李兰花,孙树光,萨仁格日勒,胡 涛
(1.内蒙古草原勘察规划院,内蒙古 呼和浩特 010051;2.内蒙古国土资源信息院,内蒙古 呼和浩特 010010)
草原,作为国土资源的重要部分,畜牧业生产的基地,各民族生存的家园,生态环境的屏障,与民族兴衰、国家安危、社会经济和环境可持续发展关系重大,其作用不可替代,尤其是草原地处风沙前沿,江河源头,山区坡地,其生态功能更不容忽视。草原退化,是在不合理利用下草地植被的产量和质量下降、土壤环境恶化,使草原生态系统的生产与生态功能衰退的现象。草场荒漠化过程实际上是在各种不当的人为活动与自然营力相互作用下的草场植被与土壤退化的过程〔1〕。
近年来,草场荒漠化研究有了比较大的进展,作为荒漠化研究核心的问题之一,分类评价指标体系更是受到科学家们的极大关注。因为分类和评价的科学性直接关系到对草场荒漠化分布范围、危害程度的评估和监测标准的制订,以及防治措施和效益的评价。荒漠化指标体系包含类型、程度、危险度和逆转效果等几个方面,其中类型和程度指标体系最为重要,它们是建立其它指标体系的基础〔2〕。草场荒漠化评价指标体系应反映荒漠化土地的本质,而植被和土壤退化是土地荒漠化的根本反映,因此,选取植被和土壤特征作为荒漠化评价的主导因子是适合的〔3〕。
试验区选在内蒙古典型干草原区希拉穆仁草原进行,具体地理位置北纬41°18′~41°23′,东经111°07′~111°14′,地处大青山北麓,平均海拔高度1 602m。温带典型草原区,地处温带半干旱区,属于典型的大陆性季风气候。冬季漫长严寒,夏季短促温凉,寒暑变化强烈;降雨量少,且年际、月际变幅悬殊;风大且多,年平均风5~6级,主风向为西北风。本区草场类型为低山丘陵干草原类(1982年,内蒙草原普查)。植被以中旱生和旱中生类植物为主,主要植物种有:羊草(Aneurolepidium chinese)、冰草(Agropyron desertorum)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、大针茅(Stipagrandis P.s mirn)、芨芨草(Achnatherum splendens Nevski)、百里香(Thymus mongolicus Ronnig)、狼毒(Stellera chamaejasme L.)、乳白花黄芪(Astrag-alus galactites pall.)等。该区土壤质地差,肥力低,属于内蒙古自治区栗钙土亚带,土壤质地多为砂壤土,并有不同程度的砾质化。
试验于2008年7月在内蒙古希拉穆仁草原上进行,草原整体是以冷蒿、小禾草为主的退化草原。通过采用“空间置换时间”的方法〔4〕对不同围栏年限(即实施禁牧时间)的放牧草地、旅游区草地、无围栏的轮牧区域进行研究。采用随机步程法〔4〕,分别在不同地貌单元布设30个1×1m的小样方,对草原的植物种类、植物高度、植被盖度、生物量、优势种盖度等指标进行测定。植被盖度用样方量算法,用的方格窗(每个小格为4×4cm)置入小样方内,在每个样方内统计所有植被投影面积所占方格窗内所有小方格的百分比,即为样方内植被盖度,另外对于出现大面积芨芨草的草甸草原区,采用样线法,量算压在样线下植被冠幅的总宽度占总样线长的百分比,即为植被盖度。在每一样区的中心部位挖土壤剖面,取表土、30cm深处土壤用沉降法确定土壤质地。调查各项指标数据见表1。
表1 各样点的生物指标特征
就表1中所测的生物指标数值将23个样地运用SPSS软件进行聚类分析,聚类分析结果如图1所示:利用欧氏平方距离法则,在{10}处将23个样地分为4类:
图1 希拉穆仁草原生物特征23个样方的聚类图
A类:包括样方5、6、4、14、9、12、8、11、16、10、15、7、3、19、20,这15个样方与其它样方存在显著差异,生物特征主要表现为:地上生物量较小,地表盖度较小,植被平均高度较低,故可以将这15个样方聚为一类。
B类:包括样方1、2、3,这3个样方的各个生物指标几乎都是最小的。
C类:包括样方21、22,这两个样方的各个生物指标几乎都达到最优。
D类:包括样方17、18、23,这3个样方分布于河滩地,其各个生物指标都与其它指标有明显差异,所以可以将这3个样方归为一类。
