砒砂岩区（精选7篇）
砒砂岩区 篇1
砒砂岩一般特指位于黄河中游、出露于鄂尔多斯高原以红色为主的中生代沉积岩[1],包括砂岩、粉砂岩和泥岩等多种沉积岩,颜色有红、棕红、灰白、黄等。这种岩石无水时硬如石,遇水则软如泥,特别是由于冷热、干湿交替的影响,岩石表层常形成一定厚度的碎屑层,在风、水、重力等影响下极易发生侵蚀[2]。砒砂岩区是我国土壤侵蚀最为严重的地区,自然侵蚀造成了千沟万壑的现象。1998年项目区开始立项的“晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程”[3],工程正式实施年限为1999—2008年。工程的顺利实施,彻底改变了区域内的景观面貌,人为干预正在不断塑造区域景观特征与分布格局。
景观格局是在自然和人为因素作用下形成的一系列大小、形状各异、排列不同的景观要素集,是各种复杂的物理、生物和社会经济过程相互作用的结果,其深刻地影响并决定各种生态过程[4]。景观格局常指景观的空间结构特征,具体是指由自然或人为形成的,一系列大小、形状各异、排列不同的景观镶嵌体在景观空间的排列,其既是景观异质性的具体表现,同时又是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。空间分布格局及其变化是自然和人为多种因素相互作用所产生的一定区域生态环境体系的综合反映,景观斑块的类型、形状、大小、数量和空间组合既是各种干扰因素相互作用的结果,又影响该区域的生态过程和边缘效应[5]。
在景观结构动态研究中,由植物群落演替引起的景观结构与功能的变化是研究目标,由植物扩散和更替、斑块演替和边缘扩展过程,及干扰和干扰引起的其他功能在景观中的扩散是景观过程的内在动力,空间距离及群落间的连接程度成为描述景观要素间相互关系的重要指标[6]。该文将对砒砂岩区沙棘(Hippophae rhamnoides)种植后不同时期的特征进行分析,以期从理论上更好地指导类似生态工程建设项目。
1空间分布格局的主要测度方法
砒砂岩区种植沙棘后的景观要素斑块空间关系研究采用连接度指数、距离指数等来衡量[7]。连接度是描述景观中廊道或基质在空间上如何连接和延续的一种测定指标,是表示景观中同类景观要素斑块在动态功能与生态过程上相互联系的程度或潜力[8]。景观要素连接度指数(CI)用来描述景观中同类景观要素斑块的联系程度。连接度指数越大,说明其分布格局接近团聚分布;相反,连接度指数越小,说明其分布格局接近随机分布。
式中,Cijk为斑块类型i中斑块j与k的连接程度;ni为斑块类型i的斑块数目。
距离指数(MNND)是一个相对指标,以假定随机分布时一定斑块密度条件下的斑块平均距离为标准,衡量某景观要素类型斑块的平均最邻近体距离[8,9]。距离指数接近于1,其分布格局接近随机分布;距离指数接近于0,其分布格局类似于团聚分布。因此,可以说其反映的是斑块中心点在景观中的分布特征,不能全面反映景观要素斑块间的相互关系,特别是当斑块大小变动较大时,其缺点更加明显。当用该指标检验斑块的空间分布时,就可能完全掩盖斑块面积相差很大的景观要素之间空间分布的实质性差异。
MNND是斑块与其最近相邻斑块间的平均最小距离,是在假定随机分布前提条件下MNND的期望值。
式中,NND(i)是斑块i中心到其最近相邻斑块中心的距离,由于斑块形状常常是不规则的,在实际量测时其中心很难确定;N为斑块数量。
2砒砂岩3个控制年份的空间分布格局比较
砒砂岩区盖沙地、稀疏植被及水域景观的连接度指数在1998、2003、2008年3个控制年份均居于前3位(表1),连接度指数基本表达了其空间分布的聚集特征,从各景观类型的实际分布图上显示也是比较集中的。
稀疏植被的团聚分布格局主要源自于其处于景观本底的地位,综合分析其距离指数,基本处于所有景观类型的后几位,也充分反映其团聚分布的特点。同时也表明这几类斑块相互联系紧密,形成集中连片、更大斑块的潜力较大。沙棘和灌丛基本呈分散分布,聚集程度较低,距离指数也较大。说明这些要素类型的斑块可能处于2种地位,或者属于新生斑块(如沙棘),处于斑块扩展初期,有可能通过边缘而逐步扩大;或属于被分隔、侵蚀的衰退斑块(如灌丛),发生斑块演替或替代的可能性大,斑块面积将进一步被压缩[9]。其他类型分布团聚程度居中。
从动态变化角度分析,盖沙地和水域的连接度指数呈降低趋势,说明人为干扰加剧。居民地聚集度指数先减少后增加,距离指数减小明显,结合景观总体分布图可以看出,该类型逐渐扩展的过程中,逐渐向城镇化聚集的方向发展。
林地是该区域另一类主要的人工斑块,也是沙区生态环境改善的主要手段,林地的连接度指数一直在增加,距离指数则在减小,也说明团聚程度在提高,从其连接度指数和距离指数上也反映了和沙棘相似的趋势。稀疏植被、灌丛和草地作为广泛分布于该区域的类型,连接度指数和距离指数变化均不大,基本呈分散分布格局,人为干扰也较小,面积扩展主要依靠自然演替,因而在1998—2008年变化不大。
未利用地连接度指数较小,距离指数增加,反映其受人为干扰加剧,人为改造和利用使得更多的未利用地被其他景观类型占据,形成更多的斑块,团聚程度降低,逐渐呈分散分布格局。
沙棘的连接度指数也由2003年的93.0158增加到2008年的95.634 3,距离指数则由93.745 0下降到83.333 7,说明随着沙棘种植面积的扩大,其自身的团聚程度也在逐步提高。沙棘连接度指数增加,距离指数减小。说明沙棘虽然自身呈分散分布,但是在沙棘生态治理面积逐渐扩大的同时,聚集程度也在增加,显示其具有良好的团聚潜力,斑块之间相互联系的程度也在提高。
参考文献
[1]金争平.砒砂岩区水土保持与农牧业发展研究[M].郑州:黄河水利出版社,2003.
[2]王愿昌,吴永红,寇权.砒砂岩分布范围界定与类型区划分[J].中国水土保持科学,2007,5(1):14-18.
[3]胡建忠.砒砂岩区生态建设的一种创举——沙棘模式[J].中国水利,2007(6):25-27.
[4]邬建国.景观生态学——格局、过程、尺度与等级[M].北京:高等教育出版社,2000.
[5]江阜家.景观生态学的基本理论在城市生态园林中的应用[J].现代农业科技,2008(11):69-70.
[6]傅伯杰,陈利顶,马克明,等.景观生态学原理及应用[M].北京:科学出版社,2001.
[7]肖笃宁.景观生态学——理论、方法及其应用[M].北京:中国林业出版社,1991.
[8]张晓辉.黄龙山蔡家川林场森林景观格局与生态评价[D].杨凌:西北农林大学,2007.
[9]李淑娟.帽儿山地区森林景观动态过程及景观生态评价[D].哈尔滨:东北林业大学,2004.
