全 文 ：收稿日期 : 2004206210
项目基金 : 国家重点科技攻关西部专项课题“宁夏防沙治沙及沙产业技术开发”(2001BA901A34)
作者简介 : 张广才 (1979 —) ,男 ,宁夏固原人 ,研究实习员.
林业科学研究　2004 ,17 (增刊) :53～57
Forest Research
　　文章编号 :100121498 (2004)增刊20053205
毛乌素沙地不同治理措施植被恢复效果分析
张广才1 , 于卫平1 , 刘伟泽2 , 王富伟2 , 黄利江1 , 张德龙2
(11 宁夏林业研究所 ,宁夏 银川　750004 ; 21 宁夏盐池县林业局 ,宁夏 盐池　751500)
摘要 :从群落数量结构与干物质生产方面对刘家窑头流域赵家塘不同治理措施下的植被恢复效果进
行初步分析。结果表明 :林草复合措施植被恢复效果最好 ,灌木林地植被恢复优于乔木林地 ,杨树纯
林地效果较差 ;草方格固沙能使植被迅速恢复 ;喷撒化学固沙剂对迎风坡植被恢复的效果较为显著。
关键词 :毛乌素沙地 ;治理措施 ;植被恢复效果 ;草方格固沙 ;围栏封育
中图分类号 :S727123 　　　文献标识码 :A
植被是陆地生态系统的主体 ,它不仅支配着地球表面物质循环和能量流动的许多过程和
速率 ,而且在生态环境建设中有极其重要的防风固沙的功能[1～3 ] 。建立持续稳定、优质高效的
植被防护体系是健康稳定生态系统建立与维系的基本前提和先决条件 ,并且在推动区域经济
发展方面具有不可替代的巨大作用。植被建立的最终目标就是要运用工程措施和生物措施促
进天然植被的大面积快速恢复 ,建立可持续利用的稳定生态系统 ,为解决“三料”短缺 ,改善区
域生态环境提供生态屏障和物质基础[4 ] 。然而 ,在自然条件恶劣、地方财政较困难的西北沙
区 ,如何以低投入和实用的技术尽快恢复植被已成为当前生态建设中的重要课题。本文以毛
乌素边缘盐池中部沙地赵家塘试验区为例 ,通过调查各项措施下的植被恢复效果 ,期望能为植
被恢复与重建提供参考与依据。
1 　研究区自然概况
赵家塘试验区位于 37°05′～38°10′N ,106°30′～107°39′E ,属于盐池县青山乡 ,地处毛乌素
沙地西南边缘 ,属于鄂尔多斯台地向黄土高原的过渡地带 ,典型大陆性气候 ,风大沙多 ,气候干
旱。年均气温 811 ℃,10 ℃以上的积温 2 94511 ℃,年均降水量 29311 mm ,年均蒸发量 2 40317
mm ,年日照 2 88617 h ,大地貌为缓坡丘陵 ,但地形复杂 ,有流动沙丘、半流动沙丘、平沙地、干滩
地、梁坡地及侵蚀沟等。
地带性土壤为灰钙土、沙壤土、沙土 ,有机质含量为 50～80 g·kg - 1。土壤水分靠大气降水补
给 ,地下水埋藏较深。由于自然和人为因素造成草地严重退化 ,导致植被稀疏 ,种类结构单一 ,形
成了目前以赖草 (Aneurolepidium dasystachys (Trin1) ) 、白草 ( Pennisetum Flaccidum Griseb1)和杂类草
占优势的退化草地。主要植物有沙米 (Agriophyllum squarrosum (L1) Moq1) 、油蒿 (Artemisia ordosica
Krasch) 、达乌里胡枝子 (Lespedeza davurica (Laxm1) Schindl1) 、沙珍棘豆 ( Oxytropis gracilima Bunge) 、
牛心朴子 ( Cynanchum komarovii Al1Iljinski)等。
2 　研究方法
211 　试验布置
在重点治理的范围内对各项治理措施进行植被恢复效果调查。试验区面积 50 hm2 ,其中
工程措施 15 hm2 ,包括草方格固沙 5 hm2 和围栏封育 10 hm2 ;造林措施 10 hm2 ;人工补播牧草
915 hm2 ;林草复合措施 15 hm2 ;喷洒化学固沙剂固沙措施 015 hm2。在各种措施的典型地段随
机设置 5 m ×5 m 大样方 5 个 ,2 m ×2 m 小样方 10 个。
212 　试验调查
对于每种措施的试验区 ,分别记载所有样方内植物名称 ,测量草群高度 ,用样线法测定群
落盖度 ,记录株丛密度并分种齐地面剪下 ,80 ℃烘干称质量。然后计算每一措施地段植物群
落的平均高度、平均盖度、平均密度和干质量平均值进行比较分析。
3 　结果与分析
311 　工程措施对植被恢复作用
赵家塘风沙区工程措施主要是草方格固沙和围栏封育。在流沙区域扎草方格 ,规格为 1
m ×1 m ,它能有效地固定流沙 ,显著改善小区域环境 ,为植物种子和营养繁殖体的迁徙、入侵 ,
