木质素固沙材料是制浆废液经化学改性制备而成的一种新型固沙材料,具有见效快、可降解、成本低等优点,并可与植物固沙有机结合,促进沙化地区的植被恢复。经过3年在宁夏(半干旱地区)的木质素固沙与植被恢复相结合的研究,结果表明:1)木质素固沙材料溶液可以在1天之内快速形成沙结皮,起到固沙作用,比草方格固沙节约成本50%以上,当年植被便可恢复,经济、生态效益明显;同时使固沙的高度突破了12,达到了23的沙丘高度;使生物多样性明显增加。为干旱、半干旱地区的生态建设提供了一项新的技术措施。2)木质素固沙材料1%~2%的浓度和2.5L·m-2的剂量既可有效固沙,同时还可保持水分、减缓水分蒸发,对植物的发芽、生长及生物量积累均起到了良好的作用,是固沙与植被恢复的理想结合。3)木质素固沙材料是水溶性的,在半干旱地区木质素固沙材料的作用大约在8个月至1年,足以帮助植物的生长,但降水过多地区将使木质素的效能弱化。4)1年生草本与多年生的灌木植物组合配置,可持续性发挥固沙作用。
Lignin chemically extracted from pulp waste liquor has been used as a sand fixer in an experiment of sand stabilization in 2001—2003 in a semiarid area in Ningxia. The results obtained were summarized as follows:1)the sand crusts were formed within 24 hours after spraying the lignin sand-fixer on the sand surface. The lignin sand-fixer reduced the cost more than 50% as compared with that of the grass-grid. The fixed sand could increase the height as much as 2/3 of the sand dune that could create favorable conditions for restoration of vegetation and biodiversity. 2)A desirable result was obtained by spraying the solution of 1%~2% lignin sand-fixer in a dose of 2.5 L·m-2 on sand surface. As a result of reducing evaporation,consequently the moisture was favorable for seed germination,plant growth,and accumulation of biomass and final restoration of vegetation. 3)Lignin sand-fixer was water-soluble and could maintain sand-fixed for 8~12 months in semiarid area,which was enough for plant growth. 4)Sand could be fixed continuously by combining the annual herbs and the perennial shrubs.
全 文 :第 wt卷 第 w期
u s s x年 z 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1wt o²1w
∏¯ qu s s x
木质素固沙材料应用于沙漠化地区
植被恢复的研究 3
鲁小珍 金永灿 杨益琴 曹云峰 李忠正
k南京林业大学 南京 utssvzl
摘 要 } 木质素固沙材料是制浆废液经化学改性制备而成的一种新型固沙材料 o具有见效快 !可降解 !成本低等
