乔灌草结合治理我国北方土地风沙化问题的研究进展

布凤琴， 杜双件， 方李明， 刘倩倩，陈 虹

(1.山东建筑大学艺术学院，山东济南 250101;2.山东济南英雄山风景区，山东济南 250101)



乔灌草结合治理我国北方土地风沙化问题的研究进展

布凤琴1， 杜双件1， 方李明2， 刘倩倩1，陈 虹1

(1.山东建筑大学艺术学院，山东济南 250101;2.山东济南英雄山风景区，山东济南 250101)

摘要分析了土地风沙化的形成原因以及特点，介绍了植物治沙以及乔灌草结合的相关概念，指出乔灌草结合模式在治理北方土地风沙化中的必要性及应注意的问题，旨在优化乔灌草结合模式，使其在治理北方土地风沙化实践中发挥更加突出的作用。

关键词乔灌草结合；北方；土地风沙化治理

Research Progress of Wind-Sand Land Controlled by Shrub Meadow in Northern China

BU Feng-qin1, DU Shuang-jian1, FANG Li-ming2et al (1. School of Art, Shandong Jianzhu University, Jinan, Shandong 250101; 2. Scenic Spot of Yingxiong Mountain, Jinan, Shandong 250101)

Abstract We analyzed the characteristics and formation reasons of wind-sand land, introduced the associated concepts of controlling sediment by plants and shrub meadow, and pointed out the necessity and problems in applying shrub meadow in controlling wind-sand land in northern China. The shrub meadow method was optimized, so as to control the wind-sand land in northern China.

Key words Shrub meadow; Northern China; Controlling of wind-sand land

近年风沙化土地逐渐扩大和蔓延，不仅导致土地退化，而且使一些其他的环境问题加剧，譬如沙尘暴、雾霾等[1-2]。在北京、河北、山东、河南等北方地区，土地风沙化问题尤为严重，造成了一系列不良影响。如何去应对北方土地风沙化问题应该引起人们的极大关注[3]。国内在治理土地荒漠化的实践中，探索出的植物治沙方法取得了突出的效益，其中乔灌草结合的模式被证实为是一种非常有效的途径[4]。笔者对北方风沙化土地特点进行分析，并对乔灌草模式进一步研究，以推动北方土地风沙化治理进程。

1土地风沙化的成因、分布以及特点

1.1土地风沙化的概念在温带半湿润、湿润地区，以及在亚热带、热带地区的疏松沙质地表因风力作用产生风沙活动并出现类似沙漠化地区的沙丘起伏地貌景观的过程[5]。

注：a.北京；b.河北；c.山东；d.河南；e.福建；f.广东；g.台湾。Note：a.Beijing; b.Hebei; c.Shandong; d.Henan; e.Fujian; f.Guangdong; g.Taiwan. 图1　土地风沙化的多发区域Fig. 1　Frequent occurrence areas of wind-sand land

1.2土地风沙化的成因及分布土地风沙化成因大体分为两大类：①古河床、冲积扇、河漫滩上的沙岗、高岗地沙丘植被受风力吹扬，河流中游河谷平原沙质沉积物在枯水旱季受风吹扬分布在沿河阶地，形成了沿河风沙化土地。②海城河阶地、沙洲的沙质沉积物受到风力吹扬形成海岸沙地。风沙化土地分布(图1)主要是在河流下游的沙质古河床(如河南、山东的黄河故道，北京的永定河故道等)，泛滥决口扇形地段(如河北、豫东和豫北平原等)及滨海沙地(如河北、山东、福建、台湾和广东沿海地段等)[6]。

1.3北方风沙化土地的特点北方风沙化土地主要有以下特点：①在干旱两季土地风沙化存在不同的特征，在雨水充足的季节一般表现不明显，在干旱多风的季节则会加剧。我国北方属温带大陆性气候，年降水量较少，大多为干季，所以北方土地风沙化问题更容易加剧。②北方黄河、海河等河流河床较多，潜在的风沙化土地面积较广。③北方风沙化土地大多以斑块状分布在绿色环境中，有片状流沙、灌丛沙堆、饼状及新月形沙丘、沙丘链、沙垄风蚀地、粗化地表等，并无复杂的风沙地貌。

