民勤不同立地条件下的人工梭梭林分布

民勤不同立地条件下的人工梭梭林分布

梭鱼属于亚洲沙漠的一部分，在中国广泛分布。它广泛分布于中亚沙漠地区。在中国，自然分布主要分布在四个省（区）：自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古和甘肃省。民勤人工梭梭林生长衰败现象已经引起了广大专家的注意,并着手研究衰败的原因和人工促进恢复的技术措施。王继和等人的研究认为,民勤梭梭林生长衰败主要表现为梭梭光合强度减弱、群落盖度降低、梭梭种群优势度下降、林地土壤含水率下降等现象,并提出控制梭梭林密度、人工集雨、布设粘土或新型材料沙障等措施来恢复民勤人工梭梭林生长衰败问题研究了几十年,主要集中在梭梭退化的表现和恢复技术方面。对于不同立地条件下的梭梭生长状况分析研究较少。本文通过野外调查,将不同立地条件下的梭梭生长状况进行对比分析,以便为衰败梭梭林的生态恢复和选择适宜的造林立地条件和造林模式提供理论依据和技术支撑。1沙障和伴生植物种民勤位于102°02′~104°02′E、38°05′~39°06′N,全县总面积1.42万km研究样地设在民勤绿洲边缘,土壤主要是风沙土。植被主要是人工梭梭林群落,都是自20世纪60年代以来陆续营造的人工梭梭防风固沙林,在当初造林时设置了粘土沙障或草方格沙障,沙障现在已全部或部分解体;伴生植物种主要有灌木白刺Nitrariatangutorica、沙蒿Artemisiaordosica和1年生草本植物沙米Agriophyllumsquarrosum、白茎盐生草Halogetonarachnoideus、五星蒿Echinopsilondivaricatum、刺蓬Cornulacaalaschanica等。地貌类型主要以固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘为主,相间分布有粘质平滩地、平缓假戈壁和砾石质低山等。2学习方法2.1丘间人工梭梭林样地选择样地选择主要依据立地条件类型,即:(1)流动沙丘人工梭梭林样地:沙丘完全流动,沙丘表面无结皮;(2)半固定沙丘人工梭梭林样地:有少量粘土沙障残存,沙丘表面有少量结皮,沙丘半流动;(3)固定沙丘人工梭梭林样地:粘土沙障保存完好率在50%以上,沙丘表面结皮多,沙丘完全固定;(4)丘间平滩地人工梭梭林样地:丘间粘质平滩地,基本无积沙;(5)风蚀残积山坡下部人工梭梭林样地:主要是风化残积的洪积物,有覆沙;(6)山前洪积扇:主要在苏武山北坡和来菔山南坡山前洪积扇;(7)平缓假戈壁人工梭梭林样地:主要分布在民勤县城西北部莱菔山前和三角城以北刘家黑山山前,地面覆盖大量直径为0.1~2.0cm的砾石,小沙丘占30%左右,沙丘高度一般在50cm以内。共选择流动沙丘人工梭梭林样地、半固定沙丘人工梭梭林样地和固定沙丘人工梭梭林样地各4个,丘间平滩地样地3个,风蚀残积山坡下部人工梭梭林样地1个(苏武山前),山前洪积扇人工梭梭林样地2个,平缓假戈壁人工梭梭林样地2个。每个样地设3个样方,样方面积为30m×30m。通过走访造林单位,查阅有关造林设计技术档案来确定梭梭年龄,选择梭梭年龄在25年左右。2.2密度和多枝密度调查土壤水分采用现场挖刨面或土壤钻取样,深度在地面下0~160cm,每20cm取1个样,重复3次,带回实验室用烘干称重法测定土壤含水率,用1/10000电子天平称重。用钢卷尺(精度1mm)在保存较完好的地段测量造林时的株距和行距,并结合走访造林单位查阅有关造林设计技术档案来确定原始造林密度。