幼苗的定居生长及其繁殖提供适宜的生活环境[5 ] ,根据草方格固沙措施几个样方调查并与自
然沙丘进行对比 ,扎草方格的沙丘物种丰度比自然沙丘多 3～7 种 ,草群高度高出自然沙丘 8
～26 cm ,植被盖度高出自然 5 %～33 % ,干物质生产可增加 7315 %～8612 %。围栏封育主要是
在固定和半固定沙区对现存植被或退化草场进行保护 ,这也是退化草场有效恢复的措施之一 ,
其投入成本低 ,效果较为明显[6 ] 。经过 3 a 的封育 ,原半流动半固定沙地的植被盖度达 50 %以
上 ,植物种类也增加到 5 种。虽然植物种类变化不大 ,但总盖度、草群高度、密度以及草产量都
有明显的增加 ,从表 1 可以看出 ,未采取任何人为保护和治理措施的对照区植被较为稀疏 ,仍
处于半流动状态 ,盖度只有 20 % ,植物种也只有 3 种。
表 1 　围栏封育对植被的恢复作用
试验区 植被盖度/ % 植物种数/ 种 草群高度/ cm 密度/ (株·m - 2) 草产量/ (g·m - 2)
封育区 53 5 4318 14216 26715
对照区 20 3 2216 7417 11513
312 　造林措施对植被的恢复作用
由于造林树种生物生态学特性的差异 ,因此造林措施对林下天然植被恢复的作用不同。表
2 为实施造林措施后 ,不同树种对植被恢复作用的调查情况。调查中发现 ,杨树 ( Populus spp1)林
下植物种类极其稀少 ,仅有达乌里胡枝子、阿尔泰狗哇花 ( Heteropappus altaicus ( Willd1)
Novopokr1)等几个物种 ,林隙间有赖草、牛心朴子、油蒿等几个物种 ,分布十分稀疏 ,不少地段地表
裸露 ,亦有流沙活动 ,而各种灌木属于“亲草型”树种[7] ,灌丛周围草本植物生长比较繁茂 ,从样方
调查对比来看 ,灌木林对天然植被恢复作用普遍好于乔木林 ,物种丰度可达 10～17 种·m- 2 ,草群
高度可达 55～80 cm ,植被盖度可达 30 %～45 %。草丛明显分为 3 层 :第 1 层 50～120 cm ,有油蒿、
草木樨状黄芪 ( Astragalus melilttoides Pall1) 、蒙山莴苣 (Lactuca tatarica (L1) C1A1Mey1) 等高大植
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丛 ;第 2 层 25～50 cm ,有达乌里胡枝子、阿尔泰狗哇花、白草、赖草等 ;第 3 层 5～25 cm ,有乳浆大
戟 ( Euphorbi esula L1) 、小画眉草 ( Eragrostis poaeoides Beauv1) 、地稍瓜 ( Cynanchum thesilides (Freyn)
K1Schum) 、铺地萎陵菜 ( Potentilla supine L1) 、三芒草 (Aristida adscenionis L1)等。
表 2 　不同树种造林对植被的恢复作用
群落类型 物种丰度/ (种·m - 2) 草群高度/ cm 植被盖度/ % 干物质产量/ (g·m - 2)
杨树林地 3～5 2～16 3～8 4113
榆树林地 8～11 4～31 5～13 9815
柠条林地 10～17 5～62 10～35 12614
杨柴林地 8～15 4～70 20～45 13016
沙柳林地 6～14 5～58 10～30 11913
313 　人工补播牧草对植被的恢复作用
在试验区 ,主要采用补播沙打旺 ( Astragalus adsurgens Pall1 cv1‘shadawang’) 和紫花苜蓿
( Medicago sativa L1)对退化草地进行恢复改良试验 ,调查发现 ,沙打旺草地第 3 年达到生物量
高峰期 ,干物质产量可达 300～600 g·m - 2 ,第 5 年开始衰败 ,并有天然植物开始入侵。紫花苜
蓿由于根系分布深 ,可以与天然草本植物较长时间混生并在群落中处于共优地位 ,紫花苜蓿群
落内的物种丰富度、草群高度及干物质产量均高于沙打旺草地 (表 3) 。相对而言 ,补播紫花苜
蓿对提高天然草地植物群落稳定性和生产力都有较好的作用。
表 3 　人工补播牧草对天然植被的恢复作用
群落类型 物种丰度/ (种·m - 2) 草群高度/ cm 植被盖度/ % 干物质产量/ (g·m - 2)
紫花苜蓿草地 8～17 12～86 　 30～55 32813
沙打旺草地　 5～10 6～32 　 15～30 12518
