全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
科尔沁沙地人工植被建立模式的探讨
李 进 刘志民 李胜功 赵文智 冲国科学院兰州沙摸研究所 遗州 。。。的
摘要 通过对科尔沁沙地的降水特性 、沙地的水分状况 、 人工乔木 、 灌木 、半灌木植被在
沙地上的兴衰变化以及各人工植被类型的功能等进行综合分析 , 提出该地区人工植被建
立的模式 该模式包括人工植被的组成成分 、 结构 、不同立地条件下的配置形式及不同类
型人工植被的建立顺序
关键词 科尔沁沙地 人工植被建立 模式
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一 〕 , , 二 ,
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,
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,
一 〔 , ,
引 言
科尔沁沙地是我国北方典型草原地带
沙地 , 东西绵延 , 总面积 ,
有关该地 人工植被的建立 问题 , 前人 已做
了许多论述 ”
· · ,
, 提出了该区植被朝着榆
“ 草原发展的演替方 向 , 认
为引种松树可加速演替进程 也提 出了先
在流沙上栽植半灌木和灌木 , 待沙面基本
稳定后再栽植樟子松的固沙程序 但是 , 草
原地带沙地的水分状况却限制了人工植被
的稳定性 人工植被建立后水分状况能 否
满足植被的进一步发展 科尔沁沙地人工
植被建立的适宜模式是什么 尚需进行 系
统的总结和全面的论证 根据几年的野外
观测 , 结合前人工作 , 对科尔沁沙地人工植
被的建立模式进行讨论 , 旨在 为该 区的防
护林体系建设提供依据
科尔沁沙地的降水条件
该 区的降水量小 , 年际变化大 , 季节分
配不均 年降水量为 一 以奈曼
地 区 为 例 , 年 平 均 降 水 量 为
一 年 , 最 大 年 降 水 量
, 最小年降水量 , 降水集中分
布在 一 月份 图
沙丘地的水分状况
沙丘可分为迎风坡 、丘顶和背风坡 , 部
位不同 , 水分状况亦不同
在流动沙丘 区 , 丘间低地和沙丘迎风
坡下部的水分状况较好 丘间低地的地下
水位较高 , 有些丘 间低地的沙层 中还夹有
粘壤土 间层 , 具有隔水作用 据丛自 立观
测 , 沙丘各部位 一 深沙层的含水
年 月 日收到 , 年 月 日改回
期 李 进等 科尔沁沙地人工植被建立模式的探讨
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月份 日期
图 奈曼地 区年内降水分布
王 奋
率均为 一 , 其中迎风坡下部 深
以下沙层 的含水率 比其它部位高 , 最高可
达 , 这是 由于该部位距地下水位较
近及其沙层含细粒夹层 ’ 王康富在沙坡头
的观测表 明 , 降雨后 , 沙丘不同部位
深 以上沙层 中的水分状况有差 异 , 疏松的
落沙坡脚及丘顶部位保持的水分 比紧密的
迎风坡多得多 , 且保持时间较长‘’
固定沙丘各部位的土壤水分状况也不
同 丘 间低地如受地下水影 响而其沙层 中
又 含细粒 夹层时 , 其含水率较迎 风坡 中部
及丘顶 部位高得 多 图 , 表 明固定沙丘