砒砂岩区 篇2
水平结构, 不仅指常规小尺度上的布设结构, 而且还包括在中尺度上沙棘与其他林、草、农地等之间的复合生态类型的水平结构。以下是作者在此方面开展的一些探讨性工作, 供有关人员参考。
1 砒砂岩区沙棘种植地区中尺度上的水平空间结构类型
本文所指中尺度, 是指视角高度2.9km (2.89～2.91km) 左右的影像图尺度;而水平空间结构, 指在这一尺度上, 沙棘与其他林、草、农地以及河道、路面等, 组成的各种各样的中尺度上的复合生态类型。据研究, 砒砂岩区与沙棘有关的复合生态类型主要有6类, 呈现着不同的水平空间结构。
1.1峁状丘陵沟壑区的“油松+沙棘”复合类型
峁状丘陵沟壑区, 主要分布在砒砂岩区的东南部。
这种类型中, 梁峁顶上种植有油松, 沙棘种植在四周的侵蚀沟谷中, 沙棘随侵蚀沟谷呈辐射状围绕着梁峁顶, 继续消除着经油松拦截的地表径流, 防止溯源侵蚀。
油松沿等高线呈环状分布, 而沙棘以“品”字型填充在几乎整个侵蚀沟谷中 (由于中尺度类型图的尺寸很大, 在此省略, 下同) 。
1.2峁状丘陵沟壑区的“油松+农地+沙棘”复合类型
这种复合类型实际上为上一类型的一个变化, 除梁峁顶下部已整为环状梯田被利用为农地外, 其余与上一类型完全相同, 即顶部栽植有油松, 侵蚀沟谷分布有沙棘。
1.3梁状丘陵沟壑区的“农地+沙棘”复合类型
梁状丘陵沟壑区主要分布在砒砂岩区的中西部。
农地分布在较为平坦的梁地, 而沙棘种植于周边侵蚀沟谷。通过沙棘对沟谷各个地段的防护作用, 使得径流的溯源侵蚀、下切侵蚀和拓宽侵蚀都被极大地消除, 很好地保护了上部的农地免遭蚕食, 确保农地面积不被减少, 同时也防止了地力下降。
1.4梁状丘陵沟壑区的“油松/柠条+沙棘”复合类型
也是上一类型的变化, 多位于人迹罕至地区, 原先梁地多为耕地, 后被退耕还林。梁地主要沿等高线种植有油松或柠条纯林, 或油松柠条混交林 (一般为带状混交或隔行混交) , 沙棘仍然位于梁地周边的侵蚀沟谷中。
1.5公路两侧的“油松+沙棘”复合类型
一般在高速公路、国道等等级较高的公路, 公路两侧几十米全部按照国家有关要求, 种植有较高规格的油松、刺柏、杜松等;而在乡村道路两边, 一般为杨柳等阔叶树种。再向外, 则主要种植为沙棘, 沙棘或布设在梁峁坡面上, 或种植在侵蚀沟谷中, 以其较好的抗侵蚀能力, 保护着道路免遭溯源侵蚀的危害。
1.6河岸河滩地的“杨/柳+沙棘” 复合类型
沿黄河或黄河一二甚至三级支流两岸, 在毗邻河床的滩地首先营造雁翅型沙棘林, 外侧再栽植杨、柳 (包括乌柳等灌木柳) 等, 整体形成护岸林带。黄河主河道和一级支流等河道较宽处, 在护岸林外, 一般为当地的丰产农田。
2 砒砂岩区小尺度上的沙棘人工林水平空间结构类型
砒砂岩区沙棘生态工程, 是按照人工设计的株行距种植的。但是, 由于砒砂岩区地形破碎、坡度很大、地表物质的特殊性等原因, 使得实际造林情况与设计完全两样, 从而也形成了另外一种结果, 即沙棘栽植的随机性很大, 并不像其他树种造林形成的均匀分布格局, 加之沙棘自身的克隆性能, 从而在小尺度上, 呈现出各种各样的水平空间结构。从砒砂岩区来看, 在小尺度上, 沙棘人工林主要有4种分布类型。
2.1片状分布
主要位于沟谷合水线及两侧 (图1) , 或河道两侧 (图2) , 萌蘖多, 形成郁闭度很高的片林;同时, 还存在于梁峁顶部 (图3) 、梁峁坡、沟坡 (图4) , 随着沙棘的生长萌蘖, 均能形成片林。梁峁顶沙棘护坡林同时也是防止溯源侵蚀的重要植物措施, 是沟头防护的重要组成部分。这些片状分布类型, 沙棘林郁闭度一般很高, 密集聚在一起, 属于集群分布。
2.2横带状分布
主要位于十分陡峭、坡面较为完整的砒砂岩沟坡上, 沙棘沿等高线形成宽两三米, 长数十至数百米的长带, 带间距离一般在5～8m (图5) 。也包括沙棘呈单行顺等高线延伸的行状分布 (图6) 。这些分布均属于均匀分布。
2.3纵带状分布
主要位于坡面二级侵蚀沟谷发育完全的地段, 纵向的梁顶, 被覆杂草或种植有油松/柠条, 梁间地多栽植沙棘, 形成集群, 外观上呈纵向沙棘-荒梁/油松接续分布状态 (图7) 。属于嵌式分布。还有一种类型, 就是沙棘在相互平等的二级支沟中分布较多, 而分隔支沟的窄梁呈裸露状, 使沙棘固沟林整体上呈纵带状分布 (图8) 。类似于均匀分布。
2.4零散分布
多处于造林的初期阶段, 株、行之间没有郁闭, 外观上呈星星散散、比较零散的分布 (图9) 。这种分布随着树龄的增加, 会向前述其他类型转变。多属于随机分布 (在坡度较缓处, 也有均匀分布类型) 。
3 小尺度上沙棘水平空间结构类型的讨论
从自然群落类型来看, 植物群落水平分布一般有随机分布 (random distribution) 、均匀分布 (uniform distribution) 、集群分布 (clumped distribution) 、嵌式分布 (contagious distribution) 等类型[1,2,3], 一般随林分类型或林分所处年龄阶段而变。实际上, 沙棘人工林的许多分布特征, 可以参照自然群落类型来进行描述。
随机分布完全由机会决定, 每个个体的位置与其他个体位置没有必然联系, 个体分布是偶然的, 全凭机会决定。在植物群落格局中, 随机分布并不太普遍, 只是在生境条件对于很多种的作用差不多时, 或某一主导因素呈随机分布时, 才会引进种群个体的随机分布。此外, 以种子繁殖的植物在初期散布于新地区时常常呈随机分布。沙棘种植地区自然条件的多变性, 使得沙棘种植的初期阶段, 在许多立地条件类型下也普遍呈随机分布类型。
均匀分布中个体常等距离分布, 或个体之间保持均匀分布的距离, 在自然情况下这种分布较为少见, 人工栽培的群落由于保持一定的株行距, 种群个体常呈均匀分布。沙棘在梁峁顶较为平缓处、沟谷地以及较为完整的坡面, 种植初期常呈均匀分布。还有, 就是前述横带状分布, 也是在人为干预下形成的一种均匀分布类型。
嵌式分布指种群个体高度簇生集合成许多集群, 而这些集群间又是有规则的集群分布, 其形成原因与集群分布相同。沙棘呈嵌式分布的类型, 主要位于前述纵带状分布, 基本上是人为在略呈平行状分布的二级侵蚀支流中种植沙棘、而在期间夹杂的也略呈平等状的长梁上保留荒梁或种植油松/柠条而成。
集群分布又称核心分布, 种群个体分布极不均匀, 常成群、簇、块或斑点密集分布。集群分布在自然界中是较常见的, 自然植被多集聚成许多小斑块。造成集群分布的原因有三, 一是从母株上的散布, 包括种子散播和根蘖原因;二是环境的差异, 如小地形和林分中的天窗的影响等;三是种间相互关系, 指一种植物依赖于另一种植物生存的情况。第一种原因经过足够时间, 会趋向于均匀分布。
自然界大部分植物种群分布格局是集群分布。最初植物入侵时, 先锋植物的个体倾向于随机分布。有些最早到达的先锋植物种, 通过营养繁殖来增加数量, 其他先锋植物种必须产生大量种子才能增殖, 同时为了取得优势, 这些种的生活周期必须是短促的, 这也就是先锋植物群落中, 一年生、二年生植物特别丰富的原因[4]。不论是通过繁殖体还是传播体的传播, 每株先锋植物倾向于在自己的四周产生等径的后代单种植物集团, 并利用定居点的起始点作为跳板, 从这些跳板出发填满了裸地余下的空地。其结果是, 从开始时的随机性迅速地过渡至极端的集群分布。当单种植物集团增多与合并时, 丛集的程度反而减弱, 最后由于竞争或其他原因而多呈均匀分布 (或随机分布) 。有时候植物的分布类型并不完全一致, 而与生境有关[5]。作为沙棘种植类型来看, 以片林存在的集群分布类型, 多是水分条件较好地段。
但是由于沙棘为阳性树种, 郁闭度过高, 往往会随之发生自然整枝、稀疏甚至病虫害暴发等现象。因此, 集群分布对于沙棘人工林的持久性来说, 反而并不是有利的。对于集群分布的沙棘类型, 要采取带状平茬 (倒带) 等营林措施, 尽量避免形成这种分布类型, 以防止沙棘郁闭后的早衰和死亡。而横带状、纵带状, 甚至零散分布的人工沙棘林类型, 应为适应于当地自然条件 (特别是水分条件) 的最佳水平结构类型, 在营林工作中应予以提倡。
参考文献
[1]Clapham M R.Over-dispersion in grassland com-munities and the use of statistical methods in plantecology[J].J.Ecol.1936, (24) :232-251.