优点 o并可与植物固沙有机结合 o促进沙化地区的植被恢复 ∀经过 v年在宁夏k半干旱地区l的木质素固沙与植被
恢复相结合的研究 o结果表明 }tl木质素固沙材料溶液可以在 t天之内快速形成沙结皮 o起到固沙作用 o比草方格
固沙节约成本 xs h以上 o当年植被便可恢复 o经济 !生态效益明显 ~同时使固沙的高度突破了 tΠu o达到了 uΠv的沙丘
高度 ~使生物多样性明显增加 ∀为干旱 !半干旱地区的生态建设提供了一项新的技术措施 ∀ul木质素固沙材料 t h
∗ u h的浓度和 u1x #°pu的剂量既可有效固沙 o同时还可保持水分 !减缓水分蒸发 o对植物的发芽 !生长及生物量
积累均起到了良好的作用 o是固沙与植被恢复的理想结合 ∀vl木质素固沙材料是水溶性的 o在半干旱地区木质素
固沙材料的作用大约在 {个月至 t年 o足以帮助植物的生长 o但降水过多地区将使木质素的效能弱化 ∀wlt年生草
本与多年生的灌木植物组合配置 o可持续性发挥固沙作用 ∀
关键词 } 木质素 ~固沙 ~植被恢复
中图分类号 }≥zux1z| ~≥zuz1uv 文献标识码 } 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsw p ssyz p sx
收稿日期 }ussv p tt p ux ∀
基金项目 }国家自然科学基金资助项目/功能性木质素固沙材料的特性及其作用机制0kxsvzvsusl ~国家林业局 |w{项目/改性工业木质素
防治沙漠化技术0kussv p w p vul ~南京林业大学高层次留学回国人员和引进高层次人才科研基金资助项目/利用禾草制浆废液制备植被用可
降解固沙材料0 ∀
3 参加本项研究工作的还有王汉杰教授 !宁夏前进农场的邓存恒工程师 !马正工程师等 o谨此致谢 ∀
Αππλιχατιον οφ Λιγνιν Σανδ2Φιξερ το ςεγετατιον Ρεστορατιον ιν ∆εσερτιφιχατεδ Αρεασ
∏÷¬¤²½«¨ ± ¬± ≠²±ª¦¤± ≠¤±ª≠¬´¬± ≤¤² ≠∏±©¨ ±ª ¬«²±ª½«¨ ±ª
k Νανϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Νανϕινγutssvzl
Αβστραχτ} ¬ª±¬± ¦«¨ °¬¦¤¯ ¼¯ ¬¨·µ¤¦·¨§©µ²° ³∏¯³ º¤¶·¨ ¬¯´∏²µ«¤¶ ¥¨ ±¨ ∏¶¨§ ¤¶¤ ¶¤±§©¬¬¨µ¬± ¤± ¬¨³¨µ¬°¨ ±·²© ¶¤±§
¶·¤¥¬¯¬½¤·¬²±¬± usst ) ussv ¬± ¤¶¨ °¬¤µ¬§¤µ¨¤¬± ¬±ª¬¬¤q׫¨ µ¨¶∏¯·¶²¥·¤¬±¨ § º¨ µ¨ ¶∏°°¤µ¬½¨ §¤¶©²¯ ²¯º¶}tl·«¨ ¶¤±§¦µ∏¶·¶
º¨ µ¨ ©²µ°¨ §º¬·«¬±uw «²∏µ¶¤©·¨µ¶³µ¤¼¬±ª·«¨ ¬¯ª±¬±¶¤±§2©¬¬¨µ²±·«¨ ¶¤±§¶∏µ©¤¦¨ q׫¨ ¬¯ª±¬±¶¤±§2©¬¬¨µµ¨§∏¦¨§·«¨ ¦²¶·°²µ¨
·«¤± xs h ¤¶¦²°³¤µ¨§º¬·«·«¤·²©·«¨ ªµ¤¶¶2ªµ¬§q׫¨ ©¬¬¨ §¶¤±§¦²∏¯§¬±¦µ¨¤¶¨ ·«¨ «¨¬ª«·¤¶°∏¦«¤¶uΠv ²©·«¨ ¶¤±§§∏±¨ ·«¤·
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ªµ²º·«qwl≥¤±§¦²∏¯§¥¨ ©¬¬¨ §¦²±·¬±∏²∏¶¯¼ ¥¼ ¦²°¥¬±¬±ª·«¨ ¤±±∏¤¯ «¨µ¥¶¤±§·«¨ ³¨µ¨±±¬¤¯ ¶«µ∏¥¶q
Κεψ ωορδσ} ¬¯ª±¬±~¶¤±§©¬¬¤·¬²±~√¨ ª¨·¤·¬²± µ¨¶·²µ¤·¬²±
风沙流是一种贴地面的沙子搬运现象k常兆丰 ot||{l o其搬运的沙量 {s h k根据当地沙粒组成而异l集于
贴地表 s ∗ us ¦°的高度内通过 o特别是贴地面 ts ¦°的气流中 ∀因此近地层的风速变化影响着风积物的堆
