準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被研究.pdf

1、內(nèi)蒙古陰山以南黃土丘陵溝壑區(qū)是由黃河以東清水河-和林格爾黃土丘陵溝壑區(qū)和黃河以西準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)兩部分構(gòu)成,氣候?qū)俚湫偷陌敫珊荡箨懶詺夂?地帶性植被為本氏針茅草原。準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)地處黃土高原和鄂爾多斯高原過渡區(qū),這里地質(zhì)歷史古老、地層復(fù)雜、水土流失嚴重,并有大面積中生代沉積碎屑基巖出露；縱橫交錯的溝谷,與梁峁構(gòu)成一個十分獨特的溝谷一梁峁復(fù)合系統(tǒng)。在這個復(fù)合系統(tǒng)中,支離破碎、溝壑交錯的地貌,導(dǎo)致水分、熱量等環(huán)境因素重新分配,最終

2、在溝谷中呈現(xiàn)出復(fù)雜而獨特的植被類型,是研究溝谷植被的理想場所。 系統(tǒng)深入地研究溝谷植被有助于拓展植被生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域,可為黃土丘陵溝壑區(qū)的植被區(qū)劃,合理地制定綜合自然區(qū)劃方案提供科學(xué)依據(jù),并對黃土丘陵溝壑區(qū)植被建設(shè)和水土保持綜合治理具有重要的實踐意義。 通過野外考察、實驗觀測(對數(shù)據(jù)的分析),獲得如下主要結(jié)果： 1.準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)植物區(qū)系特征準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)物種生活型譜、水分生態(tài)類型譜、區(qū)系地理成分組成均

3、與同一地帶的山地植物區(qū)系特征相似；與同一地帶草原相比,本區(qū)溝谷系統(tǒng)具有兼容不同區(qū)系地理成分和促進物種遷移擴散的廊道作用。與山地相似,成為草原區(qū)植物多樣性富集中心之一。 (1)種類組成準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)植物種類組成豐富,共有維管植物472種(包含種下單位),隸屬于245屬,73科。物種豐富度高于同一區(qū)域的毛烏素沙地、東勝梁地。 (2)生活型譜準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)植物生活型譜組成多樣,其中喬木占3.2％、灌木占9.3％,半

4、灌木占3.2％,多年生草本占60.0％,一、二年生草本占20.8％,木質(zhì)藤本、半寄生灌木、寄生草本、二年生草本、類短命植物共占3.2％。與本氏針茅草原比較,天然灌木的比例增加7％,多年生草本雖然仍占絕對優(yōu)勢,但比例下降10％；喬木、木質(zhì)藤本、半寄生灌木、寄生草本、二年生草本、類短命植物雖然所占比例不大(6.8％,),但它們的存在極大地豐富了丘陵溝壑區(qū)植物生活型譜。 (3)水分生態(tài)類型譜準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)植物水分生態(tài)類型譜中,旱

5、生植物占19.5％,中旱生植物占12.3％；中生植物占43.2％,旱中生植物占16.5％,濕中生植物占1.5％；濕生植物占4.4％：水生植物占2.5％。中生植物占絕對優(yōu)勢,比旱生植物比例高29.4％,明顯不同于典型草原旱生植物占優(yōu)勢的特點。 (4)區(qū)系地理成分準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)植物區(qū)系地理組成,以溫帶成分占優(yōu)勢,占43.65％；東亞成分作用顯著提高,占31.15％,居第二位；草原成分僅占14.82％,居第三位。本區(qū)植物區(qū)系地理成分組成

6、與草原區(qū)的山地(如大青山、九峰山、賽罕烏拉)更相似,即東亞森林成分明顯高于草原成分所占比例。 2.準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植物群落類型該溝谷系統(tǒng)中有疏林、灌叢、草原、低濕地4個植被型,共34個群系,134群叢。疏林包括杜松疏林、側(cè)柏疏林、臭椿疏林3個群系；灌叢包括黃刺玫灌叢、沙棘灌叢、大果榆灌叢、酸棗灌叢、杠柳灌叢、狹葉錦雞兒灌叢、中間錦雞兒灌叢7個群系；草原包括茭蒿草原、鐵桿蒿草原、蒙古蕕草原、油蒿草原、達烏里胡枝子草原、百里

7、香草原、白羊草草原、本氏針茅草原、大針茅草原、短花針茅草原、戈壁針茅草原、硬質(zhì)早熟禾草原、叢生隱子草草原、羊草草原14個群系；低濕地植被包括假葦拂子茅草甸、寸草苔草甸、巨序剪股穎草甸、蘆葦沼澤、灰脈苔草沼澤、中間型荸薺沼澤、蔗草沼澤、香蒲沼澤、小香蒲沼澤、眼子菜水生群落10個群系。 3.溝谷植被概念和溝谷植被特征(1)溝谷植被概念溝谷植被是指在溝谷干暖(陽坡)、涼濕(陰坡)、暖濕(開闊溝底)的生境中,發(fā)育于不同土壤、母質(zhì)(基質(zhì))

