石羊河下游红砂天然更新特征

刘永刚，许丽，王菊莲，方青，王海燕，李玉成，魏林生，石光明

（甘肃省武威市石羊河林业总场，甘肃 民勤 733399）

石羊河下游植被是维护河西走廊的重要生态屏障，上世纪60年代以来人工营造的乔木林、灌木林大面积衰退和死亡[1-2]，人工造林速度赶不上植被退化的速度。红砂Reaumuria songarica为荒漠区典型超旱生小灌木，广泛分布在我国的新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古和东北地区，是荒漠灌丛植被中的建群种和主要优势种[3]。石羊河下游是典型的荒漠区，境内红砂分布范围大，数量呈现增长趋势，比重越来越大。石羊河下游原为伸入巴旦吉林和腾格里两大沙漠前缘的尾闾湖，水域面积曾4 000 km2，曾为水草丰美的大片绿洲，随着开发程度的加大，从西汉开始，湖泊逐渐萎缩干涸，湖盆、河床逐渐由沼泽植被退化为荒漠植被[2]，有变成第二个罗布泊的危险[4]。实践证明，封山育林、封沙育林（草）是高效生态修复途径，常兆丰进一步指出，增加沙漠植被应以保护现有植被和促进更新建造半人工植被为主[1]。要促进以红砂为主的植被自然更新，就需要了解掌握其自然更新规律，为此开展本文调查，以期通过幼苗密度、长势及存活率等指标研究红砂天然更新与立地的关系。

1 调查区概况

调查区位于石羊河下游，地处河西走廊东北部的民勤县境内，在石羊河林业总场下辖林区。区内气候干燥，风大沙多，年均降水110 mm，年均蒸发2 600 mm，年均气温7.9 ℃，年均相对湿度45%；年风沙130 d左右，其中8级以上大风超过30 d，最大风速31 m/s，主风向NW。

2 调查方法

在石羊河林业总场林区根据立地条件选设8个样地，样地大小100 m×100 m，分别表示为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8，样地基本情况见表1。每个样地设3样方，样方大小10 m×10 m。2019年10月观测记录红砂幼苗密度、苗高，所选样地土壤理化测验由甘肃治沙研究所实验室测试。2020年5月观察幼苗存活数量。Microsoft Excel 2003、IBM SPSS Statistics 21处理分析数据。

表1 样地基本情况

3 结果与分析

3.1 更新幼苗发芽成苗

由图1可见，红砂更新幼苗当年密度不同样地之间差异悬殊，说明红砂种子发芽成苗随立地条件不同而变化剧烈。8个样地大致可以为3组：Y1、Y3、Y5为一组，更新幼苗当年密度直线上升；Y2、Y4为一组，两者更新幼苗当年密度相近且明显低于前第一组；Y6、Y7、Y8为一组，三者更新幼苗当年密度相近且明显低于第二组，说明第一组样地有利于红砂种子发芽成苗，尤以Y5最有利；第三组样地不利于红砂种子发芽成苗，尤以Y6最不利；第二组样地对于红砂种子发芽成苗的作用介第一、三组之间。

图1 红砂更新幼苗当年密度

对比表1可见，地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量等指标，在样地之间的变化趋势均与红砂更新幼苗密度的变化趋势不同，土壤pH值、电导率和地势与红砂更新幼苗密度相关性较强。Y1、Y2、Y3、Y4、Y4、Y5均地势平坦，其中Y1、Y3、Y5地表有结皮或轻度盐渍，土壤保水性能较高，恰恰与其红砂更新幼苗密度较高相对应，特别是在土壤上有微地形积水条件的牲畜蹄穴、机械胎压小沟、低洼地段土壤物理结皮种子容易发芽成苗，说明红砂种子发芽对水分的要求更多一点，但并非决定性因素，Y6虽然地势平坦，土壤保水性能强，但其土壤pH值和电导率较高，土壤盐碱较重，地表有大量白色盐渍，其红砂更新幼苗密度极其稀疏；Y2、Y4地表覆盖砂砾，土壤保水性能较差，恰恰与其红砂更新幼苗密度较低相对应；Y7、Y8均为沙丘坡地，土壤通透性好，保水性能差，其红砂更新幼苗密度也非常低。说明地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量与红砂种子发芽成苗无关；地势平坦，土壤保水性能强有利于红砂种子发芽成苗，反之则不利，盐碱过重则限制红砂种子发芽成苗。