积状况和风蚀程度 ∀沙地表面上枝叶茂密的植物群丛会对气流产生很大的阻力 o在其周围不仅不发生风蚀 o
而且能够积沙k徐秀梅等 oussvl ∀国内外目前的主要治沙技术措施包括k杨金平等 oussu ~于云江等 oussul }
植物治沙k造林治沙 o封沙育林育草l o机械沙障压沙k粘土沙障 o低立式柴草沙障l和综合治沙模式k造林与机
械沙障相结合的治理流沙模式 o乔 !灌 !草 !网 !片 !带相结合的防护林模式l !化学固沙k¬·¨µ ετ αλqot||{ ~
≤«²º ετ αλqot||z ~¥µ¤«¬° ετ αλqoussu ~°¤®³¤µ√¤ot||{l等 o但存在治沙费用高 o见效时间长或环保效果差等问
题 ∀而利用工业木质素k¬± ετ αλqoussw ~吴玉英等 ot||{ ~¬ετ αλqousst ~王佩卿等 ot|||l和植物繁殖材料相
结合的治沙模式未见报道 o无论从经济上还是生态环保上看 o这均是一项极有前景的新型治沙模式 o它的推
广可能带来治沙技术的一场革命 ∀
t 材料与方法
111 试验地概况
试验地位于宁夏回族自治区银川市以北 xy ®°的西大滩 o东经 tsyβtvχ o北纬 v{βwxχ o海拔 t tss ° o属我国
的半干旱荒漠地区 o年平均气温 w1z ∗ {1t ε o年降水量 tzu1u °° ouΠv集中于 z ) |月 o蒸发量 t zxx1t °° o春
秋偏西北风风速常超过 tz1u °#¶pt ∀试验地设在靠近黄河水灌溉后的退水沟边的/星月形0半固定湿沙丘
上 o以迎风坡k坡度 tu ∗ usβl为主 o沙土厚而贫瘠 otss ¦°厚沙层的平均含水量 w h左右 o几无有机质 ∀原状
沙丘寸草不长 ∀试验时间 usst ) ussv年 ∀
112 研究方法
t1u1t 研究内容 usst年 o进行木质素固沙材料的固沙试验 o确定固沙的有效性及合理浓度与剂量 ~ussu
年 o木质素固沙材料固沙结合草灌种植 o将木质素固沙与植被恢复有机结合 o进一步分析确定浓度 !剂量与播
种出苗 !成活的关系 ~ussv年 o进行扩大试验 o根据合理浓度与剂量 o扩大多年生灌木种植的种类 o以期达到
一劳永逸的固沙与植被恢复效果 ∀
t1u1u 试验材料 ussu年 w月 o用柳树k Σαλιξ ¶³qlu年生苗及 柳k Ταµαριξ λαξαl野生多年生苗作为试验区
防护林植物种植 o不喷木质素固沙材料 ~沙米k Αγριοπηψλλυµ σθυαρροσυµl和沙蒿k Αρτεµισια δεσερτορυµl种子作为
沙地植被恢复的先锋植物先混合播种 o后喷施木质素固沙材料 ~ussv 年 w 月 o用 柳 !柠条k Χαραγανα
µιροπηψλλαl !花棒k Ηεδψσαρυµ σχοπαριυµl !沙棘k Ηιπποπηαε ρηαµνοιδεσl的营养钵苗 o沙米及沙蒿的种子 o也是先混
合播种 !栽苗 o再喷木质素固沙材料 ∀其中沙蒿种子的质量可能有问题 o至当年 {月仍未发芽 ∀
本研究采用的木质素固沙材料是利用造纸制浆废液进行化学改性制备而成的一种新型高效低成本固沙
剂k¬± ετ αλqoussw ~吴玉英等 ot||{l ∀usst !ussu年所用木质素固沙材料由江苏某造纸厂提供 o为麦草烧碱法
制浆黑液经化学改性制备而成 o以 ≥2表示 ~ussv年所用木质素固沙剂除 ≥2外 o同时进行由麦草亚硫
酸钠 p甲醛法制浆废液改性制备的固沙材料k以 ≥2≥表示l的试验 ∀
t1u1v 试验区设置 usst年 y月进行小范围的木质素固沙材料的固沙试验 o设置 s1u h !s1x h !t1s h共 v
个浓度 ou !w !y !{ !ts #°pu x个剂量 ou ° ≅ u °小样方 u次重复随机排列 ∀t §后 o在试验小区东 !南 !西 !北
方向共挖取 w块 ts ¦° ≅ ts ¦°沙结皮实测其厚度 o按平均厚度记入统计表 o以便对木质素喷施剂量与沙结皮
厚度关系进行探讨 ~ussu年 w月 o根据上年的结果 o结合植被恢复进行小试 o木质素固沙材料溶液配成 w h !