对照区　　　 3～6 4～2216 15～20 10713
314 　林草复合措施对天然植被的恢复作用
从调查结果来看 ,植被恢复效果为灌木林地优于乔木林地 ,混交林地优于纯林地 ,林草复
合地段植被恢复效果最好。在林草复合地段 ,植物种类较多 ,植被盖度大 ,群落类型也多样。
目前在榆树疏林 + 条状柠条 (团块状杨柴) + 紫花苜蓿 (胡枝子) 地段 ,形成了赖草 + 苦豆子群
落、白草 + 蒙山莴苣群落、牛枝子 + 小画眉草群落、蒿类 + 杂类草群落等大小不等的群落斑块
镶钳其中 ,群落内物种丰度由原来的 3～5 种·m - 2增加到 10～19 种·m - 2 ,草群高度也高达 128
cm(表 4) 。多年的研究表明 ,风沙流运动主要发生在离地面 1 m 高度层内 ,且含沙量随高度呈
现指数递减 ,其中 80 %～95 %的沙量又是在 0～5 cm 高度层内通过[8 ,9 ] ,因此 ,林草结合的复合
措施 ,能有效地改变风沙流的运动状态 ,是一种遏制沙化、恢复植被的最佳模式。从植被稳定
性而言 ,这种既有林冠植被又有林下层的人工植物群落模式 ,符合顶级植被形成规律 ,具有顶
级生物群落的特征。从风沙流的运动规律来说 ,上层林冠降低风速 ,减小了沙物质移动的动
力 ,林下草本层改变了下垫面 ,减少了起沙风对沙物质直接作用的机会 ,从而达到防风固沙的
效果。另外草本层具有调节水文的海绵功能 ,可以达到林草的互惠作用。
55增刊 张广才等 :毛乌素沙地不同治理措施植被恢复效果分析
表 4 　林草复合措施对天然植被的恢复作用
群落类型 物种丰度/ (种·m - 2) 草群高度/ cm 植被盖度/ % 干物质产量/ (g·m - 2)
赖草 + 苦豆子群落　　 7～12 30～55 30～50 24117
白草 + 蒙山莴苣群落　 13～19 20～35 30～65 31312
牛枝子 + 小画眉草群落 5～10 10～27 15～30 16715
蒿类 + 杂类草群落　　 7～15 40～128 20～45 21713
315 　喷洒化学固沙剂对流动沙地植被的恢复作用
由于风沙活动频繁、沙丘位移扩张流动沙丘 (地) 成为区域治理的一大难题。赵家塘沙区
采用在沙丘迎风坡撒播赖草、沙竹 ( Pdsmmochloa villossa ( Trin1) Bor1) 等草种 ,穴播杨柴
( Hedysarum leave Maxim1) 、柠条 ( Caragana intermedia Kuang et H1C1Fu)等灌木树种 ,然后喷洒化
学固沙剂 ,背风坡直播沙打旺、沙蒿、柠条、杨柴等草灌物种 ,从调查结果来看 ,迎风坡的恢复效
果好于背风坡与丘顶 (表 5) 。迎风坡的物种丰度、草群高度和植被盖度明显高于背风坡与丘
顶 ,物种除原有撒播植物种外 ,还出现了沙米、雾冰藜 ( Bassia asyphylla ( Fisch1et Mey1) O1
Kuntze)等天然植物种。
表 5 　喷洒化学固沙剂对流动沙地植被的恢复作用
沙丘部位 物种丰度/ (种·m - 2) 草群高度/ cm 植被盖度/ % 干物质产量/ (g·m - 2)
迎风坡 3～6 15～35 10～15 8712
背风坡 2 10～20 ≤5 2011
丘顶　 3 15～30 ≤10 4613
4 　问题探讨
通过对赵家塘试验区进行 5 a 的综合治理和试验示范研究 ,在控制土地沙化和恢复植物
群落结构与功能方面取得了明显的成效 ,但是在植被重建过程中也暴露出土壤水分亏缺、林木
生长后劲不足和鼠兔害猖獗等问题 ;因此植被恢复与重建必须遵循自然规律与社会经济规律
才能获得成功。
有关专家学者研究指出 ,降水量 400 mm 是乔木树种适宜生长的临界线 ,在西北干旱沙区 ,
在选择植物种时首先要遵循这个大的规律 ,适宜安排效益好的耐旱乔木。天然植被分布的地
带性特征是长期自然历史条件和生物自然选择及其协同进化的结果 ,是自然条件变化规律最
直接的反映 ,并决定了一个地区的植被类型[10 ] ,而引种是通过人为干预使外来植物跨越植被
地带或亚地带来适应新的环境[11 ] ;因此在干旱少雨、风沙活动频繁的沙区开展植被恢复重建
工作时 ,必须遵守植被分布的生态地理规律 ,真正做到草灌结合 ,大力发展灌木林[12 ] ,乔木树
种可以选择在地下水丰富的丘间低地或渠沟旁适量栽植。在保证当地农牧民生活不受影响的
前提下 ,加强围栏封育和草灌植被建设 ,促进天然植被大范围快速恢复 ,缩短治理年限 ,提高植
被资源的利用价值。
多年的治理经验证明单纯造林、种草或工程措施都不能卓有成效的加快天然植被的恢复
