青藏高原高寒草地沙化特征探究进展

青藏高原高寒草地沙化特征探究进展 摘要青藏高原占中国草地面积38,是我国重要的 生态屏障。由于过牧、气候干旱等原因，青藏高原高寒草地 沙化状况日趋严重。随着草地沙化程度的加剧，土壤机械组 成粗化、容重及固相率不断增高、孔隙度相比正常土壤明显 降低、土壤含水量及储水量大幅度降低。同时，土壤有机质 降低比率高达70. 85〜97. 24, 土壤剖面pH均呈现中性至 微碱性反应；土壤pH都有不同程度的增加，且呈现出上部 较低、下部偏高的趋势；土壤养分N、P、K都呈下降趋势。 另外，随着草地沙化程度加剧，草群自然高度、盖度、丰富 度、多样性指数、均匀性均明显降低；禾本科、莎草科等优 势植物被杂类草、毒草所取代；草地植物表现出对寒冷胁迫、 干旱胁迫、强辐射UV-B、盐化、草地病害、放牧强度的生态 适应性。沙化草地的土壤退化和植被退化相互作用，并具有 负反馈效应。通过草地的沙化特征及沙化机理的论述，可为 当地生态治理及基础研究提供相应的参考依据。 关键词高寒草地；土壤物理性质；生态适应性；群落 演替 中图分类号S812 文献标识码A 文章编号1009-5500 2012 05-0083-07 青藏高原是中国最大的高原，世界平均海拔最高的高 原，也是我国乃至世界的重要生态屏障。青藏高原大部分在 中国西南部，包括西藏自治区和青海省的全部、四川省西部、 新疆维吾尔自治区南部，以及甘肃、云南的一部分。青藏高 原高寒草地连片，面积辽阔，约占全国草地总面积的38, 地带性草地为各类高寒草地，由东南向西北依次为高寒草甸 -高寒草甸草原-高寒荒漠草原-高寒荒漠更替分布。该地区 草地水热条件差，生产力低，还有12的草地目前难以利用。 根据中华人民共和国国家标准GB19377-2003给出的定义， 草地沙化是指不同气候带具沙质地表环境的草地受风蚀、水 蚀、干旱、鼠虫害和人为不当经济活动等因素的影响，如长 期超载过牧、不合理垦殖滥发樵采、滥挖药材等，使天然草 地遭受不同程度破坏，土壤受侵蚀，土质变粗沙化，土壤有 机质含量下降，营养物质流失，草地生产力减退，致使原非 沙漠地区的草地，出现以风沙活动为主要特征的类似沙漠景 观的草地退化过程。沙化是引起青藏高寒草地持续退化和生 产力不断下降的主要原因，同时也是我国广大草原区面临的 一个重要生态问题，并引起各界广泛的关注。 1土壤变化特征 1. 1 土壤物理性质变化特征 1. 1. 1 土壤机械组成杨剑虹等提到，土壤颗粒是构成土 壤结构的骨架，颗粒组成越复杂，越易形成良好的土壤结构, 稳定性也就越高。齐雁冰在研究高寒草甸沙化土壤发生特性 中表明，沙化导致土壤机械组成粗化，从淡栗钙土、固定风 沙土、半固定风沙土到流动风沙土，＞0. 05mm的砂粒增加， 轻度沙化〉中度沙化〉重度沙化。由此表明随沙化程度的加 剧，无论是高寒草甸还是干旱、半干旱草原，其涵养水源功 能都逐步减弱。1.2 土壤化学性质变化特征 1.2. 1 土壤有机质陈懂懂在研究中提出，有机质是土壤 的重要组成物质，其中，含有植物所需要的各种营养元素， 能促进土壤矿物质的风化和养分的释放，提高其有效性；同 时，土壤有机质可以改善土壤的物理性质，促进团粒结构的 形成，协调土壤水、肥、气、热状况，提高对酸、碱及有毒 物质的缓冲能力。常庆瑞等胡在研究沙化地区土壤肥力水平 得到，沙化地区土壤有机质极为贫乏，无植被覆盖的流动沙 丘有机质含量低于1. Og/kg,年限较长的固定沙丘也仅有厚 度不超过1cm的结皮层，而其他剖面和层次的有机质含量均 在2. 