[2]Fracker S B&Brischle H A.Measuring the localdistribution of Ribes[J].Ecology.1944, (25) :283-303.
[3]杨持, 郝敦元, 杨在中.羊草草原群落水平格局研究, Ⅱ.二维网函数插值法[J].生态学报.1984, 4 (4) :345-353.
[4]Daubenmire R.Plant communities[M].NewYork:Harper&Row, 1968.
砒砂岩区 篇3
在砒砂岩地区裸露的松散岩石上,自然情况下寸草不生,被誉为难以治理的“环境癌症”。多年生产实践中,当地群众和来自中央、地方的许多科技人员选择了杨树(Populus sp.)、油松(Pinus tabulae formis)、柠条(Caragana korshinskii)、杨柴(Hedysarum laeve)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙打旺(Astragalus adsurgens)等多种植物,对裸露砒砂岩沟坡进行治理[3]但最后还是发现沙棘
noides)为最适应这种裸岩的优秀植物。沙棘能够适应于砒砂岩区,并形成优势群落,原因很多,其中与沙棘极强的萌蘖性能不无关系。本文亦对砒砂岩区沙棘定植株与萌蘖株生长指标间的关系进行关联分析,以期能对沙棘建设及抚育管理等工作提供科学依据。
1 自然概况
研究地点选在内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗西召乡,该区为典型的砒砂岩地貌,属大陆性干旱半干旱气候,年平均气温7.3℃,≥10℃积温3400℃,太阳总辐射量599kJ/(cm2·a),年蒸发量2100～3700mm,年降水量251.1～522.2mm,且多以暴雨形式出现,主要集中在7～8月份,平均风速12.3m/s,春季干旱,冬季寒冷,无霜期仅140d。区内地面植被稀疏,且呈明显的过渡性特点,属于草原向荒漠草原过渡的暖温型草原植被类型并兼有华北植物区系和蒙古植物区系的种类,人工植被多为20世纪80年代开展小流域综合治理的结果。区内地貌多为切割很深的砒砂岩沟谷,间有盖沙黄土和黄土出现。砒砂岩层由灰白、灰绿、紫红、砖红、黄褐色等不同颜色的砂粒构成,层状结构,组织松散,厚度在100～300m之间,粗沙(粒径≥0.05mm)含量约80%;有黄土覆盖层的砒砂岩区黄土厚度多不足50cm,平均厚度10cm左右。
2 材料与方法
2.1 供试材料
选择2～8a的沙棘人工林,按照梁峁顶、沟坡、沟道等地形,以及砒砂岩、黄土、风沙土(盖沙黄土)、冲积土等土质(母岩),共设置36个标准地。标准地面积为100m2,根据地形情况按10m×10m或20m×5m设置。标准地内按对角线法共设置5个1m×1m的小样地。标准地概况详见表1,萌蘖株调查情况详见表2。
2.2 研究方法
在选定的每一沙棘人工林的标准地内,对5个小样方按照群落调查常规方法,分别调查、记录沙棘定植株、萌蘖株的树高、冠幅和数量;统计各项调查的平均值。
3 结果与分析
3.1 沙棘定植株平均高、盖度等对萌蘖株高的影响
沙棘萌蘖株高与定植株(原株)高度间的散点图较为零乱(图1),但从总体趋势来看,萌蘖株高与原株高间呈正向相关关系,其关系似呈幂函数型:
式中:h为萌蘖株高(cm),H为原株高(cm),下同。
沙棘萌蘖株高与沙棘盖度的关系也呈幂函数型(图2),但回归效果较与原株高间的关系为好(具有更高的判定系数R2):
式中:c为沙棘盖度,下同。
但沙棘萌蘖株高与植被盖度间无规律可寻,即组成植被的其他小灌木、草类等对沙棘萌蘖的影响较小(图3),沙棘萌蘖更多地依赖于更高大的沙棘定植株盖度。
3.2 沙棘定植株平均冠幅、盖度等对萌蘖株冠幅的影响
沙棘萌蘖株冠幅与原株地径间的散点图也较为零乱(图4),但在比较了多个模型后,发现回归关系也以幂函数型表现最好。较为粗壮的原定植株,产生了枝叶幅度(体积)较大的萌蘖株。其回归模型如下:
式中:w为萌蘖株冠幅(cm),D为原株地径(cm),下同。
沙棘萌蘖株冠幅与沙棘盖度的关系也呈幂函数型(图5),高的沙棘林分盖度,有利于产生冠幅较大的萌蘖株,但回归关系不是太紧密(较低的判定系数R2):
与前述其他各指标的分析结果一样,沙棘萌蘖株冠幅与植被盖度间也无规律可寻(图6)。
3.3 盖度对沙棘萌蘖能力的影响
沙棘萌蘖能力与沙棘盖度间的关系呈抛物线型(图7):
可见,中等盖度(40%～70%)的沙棘林分,其萌蘖能力最高;盖度过小、过大,其萌蘖株数量相对较少。沙棘萌蘖能力与植被总盖度间仍无规律可寻(图8)。主要原因是组成当地植被的主要植物除沙棘外,其余多为草本植物,对沙棘萌蘖性能影响不大
4 结论与讨论
我国著名植物学家吴征镒院士认为,沙棘属植物区系属于旧大陆温带分布区类型,起源于古地中海沿岸地区,而在古地中海面积逐步缩小、亚洲广大中心地区逐渐旱化的过程中发生和发展起来的[4]。从目前的分布来看,沙棘属植物的起源地即横断山到青藏高原地区[5],在向北迁移扩展过程中,逐渐成为暖温带及温带半湿润半干旱气候条件下常见的中生、旱中生植物。沙棘自然分布多位于海拔800～3600m的森林草原和草原地带,有时也见于我国东部草原区的沙地、西部半荒漠区的河谷和山地上。沙棘喜生于向阳山脊、谷地、干涸河床或山坡地,多呈单优势群落或与其他灌木混生[6]。在“三北”地区,沙棘不仅在自然演替中,而且在人工种植中,常发挥着很好的先锋植物作用。沙棘定植生长后,首先通过其巨大的萌蘖性能,迅速占领适宜的立地条件,覆盖地表,发挥其保持水土、涵养水源、防风固沙等作用;同时,在逐渐改良土壤、创造更加优越的生态环境后,为其他植物的侵入定居创造条件,从而不断向更加稳定的植物群落演替,而沙棘也将完成其演替先锋的特殊使命
沙棘根系为浅根性,一般以表层分布的水平根型为主,其90%以上的根量分布在0～60cm土层内。沙棘具极强的萌蘖特性,3～4a(甚至栽植当年)实生苗开始产生萌蘖苗,每年可向周围扩展1～2m(但如周边有密集分布的植物,萌蘖即停止),由地上部独立、地下部同源的众多萌株形成特有的沙棘团状林。据在毛乌素沙地南缘的陕西榆林调查,栽植当年沙棘可向四面延生出10余条水平根,根幅达3m以上,单株萌蘖株数最高可达140株[7],使沙棘能够在3～5年内形成混圆形的团状群落。在神华集团神东分公司井田范围内(陕西神木)井采矿沉陷区进行沙棘恢复试验的结果表明,种植第2年春季开始大量产生萌蘖苗;同时发现,在植被稀少处的沙棘更易产生萌蘖,而在植被较好处基本上无萌蘖发生;前者根系产生了向四周大量扩展的水平根系,而后者根系基本限制在整地穴内[8]。一般来说,萌蘖初期,群落的中央是最早生长的原生植株(或定植株),也最高大;越到群落的边缘,植株越小,一般最外围是一年生的小苗。随着年龄增长,沙棘群落间或与其他植物群落间在水平方向上渐融成一体,而整个沙棘群落高度渐趋一致沙棘自然分布和人工种植地区常因沙棘能有效减少表土的水蚀和风蚀,而被作为水土保持、防风固沙和改良土壤的优良植物。
调查统计结果表明:(1)2～8a沙棘定植株平均高、地径分别与萌蘖株高、冠幅间存在着较好的正相关关系;(2)中等盖度(40%～70%)的沙棘林分,其萌蘖能力最高,盖度过小、过大,其萌蘖株数量急剧减少;(3)生产实践中,可以充分利用沙棘萌蘖性能高这一特征,选择适宜的立地条件类型,设计更加合理的有利于萌蘖的种植密度,从而充分发挥沙棘自身的扩繁能力,有效降低苗木和种植方面的费用,促进沙棘资源建设工程健康发展
摘要：砒砂岩区为中国自然生态环境最为恶劣的地区之一。多年来的科学研究和生产实践均证明,沙棘为适应这一地区的最佳先锋植物。28a沙棘定植株的平均高、地径分别与萌蘖株高、冠幅间存在着较好的正相关关系;中等盖度(40%70%)的沙棘人工林分,其萌蘖能力最高。生产实践中可充分利用沙棘萌蘖性能强的优势,有效降低种植密度,减少种植成本,实现砒砂岩区快速、经济、高效恢复植被的目的。
关键词：砒砂岩,沙棘,定植株,萌蘖株,生长指标
参考文献
[1]王愿昌,吴永红,寇权,等.砒砂岩分布范围与类型区划分[J].中国水土保持科学,2007,5(1):14-18.