丘间低地的水分状况也较好
用于建立人工植被植物种的评价
科尔沁沙地现有多种人工植被类型 ,
其 中有 代表性 的为樟子松 “ 、
·
,
、 樟 子 松 小 叶 杨
‘ “ , , 、 小 叶 杨 、 小 叶锦 鸡 儿
圳 , ,
、 黄 柳
’ 、 樟子松 差不嘎篙
、 差不嘎篙 、 木 岩黄茂 办
一 ‘ ‘ ‘ , , 等 现
对所采用的植物种进行评价 , 旨在反映各
植物种的兴衰变化及其原因
乔木
图 固定沙丘不 同部位的土壤水分状况 一 , 平
均
一 丘 间低地 , 一 迎风坡 中部
,
, 丘顶
·
抗旱性在一定程度上可反映树种对沙
地的适生程度 因为沙地固定后 , 树木生长
的最大限制因子为水分 , 若树种不具备一
定的抗旱能力 , 则干旱会影响其代谢水平 ,
使其生长处于停滞状态 通过测定束缚水
自由水 、束缚水含量 、 叶片持水力等指标确
定的乔木树种抗旱顺序为 樟子松 油松
, , ‘ 吞“ , 小叶杨 表
乔木树种的生长量可以较好地反映其
对 沙地的适生程度 树木受干旱影响后不
能正常生长以致不能成材 沙地上樟子松
的生长量远远大于 油松和 小叶杨 表 ,
表明樟子松的沙生适应性更强
龄小叶杨纯林 密度 , 树高
只 , 而林地含水量 一 深沙层平
均 为 一 , 水分状况并非太差 , 表明小
叶杨难于在沙地上生长
根据蒋瑾等的研究 , 沙丘 不同部位上
的樟子松 生长差异显著 表 , 丘 间低地
樟子松的生长量 比迎风坡和丘顶部位上的
丛 自立 科尔沁沙地东部地 区沙漠化及其
逆转过程中生态环境变化初探
应 用 生 态 学 报 卷
大得多 , 龄樟子松林 密度 义 林地 无疑 , 这种水分状况的差异对樟子松
的含水量 一 深沙层平均 为 丘顶部 生长量的差异具有决定作用
位 和 迎 风 坡 上 部 一 , 丘 间低地 一 据焦树仁研究 ’〕, 章古台地区 龄樟
表 种乔木的抗早性比较
卜 吐
樟子松
砂才吧
,
油 松
尸 ”“
代
小叶杨
“ “
东离刀 苦孟
束缚水 自由水
束缚水 含量 占鲜重
离体叶达到气干所需时间
是 、 荟一
一 于、
表 个树种的生长比较 奈曼
卜
愁
树高 基径 胸径 生境 备 注龄护林勺
樟子松
” ,
阴
松
丘间低地 纯 林
油
,‘ ,‘ 已 乙 ,
樟子松
‘ 理 , ,
,
樟子松
老‘ 己 八
是 切 。月
沙丘顶部
纯 林
与小叶杨混交
八功 , ,
与差不嘎茜混交
月 心 阴 丙 ”
小叶杨
小叶杨
走‘
,
”
与樟子松混交
划 ,
· 份 召刀才该“
纯 林
· 表中 龄 资料引自蒋瑾等 内蒙古科尔沁草原奈曼地区流沙的水分状况及水分平衡的研究
子松林林地土壤含水率为 一 , 比流沙
低 , 地下水位由 年的 下
降至 年的 据蒋瑾等研究 , 奈曼
地区 龄樟子松林的沙丘迎风坡上部就
变为非渗透 型林地 , 下层沙层 已得不到降
水的补给 在建立樟子松林后 , 沙丘的迎风
坡及顶部的土壤 水分状况迅速恶化 , 沙层
含水率由原来流沙的 一 降至 一 ,
沙地 由渗透 型变为非渗透 型 在奈曼研究
迎风坡上部樟子松的生长进程发现 , 一
龄樟子松处于高生长的旺盛期 巧 龄樟子
松的树高连年生长量与平均 生长量很接
近 , 意味着高生长速生期即将结束 原产地
红花尔基樟子松的速生期为 一 龄 章
古台为 一 龄 , 表明从红花尔基一章