u h和 t h共 v个浓度 !u1x和 x #°pu u种剂量 ou ° ≅ u °的样方 w次重复进行随机区组试验 o同时设清水对
照 ~ussv年 w月底进行扩大试验 o在上年基础上 o结合推广实际 o按浓度为 u h !用量为 u1x #°pu o采用 ≥2
!≥2≥!≥2与 ≥2≥混合 v种处理 o分迎风坡和背风坡进行较大面积喷施 o喷施总面积达 v «°u ∀
t1u1w 试验区观测 沙米出苗率和保存率的观测采用试验区各处理的地表覆盖率估计法 o每个试验小区观
测 x个值 o按平均值进入统计分析 ~对各样地成活普遍较好的沙蒿及 柳 !花棒营养钵苗按 tx h的抽样比随
机抽样进行生长观测记载 o包括植株高度 !地径 !冠幅及新梢长度等 w个指标 ~柠条和沙棘种植在沙丘的 tΠu
以上高度 o因成活率偏低 o未作生长调查 ~同时观测各样地的物种多样性情况 ∀生物量测定分地上 !地下 u
层 o在各处理上分别设 t ° ≅ t °的标准样方采集植物茎叶 !根系 o烘干法ktsx ε 烘至恒重l测定植物的干质量 ∀
u 结果与分析
211 木质素固沙材料浓度 !剂量对沙结皮厚度的影响
表 t表明 o在纯沙丘上 os1x h及 t1s h浓度的木质素固沙材料对沙丘表面均匀浇湿k用量控制在 u ∗ w #
{y 林 业 科 学 wt卷
表 1 木质素不同浓度 !剂量固沙的平均结皮厚度
Ταβ . 1 Τηε αϖεραγε τηιχκνεσσ οφ σανδ χρυστ υνδερ
διφφερεντ λιγνιν χονχεντρατιονσ ανδ δοσαγεσ ¦°
浓度
≤²±¦¨±·µ¤·¬²±Πh
剂量 ⁄²¶¤ª¨Πk#°pul
u w y { ts
s1u s1w s1zx s1yx s1wx t1u
s1x t1s t1ux t1x t1u t1sx
t1s t1x t1s t1ux t1vx t1vx
°p ul o则可以在 t §内快速形成厚 t
¦°以上的沙结皮 o起到快速固定沙
土 !防止风吹沙跑的作用 ∀考虑到植
被根系对水及营养的需要 o实际工作
中需要加大木质素的用量 ∀即使按
u h浓度和 u1x #°pu的剂量 o折合成
每公顷固沙材料成本k现价l仍不到 t
|xs元人民币 o而草方格固沙的成本
在宁夏每公顷高达 w xss ∗ | sss元 o前者比后者节约成本达 xz1z h ∗ z{1v h o且草沙障要形成沙结皮需长达
y ∗ |年tl ∀
tl根据当地调查经验数据 ∀
212 木质素固沙材料对植物生长的影响
u1u1t 木质素浓度及剂量对沙米出苗率及存活率的影响 在木质素固沙材料不同浓度与剂量条件下 o播种
沙米 tx §后 o对出苗覆盖率进行调查 ozs §后对存活率进行调查 ∀方差分析显示 }不同浓度与剂量对出苗影
响不显著 o且无交互作用k表 ul ∀表明降雨充足时沙米的出苗与木质素固沙材料无显著关系 o主要是受天气
条件及种子本身质量的影响 o种子无质量问题时 o降雨是影响沙米出苗率的主导因子 ∀由于播种后的 tx §
内下过两场 y °°左右的雨 o大大促进了沙米的发芽 o甚至清水对照区因无沙结皮阻隔 o比木质素喷施区出