草场退化评价在特定地区的实际操作远比理论上的探讨复杂得多,这不仅仅表现在评价指标的确定上,而且体现在其它方面。我们在对内蒙古希拉穆仁草原退化进行调查研究,对本地区草场荒漠化现状进行了尝试性的评价。首先,针对该地区具体的自然情况,把占主导地位的退化过程首先确定为风蚀荒漠化型草场退化过程。其次,根据自然地貌类型,把评价对象粗分为平原、河滩沼泽地和丘陵,这样进行区分的理由是发生在这3种不同地貌单元上的草场退化过程具有很大的不同。在上述内容的基础上,结合聚类分析结果,选择并确立评价因子。进而根据当地相关部门提供的历史数据,以及参考陈杰等(2001年)对干旱区草场荒漠化评价时所制定的伊金霍洛旗土地荒漠化评价指标体系,确定了不同指标的阈值。现将退化程度分为4级,即轻度、中度、重度、极重度。评价指标体系见表2。
表2 希拉穆仁草原退化评价指标体系
地貌类型 评价因素分级及范围轻 度 中 度 重 度 极重度平 原 地地表形态 地表几乎被植被覆盖 地表大部分被植被覆盖 地表覆盖少量植被 地表几乎没有植被覆盖植被盖度(%)>50 50~30 30~10 <10土壤质地 砂壤土 砂壤土 壤砂土 粉砂土土壤含水率(%)>1.0 0.5~1.0 0.1~0.5 <01生物量(g)>100 70~100 40~70 <40优势植被类型 羊草、针茅、冷蒿 百里香、小叶锦鸡儿 小叶锦鸡儿、油蒿 小叶锦鸡儿、油蒿河 滩 地植被高度(cm)>12 12~8 8~5 <5植被盖度(%)>70 50~70 30~50 <30土壤质地 中壤土 轻壤土 砂壤土 粉沙土生物量(g)>300 150~300 80~150 <80优势植被类型 芨芨草、赖草 芨芨草 芨芨草 芨芨草
希拉穆仁草原大部分处于中度退化状态,极重度退化没有出现;轻度退化出现于完全禁牧的5、6两样方,低丘陵区14样地以及封育时间较长的21、22样方;重度退化只出现于旅游区,即1、2、3三样方;所取的其余样方则都处于中度退化状态。当然这是在希拉穆仁草原经过恢复后的评价结果,这些样方最少的也禁牧了3年,只有21、22、23三个样地禁牧在10年以上。这里所说的禁牧并不是完全的禁牧,而只是禁养羊,对大的牲畜的数量也有所规定,只有4、5、6三个样方内是完全禁牧。由此可知,希拉穆仁草原正处于恢复阶段,并且封育措施对希拉穆仁草原的恢复有明显的效果。从各样点特征可知,过度放牧是导致草原退化的主要因素;并且随着近年来旅游的发展,在一些旅游区周围正在恢复的草场又呈进一步退化的趋势,因此,不合理开发旅游业也是导致希拉穆仁草原退化的又一重要原因。
〔1〕陈杰,龚子同等 .干旱地区草场荒漠化及期评价〔J〕.地理科学.2000,20(1):176-181.
〔2〕孙武,南忠仁等 .荒漠化指标体系设计原则的研究〔J〕.自然资源学报.2000,15(2):160-163.
〔3〕张宏,林先成等 .荒漠化评价指标体系的等级系统研究〔J〕.四川师范大学学报(自然科学版).2005,28(3):358-361.
〔4〕杨持 .生态学实验与实习〔M〕.北京:高等教育出版社,2003.
〔5〕杨晓辉,张克斌等 .中国荒漠化评价的现状、问题及其解决途径〔J〕.中国水土保持科学.2004,2(1):22-28.
〔6〕刘玉平,慈龙骏 .毛乌素沙地草场荒漠化评价的指标体系〔J〕.中国沙漠.1998,18(4):366-371.
〔7〕赛西雅拉图,秦树辉等 .内蒙古阿巴嘎旗近期牧用草地资源荒漠化环境评价〔J〕.干旱区资源与环境.1999,13:118-121.
〔8〕保家有,李晓松等 .基于沙地植被指数的荒漠化评价方法〔J〕.东北林业大学学报.2008,36(1):69-72.
〔9〕GraingerA,SmithM S,SquiresV R.Desertification and climate change:the ca se forgreater convergence〔J〕.Mitigation and adap-tation strategies for global change,2000,5(4):361-377.
〔10〕Thomas DSG,Middleton N J.Desertification:ExpLoding the myth〔M〕.Chichester:John Wilev.1994.