保存密度的调查采用样方内保存的梭梭总数来计算。在每个样方内选择5株基本能够代表整个样方内梭梭植株的标准株作为样株,每个样株选择2~3个一级枝做为一级标准样枝,再在一级标准样枝上选择2~3个二级标准样枝,在二级标准样枝上选择2~3个三级标准样枝,分别记录活枝数和死枝数,并用钢卷尺测量各级活枝的长度和新枝长度,用游标卡尺测定分枝基部的粗度和植株地茎的粗度。将各级标准枝上的新枝和结果枝逐一记录来推算单株梭梭的新枝数量。植株高度和冠幅采用钢卷尺测量。植被盖度采用目测法。2.3数据计数应用Excel2007和Spss软件统计分析数据。3结果与分析3.1固定沙丘人工梭梭林梭梭林分布的位置对发挥防风固沙的作用有着直接影响,分析不同立地条件下的梭梭林分布,可以掌握梭梭林在防风固沙中的作用。通过调查,民勤人工梭梭林主要分布在流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘(表1),这3种立地条件下的梭梭林占了整个民勤人工梭梭林的97.56%,这3种地类也是民勤风沙危害的重点区域,是多年来当地防风固沙工程建设的重点区域。不同立地条件下的人工梭梭林伴生种也不尽相同,半固定沙丘生长的植物种数多,盖度也最大;其次为流动沙丘,固定沙丘不仅植物种少,且植物生长不良,盖度也低。梭梭林的防风固沙效益主要靠群落整体来发挥,伴生种植物可以发挥重要作用;同时,除了植物固沙外,机械沙障的固沙作用也十分重要。在固定沙丘上,虽然植被生长不良,但是由于沙丘表面覆盖了一层结皮,沙丘完全固定。3.2不同立地条件下人工梭梭林保存密度的显著性梭梭林防风固沙的能力与保存密度有着密切的关系,如果密度过低则不能起到防风固沙的作用;密度过大则由于对水分竞争加剧而容易引起其生长衰败。在上世纪70~80年代营造的人工梭梭林,初植密度一般都在900~1400株/hm不同立地条件下保存的梭梭密度不同(表2),其中风蚀残积山坡下部梭梭保存密度最大,达到了500株/hm在流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘3类立地条件下的梭梭林保存密度比较接近,在322~350株/hm通过多重比较法对保存密度的差异显著性进行分析,可以看出不同立地条件下的人工梭梭林保存密度存在着差异(表2),但是占面积最大、发挥防风固沙作用最主要的几类立地条件下的梭梭林保存密度的显著性不是很强,主要表现在平缓假戈壁梭梭林保存密度与半固定沙丘、固定沙丘以及流动沙丘之间差异不显著。梭梭在干旱沙区的适应性极强,在极端恶劣的环境下也可以存活,保存密度只是其适应环境和竞争的一个方面,存活下来的植株生长情况因生境条件不同而有差异,特别是随着沙障保存或者解体等生境条件的变化,梭梭在中后期的生长情况显著不同(表3)。3.3丘间平滩地和半固定沙丘枝条数量的多少、长度及冠幅等指标对植物防风固沙来说是十分关键的,同时也是植物生长状况的一个反应。梭梭的一级枝、二级枝和三级枝构成了植株构件的主体骨架。一级枝、二级枝和三级枝的数量、枝长以及存活情况等指标反应的是梭梭的生长或者衰败过程;而当年新枝的数量、枝长和结实情况反应的是当前的生长状况。一级枝、二级枝和三级枝的数量越多,枝长越长,就说明梭梭前期生长旺盛;如果一级枝、二级枝和三级枝虽然数量多,枝长也长,但是存活枝数少,而死亡枝数多,就说明是一个生长衰败过程;而且死亡枝数越多,就说明生长衰败越严重。同样,当年新枝数量越多、新枝枝长越长、结实枝越多,则说明目前生长越旺盛,相反则说明目前生长不良。