苗密度还大k盖度达 yz1x h o木质素喷施区盖度则为 xs h左右l ∀但不同浓度的木质素固沙材料对沙米 zs §
时的存活率有显著影响k表 vlk Φ z1uwz Φs1sx w1uyl o以 t h ∗ u h浓度区的沙米存活率为高 o剂量之间则
无显著差异k Φ t1{x{ Φs1sx v1wsvl ∀故 u1x #°pu的剂量视为经济合理剂量 ∀浓度与剂量的交互作用对
沙米存活也无显著影响 ∀因此认为木质素固沙材料 t h ∗ u h的浓度和 u1x #°pu的剂量是固沙与植被恢复
的理想组合 ∀
表 2 沙米出苗率方差分析
Ταβ . 2 Τηε ϖαριανχε αναλψσισ οφ εµεργενχε περχενταγε οφ Α . σθυαρροσυµ
差异源
≥²∏µ¦¨ ²©√¤µ¬¤·¬²±
方差和
≥∏° ²©¶´∏¤µ¨¶
自由度
⁄¨ ªµ¨¨²©©µ¨ §¨²°
均方差
¤¨± ¶´∏¤µ¨
Φ统计值
≥·¤·¬¶·¬¦ Φ √¤¯∏¨
Φ检验值
≤µ¬·¬¦¤¯ Φ √¤¯∏¨
浓度 ≤²±¦¨±·µ¤·¬²± tx{1z t tx{1z s1wxx w1uy
剂量 ⁄²¶¤ª¨ ttu1zz| u xy1v{| s1tyt v1ws
交互 ≤²±¦¨±·µ¤·¬²± ≅ ⁄²¶¤ª¨ vsu1wvu u txt1uty s1wvv v1ws
剩余 ¶¨¬§∏¤¯ { vz|1{{{ uw vw|1tyu
总计 ײ·¤¯ { |xv1z|| u|
表 3 70 δ 时沙米存活率方差分析
Ταβ . 3 Τηε ϖαριανχε αναλψσισ οφ συρϖιϖαλ ρατε οφ Α . σθυαρροσυµ
差异源
≥²∏µ¦¨ ²©√¤µ¬¤·¬²±
方差和
≥∏° ²©¶´∏¤µ¨¶
自由度
⁄¨ ªµ¨¨²©©µ¨ §¨²°
均方差
¤¨± ¶´∏¤µ¨
Φ统计值
≥·¤·¬¶·¬¦ Φ √¤¯∏¨
Φ检验值
≤µ¬·¬¦¤¯ Φ √¤¯∏¨
浓度 ≤²±¦¨±·µ¤·¬²± t w{y1{w{ t t w{y1{w{ z1uwz w1uys
剂量 ⁄²¶¤ª¨ zyu1vzv u v{t1t{y t1{x{ v1wsv
交互 ≤²±¦¨±·µ¤·¬²± ≅ ⁄²¶¤ª¨ t ttz1u|{ u xx{1yw| u1zuv v1wsv
剩余 ¶¨¬§∏¤¯ w |uv1zy{ uw usx1txz
总计 ײ·¤¯ { u|s1u{z u|
u1u1u 木质素产品与植物生长的关系 表 w表明 oussv年试验地中 柳营养苗种植在沙丘的靠下部位 ∀清
水对照区 |株仅 t株成活 o高 us ¦°且无分枝 o长势明显弱于木质素固沙材料喷施区 ~木质素固沙材料喷施
区 柳的成活率均在 |s h以上 ∀栽后苗木地上部分全部枯死后 o又从根部抽出新枝且分枝较多 o长势较旺 o
植株的平均高在 vu ∗ ww ¦°o地径 s1vt ∗ s1wz ¦°o冠幅 t tts ∗ t y|s ¦°u ∀反映了清水区无沙结皮阻隔 o表面
蒸发强烈 o 柳根系来不及进入沙土深层吸水而/渴死0 ~而木质素固沙材料喷施区因快速形成的沙结皮减缓