古 台 一 奈 曼 , 樟 子 松 的 生 长 状 况 依次变
差 , ’ 章古台 龄樟子松林林地的土壤含
水量虽较低 , 但仍高于奈曼 龄林林地 ,
这是 由于章古台的降水量 比奈曼高
赵 玉章 章古台沙地樟子松人工林的生产状况
固沙造林学交流 一
期 李 进等 科尔沁沙地人工植被建立模式的探讨
表 樟子松在不同沙丘部位的生长情况
二 介
生 境 气梦 畏靡 。票蕊卜, 气梦 魏淤 。票, 蕊
丘顶
迎风坡
丘间低地
。
。
备 注 与小叶杨混交 与差不嘎篙混交
‘ 己
在奈曼地 区 , 一 龄樟子松林中已
有糙 隐子草 , 叮 、 叉分
萝 , ,“ 和 扁 猎 豆
, ‘ 等植物侵入 , 说明沙
丘更趋于 固定 从这个意义上讲 , 人工植被
的建立是成功的
据在章古 台的研究仁‘, 万 , 樟子松根深可
达 一 , 能够利用水位在 一 以
上的地下水 ” 鉴于科尔沁沙地平均降水量
比章古台少 一 , 故在建立乔
木植被 时 , 必须考虑 水分的限制及其对地
下水更大的依赖性
总之 , 在沙地建立乔木植被 , 樟子松成
功的可能性要 比小叶杨 、 油松大得多 樟子
松林宜栽植在地下水位不低于 一 的丘
间低地 , 而不宜大量栽植在沙丘迎风坡 、丘
顶部位 , 可用 或更大的造林密度
灌木
小叶锦鸡儿是 目前科尔沁沙地天然植
被中的优势灌木种之一 , 根 系发达 , 龄植
株垂直根系长达 ‘ , 播种试验表 明 ,
龄小叶锦鸡儿 播种密度 又 , 植被
盖度达 , 一 深沙层 中含水率仅为
龄 小 叶锦 鸡 儿 播种 密 度 又
, 龄差不嘎篙 又 , 行成
带 , 带距 混交植被 , 一 深沙层含水
量仅 一 , 沙地 已变为非渗透型 调查天
然植被时发现 , 小叶锦鸡儿在半固定至 固
定沙地表现优 良 生长在不 同 固定水平沙
丘上 的小叶锦鸡儿的当年生物量 干重
为 固定 沙丘 · 株砚 , 半 固 定 沙丘
· 株一‘ , 流动沙丘 · 株一‘ ” 相应
的灌丛体
‘
积为 固定沙丘 , 半固定
沙丘 , 流动沙丘 当小叶锦
鸡儿的覆盖度为 一 时 , 植株的高度
及冠幅达到最大 , 这为建立人工植被提供
了依据
对于黄柳 , 刘慎愕做过精辟的论述
黄柳起源于低湿地边或水泡子外围 , 流沙
埋压后迅速生长 , 发育为高大茂密 的片状
或团状灌丛 , 常孤立于流动沙丘的光秃陡
坡之上 黄柳不耐风蚀 , 在天然植被中仅见
于背风坡和沙丘顶部 大量的栽植试验表
明 , 尽管黄柳根系发达 , 主根深达 , 侧
根长达 , 但只宜栽植在背风坡坡脚川
这就确定 了黄柳在 沙地人工植被 中的地
位 据此 , 在建立灌木植被时 、宜将小 叶锦
鸡儿种植在半固定至 固定沙地 , 将其盖度
控制在 一 而将黄柳栽植在背风坡
坡脚 , 以之为先锋阻沙植物
半灌木
据对 天然植被的调查 , 差不嘎篙是半
流动和半 固定沙地上的建群植物 , 是沙生
先锋植物 二 差不嘎篙根系发达 , 以水平根
辽宁省固沙造林研究所 章古台沙地樟子松
造林经验总结 研究报告 科研 总第 号 , 一
资料由常学丰提供
应 用 生 态 学 报 卷
系为主 龄时根深 , 侧根长 , 根 岩黄蔑不仅对水分条件要求较高 , 耗水量
系主 要 分布 于 一 深沙层 中「, ‘ 对 也大 木岩黄蔑植被的植株密度大 , 其它植
