榆林沙化地区定位监测调查分析

王琪 王建梅 吕禾 马存平 张继平 曹庆喜 秦于倩 傅广军

摘 要 榆林沙化区定位监测点设在毛乌素沙地东南部榆林市西北地区的沙质荒漠化土地区域，包括横山县、榆阳区、神木市等4个县市区99个乡镇、30个农林场。通过对这些区域的气象因子、土壤因子、植被因子及地下水位的连续5年监测调查并做出分析，监测调查结果表明，该区域的植被生长状况及生态环境皆有所改善。

关键词 榆林;沙化地区;定位监测

中图分类号：S718.55     文献标识码：A   doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.04.021

我国荒漠化和沙化监测工作始于1994年，定位监测是全国荒漠化、沙化监测体系的重要组成部分[1]，是防沙治沙的基础工作。本文对榆林沙化土地的敏感区和重点区域进行长达5年的连续监测调查，其目的在于掌握榆林土地沙化和沙尘暴的发生、发展演变趋势及相关的气象、水文、土壤、植被及社会经济信息，分析其现状及动态变化，为政府制定防沙治沙与防治荒漠化的政策和长远发展规划、保护、改良和合理利用国土资源，实现可持续发展战略提供基础资料和科学依据[2]。

1 监测调查区域概况

榆林沙化地区定位监测点设在毛乌素沙地东南部榆林市西北地区荒漠化土地区域，位于

107°14′—110°36′E  、 37°57′—39°35′N，包括定边、靖边、横山、神木、府谷、佳县和榆阳等7个县（市、区）的99个乡（镇）30个农林场。该区域属暖温带干旱半干旱大陆性季风气候，主要特点是干旱少雨多风沙，年平均气温7.8～8.4  ℃，年均降水量400 mm左右，主要集中在7—9月，占全年的60%～70%，多年平均蒸发量1 198.5 mm，无霜期短，冬春两季盛行西北风，春季多沙尘，干旱、霜冻、暴雨、大风、冰雹等气象灾害时有发生。该区域以风沙土为主，沙化土地分布特点是沙化程度由东南向西北逐步递增，是植物地理学上的重要分界线，具有地域上的独特性和代表性[3]。该区域的植被类型主要是耐寒、抗旱的沙旱生灌木和半灌木。

2 监测调查的内容和方法

2.1 气象因子

主要调查降雨量、蒸发量、平均风速、沙尘暴日数等因子，数据主要来自榆林荒漠生态站自动气象观测系统的定位监测数据和榆林市榆阳区气象局的数据。

2.2 土壤因子

主要调查土壤体积含水量。在监测区域的4个点使用便携式土壤水分测量仪（TRIME—PIC064）进行土壤体积含水率监测；用恒质量铝盒、环刀等工具采集土样称其湿质量，带回实验室放进烘箱，105 ℃烘4 h称其干质量，计算土壤含水量：

土壤含水量=（土壤湿质量-烘干土质量）/烘干土质量×100%。

2.3 植被因子

调查植被类型、植被种类、植被长势、植被盖度、植被密度及生物量等因子。根据沙化土地分布特点和植被分布状况设置样方进行监测。每个样地设置2个样方，灌木林地样方设置规格为5 m×5 m，沙化草地样方设置为1 m×1 m;设置样地12个，样方24个，每年5月中旬到9月中旬对样方进行1次监测，一年调查5次。

2.4 地下水位

主要是对观测井的地下水位进行观测。观测井的布设有6口，主要在农田灌溉区、移民生态新区、矿区等典型土地上，每年对观测井的水位观测5次，取平均

值，标记井号及所在位置经纬度等。使用美国生产的AMSINC AMS 60 m水位尺观测水位。

3 监测调查结果与分析

3.1 气象因子

通过对2018-2022年榆林沙化地区气象因子的监测调查结果（表1）可以看出：榆林沙区5年的平均降水量为470.32 mm左右，降水量虽有波动，但总体上和历年相比，还是有所升高，只是降水量分布不均匀；年蒸发量变化不明显，稍微有所下降，影响不大；扬沙和沙尘暴的天数相比以前有减少的倾向，这与植被和生态环境的改善有着密不可分的关系；而风速、大风日数的变化应该与全球环境的变化有关。气象因子的监测调查结果也从另一方面反映出植被的覆盖情况。

3.2 土壤因子

从表2可以看出，监测点由于地表植被和土壤立地类型的不同，在降水量相同的条件下，土壤含水率却有差别。2018-2022年监测调查结果表明：无灌溉耕地土壤平均含水率最大，平均为8.75%；沙化灌木林地土壤平均含水率最小，平均为4.63%。从数据可以得出，监测点土壤含水率由高到低依次为：无灌溉耕地＞沙化草地＞沙化人工乔木林地＞沙化灌木林地，究其原因是无灌溉耕地地表覆盖黄土，土壤结构较沙化土地土壤质地紧密，孔隙度小，水分不易蒸发，保水锁水能力强；草地是下湿滩地，草地根系生长紧密，对水的束缚力也强，加之下湿滩地有少量黏土，所以水分流失慢，这也是草地水分高于沙化乔木林地和灌木林地的原因。由此总结出，榆林沙化土地适宜种植草本植物保水保墒，防止土壤再遭沙化。

