不同规格沙障对沙丘造林成活率的影响
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摘要 在沙丘造林中，沙障的设置是影响沙生苗木成活率的一个重要因素；然而沙障的规格不同，设置沙障产生的成本也不同，对沙生苗木的成活率及生长作用的影响也不同；通过在不同坡度的沙丘上设置不同规格的沙障，通过对沙障设置区、未设置区及不同规格沙障设置对苗木成活率及生长状况等因子监测分析，探索总结出不同坡度的沙丘上最合理规格的沙障，以达到节约成本、提高沙生苗木成活率及促进苗木生长、固沙功能最大化的目的。
中图分类号 S728.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）19-0172-02
在流动沙丘治理的过程中，促使植被恢复是最终的固沙方法，沙区地表植被（人工林或天然植被）达到一定的覆盖度，才能逐步固定住流沙。植物在流动沙丘难以稳定生长和自然更新，主要是因为不断受到风蚀和沙埋作用，因此为了促进植物生长，应当设置不同类型与规格的沙障。国家林业局甘肃濒危动物保护中心在数十年的治沙实践中，积累了大量经验，探索出有效的固沙途径，即采用高立式沙障控制流沙前移。该方法是通过不同规格与材料（草方格、黏土等）的沙障，使沙丘中下部粗糙度增加，逐步栽植沙生植物（如梭梭等），形成植物群落，从而改善沙丘立地条件[1]。在丘间地建立多层次复合状固沙体系，通过红柳、毛条等灌木的固沙作用，达到治沙目的。但在中心区域的高庙北部等沙区，由于受立地条件限制，沙丘背风坡的坡度大小差距加大，应用相同类型及相同规格的沙障，发现部分区域的沙障却不能有效控制流沙前移，沙障内植物生长缓慢，植被盖度无法提高；也存在部分区域沙障设置过密，使得压沙成本过高，造成了资源浪费的现象。因而，调查总结流沙治理模式，分析、评价不同类型及规格的沙障固沙效益与生态功能，通过治理区、未治理区及不同类型及不同规格沙障固沙效果等因子监测分析，探索总结符合区域实际、固沙效果显著、适宜同类地区大面积推广运用的防沙治沙实用材料、技术、模式，充分发挥防风固沙、保持水土、调节气候等综合效益，具有重要意义。
1 区域概况与研究方法
1.1 项目区概况
研究项目区位于甘肃省武威市凉州区东北部腾格里沙漠边缘，试验地点位于中心羚羊场围栏外北部，为流沙治理区域。项目区地势自西北向东南倾斜，地表形态主要有背风坡坡度15～70°的新月形沙丘和沙丘链，丘间低地占总面积的46%，较平坦，海拔1 500 m。该沙漠区热量资源丰富，属典型的温带半荒漠大陆性气候，同时也属于极干旱地区，风灾和冻害较为频繁。年均太阳总辐射为641.84 kJ/cm2，全年日照时数为3 246.7 h，气温日较差大，最高达29 ℃。年内温差大，最低温度-29.5 ℃，极端最高温度38.5 ℃，年均气温9.9 ℃；年均降雨量39.9 mm，相对湿度40%，年平均蒸发量2 486 mm，干燥度18.98，无霜期145 d。天然植被主要有芦苇、沙生针茅、碱蓬、苦苣菜、荒漠风毛菊、沙蒿等。
1.2 试验材料及设置方法
1.2.1 尼龙网沙障。将沙障专用塑料沙障网垂直于沙面，用木棍在网格网角处固定，网面高度为25 cm，基部紧贴沙面。方格规格有3种，即1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m、3.0 m×3.0 m。方格中有一边垂直于主害风方向。
1.2.2 黏土方格沙障。用黏土在沙丘上布设沙障，方格规格有3种，即1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m、3.0 m×3.0 m[2]。沙障土埂高25 cm、底宽40 cm，沙障方格中有一边的方向与当地的主害风方向垂直。
1.2.3 草方格沙障。方格状沙障以当地产麦草制成，将草横铺在划好的设障沟上，用铁锹将草从中间压入沙内10 cm左右，外露于地表15 cm，最后将沟边的沙子拥到草行两边使草带直立稳固。方格规格有3种，即1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m、3.0 m×3.0 m[3]。设置方向为方格中有平行的两边垂直于主害风方向。
1.2.4 沙生苗木栽植。造林树种选择为一年生梭梭、沙拐枣、花棒、毛条一级苗。在每个沙丘的沙障的最下部栽植毛条，其余3种苗木按1∶1∶1行间混交栽植；苗木栽植部位在距离沙障方格西边和北边均50 cm的位置；栽植穴深度为50 cm，栽植全部采取大坑中心栽植法，做到“三埋二踩一提苗”和浇足灌透水分等项作业程序。