[2]赵国际.内蒙古砒砂岩地区水土流失规律研究[J].水土保持研究,2001,8(4):158-160.
[3]金争平.砒砂岩区水土保持与农牧业发展研究[M].郑州:黄河水利出版社,2003.
[4]吴征镒.中国植被[M].北京:科学出版社,1980.
[5]黄铨,于倬德.沙棘研究[M].北京:科学出版社,2006.
[6]廉永善.沙棘属植物生物学和化学[M].兰州:甘肃科学技术出版社,2000.
[7]胡建忠,包文林,李敏,等.毛乌素沙地南缘陕甘三县市沙棘种植情况考察报告[J].沙棘,1995,8(4):13-16.
沙棘治理砒砂岩技术探索 篇4
砒砂岩是鄂尔多斯地区人们对当地分布的松散岩层一种俗称。砒砂岩是古生代二迭纪、中生代三迭纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥岩组成的互层。包括灰黄、灰白、紫红色等石英砂岩,灰、灰黄、灰紫色的沙质页岩,紫红色的泥岩、泥沙岩等。该地层为陆相碎屑岩系,上覆岩层厚度小、压力低,成岩度低,抗蚀性差。
砒砂岩集中分布在陕蒙接壤地区,主要分布在内蒙古的准格尔旗、达拉特旗、东胜区、伊金霍洛旗和陕西省的神木县、府谷县共6个县(旗、区)的黄甫川、窟野河、清水川及八大孔兑等流域。位于北纬39°37′2″~40°11′48″,东经109°4′30″~110°15′。
砒砂岩区属干旱半干旱大陆性季风气候带。具有冬季严寒漫长、夏季炎热短促,干旱少雨,暴雨集中的特点。多年平均气温6~9℃,无霜期120~160d,年日照时数2650~3200h,年蒸发量1691~2546mm。
砒砂岩区水土流失极为严重。仅砒砂岩区的窟野河和黄甫川两条支流年均输沙量达1.61亿t。
2 砒砂岩区的泥沙主要来自支毛沟道
2.1 砒砂岩支毛沟道定义
砒砂岩区小流域地貌可以分为支毛沟道、沟间坡地和河川。支毛沟道沟床狭窄,多呈“V”字形;河川宽阔,两岸多有阶地分布;沟间坡地常因砒砂岩区剧烈的侵蚀作用,退缩成狭窄的坡梁和面积较小的峁。
按A.N.Strahler分级方法对砒砂岩区的沟道级别划分,规定一级沟道的最小长度为500m,二级沟道为若干个一级沟道汇合形成的水道,以此类推,直至将全流域水道划分完毕。据调查,砒砂岩区沟道长度小于500m的沟道和一级二级沟道明显区别于三级及三级以上沟道,其具有下面特点:沟道长度一般在1.5~2km以下,集水面积在2~3km2以下;沟道狭窄,多呈V字形;沟道比降大,多在1/10以上;沟坡陡,坡度一般在30~70°之间,沟坡大面积砒砂岩裸露。这些沟道具有相似的特点,笔者将砒砂岩区长度小于500m的沟道定义为毛沟,将一级和二级沟道定义为小支沟,统称为砒砂岩区支毛沟道。
2.2 沟缘线以上的沟间坡地侵蚀量小
其主要原因:一是由于强烈的侵蚀作用,使砒砂岩区沟间地缩小,沟间坡面面积小、坡长短。裸露砒砂岩区光山秃岭、千沟万壑,沟壑密度最大可达12.8km/km2,切割裂度达75%;二是因为砒砂岩区曾是古鄂尔多斯湖底,湖相沉积物中有大量的大小不等的卵石存在,坡面在风力、水力侵蚀作用下,细颗粒基本已冲刷无几,仅有的细颗粒也在粗颗粒的保护下隐蔽着,粗颗粒的隐蔽作用是很明显的,同时这些卵石可以分散坡面地表径流,减缓坡面水流的冲刷作用。
2.3 产沙集中于支毛沟道
支毛沟道砒砂岩裸露,砒砂岩质地虽粗,但未风化的母质结构紧密,稳渗速度较低,透水性差,含蓄水分能力较低,易形成地表超渗径流。砒砂岩遇水易崩解,加之冻融风化作用强烈,大量泥沙以崩塌形式堆积在坡脚。每遇暴雨,砒砂岩沟道洪水暴发,挟带大量泥沙进入下游河道。
砒砂岩区支毛沟道产沙量非常大,是该区泥沙的主要产区。砒砂岩区支毛沟道产沙占总沙量的80%~90%左右。金争平在黄甫川流域布设小区进行观测的基础上,建立黄甫川流域土壤侵蚀预报模型,用该模型对黄甫川五分地小流域土壤侵蚀量测算结果表明大于35°的沟谷坡地侵蚀量竟占侵蚀总量的90.6%~92.9%。据小区观测结果,支毛沟平均侵蚀模数可达4~7万t/km2·a以上。
3 沙棘减沙的机理与种植技术
3.1 砒砂岩区沙棘减沙机理和种植布局
根据砒砂岩产沙部位、特点和沙棘减沙的机理,确定沙棘种植布局,才能达到好的减沙效果。
3.1.1 砒砂岩区沙棘减沙机理
在砒砂岩区沙棘减沙主要作用有下面3种:一是护坡,沙棘从林冠至根系在不同层面上减缓径流对土壤的冲刷,并改善土壤入渗,减少坡面泥沙的输移,使水土流失量减少;二是沙棘可以在沟道中构筑沿坡脚方向的挡沙坝,拦挡坡脚堆积的大量风化物;三是可以构筑垂直水流方向的拦沙坝,拦截上游来沙。
砒砂岩沟道水分条件较好,适宜沙棘生长。沙棘耐沙埋、耐水湿,在砒砂岩沟道中萌蘖迅速,生长旺盛,种植3年后即可郁闭。沟道种植沙棘后,沙棘拦沙坝有自我完善、动态发展和减沙能力逐步增强的过程。沙棘拦沙坝发展过程,一是沙棘迅速生长和滋生大量萌蘖苗,沙棘林密度迅速加大,沙棘林枝干减缓洪水流速、拦截泥沙能力逐步提高;二是沙石逐渐拦截在沙棘林中后,与沙棘枝干一起形成了一个共同体,该共同体可以增加洪水入渗,变地表径流为壤中流,减小了水流冲力和挟沙能力,这样可以使更多泥沙沉积在沙棘林中,如此反复发展,沙棘拦沙坝拦沙能力逐步增加。
3.1.2 砒砂岩区沙棘种植布局
根据砒砂岩产沙特点和沙棘减沙机理,提出砒砂岩区支毛沟道沙棘种植布局:沟坡布设沙棘护坡林、沟道坡脚布设沙棘挡沙坝、沟底布设沙棘拦沙坝,全面种植沙棘,形成立体综合防护体系。
3.2 砒砂岩沙棘种植技术
3.2.1 提高沙棘种植成活率
