原的过度类型。原生植被已被破坏殆尽。目前植被表现出强烈的次生性，大部分已演变为沙生植被和草甸植被[1,2,7]。区系分布上，为蒙古植物区系、华北植物区系和长白植物区系的交接地带，其中分

8、布最广、种类最多的是蒙古植物区系植物。本区代表性的植物有：小黄柳(Salixflavida)、小红柳(S.microstachya)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、麻黄(Ephedra蒋德明等：科尔沁沙地植被恢复及其对土壤的改良效应1139distachya)、白草（Pennisetumflaecidum）、雾冰草(Bassiadasyphyllu