2植物治沙的现状植物不仅能减少风沙带来的危害，而且还能够防止土地继续退化，改善区域的生态环境，在一定程度上抑制浮尘、沙尘暴、雾霾天气的发生，从而保障人们的生命和财产安全。植物种植在提高植被覆盖率的同时还能形成地域的景观特色，进而充分挖掘地区发展的潜力。植被种植在治理土地沙漠化、土地退化中是既经济有效又无二次污染的技术措施，现已成为我国应对土地退化、沙化，改善自然条件，建设生态环境的主要手段。我国从20世纪50年代开始就非常注重植物治沙的工作，先后在河北西部，河南东部，陕西的榆林、定边、靖边，甘肃的河西走廊，内蒙古的磴口、赤峰，辽宁的章古台等地开展了大规模的植物治沙活动，建立起诸多植物治沙的成功典范。70年代末“三北”防护林建设工程同90年代初全国防沙治沙工程的实施，促使植物治沙工作更上了一个新台阶。至2008年，京津周边地区平均植被盖度较 8 年前增加了20%，并初步形成了三道抵御风沙危害的生态屏障，即在沙化草原区通过沙障、灌草结合的措施固定流沙；在坝上及雁北地区营造防护林带和林网，阻止风沙的侵袭；在北京及城郊地区建设纵横交错的绿化网，净化空气[6]。

3乔灌草结合治理北方土地风沙化的研究

综合以上治沙现状，可以发现植物治沙是非常有效的治理途径，而乔灌草结合模式更加适合北方流沙多、生态系统不稳定的土地风沙化现状。

3.1乔灌草结合及其模式内涵不同的专家学者对乔灌草结合的内涵有着不同的说法，笔者比较认同以下两种：①乔灌草结合是针对林、牧、农诸产业部门目标单一、手段落后的局限性，借鉴天然植物地理群落，对乔灌草(广义“草”应含农作物在内)统筹使用、科学配置，以充分发挥植物资源的作用，取得最大的水土保持及其他防护效能和经济效果[7]。②乔灌草结合的模式是根据生态适应性和植物地域分布规律，科学确定地表植被建设中乔、灌、草的结构和比例，实现最佳配置，通过乔、灌、草相互结合与合理选择植物种类，形成各植物间协调生长、相互促进的立体结构，构建结构复杂、防护功能强大的水土保持林草植被生态系统[8]。

3.2乔灌草结合对于治理土地风沙化的作用

3.2.1固沙作用。乔灌草构成的植物群落以其茂密的枝叶和聚集在一起的枯落物来保护表层的沙粒，避免风对地表直接的作用，增加地面的粗糙程度，降低近地层的风速，加速土壤形成过程，在地表形成“结皮”，提高黏结力，增强抗风蚀能力，起到固沙作用。

3.2.2阻沙作用。根据风沙的运动规律，输沙量与风速的3次方呈正相关，所以风速削弱后，其运输能力下降，输沙量自然减少。此外，风速削弱在减轻地表风蚀的同时，还可以使风沙流中的沙尘粒下沉堆积，从而起到了阻沙的作用。乔木具备一定的固沙和阻沙能力，加上固沙、阻沙能力较强的灌木，配合草本植物构成的地被，共同作用会起到很好的阻沙效果。

3.2.3改良退化的土壤。乔灌草植物群落一旦形成，可以在很大程度上加速风沙土的成土过程，改良不同退化程度的土壤，主要表现在以下方面：机械组成发生变化，粉粒、黏粒含量增加；物理性质发生变化，比重、容重减小，孔隙度增加；水分性质发生变化，田间持水量增加，透水性减小；有机质含量增加；氮、磷、钾三要素含量增加；碳酸钙含量增加，pH提高；土壤微生物数量增加。

3.2.4改善小气候的作用。乔灌草结合的植物群落会形成内在的循环系统，使反射率、风速、水面蒸发量显著降低，提高相对湿度。随着植被覆盖面积增大，会更好地改善小气候，经过改善的小气候会影响风沙化环境，从而形成可持续的良性循环。

3.3乔灌草结合模式在治理北方土地风沙化中的必要性不同植物类型对风沙化治理的作用是不一样的，配置合理的乔灌草植物组合对于应对复杂多变的自然灾害和改善自然环境独具优势。乔灌草相结合模式的提出,是由单纯营造乔木林向乔灌草相结合造林的一个转折。大量的调查与观测研究表明,乔木在干旱、瘠薄的侵蚀劣地会生长不良,而灌木有较强的适应性,可以在几年内形成一定规模，具有较好的生态效益和经济效益。草与灌木有着类似的特点，也发挥着不可或缺的作用。