沙棘种植布局确定后,要把沙棘种植任务落实在支毛沟道,困难很多。砒砂岩支毛沟道坡陡沟深,砒砂岩裸露,几乎寸草不生,条件十分恶劣。 项目初期砒砂岩支毛沟道沙棘种植成活率很低,一些沟道在验收时甚至连死的沙棘苗子都很难看到。因成活率低,确定为不合格面积,种植的农民拿不到种植费,严重影响了农户种植沙棘的积极性,同时项目实施的效果和效益受到很大影响。如果找不出原因,将直接影响沟道沙棘种植的推行。
笔者经过反复调查找出了问题的主要原因:砒砂岩沟道沟坡上有厚度10cm左右松软的风化层,下面是比较密实坚硬的未风化砒砂岩,沟脚堆积有大量松散的风化物。因未风化砒砂岩比较坚硬,不仅铁锹难挖进去,就是镢头也不容易刨开,农民在种植沙棘时,主要栽在坡面风化层和坡脚风化堆积物上。风化层上种植的沙棘,由于栽植浅,不耐干旱影响,成活率低,而且在雨季易随坡面风化层一起被暴雨冲刷而下;坡脚风化堆积物水分条件好,沙棘栽后短时间内成活率很高,但是由于堆积物是虚土,经常被雨季暴雨形成的洪水冲刷,多数被冲走,沙棘种植当年根系还不发达,也随之被冲跑。
找出问题的主要原因后,提出解决问题的方法:沟坡种植沙棘深栽,栽植深度应超过30cm;沟底种植沙棘不要栽植在堆积的风化物虚土上,要栽在坡脚风化堆积物上部坚实的砒砂岩上或周围坚实的土壤上。该方法经实践检验,效果非常好,沙棘成活率大幅度提高。
3.2.2 改良砒砂岩沙棘种植工具
提高支毛沟道沙棘种植成活率,需要在坚实砒砂岩上深栽。在项目实施中发现深栽很难,砒砂岩遇水松软,但干时十分坚硬,农民种植沙棘工具主要是常用农具中的铁锹和镢头,在砒砂岩上很难挖不下去。笔者曾用镢头在砒砂岩上尝试挖坑,尽管用尽全力,镢头却被弹起,很难挖进去。如何解决,必须在工具上想办法。笔者试验了包括钢钎等多种工具,效果都不理想。项目区的准格尔旗,在出产高岭土(当地群众俗称白泥,十分坚硬)的地方,群众使用一种专门用来掏白泥的镢头,受其启发,根据砒砂岩沟道的特点对该镢头进行改造,形成了砒砂岩沙棘种植专用工具,该工具的柄使用无缝钢管为材料,长度80cm,柄上焊接铁块,铁块一端煅成圆形,前端焊接一圆形套管,另一端打平,采用螺纹钢一端煅成圆形,一端打扁,将圆形端套入铁块圆形套管,一把砒砂岩种植沙棘的专用工具就做好了。该工具很容易挖开砒砂岩。挖开砒砂岩栽进沙棘后,用工具平端将沙棘周围砂土砸实,保证沙棘根系和砒砂岩紧密接触。与普通镢头和铁锹对比,使用专用工具种植沙棘工效提高了3~5倍,寸草不生的砒砂岩上沙棘种植成活率从过去的不到30%提高到90%以上。沙棘种植专用工具迅速在项目区推广,农民不再惧怕砒砂岩,从开始不愿意在砒砂岩上种沙棘,到专挑砒砂岩种植。
3.3 沙棘拦沙坝布局
在 项目实施中,对沙棘拦沙坝布设进行了多种尝试,项目初期布设的沙棘拦沙坝,有些效果很好,有些水毁严重。 经调查,沙棘拦沙坝水毁的主要原因是:产流量稍大的沟道雨季洪水较大,而沙棘种植当年根系生长量极小,开始就种植在水流冲刷最为严重的沟道中央,很容易被洪水冲走。在项目实施中曾尝试过沟底沙棘拦沙带模式,水毁损失十分严重。而效果好的沙棘拦沙坝有两种情况:第一种情况是沟道产流量小,水流冲力弱,栽在沟底的沙棘很好地保留下来;第二种情况是沙棘栽在沟道稍高处,洪水当年不能将沙棘冲走,沙棘种植第2年,根系开始迅速生长,牢牢附着在砒砂岩上,同时根系迅速蔓延,产生大量萌蘖株,向四周扩张,随着沙棘生长和拦沙增多,沟道水流冲力也逐步减弱,沙棘逐步向沟底发展,直至封闭沟 道。
因此,沙棘拦沙坝布局模式要根据沟道洪水大小来确定:小沟水小采取沟底全面种植,沟道稍大要合理留出水路,从洪水冲不走处开始种植。
影响沟道洪水大小的因素很多,如集水面积、土壤情况、沟道形状、地面坡度、植被状况等,每条沟道情况都不一样,需要找到让具体实施工程的广大技术人员和农民群众能够接受的判定方法。经过反复调查分析,找出一种简单易行的方法:根据上年沟道洪水留下的痕迹来推断洪水大小。具体要求是:沟底能够种植沙棘的下限,是水流未能将上年杂草冲走的地方,在其上开始种植沙棘。该模式推广后,沙棘水毁问题得到解决,沟道种植沙棘后,沙棘在第2年开始大量产生萌蘖,一株沙棘平均每年可以产生10余株根蘖苗,第3~5年支毛沟沟底沙棘林郁闭,沟道沙棘林封闭后,沟道从下切到淤积,很多原来呈V字形的侵蚀沟道变成U字形沟道。
4 结语
(1)砒砂岩区沙棘治理可以形成综合防护体系,该区沙棘种植布局:沟坡布设沙棘护坡林、沟道坡脚布设沙棘挡沙坝、沟底布设沙棘拦沙坝。
(2)根据洪水大小确定沟底沙棘拦沙坝布局,沙棘拦沙坝布局模式:根据上年沟道洪水留下的痕迹来推断洪水大小,沟底能够种植沙棘的下限,是水流未能将上年杂草冲走的地方,在其上开始种植沙棘。该模式效果很好,沟道种植沙棘后,沙棘在第2年开始大量产生萌蘖,一株沙棘平均每年可以产生10余株根蘖苗,第3~5年支毛沟沟底沙棘林郁闭,沟道沙棘林封闭后,沟道从下切到淤积,很多原来呈V字形的侵蚀沟道变成U字形沟道。
(3)砒砂岩上沙棘深栽可以保成活,在砒砂岩上使用专用工具种植沙棘易于栽深,工效提高3~5倍,寸草不生的砒砂岩上沙棘种植成活率可以达到90%以上。
摘要：砒砂岩区水土流失十分严重,不仅产沙量大,而且粗沙比例高,对黄河危害极大。通过多年的探索,总结出沙棘治理砒砂岩的布局:沟坡布设沙棘护坡林、沟道坡脚布设沙棘挡沙坝、沟底布设沙棘拦沙坝。沟底拦沙坝布局根据沟道洪水大小确定。同时在砒砂岩沟道使用沙棘种植专用工具,提高沙棘种植工效35倍,同时提高了沙棘种植的质量,在寸草不生的砒砂岩上,沙棘种植成活率可达90%以上。
关键词：砒砂岩,沙棘,技术
参考文献
[1]金争平,史培军,侯福昌,等.黄河皇甫川流域土壤侵蚀系统模型和治理模式.北京:海洋出版社,1992.