3.3 植被因子

植被覆盖及其变化是区域生态系统环境变化的重要指标[4]。从表3数据可以看出：由于该区的气候因素，榆林沙化地区地带性植被没有发育完成，只是形成了以沙生植被为主体的沙生植物群落，主要特点是抗旱、耐寒、抗风蚀。在固定沙地和半固定沙地上分布着部分沙生植被，固定沙地主要有沙蒿（Artemisia ordosica）、柠条（Caragana korshinskii）、沙竹（Phyllostachys propinqua）、针茅（Stipa capillata）、牛心朴（Cynanchum hancockianum）等；流动沙丘地带分布着沙米（Agriophyllum squarrosum）、沙竹（Phyllostachys propinqua）等；在下湿滩地分布着寸草（Carex duriuscula）、沙柳（Salix cheilophila）、芦苇（Phragmites australis）等；除此还有一些人工林，如樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica

）、油松（Pinus tabulaeformis） 、花棒（Hedysarum scoparium）、踏郎（Hedysarum fruticosum）、柽柳（Tamarix chinensis）、沙棘（Hippophae rhamnoides）、沙打旺（Astragalus adsurgens）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、草木犀（Melilotus officinalis ）等。在榆林沙化土地上至今还保存有原始的天然植被，如沙柳、沙地柏（Sabina vulgaris）、针茅、牛心朴等灌木和草本植物。综上可以看出，植物种类变化不大，灌木草本生长量有所提高，每年监测调查的时间正值植物开始生长和生长旺盛的季节，这段时间也是降雨集中时间段，雨热同季，植被生长量增加，降低了沙尘暴和土地沙化的发生，从这个角度和监测调查结果可看出，植被尤其灌草植被的生长量、盖度和生物量都较大。但早年的飞播林地植被的生长和生物量都有所下降，其原因是没有及时平茬复壮，致使衰老枯死，加之禁牧不严，煤矿开采造成地下水位下降，使植被受损。总体看，植被数量和生长量呈上升趋势。

3.4 地下水位

从表4可以看出，观测井的水位总体呈下降趋势。地下水位下降最大的是靠近矿区的水位，靠近沙化耕地的观测井水位升降变化不大（即使有波动也是与季节性农田灌溉有关），地下水位的变化和降水量也有直接关系，且呈正相关，在降水量同等情况下，靠近采矿区的观测井地下水位下降幅度大，其原因是采煤时，一定程度上破坏地下水体，造成采空区与地表水和地下水体渗漏，从而使地下水位下降；而远离采矿区的观测井的地下水位波动却比较小，甚至还有地下水位稍微回升的趋势。植被的生长也直接或间接地受地下水位变化的影响。

4 结论

榆林沙化典型地区定位监测是防治土地二次沙化的基础工作。2018—2022年对榆林沙化地区—毛乌素沙地东南部榆林市西北地区荒漠化土地气象、土壤、植被及地下水位的定位监测调查得出一手翔实的资料数据，针对这些数据做出了分析，结果表明，榆林沙化地区的生态环境有所改善，植被盖度、生长量和生物量均有向好发展趋势，沙尘危害减轻，土地沙化程度降低。这些都和降水量有关，同时也和国家政策导向及开展荒漠化和沙化定位监测工作密不可分；但还存在沙生植物受衰老退化、垦殖过牧和采矿频繁等的因素影响，该区域的生态环境依旧存在敏感性和脆弱性，生态系统尚不稳定。根据监测调查结果与多年的防沙治沙经验总结出：种植草本植物尤其是豆科的灌草植物是防风固沙，更是保持水土流失，避免二次沙化的首选植物，同时建议实施以草本（多豆科）为主，乔灌草相结合的配套种植模式，以提高生态系统的稳定性，使绿色生态稳定持久发展。

参考文献：

[1] 石昊楠，王翠平.毛乌素沙地东南缘沙化典型地区定位监测研究[J].内蒙古林业调查设计，2016，39（3）：54-55，99

[2] 王琪，王建梅，张继平，等.荒漠化监测样地不同立地类型土壤有机质测定分析[J].防护林科技，2023（5）：10-11，32

[3] 郭平顺，张浩.陕西省荒漠化与沙化监测体系的发展历程[J].陕西林业，2011（10）：16-17

[4] 王亮，邵亚平，陶金鼎，等.甘肃阿克赛县当中泉区域植被现状调查分析[J].国土与自然资源研究，2020（4）：92-95