1.3 试验方法
在中心羚羊场围栏外北部的流沙治理区域，根据沙丘背风坡坡度的大小，分别在坡度50°的坡面上设置3种不同类型、不同规格的沙障，在1.5 m×1.5 m、3.0 m×3.0 m的沙障设置区以株行距3.0 m×3.0 m栽植沙生苗木，在2.0 m×2.0 m的沙障设置区以株行距2.0 m×2.0 m栽植沙生苗木，并设置监测标尺，定点对各种沙障的防沙效果进行观测，观测方式分为定时观测和突发性观测相结合，定时观测一般观测间隔为3个月，突发性观测指发生沙尘暴、扬沙天气后的观测；另外，还要定时对各个区域的植被盖度、沙生苗木成活率、沙生苗木的生长量以及沙丘含水量进行测定，依据每次观测数据，分析出不同类型及不同规格的沙障，分别研究在不同坡度沙丘上的固沙效果、植被盖度以及对沙生苗木成活率的影响。
1.4 观测内容
①不同类型及不同规格的沙障在不同坡度的沙丘上固沙能力的比较；②不同类型及不同规格的沙障在不同坡度的沙丘上植被盖度及沙生苗木成活率、沙生苗木生长状况的比较；③不同类型及不同规格沙障的成本、有效期。
2 结果与分析
2.1 不同材料沙障的固沙效果比较
从表1可以看出，用不同类型的材料在相同坡度的沙丘上设置成相同规格的沙障，其阻沙效果也有较大差异；其中尼龙网格沙障的阻沙效果最优，麦草方格沙障优于黏土方格沙障[4]。
2.2 不同材料沙障的成本及有效期比较
从表2可以看出，各类材料制成的沙障的有效期都在3～5年，尼龙网格沙障因为容易老化，所以有效期最短；各类沙障的成本也存在较大的差异，其中麦草沙障的成本最低，尼龙网格沙障的成本最高，而且随着沙障方格的缩小，各类沙障的成本也相应增高；另外，尼龙网格沙障的设置难度明显高于其他2种沙障。
2.3 不同规格沙障的植被生长情况比较
从表3可以看出，在坡度小于30°的沙丘上，1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m、3.0 m×3.0 m等3种不同规格的沙障内的沙生苗木成活率、苗木主根及侧根长度、侧根数、新稍生长量、植被盖度等都没有明显差异；在坡度为30～50°的沙丘上，1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m的沙障内的沙生苗木成活率、苗木主根及侧根长度、侧根数、新稍生长量、植被盖度等都明显高于3.0 m×3.0 m的沙障；在坡度大于50°的沙丘上，1.5 m×1.5 m的沙障内的沙生苗木成活率、苗木主根及侧根长度、侧根数、新稍生长量、植被盖度等都明显高于2.0 m×2.0 m、3.0 m×3.0 m的沙障。
3 结论与讨论
试验结果表明，各类沙障都有不同的阻沙效果；不同沙障由于其本身特点和设置内容不同，对风沙的阻、固、输效果存在明显差异。尼龙网沙障以其空间优势，阻沙效果明显，但缺点是使用寿命短，设置成本高，设置难度大[5]；麦草沙障虽然阻沙效果稍次于尼龙网格沙障，但是，其寿命长于尼龙网格沙障，设置成本较低，设置难度也低于尼龙网格沙障，建议在东沙窝治理中大面积推广应用；另外，各类沙障都有一定的寿命，寿命一到便失去功效，积沙就又会变为流沙。因此，必须在障后积沙带用生物措施加以固定，如用梭梭栽植，设置1条活沙障，既能像栅栏一样阻沙，又能延长寿命，防护效果良好[6]。
麦草网格沙障利用价值最高，表现在积沙能力强、使用寿命较长，但是，也要考虑节约资源和降低成本，建议在不同坡度的沙丘上设置不同规格的沙障，在坡度小于30°的沙丘上，以设置3.0 m×3.0 m的沙障为主；在坡度30～50°的沙丘上，以设置2.0 m×2.0 m的沙障为主；在坡度大于50°的沙丘上，以设置1.5 m×1.5 m的沙障为主；以实现沙障整体功能最大化。
4 参考文献
[1] 马述宏，李积山.不同沙障的作用及对周围治沙的影响――以民勤县青土湖重点风沙口为例[J].安徽农业科学，2011（17）：10415-10416.
[2] 王振亭，翔晓静.草方格沙障尺寸分析的简单模型[J].中国沙漠，2002，22（3）：229-232.
[3] 粘土沙障的设置技术[J].甘肃农业科技，1974（1）：8-15.
[4] 常兆丰，仲生年，韩福桂，等.粘土沙障及麦草沙障合理间距的调查研究[J].中国沙漠，2000（4）：111-113.
[5] 张克存，屈建军，俎瑞平，等.不同结构的尼龙网和塑料网防沙效应研究[J].中国沙漠，2005（4）：483-487.
[6] 黄巍，杨涛，石长春.设置沙柳沙障对沙丘土壤理化性质的影响[J].防护林科技，2014（8）：5-7.