砒砂岩地区沙棘林冠截留规律研究 篇5
1 研究区概况
试验地位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗的砒砂岩区。东经110°07′05″～110°13′08″,北纬39°36′07″～39°41′44″,海拔1297～1477m。伊旗属于典型的中温带大陆性气候,光照充足,四季分明。年日照时间为3000h以上,全年平均气温5.7℃;年平均蒸发量2093mm左右,年降水量为380mm左右,且多以暴雨形式出现,主要集中在7～8月。年平均大风日数66d,平均风速12.3m/s。春季干旱,冬季寒冷,无霜期只有。
砒砂岩是中生代河湖相碎屑沉积岩类堆积物,其岩土结构松散,遇水易解离,透水性较差,极易风化,抗蚀性差,土层薄,平均厚度在10cm左右,有机质含量低,水土流失剧烈,年侵蚀模数达2～4万t/km2。由于气候条件十分恶劣,地面植被稀疏,自然状态下,只有一些针茅、狼毒、沙蓬等植物生长,表现出典型的干旱草原景观。据该项目1998年在东胜区的调查,坡度在15°以上的土地,除有极少林地外,均为荒地,天然植被覆盖仅为2%。
2 实验内容和方法
2.1 研究对象
研究对象为伊金霍洛旗不同土壤条件、不同林龄的沙棘和草本植物,对其植物冠层截留量进行对比研究。各对比组的气象、地形、土壤等生态环境因子基本相似,立地条件相同。
2.2 研究方法
研究以内蒙古自治区鄂尔多斯市砒砂岩地区的沙棘及地面植被冠层为对象,根据该区的主要土壤类型和地形条件等,采用10m×10m标准地调查法,对黄土、砒砂岩,冲积土等各种立地条件上的植被冠层的生长条件、截留量、截留率等进行分析。通过“简易吸水法”,确定植冠层的潜在截留能力,或称其为“最大截留量”,它可以反应在不受气象因素影响的理想条件下,降雨量足以使植冠层达到饱和时所表现出的植冠层截留能力。
3 结果和分析
内蒙古伊金霍洛旗6块沙棘林标准地冠层最大截留率测定结果见表1。
3.1 不同立地条件类型植冠层截留量对比
从图1可以看出,4年生的沙棘林在不同坡位的截留量,总体数据呈梁顶,阳沟坡,阴沟坡,沟谷底递增趋势。这与其植被的生物量密切相关。沟谷底的水分条件得天独厚,此处的沙棘(以及其下木及草本)林相最整齐、长势最好。其次是沟坡(阴沟坡45°、阳沟坡50°),砒砂岩区沟坡的水蚀、风蚀等土壤侵蚀作用都很严重,其立地条件对植物的生长十分不利。因此该坡位(特别是阳沟坡)除了沙棘外,林下木及草本层的生长不是很理想。这也为沙棘在该地区的生态地位提供了一定的依据。
总体来看,沙棘的生长趋势是沟底、沟坡、梁顶递减;草本的生长趋势是沟底、沟坡、梁顶递减。
由图2看出,虽然梁顶沙棘林的截留量受到其总体生物量的限制,但其截留率相对两面沟坡却较大。
总体来说,沙棘林截留量为阴沟坡最大、梁卯顶最小;截留率为沟谷底最大、阳沟坡最小。
3.2 不同层次植冠层截留量对比
由图3可以看出,在不同植冠层上的截留量,沙棘层明显高于下木及草本层,同时,在相同的立地条件下,植被的截留量随林龄呈递增趋势。其中4年生的草本层截留量为沙棘层的40%,7年生的草本层截留量为沙棘层的60%。说明随着时间的推移,沙棘和其下木草本之间取得了更好的互补性,其生态作用也都发挥得更有效。
3.3 不同土壤类型截留量对比
分析同一年份的沙棘林地,土壤类型对应的坡位分别为,黄土———梁峁顶、砒砂岩———沟坡、冲积土———沟谷底。可以看出,对于草本等大多数植物来说,砒砂岩区的地质条件不适合其生长,它们在砒砂岩区的水土保持效果也微乎其微。而对于沙棘来说,土壤类型对生长的影响就不是那么明显了,而是与坡位密切相关。整个坡面呈现出梁顶———沟坡———沟谷底截留量递增的趋势。此时的砒砂岩地受到了沙棘林的涵养水源作用,对其生态恢复有很大的帮助。
4 小结
总体来看,不同立地类型对植物群落生物量的影响很大,而生物量又影响到截留量。梁峁顶的生物量虽然不大,但由于其截留率均明显高于沟坡等坡位,加之林下木及草本生长的很好,因此如果加大种植管理水平,其最大截留量也相当可观。此外,土壤类型对植被的生长也有很大影响,但是沙棘在砒砂岩地的适生性很强,完全可以起到保护该地区水土和恢复生态的作用。同时,多年生沙棘还能起到改良土壤的作用,使该地区其它植物也大量生长,达到一个结构和功能上的互补效果以收获更高的生态效益。
参考文献
[1]刘向东,吴钦孝,施立民,等.对六盘山森林截留降水作用的研究[J].林业科技通讯,1982,(3):18-21.
砒砂岩区 篇6
1 研究区概况
研 究区设在内蒙古自治区鄂尔多斯市沙棘生态建设区,位于东经110°05′~117°27′、北纬39°16′~40°20′之间,居于干旱、半干旱农业区向农牧区、牧区过渡地带。年日照时间为3000h以上,年均气温6.2~8.7℃,1月份平均气温在-12.9℃~-10.8℃,极端最低气温-32.8℃,7月份平均气温25℃~29℃,极端最高温度39℃,无霜期145d,年降水量为400mm左右。土质松散,沙性大,有机质含量低,由于气候干旱、少雨、多风沙,地表支离破碎,沟谷纵横,土壤侵蚀,沙化剧烈,生态环境十分脆 弱。
2 材料与方法
2.1 样地的选设
于2006年7月在鄂尔多斯市沙棘生态建设区选定立地条件相近的2~8a生的沙棘林地7块,并以立地条件相近的荒坡地为对照地。具体情况见表1。
2.2 植物群落结构调查
在沙棘林地内,选取具有代表性地段建立10m×10m的标准地,进行每木调查,详细记载测定林分的林龄、郁闭度、密度、树高、胸径和生物量等因子,对林下植被作生物学调查[3]。
2.3 土样采集与测定
分别在各样地内,每木调查和测量后,找出平均木,首先测定沙棘的各层的生物量,然后在平均木下挖掘采样的土壤剖面,按由下向上的顺序逐层取样,用环刀和土盒采集的土样封存后带回实验室进行测定[3]。
每个样地选取3个剖面,按由下向上分3个层次取样,取土样后逐层回填。土壤水分-物理性质的测定参照中华人民共和国林业行业标准《森林土壤分析方法》。依据LY/T1215—1999,采用环刀法测定土壤容重、最大持水量(饱和持水量)、毛管持水量、最小持水量(田间持水量)、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度等[4]。
3 结果与分析
3.1 沙棘林地土壤容重与孔隙度特征及其变化
土壤容重和孔隙度是衡量土壤松紧程度的指标,其土壤容重值愈大和孔隙度愈小,表明土壤愈紧实,紧实的土壤会显著降低土壤入渗速率和土壤蓄水量,一般来说,径流量和流速与土壤入渗速率成反比,土壤入渗速率愈快,径流量和流速愈小,土壤侵蚀发生的可能性和程度必然减轻[5,6,7]。
从表2可看出,不同林龄土壤容重的平均值分别为1.338,1.369,1.429,1.481,1.421,1.425,1.511,1.537g/cm3。方差分析显示,土壤容重随林龄的变化达到极显著水平(F=9.342,显著水平<0.01)。说明在不同林龄条件下,不同程度的有机质积累导致了容重出现极显著的差异,因而植被状况成为影响容重的主要因素之一。不同深度土壤容重平均值分别为1.333,1.440, 1.548g/cm3。方差分析显示,土壤容重随土壤深度的变化达到极显著水平(F=30.819,显著水平<0.01)。说明土壤熟化程度在各层之间存在着显著差异,土壤容重也反映了土壤的熟化程度间的差异,表层土壤容重较小的原因则是由腐殖质在表层的积累而引起。与对照地相比,沙棘林地土壤在不同深度的容重分别是对照地在同一深度处的0.875,0.908,0.935倍。说明沙棘林的枯落物和根系的作用可以降低土壤容重。
续表
不同林龄土壤毛管孔隙度的平均值分别为45.32%,41.42%,45.86%,42.40%,42.75%,43.61%,42.23%。方差分析结果显示,毛管孔隙度随林龄的变化不显著(F=1.973,显著水平>0.05)。说明不同林龄即不同植被情况下的毛管孔隙度差异无显著规律。不同深度土壤毛管孔隙度的平均值分别为46.92%,46.08%,37.11%。方差分析结果显示,土壤毛管孔隙度随土壤深度的变化极为显著(F=21.213,显著水平<0.01)。说明土壤深度是影响土壤毛管孔隙的主要因素之一,引起这一结果的原因一方面可能是土壤在不同深度的熟化程度不同,另一方面可能是树木的根系作用引起。与对照地相比,不同深度的土壤毛管孔隙度分别增加了6.2%,22.3%,6.4%。