将7种立地条件类型栽植的梭梭林相比较(表3),生长最为旺盛的是在流动沙丘上的梭梭,虽然一级枝的数量平均为6.12个,但是枝条存活情况好,存活率占86.27%;二级枝和三级枝增加较快,存活情况也较好;当前生长旺盛,主要体现在新枝数量多(5763.22枝/株),生长量大(新枝平均长度为12.76cm),结果枝多(239.06枝/株,占新枝总数的4.15%)。而半固定沙丘上栽植的人工梭梭林的长势次之,固定沙丘、丘间平滩地和平缓假戈壁3种立地条件下栽植人工梭梭林生长较差,山前洪积扇和风蚀残积山坡这2种立地条件下的梭梭林也不是处在风沙危害的主要地段,面积也小,在民勤防风固沙中不起主要作用。梭梭生长状况与土壤水分有着密切的关系(表4):流动沙丘和半流动半固定沙丘上生长的梭梭要比其它立地条件下生长的梭梭旺盛,这2个立地条件的土壤水分含量也较高。需要说明的是,丘间平滩地虽然土壤含水率较高,但是梭梭不仅保存密度低,生长也较差,这主要是因为丘间平滩地土壤粘性强,持水能力强,土壤中的水分植物难以吸收利用。通过多重比较法进行各生长指标在不同立地条件下的差异显著性分析(表5),不同立地条件下的梭梭的不同生长指标的差异性各不相同,这主要是在梭梭生长过程中立地条件对梭梭的影响不同所致。梭梭栽植初期,沙丘都是用粘土沙障或者草方格沙障固定,土壤中储存的水分条件较好且接近,梭梭生长较旺盛,形成的一级枝数量也接近,差异性不显著;但是随着梭梭进一步生长,不同立地条件下,一级枝死亡情况和形成的二级枝、三级枝的情况差异较大。梭梭适宜在沙丘上生长,流动沙丘和半固定沙丘有利于大气降水向土壤中入渗,土壤水分条件较好,梭梭一直处于较旺盛的生长状态,所以三级枝和新枝的数量都是流动沙丘和半固定沙丘最多,且新枝的生长量也最大。丘间平滩地和粘土固定沙丘可供梭梭生长利用的土壤水分少,梭梭生长不良。就流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘这3种立地条件下的梭梭分析,株高最大的是流动沙丘上生长的梭梭,为187.86cm,生长在半固定沙丘和固定沙丘上的梭梭株高很接近。冠幅的差异比较显著,生长在流动沙丘上的梭梭的冠幅是9.83m梭梭林的防风固沙性能指标主要体现在密度、枝条数量、植株高度、冠幅等方面4不同立地条件下梭梭生长情况的研究营造梭梭林的目的是防风固沙,造林后的保存密度对防风固沙作用的发挥十分重要。李爱德等人根据不同年龄阶段的梭梭林地水分平衡推算,民勤沙丘上的梭梭林从8林龄开始生长衰败,同时密度降低,到了18林龄后密度将基本维持在525~600株/hm梭梭不同级别的分枝情况研究其生长过程,说明了梭梭生长的不同阶段的情况,将民勤不同立地条件下的梭梭林进行比较,找出适宜或者不适宜梭梭生长的生境条件,比较真实地反应了不同立地条件下的梭梭生长过程,在梭梭生长衰败过程研究中,这种方法尚未有人应用。何明珠等人对民勤荒漠植物枝系构型进行了研究,研究结果表明,影响荒漠植物枝系构型最主要的因素是分枝角度和分枝长度人工梭梭林的分布范围对防风固沙作用的发挥有很大的影响。从本文研究结论看,民勤的梭梭林主要分布在绿洲边缘的流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘上,其中固定沙丘主要是造林时设置了粘土沙障,在梭梭群落演替过程中,在植物防风固沙作用、生物结皮和粘土结皮的共同作用下沙丘被固定,虽然梭梭种群生长不良,但是这种立地条件类型的风沙危