8、上的,明顯有別于地帶性植被類型的各種群落組合。所以說,溝谷植被不是一個單一的植被類型,更不是植被分類系統(tǒng)的某一級單位,而是由一組不同的植被類型按一定規(guī)律組合而成的植被復(fù)合系列。 (2)溝谷植被特點①準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被普遍存在跨區(qū)域、超地帶的高級穩(wěn)定的植被類型。如杜松疏林、側(cè)柏疏林、臭椿疏林、黃刺玫灌叢、沙棘灌叢、酸棗灌叢、大果榆灌叢、森林草原區(qū)的白羊草草原、荒漠草原區(qū)的短花針茅草原。這些植被類型在準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝

9、谷的適宜生境中,都可以形成穩(wěn)定的群落。 ②準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被類型多樣、受制約因子復(fù)雜。影響溝谷植被分布的生態(tài)因子有:i溝谷自身的特點,如坡度、坡向、坡長、溝寬、以及溝坡土壤類型、基質(zhì),ii又受地帶性氣候和毗鄰地質(zhì)、地貌的影響,故溝谷植被類型相對復(fù)雜。③準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被具有連續(xù)漸變的模糊特點。如茭蒿草原從陜北黃土高原可以一直分布到內(nèi)蒙古準格爾南部并向北斷斷續(xù)續(xù)的分布到本區(qū)各個川道的上游(溝頭),由于北部庫布齊

10、沙地和東勝梁地的阻擋,才沒有向北進一步擴散。 本區(qū)偏南部的一些群落類型在向北擴散的過程中,還出現(xiàn)由梁峁向溝谷逐漸過渡,由陰陽坡分布向陽坡分布的漸變過程。 4.準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被演替規(guī)律(1)準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被在黃土基質(zhì)上的正向演替序列為： 在陰坡上,根莖型禾草和一二年生草本為優(yōu)勢的先鋒植物群聚階段→叢生小禾草階段→高大叢生禾草階段→灌叢化的高大叢生禾草階段；在黃土覆蓋的砂頁巖溝谷陰坡上,群落會

11、進一步發(fā)展到疏林階段。 在陽坡上,一、二年塵先鋒草本群聚階段→小半灌木-小叢生禾草階段→叢生禾草階段→灌叢化叢生禾草階段：在黃土覆蓋的砂頁巖溝谷陰坡上,溝谷群落會進一步發(fā)展到疏林草原階段或疏林階段。 半灌木可以出現(xiàn)在陰、陽坡群落演替的各個階段,并可以成為建群種。 (2)準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被在裸露砒砂巖溝壁上發(fā)生的群落正向演替序列為： 稀疏灌木、半灌木階段(也可稱為裸溝坡階段)→灌木-半灌木-多年生

12、雜類草-根莖型禾草階段→灌木-半灌木叢生小禾草階段→灌叢化的半灌木-叢生禾草草原階段。 (3)準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被在砂頁巖基質(zhì)上的正向演替序列為： 稀疏的半灌木群落階段→半灌木-雜類草階段→半灌木-叢生小禾草階段→半灌木-叢生禾草階段→灌叢化的半灌木-叢生禾草階段→疏林草原階段：在水分條件較好的地段上,還可以形成疏林階段。 5.準格爾黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷植被的生態(tài)效應(yīng)(1)丘陵溝壑區(qū)土地表面積和生物量的增加

13、。以黃河右岸三級支流五分地溝小流域為例,溝谷的存在使得溝谷實際面積比投影面積增加34.5％；與此相應(yīng),僅天然植被生物量就了增加32％。即使在溝谷面積僅占流域面積30.2％的五分地溝小流域,溝谷能使相應(yīng)流域的土地表面積增加10.4％。 (2)溝谷植被具有關(guān)鍵性的水土保持作用。溝坡徑流場實測表明,具有良好植被覆蓋的溝坡土壤侵蝕量明顯減少,在降雨強度較大的情況下(38.3mm,24h),比無植被覆蓋坡面的泥沙流失量減少50倍。實驗結(jié)果

14、表明,較大降雨對有植被溝坡與無植被溝坡的土壤流失量的影響存在顯著差異(<0.05)。 (3)溝谷植被具有明顯的土壤改良作用,尤其是陰坡的植被。在溝谷陰坡鐵桿蒿+大針茅群落和大針茅群落中,0-10cm土層的土壤有機質(zhì)含量分別達到12.44g/kg、11.43 g/kg,分別比黃土基質(zhì)有機質(zhì)含量高10.04 g/kg、9.03 g/kg,接近于約30年樹齡的刺槐、側(cè)柏林對土壤的改良效果。 由于溝谷具有陽坡干暖、陰坡涼濕、溝底暖濕的水