不同林龄土壤非毛管孔隙度的平均值分别为5.19%,7.36%,5.29%,4.38%,2.31%,3.19%,4.19%。方差分析结果显示,非毛管孔隙度随林龄的变化不显著(F=0.942,显著水平>0.05),说明土壤非毛管孔隙度随林龄无确定的变化规律。不同深度土壤非毛管孔隙度的平均值分别为3.40%,4.93%,5.67%。方差分析结果显示,土壤非毛管孔隙度随深度的变化极为显著(F=5.315,显著水平<0.01)。这说明土壤深度也是影响土壤非毛管孔隙度的主要因素。与对照地相比,不同深度的土壤非毛管孔隙度分别增加了43.8%,39.1%,22.4%。
不同林龄土壤总孔隙度的平均值分别为51.23%,48.78%,51.16%,46.78%,45.06%,46.80%,46.43%,方差分析的结果显示,总毛管孔隙度随林龄的变化不显著(F=0.968,显著水平>0.05),说明土壤总孔隙度与树龄之间不存在确定变化规律。不同深度土壤总孔隙度的平均值分别为50.32%,51.00%,42.78%,方差分析结果显示,土壤总孔隙度随土壤深度的变化极为显著(F=17.043,显著水平<0.01)。说明土壤总孔隙度与土壤的熟化程度和林木根系的影响较大,土壤深度是影响土壤总孔隙度的主要因素之一。与对照地相比,不同深度的土壤总孔隙度增加了8.7%,23.9%,9.4%。
3.2 沙棘林地土壤水分物理特征及其变化
从表2可得出,不同树龄土壤最大持水量的平均值分别为38.64%,35.76%,34.96%,33.12%,31.93%,31.13%,30.47%。方差分析显示,土壤最大持水量随树龄的变化为显著(F=10.521,显著水平<0.05)。不同深度土壤最大持水量的平均值分别为37.86%,35.54%,27.74%,方差分析结果显示,土壤最大持水量随土壤深度的变化极为显著(F=15.472,显著水平<0.01)。与对照地相比,不同土壤深度的最大持水量分别增加了20.4%,31.1%,14.8%。这说明沙棘林木通过根系作用增加了土壤的总孔隙度,进而增加了蓄水能力。
不同林龄土壤毛管持水量的平均值分别为34.25%,30.35%,31.44%,30.07%,30.39%,29.05%,27.72%,方差分析结果显示,土壤毛管持水量随林龄的变化为显著(F=9.024,显著水平<0.05)。不同深度土壤毛管持水量的平均值分别为35.31%,32.01%,24.08%,方差分析显示,土壤毛管持水量随土壤深度的变化极为显著(F=11.671显著水平<0.01)。说明土壤的不同深度存在不同的孔隙状况,土壤深度是影响毛管持水量的主要因素之一。与对照地相比,不同深度的毛管持水量增加了18.2%,29.4。%,14.8%。说明沙棘林可以增加土壤的毛管持水量。
不同林龄土壤最小持水量的平均值分别为25.91%,23.67%,15.48%,23.17%,22.93%,21.29%,18.51%。方差分析结果显示,土壤最小持水量随树龄的变化为显著(F=9.121,显著水平<0.05)。不同深度土壤最小持水量的平均值分别为26.16%,21.25%,17.29%。方差分析结果显示,土壤最小持水量随土壤深度的变化极为显著(F=10.114,显著水平<0.01)。与对照地相比,不同深度的土壤最小持水量增加了5.1%,18.3%,17.5%。
4 结论
沙棘人工林地土壤容重随林龄和土壤深度的变化而变化,方差分析极为显著。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均与林龄之间无确定的变化规律,随土壤深度的差异极为显著。
与对照地相比,沙棘人工林通过枯落物和根系的作用可以降低土壤容重,并不同程度地改善土壤孔隙状况。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度的增幅分别为8.7%~23.9%,6.2%~22.3%,22.4%~43.8%。
沙棘人工林地土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量随林龄的差异为显著,且随深度的差异极为显著。与对照地相比,沙棘人工林通过枯落物和根系的作用改善了土壤的孔隙状况,从而增强了土壤的持水能力。最大持水量、毛管持水量和最小持水量的增幅分别为14.8%~31.1%,14.8%~18.2%,5.1%~18.3%。
因此,在砒砂岩地区营造沙棘人工林有利于改善土壤水分物理状况,从而在保持水土、涵养水源和改善土壤利用状况方面起着重要的作用,具有明显的蓄水、保水和减少水土流失的作用。
参考文献
[1]胡建忠.沙棘的生态经济价值及综合开发利用技术[M].郑州:黄河水利出版社,2000.
[2]陆增祥,孟好军,阎春鸣等.沙棘生长规律及土壤性质改良的研究[J].甘肃科技,2006,22(10):220-221.
[3]胡建忠.植物引种栽培试验研究与方法[M].郑州:黄河水利出版社,2002.
[4]张万儒.森林土壤分析方法[M].北京:中国标准出版社,1999.
[5]张社奇,王国栋,刘建军等.黄土高原刺槐林地土壤水分物理性质研究[J].西北林学院学报,2004,19(3):11-14.
[6]贾忠奎,马履一,徐程扬等.北京山区幼林侧柏林主要林分类型土壤水分及物理特性研究[J].水土保持学报,2005,19(3):160-164.
砒砂岩区 篇7
目前已发表的学术论文及著作,大多侧重于对农民沙棘协会的作用方面研究(安宝利等,2008),缺乏对如何有效完善协会内部管理机制、盈利机制等各项机制的研究性文献。因此,本文将结合对样本旗县的调查数据分析,并参照国外发达国家林业经济合作组织的成功经验,提出适合我国沙棘合作组织发展的方案。
1 问卷调查的实施
为了对晋陕蒙砒砂岩沙棘生态工程区林业合作组织进行研究,课题组于2009年赴内蒙古东胜区、准格尔旗、伊金霍洛旗、达拉特旗与陕西省府谷县5个项目区开展调查,共完成了5个旗县(区)、23个乡镇、113户农户的问卷调查,调查范围涉及项目区沙棘种植户的10%。调查农户情况见表1。
其中,东胜区20户,达拉特旗26户,伊金霍洛旗(以下简称“伊旗”)20户,准格尔旗(以下简称“准旗”)25户,府谷县22户。通过汇总,各地被调查者种植沙棘面积情况如表2。
2 沙棘协会的现状分析
通过调查可知,调查地区的113户农户中,有33%的农户参加了沙棘协会,这其中,自发参加的农户占53.9%,在别人和政府动员的情况下加入的农户占33.3%;而未参加的67%的农户中,有46.7%的农户非常渴望加入沙棘协会。汇总计算后,可知:33%的农户参加了沙棘协会,31.3%的农户希望尽快参加,35.7%的农户既不关注也不想参加。
2.1 关于参加意愿
67%的农户在调查中表示未参加沙棘协会,但是其中有46.7%的农户非常渴望加入沙棘协会。同时,这部分农户也反映,他们在沙棘产销过程中遇到了重重困难,如表3所示。数据表明,项目区参加沙棘协会及渴望参加沙棘协会的农户是被调查农户的主体,这充分体现了在农村社会生产力大幅提高,市场经济深入发展的时代背景下,农户对于生产中的自身力量薄弱、小生产与大市场接轨难、步入市场组织化程度低而处于弱势地位的清醒认识,加入地区性经济合作组织是适应生产发展、克服种种障碍的必然趋势。
2.2 关于沙棘协会的作用
调查访问中,农户加入沙棘协会的目的各有差异,沙棘协会切实满足农户需要的程度也各有不同,如表4所示。
注 每一位农户可选择多项问题。
注 每一位农户可选择多项问题。
从表中数据来看,农户加入沙棘协会之前和之后对于沙棘协会作用的认识是不同的,(1)农户加入沙棘协会之后与加入沙棘协会之前相比,在获得信息、技术、苗木、贷款、方便销售方面均得到了帮助,也说明各地沙棘协会的设立与当地实际情况前后吻合,满足了地区农户所需,避免了偏轨导致的供需不一致;(2)协会除解决农户在产前、产中、产后所面临的困难的同时,对于处在生产扩张开始阶段的农户,予以规模的扩大化,使经济效益得到进一步提高,实现生产过程中的内在经济。
