从土壤、植被变化谈河北坝上的草原利用方向

马秀峰，王洁玉

（1.邯郸学院 地理与旅游系， 河北 邯郸 056005；2.北京师范大学 地理学与遥感科学学院，北京 100875）

草原生态系统中植被和土壤是其重要的组成成分，植被土壤的变化可以反映出草原生态系统存在的问题。丰宁满族自治县位于河北省承德市西部，地处燕山北坡山麓、冀北坝上高原向内蒙古高原的过渡地带。气候为温带半湿润性季风气候，气温低，雨量少，蒸发强，冰雹霜冻严重。降水主要集中在6、7、8三个月内。冬春降雪很少，这对春季的植物生长很不利。研究区域位于河北省丰宁县西北大滩镇二道河营房东沟流域，海拔为1580~1800m。

1 调查方法

土壤方面，主要通过在地形、水文、植被、母质有变异的地段，按照中等地形或微地形的不同部位设置土壤剖面点，挖掘并记录土壤颜色、质地、结构、松紧度及新生体状况；植物方面，采用植物群落最小面积调查法及植物群落时空结构、生态梯度调查方法，通过样方进行数据采集。

2 土壤随水热梯度的变化

考察路线基本是由东南向西北延伸，在丰宁县坝头至大滩沿线纵向共选取了八个剖面，进行沿线土壤状况变化的研究。

2.1 腐殖质层

八个剖面腐殖质层均可见，深度平均在40cm左右，其厚度变化不是很明显，这主要是受地形、地貌部位及微地形的影响。点坡长如果较长，导致上坡表层土壤被冲刷至下坡位堆积，会造成比较深的腐殖质层。不同的坡型、坡位对水分的蓄积残留也不同。同时也与坡向有关，南坡为阳坡，太阳直接照射，水分蒸发快，植被生长的较差，腐殖质层也较薄。

腐殖质层颜色以深棕到棕色为主，多中团粒结构或弱团粒结构。土质疏松，粘结性小，透水能力强，但是蓄水能力差，湿度稍润，植物根系密集，无新生体，质地以壤土居多，无石灰性。[1]217-218

2.2 结构

考察东线土壤结构为强团粒或中团粒，西线为弱团粒或无结构。一般土地利用好的条件下，土壤结构一般为强团粒；根据放牧的强度，土壤结构逐渐演变为弱团粒或无结构。

2.3 新生体

东线腐殖质层下为过渡层或淀积层，鲜见钙积层，有铁锈、铁锰胶膜等新生体；西线则有少量钙粉、假菌丝状钙存在。典型的草原栗钙土理应观察到钙积层，但是在东部几乎无法观察到钙积层，说明历史上该处可能出现过较强烈的淋溶作用，造成钙离子全部淋失。而西线因为降水较少，淋溶作用弱，钙元素存留在淀积层中。

2.4 土壤水分含量

利用从剖面取得的土样，经过试验处理得到在东部地区的土壤水分基本都高于西部地区。这主要与东部地区降雨多有关系。所以考察沿线从东到西水热条件越来越差。

3 植物群落时空结构

考察中共调查了33块样地，通过对群落组成分析、命名，可知这些样地主要为：

（1）白萁柳—问荆群丛：

位于河漫滩位置，海拔相对低，水分充足，群落内物种丰富度指数为S=12，其中草本层S=11，灌木层S=1，建群种是白萁柳。

（2）山杏—羊草与羊草群丛：

羊草群丛的平均物种丰富度指数为12.3，生境较干，光照比较充分，坡度较小；而山杏—羊草群丛物种丰富度指数为Dr=S=9，它和羊草群丛相似，只是由于人为影响（种植山杏）而对植物群丛结构造成了改变。

（3）玉米群丛、小麦群丛、莜麦群丛以及土豆群丛：

玉米群丛的平均物种丰富度指数为8.7；而莜麦群丛为7。这几种群落都分布在阴坡，群落内都是只有草本层，结构简单。由于人为因素影响，物种丰富度指数都比较小，而阴坡光照较弱，水分充足，适宜于农作物生长。拘于坝上草原气候的影响，这里更适宜于耐旱性强的作物生长。因而，会有这样的农田群落形成。

（4）达乌里胡枝子—茵陈蒿群丛、达乌里胡枝子—大籽蒿群丛、达乌里胡枝子—瓣蕊唐松草群丛：

这三个群丛都是灌木层相同、草本层不同的群落，它们物种丰富度指数分别是 8，12，10。而草本层物种丰富度指数分别是7，11，9。茵陈蒿和大籽蒿生境相似。检验时它们关联性高。这三个群落生境都较干旱，一般在阳坡，喜光。降水和光照以及温度是其主要的影响因子。