了表面水分的蒸发 o为根系生长创造了条件 o根系伸入到深层沙土补充水分而继续生存 ∀
|y 第 w期 鲁小珍等 }木质素固沙材料应用于沙漠化地区植被恢复的研究
表 4 不同木质素固沙材料处理的植物平均生长情况 ≠
Ταβ . 4 Τηε γροωτη οφ πλαντσ υνδερ διφφερεντ λιγνιν σανδ2φιξερ
处理 ×µ¨¤·° ±¨·
柳 Τ qλαξα 沙米 Αq σθυαρροσυµ
株高
¬¨ª«·Π¦°
冠幅
≤µ²º± º¬§·«Π¦°u
地径
¤¶¤¯ §¬¤° ·¨¨µΠ¦°
盖度
≤²√ µ¨§¨ªµ¨ Π¨h
高度
¬¨ª«·Π¦°
清水对照区 ≤ us 仅成活 t株k∏¶·t ¶∏µ√¬√ §¨l x x
u h ≥2≥ vu1wy¥ t stt1wy¥ s1vt¤ vx xs
u h ≥2 v|1zz¤¥ t tvs¤¥ s1vu¤ vs ws
t h ≥2≥!t h ≥2 v|1x¤¥ t vys1sw¤¥ s1vy¤ us us
u h ≥2沙丘背风坡
u h ≥2²±·«¨ ¶¤±§§∏±¨
¶¯²³¨ ²∏·²©·«¨ º¬±§
ww1u¤ t y|s1|u¤ s1wz¥ ts
ts
≥2¤µ¨¤¬± ussuk沙蒿
Αρτεµισια δεσερτορυµl {s1uy v |yt1yw t1sy ws vs
≠数据后的字母表示不同处理的木质素试验区之间的 ⁄∏±¦¤±多重比较结果 o不同字母之间k¤与 ¥l表示差异显著 o有相同字母表示差异不
显著k Π s1sxl ∀处理项中除标注的 ussu年外 o其余均为 ussv年的试验地 ∀ ׫¨ ¯¨ ·¨µ¶¤©·¨µ§¤·¤ ¤µ¨ µ¨¶∏¯·¶©µ²° ⁄∏±¦¤±. ¶ °∏¯·¬³¯¨¦²°³¤µ¬¶²±
§¬©©¨µ¨±·¯ ·¨¨µ¶k¥¨·º¨¨ ± ¤¤±§¥l °¨ ¤± ¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨¶¥¨·º¨¨ ±·µ¨¤·° ±¨·¶k Π s1sxl q
¨ ¶¬§¨¶°¤µ®¨ §¬± ussu o·«¨ ¼ ¤µ¨ ¤¯¯ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·¬± ussv q
在木质素固沙材料处理区 o多重比较结果表明 o迎风坡 柳的株高 !冠幅与地径均无显著差异 o表明不同
形态的木质素基本性能一致 ~背风坡的 柳地径与迎风坡的显著不同 o株高 !冠幅与迎风坡的 u h ≥2≥区显
著不同 ov项指标均优于迎风坡 ∀这与背风坡的 柳靠近丘间底部 o水分条件较好 o又是背风面 o受风沙危害
较小有关 ∀
花棒营养苗数量少 o集中于 u h ≥2≥区 o新梢生长达到 vw1x| ¦°o冠幅舒展 o冠幅达到 t {vx1|y ¦°u o有
效增加了地面的粗糙度 o弱化风的动能 o又是多年生灌木 o是沙地植被恢复的理想乡土物种 ∀
ussu年试验地的沙蒿k多年生植物l自当年 z月底出苗后 o一部分保存下来 oussv年调查时盖度达到
vs h且生长很好k表 wl o甚至已分不出清水对照区了 o整个试验区均被沙蒿 !沙米所覆盖 o但沙米已现缺水黄
