荒漠绿洲过渡带固沙植被建设及其生态效应

前言

第1章 绪论

1．1 中国内陆干旱区沙漠化类型与防治对策

1．2 荒漠绿洲过渡带固沙植被建设与限制因素

1．3 荒漠绿洲过渡带固沙植被建设目标、思路与评价

1．4 研究区自然概况

第2章 荒漠绿洲过渡带人工固沙植被演变及其对土壤理化性质的影响

2．1 雨养梭梭人工固沙植被群落演变

2．2 雨养梭梭固沙植被区土壤变化

2．3 天然植被封育对固沙植被和土壤的影响

第3章 荒漠绿洲过渡带主要固沙植物生活史对风沙环境权衡响应

3．1 沙埋深度对于梭梭幼苗出土和生长的影响

3．2 土壤种子库密度对于梭梭更新的影响

3．3 沙埋对于3种固沙植物幼苗生长的影响

3．4 沙埋对一年生草本植物的影响

第4章 荒漠绿洲过渡带固沙植被优势类群对非生物胁迫的响应机制

4．1 不同年限雨养梭梭对土壤水分变化的响应机制

4．2 钠盐迫害对一年生草本植物种子萌发的影响

4．3 钠盐胁迫对黎科一年生草本植物生长的影响

4．4 荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物对干旱胁迫的响应

4．5 3种典型一年生藜科植物构件生长及生物量分配特征

第5章 荒漠绿洲过渡带敏感环境因素变化特征

5．1 3种典型垂直景观带土壤水分动态变化特征

5．2 荒漠绿洲过渡带地表水和地下水水化学特征

参考文献

第1章绪论

1.1中国内陆干旱区沙漠化类型与防治对策

沙漠化（desertification）是指在干旱、半干旱和半湿润地区由于人类不合理地开发利用土地资源所造成的以风沙活动为主要标志的土地退化。目前，在全球范围内沙漠化土地面积已达到3600×105km2，占到全球陆地面积的1/4，并且呈扩大和加剧的趋势。作为一种主要的土地退化类型，沙漠化引起的土地资源丧失和生态环境恶化，引发了一系列的社会、经济问题。

防治沙漠化成为实现这些地区经济和生态可持续发展的关键。

中国大约有1/3的国土面积分布在西北干旱、半干旱地区，是世界上受沙漠化危害最为严重的国家之一，沙漠化土地面积大约为165×10km2，占到近国土面积的17%，20世纪90年代中国每年增加的沙漠化土地面积为2460km2，21世纪达到3400km2（王涛，2001），沙漠化扩大的趋势明显。因此，我国西北干旱和半干旱区成为沙漠化防治最为关注的地区之一。封育天然植被和营造人工固沙植被，可以使沙漠化土地丧失的生产力得以恢复，使新的生态平衡逐渐建立（Oba et al.，2008）。从20世纪50年代开始，中国就开始实施了一系列的生态植被建设工程，在干旱风沙区营造防风固沙林面积121×10km2，飞播人工植被面积36.2×10km2（李新等，2005）。与此同时，学者们围绕着风沙区生态建设的模式（张新时，1994；刘胤汉等，2002；兰泽松等，2005）、固沙植被物种的选择（赵兴梁等，1963；邱国玉，1988；李进，1992；牛西午，1998；李洪山等，1995；郭泉水等，2005）、生态恢复的效果（邹本功等，1981；赵晓英等，1998；蒋德明等，2002；李锋瑞等，2003；曹成有等，2004；张华等，2005；唐进年等，2007；杨晓晖等，2007；蒋德明等，2008a；2008b；安云，2013；蒋德明，2002）、固沙植被群落的演替（刘玉平，1996；郭柯，2000；李新荣等，2000；张继义等，2003；张军等，2007；陈艳瑞等，2008；常兆丰等，2008）、土壤水分变化（李新荣等，2001；常学向等，2003；何志斌等，2004a；马风云等，2006；史小红等，2007；张静等，2007；潘颜霞等，2009；黄刚等，2009；安摇慧等，2011）等一系列问题开展了大量的研究。在固沙植物的选择上，小叶锦鸡儿（Caragana microphyl-la）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、柠条（Caragana korshinskii）、沙拐枣（Calligonum-mongolicunl）、油蒿（Artemisia ordosica)等耐旱性灌木成为人工固沙区植物种的主要选择（高尚武，1984；李滨生，1990；安摇慧等，2011）。在固沙植被建立的效应上，自固沙植物人工林建立以后，地表粗糙度快速增加，有效地控制住风沙流，提高防风固沙能力。并且，随着固沙年限的增加，林内风蚀面积逐年减小，悬浮的细沙颗粒在沙表沉积。林内沙面细小颗粒物质不断累积，沙土中粉粒和黏粒含量增加，土壤有机质、氮、磷含量提高，沙土得到初步恢复（Johnson et al.，2000）。但由于风沙区干旱的气候特征，强烈的蒸发，微弱的淋溶，使得聚集在表层的细粒物质形成一层薄的“沙面结皮”（邹本功等，1981）。沙面结皮的形成一方面可以固定住流动沙丘表面，为表层成土过程提供母质粒度成分，但另一方面也会拦截降雨入渗，使得大部分降雨不能补给深层土壤（Li et al.，2004a），从而使土壤水分和养分的表层聚集导致生物系统浅层化，大量的浅根系植物，比如：一年生植物草本、一年生禾本科植物开始大量入侵，草本盖度和密度逐年增加；随着固沙年限增加，多年生灌木对于土壤深层50～500cm土壤水分消耗严重，深层土壤成为干旱层；加之少面结皮拦截了10~20mm以下的降水，草本和灌木的水分竞争进一步加剧干旱层的发展，迫使深根性灌木逐渐退出防护体系（Wang et al.，2004）。