进程[13 ] ,只有多物种共存的群落才能抵御不可预期的各种自然干扰和人为干扰[14 ] ,只有充分
考虑生境的异质性和各物种的生物生态学特性 ,才能建成相对持久稳定的植被防护体系。
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参考文献 :
[1 ] 王伯荪 ,彭少麟. 植被生态学—群落与生态系统[M] . 北京 :中国环境科学出版社 ,1997
[2 ] 马世威 ,秦诠. 治沙学[M] . 呼和浩特 :内蒙古教育出版社 ,1992
[3 ] 李滨生. 治沙造林学[M] . 北京 :中国林业出版社 ,1990
[4 ] 吴钦孝 ,杨文治. 黄土高原植被建设与持续发展[M] . 北京 :科学出版社 ,1998
[5 ] 张奎壁 ,邹受益. 治沙原理与技术[M] . 北京 :中国林业出版社 ,1984
[6 ] 于洪军 ,徐贵军 ,张学丽. 沙地低产退化草地改良试验报告[J ] . 中国草地 , 1999 (2) :26～29
[7 ] 王福英 ,林岩. 重新认识灌木林[N] . 中国绿色时报 ,2003208222
[8 ] 朱震达 ,赵兴梁 ,凌裕泉 ,等. 治沙工程学[M] . 北京 :中国环境科学出版社 ,1998
[9 ] 姚洪林 ,马世威. 沙漠学[M] . 呼和浩特 :内蒙古大学出版社 ,1998
[10 ] 武吉华 ,张绅. 植物地理学[M] . 北京 :高等教育出版社 ,1987
[11 ] 朱慧芬 ,张长芹. 植物引种驯化研究概述[J ] . 广西植物 ,2003 ,23 (1) :52～60
[12 ] 曹清尧 ,郝育军. 灌木林是我国森林植被建设的重要类型[N] . 中国绿色时报 ,200328215
[13 ] 国家林业局. 全国林业生态建设与治理模式[M] . 北京 :中国林业出版社 ,2003
[14 ] 叶万辉. 物种多样性与植物群落的维持机制[J ] . 生物多样性 ,2000 ,8 (1) :17～24
Analysis on Vegetation Restoration under Different Management
Measures on Maowusu Sandy Land
ZHANG Guang2cai1 , YU Wei2ping1 , LIU Wei2ze2 ,
WANG Fu2wei2 , HUANG Li2jiang1 , ZHANG De2long2
(11Ningxia Forestry Institute ,Yinchuan 　750004 ,Ningxia ,China ;
21Forestry Bureau of Yanchi Country ,Yanchi 　751500 ,Ningxia China)
Abstract :From the viewpoints of population quantitative structure and biomass production ,the vegetation restora2
tion of Liujiayaotou Watershed at Zhaojiatang under different management measures was analyzed. The results
showed that the integrated tree2grass planting had the best effect on vegetation restoration. The vegetation restora2
tion on shrub land was better than that on high tree land. The effect was worse on pure poplar land. Sand2fixing
by checkerboard fence could accelerate the fast restoration of vegetation ,and spraying chemical sand2fixing a2
gents had obvious effects on vegetation restoration on the slope facing the wind.
Key words :Maowusu sandy land ;control measures ;vegetation restoration ;sand2fixing by checkerboard fence
75增刊 张广才等 :毛乌素沙地不同治理措施植被恢复效果分析