化状 o沙蒿因其根系深扎于沙土中 o能吸收到沙土深层的水分 o还在正常生长 ∀ussv年试验地虽然混合播种
了沙蒿种子 o但未出苗 o据分析可能与种子质量有关 o可能拿到了陈种子 o但当时因时间 !设备等关系没有做
发芽试验 ∀
不同处理的沙米k一年生植物l都有所生长 o盖度 x h ∗ ws h o高度 x ∗ xs ¦°∀以清水对照区长势最弱 o
与 ussv年试验期间降水偏少 !表面水分蒸发过快而缺乏沙米发芽条件有关 ~其次是背风坡区 o调查时还是 ts
¦°高的小苗 o木质素固沙层已被 ts ¦°以上厚度的流沙所覆盖 o分析认为与流动沙丘顶部因风吹后移导致
沙埋有关 ∀而迎风坡的木质素区及 ussu年试验区沙米长势都很好 o与木质素固沙材料覆盖 !固定沙土 o减缓
表面水分蒸发 o尤其是降水偏少年份有利于沙米发芽有关 ∀
表 5 不同木质素固沙材料处理的植物生物量
Ταβ . 5 Τηε βιοµασσ οφ πλαντσιν διφφερεντ λιγνιν σανδ2φιξερ τρεατµεντσ ª#°pu
处理
×µ¨¤·°¨ ±·
茎叶干质量
⁄µ¼ °¤¶¶²©¶·¨°¶¤±§¯¨ ¤√¨ ¶
根干质量
⁄µ¼ °¤¶¶²©µ²²·¶
合计
ײ·¤¯
清水对照区 ≤ s1{z s1s| s1|y
u h ≥2≥ t|y1tt vt1ty uuz1uz
u h ≥2 {t1xu us1|y tsu1w{
t h ≥2≥ot h ≥2 ww1uz tt1xx xx1{u
u h ≥2沙丘背风坡
u h ≥2²±·«¨ ¶¤±§§∏±¨ z1uz u1u |1wz
¶¯²³¨ ²∏·²©·«¨ º¬±§
≥2¤µ¨¤¬± ussu tut1x| tsw1uu uux1{t
u1u1v 不同的木质素固沙材料处理与植物生物量的关系 表 x反映了各个处理的植物生物量的积累情况 ∀
结果表明 oussu年试验区经过 u个生长季 o总生物量明显高于其他处理区 o与 ≥2≥区持平 o但根茎比接近
tΒt o比 ≥2≥区的 tΒy对植物群落来
说更具稳定性 ∀茎叶的生物量以 ≥2
≥区最大 o干质量达 t|y1tt ª# °pu o
根的生物量以 ussu年试验区为最大 o
干质量达 tsw1uu ª#°pu ∀清水对照区
的生物量是最少的 o可以忽略不计 o其
次是背风坡区 ∀说明木质素固沙材料
固沙对促进植物生长 !积累生物量的
良好作用 ∀在青铜峡农场围栏封育区
的试验k现已毁损l结果k喷过木质素
固沙材料的区域明显比对照区植物长
得高大 o植被密度也明显较大l也充分
sz 林 业 科 学 wt卷
说明了这一点 ∀
213 试验区面貌及生物多样性的变化
一般的流动沙丘上由于风蚀问题而无法长草灌等植物 ∀在迎风坡高的 tΠv以下风势最弱 otΠv ∗ tΠu处风
速中等 otΠu以上则最大 ∀为减轻风蚀 o前人也想了很多办法 o但均局限于沙丘高度的 tΠu以下范围 ∀本试验
采用化学与生物相结合的固沙新方法 o使固沙与植被恢复的高度达到了 uΠv的沙丘高度 ∀
从 ussu ) ussv年的试验地情况看 o凡是喷过木质素的沙丘 o没有风吹移动的迹象 o而沙丘上部没有喷木