2.3 沙棘协会存在的问题
在调查过程中,46%的农户反映协会自有资金不足是当前发展所面临的首要问题,认为群众不了解协会导致成员过少进而阻碍协会发展的农户占35.1%,另有16.2%的农户认为政府重视力度不足、内部制度不健全是协会发展的障碍,而认为存在人才缺乏的农户占13.5%,24.3%的农户认为协会不存在任何问题。
2.3.1 资金匮乏
资金不足被认为是协会发展亟待解决的问题,并始终困扰着当今诸多经济合作组织的发展,对于沙棘协会而言同样是这样。这样一个现象的出现是有其原因的,在调查中,100%参加沙棘协会的农户均是免入会费的,虽然当地沙棘产业的发展已有10余年,但综合利用才刚刚起步,致使相当一部分协会与企业缺少合作,在这样一种农户零会费、企业零合作的模式下,仅靠政府下拨的资金来支持其发展是远远不够的。同时,资金匮乏加剧了协会在技术引进、人才吸引、设备更新、市场开拓、信息收集等方面的缺陷,加剧因无财力保证所造成的企业对协会履行合同的零信任,增大其从事大规模销售和日后发展的难度。
2.3.2 群众了解度低
出现群众不了解致使成员过少的问题,一定程度上与地域特点密切相关,内蒙古自治区人口稀疏、地域广阔,特别是在水土流失严重的地区,农户与农户之间相隔较远,因此,农户间交流较少。同时,沙棘协会宣传力度不足与该问题的出现也存在一定关联。
2.3.3 政府支持力度不足
针对政府重视力度不足,考证发达国家农林合作社的发展历程可得出,一个新兴项目的蓬勃发展是离不开政府的鼓励和支持的,合作组织启动资金、组织形式及相应规范性立法的不健全将使其本身发展的局限性最大化。参加了沙棘协会的农户认为政府对合作组织缺乏支持,这与资金不到位、宣传不广泛、制度不健全及人才匮乏密切相关。
2.3.4 注册手续繁杂
由于注册成为专业性合作组织的程序较为复杂,成立组织所需条件诸多,当地许多农户自发成立及企业授意成立的沙棘合作组织都不愿注册,且多数都是迎合了“有合作即成立,无合作即解散”的形式,使得沙棘合作组织随意性大,稳定性差(李大银等,2009年)。同时,这样的组织易忽视对内部制度的建立,只强调对合同的履行,常因组织的合同性而摒弃分配制度,使多数加入该组织的农户动力不足,即使存在健全的制度,实现系统性管理的目的也是不可能的。
2.3.5 专业化教育发展缓慢
结合众多国家农林专业化合作组织发展的情况来看,一个地区良好合作组织的形成离不开专业化人才教育。总体上,我国目前的教育业蓬勃发展,但偏远地区却是例外。尤其是在这种水土流失严重的地区,地方教育无法适应产业发展所需人才的现状仍属普遍。
2.3.6 劳动力资源短缺
本次调查访问也涉及了对种植沙棘劳动者年龄段的统计,其中,种植沙棘的年龄结构大部分分布在40～60岁这个阶段,这主要是由于这部分劳动力无法在城市找到合适的工作,而留在家里务农;在20～40岁也分布着一定的人数,这部分人主要是由妇女及年轻的学生组成,妇女受劳动负荷的限制,仍以务农为主,学生则一般在放假的时候帮家里种植沙棘。近年来,沙棘种植面积取得前所未有的增长,每年果实采摘量快速增加,因此,劳动力紧缺的现状将大大限制沙棘生态工程的发展。
3 沙棘合作组织发展的对策分析
3.1 发展农民沙棘合作组织要从实际出发,循序渐进
发达国家的实践经验表明,从实际出发,循序渐进地发展农民经济合作组织是其林业合作化的成功经验之一。人民公社时期,脱离当时社会生产力的发展模式成为当今发展沙棘合作组织应予以避免的。合作组织的组织形式、发展速度和发展规模要与当地农村社会生产力水平、沙棘开发阶段、市场需求以及合作组织的现有经济实力、组织程度、组织规模等实际情况相适应。就此次调查来看,沙棘生态工程仍处于大力发展沙棘种植业的阶段,沙棘相关产品的深加工尚属起步,在以“政府+农协+企业+农户”为发展主线下,沙棘合作组织在未来需加大对附加值高的沙棘产品的研发,并与相关企业合作,促成分工合作的产业链条的形成。
3.2 盘活资金来源渠道,避免过多依赖政府
坚持自始至终以服务为宗旨对于沙棘合作组织非常重要,但非盈利性不等于任何费用都依赖政府,在内部均不收取任何费用。沙棘协会需积极发挥组织内的人才优势,加大新型产品研发力度,将开发出的产品介绍给感兴趣的企业,并为企业与农户搭建合作平台,赚取对外经济往来费用;同时,根据不同会员种植沙棘情况及本年度通过协会促成的交易合同额收取适量的会费也属合情合理。值得强调的是,协会收取的所有费用务必予以制度化,做到“取之合理,用之透明”,会员可随时对协会不合理费用开支提出质疑,并上报沙棘产业直属部门。这样,将收入与政府资助相结合,盘活资金并不困难。
3.3 加强群众宣传力度,扩充协会成员人数
种植沙棘地区的农户分散,为协会宣传带来了极大的不便。为此,协会可试行“亲情+友情”宣传与规模化沙棘林种植并举的方法,一方面,利用已入协会成员的交际圈作为宣传媒介,可省去协会诸多介绍程序,且信服力高;另一方面,规模化较近成员的沙棘林,圈出大范围的种植地域,有利于提高附近农户对此项工程的关注度,增加其了解沙棘工程与沙棘协会的能动性。
3.4 管理形式健全,分配制度多样
沙棘协会在实际运行过程中,最高决策权往往集中在依托的企业或少数大股东手中,社员大会流于形式,多数农户无法使个人意见在协会中产生一定的影响,导致参加管理的热情不足,忽视非民主情形下制定的规章制度。针对这种情况,可以实行“一人一票”的经典原则,但随着非社员及资本的入股,为了真正体现成员的权利,原则上应该在采取一人一票的情况下有所调整,比如,对股份较多的成员可以根据实际情况设置附加表决权等。总之,确保每位协会农户真正参与管理制度的制定将是协会管理形式逐步健全的核心。
此外,考究其他合作组织会发现,其强大的生命力不仅与健全的管理形式有关,还与合作社社员个人所有与共同所有相结合的所有制形式关系密切。而现在,所有制的形式趋于多样化,传统的按劳分配、按交易额分配和按股权平均分配沿用至今,以此基础形成的按股份分红近年来也日益兴起,这些分配形式极大激发了加入合作组织的成员从事林业发展的热情。沙棘协会也应顺应时代的潮流,在未来,建立多种分配形式下的组织,以多样化的利润分配渠道来保证协会的永续发展。
3.5 人才教育与合作组织需求挂钩
沙棘合作组织较企业的优势多体现在拥有一支优秀的产品研发、技术操作队伍。所以,切实解决农户在种植沙棘中所遇到的技术问题,并为加工企业出谋划策,就要求协会重点关注对人力资本的投资,同时应该对从事沙棘种植的劳动力进行培训。
3.6 加大政府财政扶植,完善贷款贴息及税收优惠政策
对合作组织提供大力支持,是众多发达国家扶持国内林业成长的通行做法。我国政府同样也给予了林业上亿元的资金扶助,可在税收方面,尽管合作组织对内是非盈利性的,但只要在工商部门登记,税费就与以盈利为目的的企业保持一致,增值税抵扣优惠更是难以为继,这使一些合作社最终放弃注册,沙棘协会同样也面临这样的困境。为解决这方面问题,政府应更多的给予沙棘协会减税、免税优惠,更改抵扣增值税期限,方便协会抵扣增值税款(凌鹤,2008年);另外,国家为推动林业发展,对非公有制林业采取贴息贷款扶持措施。可居高不下的贷款利率的存在,使该项政策大打折扣,不仅如此,银行为考虑其自身利益和林业投资的风险,贷款期限一般设定为1～5年,而沙棘在种植后的2年内,主要以地下生长为主,地上部分生长缓慢,3至4年进入生长旺盛期,第5年才步入旺果期。所以,这样的贷款期限难以满足沙棘项目的需要,沙棘种植户如果选择贷款,反而会因贷款未收回就面临负债的压力。为解决上述问题,政府应该(1)制定不同林龄段沙棘种植贷款利率,一般来说,前中期采取低利率,后期采用高利率;(2)规定银行在发放贷款给沙棘种植户时,期限至少为5年以上;(3)简化沙棘协会申请贷款的手续,避免地方部门对非盈利组织设置障碍。
参考文献
[1]吕林.“小群体”对接“大龙头”和大市场——宜昌专业合作经济组织调查与思考[J].中国林业,2009(13):18-21.
[2]李大银,申运田,张全来,等.内黄县林业生产组织现状分析与对策[J].河南林业科技,2009(02).
[3]凌鹤.大力发展农民林业专业合作组织,加快林业产业化进程[J].云南林业,2008(06):22-23.