93g/kg以下，不同剖面土壤有机质含量存在明显差异, 表现为固定沙丘〉半固定沙丘〉半流动沙丘〉流动沙丘，并且 这种差异主要在表层。上述结果表明，荒漠化地区随着植被 恢复，有助于土壤有机质的形成，但是腐殖化作用局限在表 层，对整个土壤剖面的影响较小。王辉在研究玛曲高原高寒 草甸土壤有机质随沙化程度增加而显著减少，轻度、中度、 重度和极重度沙化草甸与无沙化草甸相比，0〜20cm 土层土 壤有机质含量分别下降了 70. 85.80. 31.82. 27和80. 24, 活性有机质含量依次降低了 82.50、95.43、93. 63和 97.24,以活性有机质的降低最为显著，而且表层比下层的 降低更显著。 1.2.2 土壤pH值土壤酸碱性不仅对土壤中营养元素的 有效性及土壤离子的交换、运动、迁移和转换有直接作用， 而且影响物质的溶解度和土壤微生物的活动，并可改变土壤 可溶性养分的含量。常庆瑞等研究发现，沙化地区土壤剖面 均呈现中性至微碱性反应，不同剖面差异不明显，土壤pH 均介于7. 47〜8. 65；同一剖面表面层pH较低，不超过7. 9, 随土层加深pH缓慢升高，均在8.0以上，呈现出下部高、 上部较低的趋势。王辉试验得出同样的结果，沙化使高寒草 甸的土壤pH有不同程度的增加。王艳等在川西北草原退化 试验中得出，随着沙化程度的加剧，pH也有所增加。张芳等 在研究不同沙漠化程度高寒草甸土壤pH发现，0〜10cm亚表 层〉底层，全钾含量略呈上升趋势，但整体变化不大。有机 质与全N、全P、有效P、全K、有效K呈极显著的正相关关 系。 2草地植被变化特征 2. 1草地植被变化特征 2.1.1群落组成 沙化分为流动、半流动、半固定沙丘和 固定沙丘4个阶段。陈永生研究得出，从流动沙丘到固定沙 丘，根据群落演替规律也表现出，植被从一、二年生草本逐 渐被多年生草本和灌木取代。赵丽娅等在研究中发现，沙化 草地地上植被与土壤种子库密度随着沙漠化程度增加而下 降，但下降速率因沙漠化发展阶段不同而异，从固定到半固 定沙地是地上植被与土壤种子库密度下降最快的时期。吕世 海等在研究中发现，呼伦贝尔草原随草地沙化程度的不断加 重，未沙化和潜在沙化草地，建群植物主要是多年生丛生禾 草；轻度沙化和中度沙化草地，建群植物则演替成蒿类半灌 木，如小叶锦鸡儿Caragana micro-phylia＞差巴嘎蒿 Artemisia halodendron、褐沙蒿 A. campestris 等； 到严重沙化草地，则完全被季节性一、二年生植物如猪毛菜 Salsoa collina等所替代，构成半干旱草原区沙化草地 特有植被景观。曹子龙研究发现，沙化草地草群盖度和叶层 高度均明显降低，其中，草群总盖度是22年前的60. 7,草 本、灌木叶层高度分别是22年前的59.8和91. 6；同时， 原有优势植物如赖草、白草等减少，退化指示植物如虫实、 猪毛菜等增加。在沙化过程中，各个地区均表现出相同或者 类似的特征，即禾本科、莎草科等优势植物被杂草、有毒植 物所替代，产草量也明显降低。王艳等研究发现在川西北草 原沙化地区杂类草成为群落中主要的建群物种，禾本科植物 在群落中的比例非常小。 2. 1.2物种多样性 常学礼、耶建国等在分析内蒙古沙化 地区物种多样性指数表明，沙漠化过程是一个物种多样性衰 减的过程，沙漠化首先导致特有物种的绝灭，其次，稀有种 和普通种，在沙漠化过程中物种的绝灭速率大于定居速率。 王辉研究表明，在高寒草甸沙化进程中，植被中的嵩