质素的部位已明显发生了位移 o距离从 u ∗ vs °不等 ∀
从生物多样性角度看 o试验区临近沙丘上还是光秃秃的不长植物 o而试验区则是一片绿色 o植被得到了
良好恢复 o随着植被的覆盖 o生物物种多样性明显增加 o在试验地就发现有碱蓬k Συαεδα σαλσαl !棘豆
k Οξψτροπισοχηροχεπηαλαl !猪毛菜kΣαλσολαφολιοσαl侵入 o且新增有狗獾k Μελεσ µελεσl !野兔kΛεπυσχαπενσισl等出没 ∀
挖土壤剖面时 o植被覆盖好的样地上土壤动物明显多于清水对照及植被覆盖差的样地 ∀
v 结论与讨论
木质素固沙材料溶液可在 t §之内快速形成沙结皮 o起到其他沙障同样的防风固沙作用 o比草方格固沙
节约成本 xz h ∗ z{ h o当年植被便得到了恢复 o而且更为方便快捷 o经济 !生态效益明显 ∀同时与植被恢复
相结合 o使固沙的高度突破了 tΠu o达到了 uΠv的沙丘高度 o且生物多样性明显增加 ∀为干旱 !半干旱地区的
生态建设提供了一项新的技术措施 ∀
木质素固沙材料 t h ∗ u h的浓度和 u1x #°pu的剂量既可有效固沙 o也可减缓水分蒸发 o对植物的发
芽 !生长及生物量积累均起到了良好的作用 o是固沙与植被恢复的理想组合 ∀
木质素固沙材料是水溶性的 o在半干旱地区其作用在 { ∗ tu个月 o足以帮助植物生长 o但降水过多地区
将使木质素固沙材料的效能弱化 ∀如有需要 o可进一步研究改进木质素固沙材料的配方 ∀
植物种类配置很重要 o如果仅用 t年生的植物 o如沙米 o当年的固沙效果很明显 o但第 u年由于表层水分
一部分被蒸发 o一部分很快被沙米前期萌发生长所吸收 !蒸腾 o{月份以后明显可见缺水黄化现象 ~如果结合
多年生的草灌植物种植 o则以后即使 t年生植物黄枯 o而多年生植物的根系已达很深的土层 o生长还呈正常
状态 o持续发挥生物固沙作用 ∀
土壤性质的变化尤其是土壤 ) 植物 ) 大气连续体的水分运移规律尚待深入研究 o在后续论文中论述 ∀
参 考 文 献
常兆丰 qt||{ q河西走廊防沙治沙面临的问题及解决的途径 q防护林科技 okul }t| p ut oww
王佩卿 o王丽倩 o全金英 qt||| q新型植物生长调节剂k≥l在农林上的应用 q南京林业大学学报 ouvkwl }t p y
吴玉英 o张力奇 o赵永虎 o等 qt||{ q流沙和半流沙区化学法固沙的研究k ´l ) ) ) 固沙剂的合成及固沙效果 q北京林业大学学报 ouskxl }wu p wy
徐秀梅 o张新华 qussv q宁夏土地退化防治与生态环境治理 q银川 }宁夏人民出版社 ovy p xw
杨京平 o卢剑波 qussu q生态恢复工程技术 q北京 }化学工业出版社 otwv p twx
于云江 o林庆功 o石庆辉 o等 qussu q包兰铁路沙坡头段人工植被区生境与植被变化研究 q生态学报 okvl }wvv p wv|
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tz 第 w期 鲁小珍等 }木质素固沙材料应用于沙漠化地区植被恢复的研究