干旱风沙区典型退耕还林地集沙监测与评价——以宁夏回族自治区盐池县为例.pdf

第 卷 第 期 年 月林 草 政 策 研 究 干旱风沙区典型退耕还林地集沙监测与评价 以宁夏回族自治区盐池县为例张 宇 王云霞 左 忠 孔丽婷 王治啸 高红军 范金鑫(宁夏农林科学院林业与草地生态研究所 银川 宁夏回族自治区畜牧工作站 银川 宁夏退耕还林与三北工作站 银川)收稿日期:基金项目:年宁夏回族自治区自然科学基金项目“宁夏典型生态区域大气降尘通量时空变化规律及元素组成溯源解 析”()宁夏退耕还林工程效益监测项目“宁夏回族自治区林草局退耕还林生态效益监测专项”()宁夏农业高质量发展和生态保护科技创新示范项目“基于有效防控风蚀的贺兰山沿山葡萄适宜 种植区域识别研究”()宁夏回族自治区人才专项“宁夏回族自治区第六批科技创新领军人 才项目”()年中央财政林业科技推广示范项目“生态经济型旱生乡土植物林草间作效益 提升技术示范推广”(号)第一作者:张宇()女 硕士 高级畜牧师 研究方向为草畜生态:通信作者:左忠()男 硕士 研究员 研究方向为沙生植物开发利用与荒漠化防治技术监测研究:摘要:文中以集沙池(集沙槽)法分别对干旱风沙区宁夏回族自治区盐池县典型退耕还林柠条灌木林地、樟子松乔木林地、旱作农田、放牧草地的近地表集沙量进行监测与评价 研究表明:旱作农田的年均总集沙量最大 为 分别是樟子松乔木林地、退耕还林柠条灌木林地、放牧草地的 、倍 旱作农田及放牧草地均是当地主要沙尘源 而退耕还林柠条灌木林地防风固沙效果最为明显 研究结果可为科学评价退耕还林还草工程生态效益提供技术支撑 对干旱风沙区生态修复有指导意义关键词:退耕还林地 干旱风沙区 集沙池法 集沙量 盐池县 宁夏回族自治区中图分类号:文献标识码:文章编号:():./.张宇王云霞左忠等.干旱风沙区典型退耕还林地集沙监测与评价:以宁夏回族自治区盐池县为例.林草政策研究():.:()林 草 政 策 研 究第 卷:退耕还林还草工程作为中华人民共和国成立以来投资规模最大、群众参与度最高、工程任务量最重、涉及范围最广的生态恢复工程是实现合理利用土地资源、增加林草植被覆盖、维护生态安全、调整农村产业结构、增加农民经济收入的战略性举措 具有重要的社会、经济和生态效益 对于我国的生态建设有着至关重要的作用 随着国家经济社会的不断发展变化 目前退耕还林还草工作已经由大规模推进转入成果巩固阶段 因此 准确全面地评价退耕还林还草工程所取得的生态效益 有助于为新形势下退耕还林还草工程的实施提供依据和指导宁夏回族自治区(以下简称宁夏)作为西北地区重要的生态安全屏障 承担着维护西北乃至全国生态安全的重要使命 是退耕还林还草工程的试点地区之一 也是我国实施退耕还林还草工程生态效益监测的重点地区 因此对宁夏退耕还林还草的生态效果进行评估在全国具有代表性 目前 针对宁夏退耕还林还草工程的相关研究主要集中于土地利用类型和植被覆盖度的变化 以及退耕还林还草工程部分地区的生态效益等 缺少对宁夏干旱风沙区退耕还林还草工程防风固沙效益的针对性研究以及综合评估与分析 为了更加科学、全面、系统地掌握宁夏退耕还林还草工程实施的生态效益 本文将采用 年对退耕还林还草工程生态监测点的观测数据 对干旱风沙区盐池县不同立地条件的近地表集沙量进行监测评估 研究结果对宁夏干旱风沙区生态修复具有一定指导意义 研究区概况及研究方法 研究区概况盐池县地处宁夏中东部干旱风沙区 位于鄂尔多斯台地中南部、毛乌素沙地西南缘 