3.2 更新幼苗存活

由图2可见，更新幼苗次年保存率样地之间差异明显，说明红砂幼苗存活随立地条件不同而不同。8个样地大致可以为2组：Y1、Y2、Y3、Y4、Y5为一组，更新幼苗次年保存率较高；Y6、Y7、Y8为一组，更新幼苗次年保存率较低，说明第一组样地有利于红砂更新幼苗存活，尤以Y5最有利于；第二组不利于红砂更新幼苗存活，尤以Y8最不利。

图2 红砂更新幼苗次年保存率

对比表1可见，地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量和pH值、电导率等指标，在样地之间的变化趋势均与红砂更新幼苗次年保护率的变化趋势不同，地势与红砂更新幼苗次年保存率存在一定相关性。Y1、Y2、Y3、Y4、Y4、Y5均地势平坦，与其红砂更新幼苗次年保存率较高相对应；Y6地势平坦但土壤盐碱较重，其红砂更新幼苗次年保存率则相对较低；Y7、Y8均为沙丘坡地，土壤通透性好，保水性能差，其红砂更新幼苗次年保护率更低，其中Y8坡度较大，其红砂更新幼苗次年保存率更低于Y7。说明地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量和pH值、电导率等因子与红砂更新幼苗存活能力无关；地势平坦，土壤保水性能强有利于红砂更新幼苗存活，反之则不利于红砂种子更新幼苗存活，沙丘坡度大时抑制作用更严重。

3.3 更新幼苗高生长

由图3可见，更新幼苗次年苗高样地之间差异明显，说明红砂幼苗高生长随立地条件不同而不同。8个样地按照数值大致可以为3组：Y2、Y5、Y6为一组，更新幼苗次年苗高较大；Y1、Y3、Y4、Y8为一组，更新幼苗次年苗高较小；Y7为一组，更新幼苗次年苗高最小，说明第一组样地有利于红砂更新幼苗高生长，尤以Y6最有利于；第三组不利于红砂更新幼苗高生长，第二组则介于第一、三组之间。

图3 红砂更新幼苗欠年苗高

对比表1可见，地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量和pH值、电导率等指标，在样地之间的变化趋势均与红砂更新幼苗次年苗高的变化趋势不同，土壤质地与红砂更新幼苗次年苗高存在一定相关性。Y2、Y5、Y6土壤黏重，与其红砂更新幼苗次年苗高较大相对应；Y1、Y3、Y4、Y8土壤黏性较低，其红砂更新幼苗次年苗高则较低；Y7为沙丘风沙土，黏性最低，其红砂更新幼苗次年苗高也最低。说明地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量和pH值、电导率等因子与红砂更新幼苗高生长无关；黏性土壤有利于红砂更新幼苗高生长，沙性土壤不利于红砂更新幼苗高生长。

4 结论与讨论

综合分析调查结果可知，红砂种子发芽成苗随立地条件变化最为剧烈，幼苗存活和苗高生长随立地条件变化比较平缓。地理坐标、海拔，以及土壤全氮、速效磷、有机质含量与红砂种子发芽成苗、幼苗存活、幼苗高生长均无关。地势平坦，土壤保水性能强有利于红砂种子发芽成苗更新幼苗存活，反之则不利，盐碱过重则限制红砂种子发芽成苗，沙丘坡度大严重抵制幼苗存活。黏性土壤有利于红砂更新幼苗高生长，沙性土壤不利于红砂更新幼苗高生长。

根据实地观察，红砂种子发芽成苗适宜在有积水条件的微地形，比如黏性土壤大雨过后形成的地表裂缝、龟裂缝隙，低洼地段形成的土壤物理结皮，或是砂砾石缝。这些地段更能保持土壤较长时间的湿润，并有一定的遮覆作用，种子不至于被暴晒，是种子发芽成苗的微圃[5-6]。这些现象进一步说明红砂种子发芽成苗，水分条件尤为重要。结合红砂种子天然更新的特征，如何人工创造或增加红砂微圃，利用当地的降水特点进行植被恢复，有待进一步在生产中实践。