而大量的浅根系植物入侵，固沙植被区植被群落由单一的人工固沙植被逐步演变为一个多层

次、半人工半天然群落。为了建立更为稳定的固沙植被系统，研究不同演替时期固沙植被演

替、土壤理化性质变化、土壤变化与固沙植被群落演替的内在机理以及固沙植被生态恢复机理都具有重要的意义（周海燕等，2005）。

河西走廊是中国西北主要的绿洲分布地区，不同大小和形状的绿洲分布在广袤的荒漠之中。荒漠绿洲成为一种独特的非地带性景观，主要诵过利用内陆河水资源来进行农业生产活动（Li et al.，2007）。近年来，随着人口的增加，绿洲面积逐年扩大，绿洲化和荒漠化在绿洲荒漠边缘地区相伴而生。水资源供需矛盾尖锐，大量超采地下水（丁宏伟等，2002），地下水资源量迅速减少，造成天然植被减少，沙漠化面积增加，牛态环境急剧恶化（王根绪等，2002）。作为处于绿洲和荒漠之间的过渡区，荒漠绿洲过渡带是维持绿洲稳定和防止绿洲沙漠化最为重要的缓冲带。绿洲边缘地区环境退化可以直接导致绿洲农业生产退化（郑度，2007）。因此，在荒漠绿洲过渡带建立固沙植被带就成为防止沙漠化对绿洲侵蚀的主要措施。研究荒漠绿洲过渡带固沙植被演替过程以及在这个过程中土壤理化性质的变化，对于认识荒漠化防治过程中植被与土壤之间的相互影响关系，促进沙区植被恢复，以及维持绿洲生态环境稳定可以起到非常重要的作用。

1.2荒漠绿洲过渡带固沙植被建设与限制因素

本书内容主要分为5章：第1章绪论；第2章荒漠绿洲过渡带人工固沙植被演变及其对土壤理化性质的影响；第3章荒漠绿洲过渡带主要固沙植物生活史对风沙环境权衡响应；第4章荒漠绿洲过渡带固沙植被优势类群对非生物胁迫的响应机制；第5章荒漠绿洲过渡带敏感环境因素变化特征。本书是研究团队近10年的主要研究成果，内容丰富，分析全面深刻，可以为我国西北干旱荒漠绿洲过渡带生态文明建设提供参考。