差不嘎篙人工植被的研究表明 , 一 龄植 物很难进入 , 因此 , 植被难于 向天然植被过
被 的盖度可达 一 龄植被的沙地 渡 , 故在发展木岩黄蔑人工植被时要持慎
含水量 一 深 沙层 为 一 , 龄植 重态度
被的为 一 , 沙地下层仍可得到降水的 总之 , 在建立半灌木植被时 , 可将差不
补给 龄差不嘎篙植被 中 已有大果虫实 嘎篙作为固沙先锋植物栽植在流动沙丘迎
,’ “ 、 狗尾草 一 风坡上 , 宜将其盖度控制在 左右 将木
’ ’ 、 止 血 马 唐 ’’ 一 岩黄蔑植被配置在丘间低地
‘ 、 画眉草 户 等植
、 、 ‘ , 二 、 ‘
标表明沙窗巍磕息。而箕它植杨杯 , 讨论与结论
开始侵入 一 龄植被中有叉分萝 、达呼 科尔沁沙地属典型草原气候 型 刘妓
里 胡 枝 子 、 糙 隐 子 心等川 认为该地 区沙 生 植被演 替的 系列
草 、展枝唐松草 ’ 、 为 沙米 勿 黄
扁 猎豆 、 胡 枝子 , 、 白草 柳 、 差不嘎篙 多年生草本时期 白草 、拂
, ‘ , ‘ 等植物 , 此时 , 子 茅 脚 勺
、 冰 草 八
差不嘎篙的盖度 已降至 一巧 , 表明人工 叫净 “ 、 羊草 “ ‘ 动
植被 已 向夭然植被过渡 , 差不嘎篙植被是 灌木 时期 麻黄 、
一种成功 的人工植被类型 差不嘎篙是一 欧李 尸 “ 、 山杏 尸、
种 固沙先锋植物 , 用 以建立 人工植被应 以 、 胡枝子 乔木时期 榆树疏林草原
固沙为 目的一般认为
, 当植被盖度在 焦树仁 均对沙地植被进行了如下分类 沙
以上 时 , 沙丘 即可达 固定水平 , 因此 , 差 不 地先锋植物群聚 沙米 、 白草 、 沙地旋覆花
嘎篙人工植被 的盖度应控制在 左右 , 等 、 沙地半灌木篙类
不宜太高 , 以减少水分消耗 , 为后期植物的 植被 以差不嘎篙为主 、 沙地灌丛植被 欧
入侵 、生长提供有利条件 李 、 山杏 、 东北木寥 , ’
木岩黄茂水平根 系发达 , 根 幅 又 。 、 小叶锦鸡儿等 、 沙地森林植被 油松 、
时 , 根深 , 具有强 的根 茎 繁殖 榆树 有人 〔川对沙生植被的逆行演替做了
能力 , 这就使其具有适应沙埋 、 抗旱 、 丛 片 描述 , 认为其演替序列是 榆树疏林 中生
状着生 、 植株密度大等特点 对木岩黄茂植 灌丛 针茅 ’ 、 冰草 、糙隐子草
被的调查表 明 , 生长在固定丘 间低地 的长 糙隐子草为主 冰草为主 冷篙 、 小叶锦
势最佳 , 然后依次是半固定沙丘顶部 、 固定 鸡儿一差不嘎篙 沙米 前人的一系列研
沙丘迎风坡 中部及流动沙丘顶部 、 固定沙 究均倾向于认为典型草原沙地上植被演替
丘顶部 、 半 固定风蚀洼地 可见 , 木岩黄蔑 的顶极群落为榆树疏林草原 , 故可将疏林
不耐风蚀 , 对水分条件要求较高 对木岩黄 草原作为该地 区人 工植被建设的一个方
茂人工植被沙地土壤含 水量 一 深沙 向
层 的测定表明 , 沙丘顶部为 左右 , 最高 建立 人工 植被的 目的大致有两 个方
达 迎风坡 中部 一 , 有 时可达 一 面 其一为治理流沙 流沙多系不毛之地 ,
丘 间低地则较高 , 为 左右 表 明木 要通过植被的作用使其逆转并朝着越来越
期 李 进等 科尔沁沙地人工植被建立模式的探讨
树种所以是樟子松而不是其它树种是基于