（5）白桦—黄华柳—长芒草群丛和白桦—龙牙草群丛：

这两个群丛都是乔木—灌木—草本或乔木—草本群丛，它们都分布在阴坡，蒸发量少，适宜于乔木的生长。而由于白桦—黄华柳—长芒草群丛的郁闭度是50%，而白桦—龙牙草群丛的郁闭度为70%，影响了光照的供给，而黄华柳等灌木的生长需要一定的光照，因而在白桦—黄华柳—长芒草群落中有灌木分布。而这些森林群落中的草本层是比较喜湿性的，降水和光照对其影响较大，其中白桦—黄华柳—长芒草群丛物种丰富度指数Dr=S=40，草本层S=38，灌木层1，乔木层1。而白桦—龙牙草群丛群落S=44，草本层S=43，乔木层S=1，灌木层S=0。其主要不同在于灌木层的有无。

（6）金露梅—细叶苔群丛和细叶苔群丛：

这两个群丛都分布于阴坡、海拔较高位置，其中金露梅—细叶苔群丛分布于森林和高山草甸之间的过渡。由于森林乔木的存在，风等因素的影响较小，阴坡水分条件较好，因而会有灌木的分布；而到山顶地带，风的影响较大，蒸发快，温度低，但光照较充足，因而只有较矮的耐干冷的植物分布。其中，金露梅—细叶苔群丛群物种丰富度指数Dr=S=15，草本层Dr=S=14，灌木层S=1，而细叶苔群丛Dr=S=26，草本层S=26，灌木层S=0，乔木层S=0。

4 植物群落生态梯度分析

4.1 环境梯度分析

影响植物种类、数量和分布的生态因子通常有温度、光照、水分、土壤类型、地形和生物间的相互作用等[2]136-138。因为我们的调查区域范围较小，最大高程差在100m以内，温度差异小，可以忽略温度的影响。

地形：地形因子对植物群落影响主要从坡度、坡位和坡形来分析。

可以发现，阳坡的坡度小于阴坡，并且阴坡坡度在进入乔木区后骤然变大。坡度主要影响植物对水分的吸收，坡度越大，位于山坡上方的植物相对于下方的植物吸收到较少的水分，但有利于发根；而低洼处的植物则有可能会受到涝害。另外坡度也会影响作物的整体受光，坡度越大的，向光的一面生长旺盛，而背光一面则生长不良。而且夜间和大风天气上坡植物周围的温度较下坡植物周围的要低，白天则相反。所以地形对植物的影响很大。在水平凹与垂直凹的地形上，植物群落结构复杂，物种数较多，长势也明显强于水平凸或垂直凸的物种。主要是因为水平凸或垂直凸的地形蒸发强度，接受的光照都多于凹地的，水分条件差。从坡向上说，在其它环境因子相似的条件下，坡向在90°到270°之间，植物长势相对差，而在小于90°或大于270°条件下长势较好。主要是因为坡向不同，接受的光照时数不同，在东南方向的坡，光照时数虽然最多，导致在同样的降水条件下，蒸发量大，水分更差。植物群落简单。

水分：河北丰宁坝上草原处于典型的干旱半干旱地区，水分成为影响该地区植被分布的最重要因子。如前面所述，阴坡因蒸发较小，物种种类较阳坡丰富。而且年降雨集中的特点不适合大范围的生长需水量庞大的乔木，哪怕是在阴坡地带。

生物因子：在我们研究的乔木样方中，乔木层的优势种皆为白桦，其郁闭度高达60%以上。此时影响群落多样性的是土壤水分和光照。为实现水资源分配，上层白桦与下层草本植物之间形成生物竞争关系，此时乔木占明显优势，从而只有下层草本得以减少以求生存。另外，乔木层同时也限制了下层植物的采光机会。光照条件迫使下层植物对低光照、光强的忍耐性较强。

4.2 植物群落结构梯度分析

相对于α多样性，β多样性则是表示不同生境的植物群落的相似程度。

5 结论

坝上草原生态系统结构是一个统一整体，生物本身不断繁殖，不断更新。一个相对稳定的生态系统，在一定范围内，对于外界干扰就有一定调节能力，因此，只要在合理利用自然资源的情况下，草原生态系统基本上可以保持持续更新，周期性地提供畜产品。由于人为大面积开垦，地面失去植被的保护，风速在加大，风沙在增多，水分在减少，蒸发量加大，因此导致土壤沙化和碱化。其结果，又使现有草滩、草坡植被变得稀疏，反过来又加剧了气候的恶化。如果我们对于这个问题，仍然视而不见，那将是不堪设想的。当前，尊重自然规律，逐步恢复本区的草原植被，确定把坝上建设成为河北省的畜牧业基地，具有重要的战略性意义。

本着因地制宜的原则，坝上的农业发展方向应该以牧为主，农牧结合，以林保农保牧。合理划分各业用地，先种草盖地，后造林遮天，调整畜群和畜种结构，增加草场建设投资比例。提高单位面积产量，应用植被演替规律，采取过渡的方法，逐步做到退耕还牧，实现以牧为主，农牧结合。抓住要害，营造防护林，变害为利，维护和建立良好的生态环境，使之向着有利于人类生产生活发展。

[1]赵烨，张科利.土壤地理学[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]武吉华，邱扬.植物地理学[M].北京: 高等教育出版社，2004.

[3]朱源，邱扬，傅伯杰，张英.河北坝上草原东沟植物群落生态梯度的数量分析[J].应用生态学，2004.