通过综合应用乔灌草结合以及多项措施，可以达到植物物种多样、群落稳定，生态功能、经济功能与景观效果整体优化的整治目标，克服营造纯林群落导致生态系统稳定性差、病虫害多的弊病。如果在风沙化土地停止人为干扰，乔灌草群落植被可以自然繁衍，可能逆转实现良性的生态系统循环。

3.4乔灌草结合在治理北方土地风沙化中应注意的问题

3.4.1乔灌草结合模式。“乔+灌+草”是一个典型的种植模式，在不同类型地块和不同功能要求下这个模式应具备不同的组合，如“乔+灌”“灌+草”“草+乔”等[4]。

归纳其乔灌草结合的类型，大体可以分为：①地域分布与配置的结合，包括乔灌草三者的位置及其所占土地面积的比例；②人工植物群落内部配置上结合，包括水平地面上株间、行间等的混交类型和垂直剖面上由立木(乔)—下木(灌)—活地被物(草)构成的复层混交林；③时间进程上的结合，即在立体条件不同的地方，乔、灌、草的种植时间不同[7]。

3.4.2北方乔灌草结合模式植物种类的选择。植物选择应符合种植区域内特殊的自然以及人工条件，优先考虑乡土树种，适当提高植物种类，形成多样性的植物群落[9]，还应该注意常绿植物和落叶植物的结合，保证群落功能的时效性，适应不同季节的气候特征，以更好地应对土地风沙化在不同季节出现的问题。选择的植物种类本身应不产生污染，方便培育推广和后期管理。以下是针对北方土地风沙化问题构建乔灌草模式的优选树种(表1)。

表1针对北方土地风沙化问题构建乔灌草模式的优选树种

Table 1 The optimal tree species for establishing shrub meadow mode in controlling wind-sand land in northern China

类型Type树种Treespecies乔木Arbor樟子松、油松、侧柏、旱柳、刺槐、枣、毛白杨、白蜡、白榆、白桦、杞柳、元宝枫、胡枝子灌木Shrub沙地柏、矮紫杉、紫穗槐、沙棘、黄荆、红瑞木、蒙古莸草本Herb狼尾草、狗尾草、蒲公英、白茅、荷兰菊、红花酢浆草

3.4.3实践过程。乔灌草植物群落系统的构建要从不同地块实际情况出发，根据土地风沙化的不同程度因地制宜，制定详细周密的计划，既要有近期安排，又要有远期的目标，注意不同植物在不同时期的生长状况以及效益，在实践过程中要不断地对比考证，及时发现和解决问题。

4展望

治理开发土地风沙化是一项复杂的系统工程,应该从当

今生态环境建设以及可持续发展时局出发，主动采取科学有效的方法去应对这个突出问题。乔灌草结合模式是经过检验的一种有效的植物组合方式，在治理北方土地风沙化的问题上是非常值得推广的。今后可结合北方土地风沙化的实际情况，深入对乔灌草模式的研究，探索出不同类型风沙化土地的乔灌草治沙模型及技术，使其在治理北方土地风沙化问题上发挥更加积极有效的作用。

参考文献

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[2] 万俊生，张勇，周晓理，等.乔灌草菜混交治沙造林的新方法[J].林业实用技术，2009(6):15-17.

[3] 徐志鹏.造防护林乔灌草结合效果好[J].中国林业，1983(5)：39-40.

[4] 王礼先.水土保持学[M].北京：中国林业出版社，1995:607-608.

[5] 邵立业.风沙化土地的整治与利用[J].自然资源学报，1990，5(3)：238-244.

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[7] 刘海峰.乔灌草结合是水土保持生物措施的最好形式[J].水土保持通报，1981(3)：44-46.

[8] 李毅功.关于乔灌草相结合的几个问题[J].中国水土保持，1993(7)：10-12.

[9] 鲁敏，李英杰.城市生态绿地系统建设[M].北京：中国林业出版社，2005:51-63.

收稿日期2015-12-30

作者简介布凤琴(1967- )，女，山东聊城人，副教授，硕士，从事园林植物景观与生态研究。

中图分类号S 727.23

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)03-048-02