不同植物类型下的沙面稳定性研究——以古尔班通古特沙漠为例

摘要

古尔班通古特沙漠位于我国新疆北部准噶尔盆地腹地，是我国唯一在冬季存在稳定积雪的固定与半固定沙漠。但由于气候变化以及人类活动的干扰，古尔班通古特沙漠的流沙化加剧，沙尘暴发生呈上升趋势，对当地环境及人民生活造成极大影响。因此，对于沙漠植被保护，防止固定沙丘活化，成为目前关注的焦点。
　　 本研究位于古尔班通古特沙漠南缘莫索湾地区，在40km的跨度上选取三个具有不同植被状况和环境差异的样地，对3个样地42个样方内的物种多度、盖度、株高进行测定,计算每个样方内物种的重要值。运用TWINSPAN和DCA排序结合的方法，对各样地的植物群落进行了分类。并运用CCA排序方法分析了物种分布与环境的关系。在各样地之间对植物丰富度、植物多样性，植物均匀度、植被盖度、土壤含水率、沙粒径、及地形因子等影响沙面稳定的各项相关因子进行分析对比，并运用蚀积量和输沙量两项指标对个样地沙面稳定性进行了评价。从多个方面进一步探讨植被类型与沙面稳定性的关系。研究得到以下结论：
　　 1.三个样地的群落主要分为五种类型：
　　 虫实—异翅独草群丛、长翅猪毛菜群丛、白梭梭—白皮沙拐枣群丛、沙蓬—角果藜群丛和沙漠绢蒿—心叶驼绒藜—补血草群丛。
　　 DCA分析表明：样地样方存在不同程度的聚集，说明样方之间存在明显的环境差异。由于物种对环境适应能力不同，各群丛在三个样地存在明显的分布差异，虫实—异翅独尾草群丛主要分布于150团和147团样地。长翅猪毛菜群丛主要分布于149团样地。白梭梭—白皮沙拐枣群分布于150团和149团样地。沙蓬—角果藜群丛和沙漠绢蒿—心叶驼绒藜 —补血草群丛主要分布于147团样地。
　　 2.CCA分析结果表明，可溶性盐含量对植被分布影响不显著。白梭梭—白皮沙拐枣群丛分布与输沙量、蚀积量相关，表明该群丛对极端环境适应能力较强，是植被演替的先锋物种。角果藜—异翅独草群丛的分布与有机质和土壤含水量相关，该类型对环境因子的依赖较强。长翅猪毛菜群丛的分布与Ca2+离子相关，与有机质和土壤含水量呈负相关，该群丛的耐旱能力耐贫瘠能力较强，但对风蚀的忍耐能力相对较弱。沙蓬—角果藜群丛和沙漠绢蒿—心叶驼绒藜 —补血草群丛的分布与坡度、坡位相关，与输沙量、蚀积量呈负相关，说明该群丛属于环境依赖型，是演替中期的物种。总的来看，150团和149团样地群落物种丰富度、多样性、均匀性均呈不同程度的下降趋势，而生态优势度呈增大趋势，群落物种数减少，优势种更加突出，说明沙地活化在加剧。
　　 3.物种丰富度和多样性并不能直接对沙面的稳定性造成影响，必须对盖度和均匀度做出贡献才有意义。较小的粒径组成能提高土壤的持水能力，而较大的粒径组成能增加风蚀对沙面的启动风速，因此，粒径对沙面稳定是积极的还是消极的，必须与样地环境相结合。而土壤含水量一方面决定了物种的分布格局，另一方面，增加了土壤的粘连性，减小风蚀对沙面的影响。坡度受限于沙丘高度，坡度和高度一方面通过影响水分分布，从而影响沙面植被的分布格局。另一方面，坡度和高度决定不同坡位风沙活动差异，影响粒径的垂直分异。沙丘高度还与风蚀强度密切相关。
　　 4.通过对各样地及影响沙面稳定的各因子的综合分析，147团样地的沙面最稳定，150团次之，149团最差。通过沙面的输沙量和蚀积量的标准来看，也得到了相同的结论。