如下考虑 首先 , 当樟子松与小叶杨 、 油松
的栽植密度相同时 , 其长势更佳 其二 , 樟
子松作为用材树种较小叶杨优越 其三 , 在
较正常的造林密度下樟子松生长较好 , 为
更经济地利用沙地创造了条件 成活率或
保存率可以作为树木是否适生的指标 , 但
难于绝对化 , 没有理 由认为 “ 小老树 ”适生
于其所处的立地条件
参考文献
王康富 沙层 紧密度对 固沙植物 生长 的影
响 腾格里沙漠沙坡头地区流沙治理研究 宁夏人
民出版社 , 银川 , 一
王康富等 内蒙古科尔沁草原的沙漠化及其
整治问题 —以哲盟奈曼旗为例 农业现代 化研究 , 一
王康富等 京通铁路两侧防护林体系的建立
及其生态效益的研究 中国沙淇 , 一
中国科学院内蒙古宁夏综合考察队 内蒙古
植被 科学出版社 , 北京 , “ 一
中国科学院林业土壤研究所 辽宁省章古台
固沙造林试验 科学出版社 , 北京
刘 中民等 几种主要沙生植物的特性及其栽
培的研究 治沙研究 , 第 号 , 科学出版社 , 北京
刘妓心等 我国不 同地带 固沙植物种的选
择 中国科学院兰州沙漠研究所集刊 , 第 号 ,
一
刘慎愕 章古台的天然固沙与人工植被固沙
造林 刘慎愕文集 科学 出版社 , 北京
,
李 进 差不嘎篙的分布及其在天然植被演
替中的地位 中国沙漠 , 一
李 进等 差不嘎篙特性的初步研究 中国
沙漠 , 一
治沙造林学编委会编 治沙造林学 中国林
业 出版社 , 北京 , 一
赵兴梁等 樟子松 农业出版社 , 北京
焦树仁 辽宁章古台择子松人工林生物量与
营养元素分布初步研究 植物生态学与地植物学
学报 , 一
焦树仁 辽 宁章古台樟子松人工林水分动
态 的研究 植物生态学与地植物学学报 ,
一
,迁‘亡」
, 卫刁,﹃月︸尸
,气」︵己︸尸‘
有利 于植被发展的方 向演进 其二为充分
利用 自然资源 流动沙丘有各种地形部位
之分 , 确定植被配置方式时应予以考虑 为
达上述 目的 , 不 同植被类型应体现不 同着
重点 半灌木主要用于 固沙 , 为后期植物创
造条件 灌木主要用于增加植被的稳定性 ,
提高植被的结构性 , 增强植被的功能以及
加速植被的演替 , 乔木 主要用于充分利用
沙地资源
综上所述 , 科 尔沁沙地 人工植被的建
立模式是 人工植被在 宏观上表现为疏林
草原景观 , 应 以灌木和半灌木为主 , 乔木为
辅 不 同的立地条件有不同的人工
一
植被类
型 地下水位不低于 一 的丘间低地 或
类似的甸子地 中适宜于栽植樟子松 , 地下
水位低于 一 的丘间低地中应发展小叶
锦鸡儿或木岩黄茂植被 在沙丘 背风坡坡
脚栽植黄柳 在沙丘迎风坡建立差不嘎篙 、
小叶锦鸡儿植被 植被的建立顺序为 先在
迎 风坡上建立差不嘎篙植被 , 在 背风坡脚
建立黄柳植被 , 其后建立小叶锦鸡儿 、 樟子
松植被 建立 人工植被时应注意 樟子松的
造林密度为 又 , 或更大 , 差不嘎篙的盖
度应控制在 左右 , 小叶锦鸡儿应控制
在 一
需补充说 明的是 首先 , 乔木的密度与
灌木 的盖度是等价的概念 , 因此在论述模
式时给出的是半灌木和灌木的适宜盖度而
非适宜密度 另外 , 乔木植被确有其适宜密
度 问题 , 因为造林后沙地土壤水分和地下
水的降低是 自然的 , 关键在于在什么密度
下才能将这种 恶化控制在较低水平 乔木
〕
〕
〔