属干旱半干旱气候带 年降水量为 潜在蒸发量 干燥度 年平均气温 年均温差 年均无霜期 年均风速 /主要自然灾害为春夏旱和沙尘暴 土壤以淡灰钙土和沙壤土为主土壤结构松散 肥力较低 植被以荒漠草原为主 主 要 植 物 种 类 有 黑 沙 蒿()、猪毛蒿()、短花针茅()、牛枝子()、猫头刺()等 近几年来 宁夏防风治沙生态效果明显 但部分区域土壤风蚀依然严重试验涉及的 个不同区域分别为退耕还林柠条灌木林地、樟子松乔木林地、放牧草地、旱作农田 其中 退耕还林柠条()灌木林地位于盐池县高沙窝镇高沙窝村 其林带整体宽 株高约 机播 行造林 林带整齐 樟子松(第 期张 宇 王云霞 左 忠 等:干旱风沙区典型退耕还林地集沙监测与评价)乔木林地在高沙窝天池子林场株行距 造林 林龄约 株高 林带整齐 放牧草地和旱作农田均在盐池县王乐井乡鸦儿沟 属于过度放牧区域均为风沙土 研究方法采用集沙池(集沙槽)法 于 年连续 年对典型退耕还林柠条灌木林地、樟子松乔木林地、旱作农田(监测样地为 年 月新建 数据取自 年 月 年 月)近地表集沙量进行监测 以放牧草地为对照根据沙尘危害程度 将取样时间设置为每年的第 季度(收集 月集沙量 于 月取样)、第 季度(收集 月集沙量 每月分别取样)、第 季度(收集 月集沙量 于 月取样)样品取回试验室后以精度为 的电子秤进行称重 利用 和 软件进行数据统计与分析根据/退耕还林工程建设效益监测评价 和/退耕还林工程生态效益监测与评估规范 相关规定每个样地设置 个集沙池(柠条和樟子松林集沙池均设置于林带中间)每个池间距 监测一定时间内的单位面积集沙量 集沙池长宽深为 长度走向与当地主风向垂直 埋深与地表持平 此外 集沙池用 厚不锈钢钢板焊接而成 比水泥集沙池更经济耐用且便于获取干净的沙样 监测结果与分析 不同立地条件的集沙量比较与分析对 种不同立地条件的集沙量进行比较分析发现 集沙量平均值排序为旱作农田放牧草地樟子松乔木林地退耕还林柠条灌木林地(表)樟子松乔木林地、放牧地和旱作农田的 年平均集沙量分别为退耕还林柠条灌木林地的 倍、倍和 倍 由此可见 旱作农田及放牧草地均是当地主要沙尘源 而退耕还林柠条灌木林地防风固沙效果最为明显退耕还林柠条灌木林地 年集沙量最大此后总体呈下降趋势 樟子松乔木林地 年集沙量最大 年的集沙量显著降低而放牧草地 年集沙量最大 为退耕还林柠条灌木林地 年集沙量的 倍 表 不同立地条件下的集沙量(单位:)年份退耕还林柠条灌木林地樟子松乔木林地放牧草地旱作农田 平均值 退耕还林柠条灌木林地集沙量通过对柠条灌木林地集沙量监测发现 年集沙量季度平均值表现为第 季度第 季度 第 季度 第 季度均值为 分别是第 和第 季度的 倍和 倍(表)第 季度、第 季度和第 季度集沙量最大值分别出现在、和 年 分 别 为 、和 显著高于其他年份 分别是同季度其他年份最低值的 倍、倍和 倍 年中集沙量季度最大值达 出现在 年第 季度 是最小值 (出现于 年第 季度)的 倍 在第 季度、和 年最大值均出现在 月 和 年最大值均出现在 月说明在监测的 年中退耕还林柠条灌木林地集沙量最大值最易出现在 月和 月 在第 季度的 个月中 集沙量最大值分别出现在 年 月、年 月和 年 月 分别为 、和 由此可见退耕还林柠条灌木林地集沙量表现为季度、月度间差异较大 且集沙量以第 季度为最多第 季度是当地主要沙尘源释放期林 草 政 策 研 究第 卷表 退耕还林柠条灌木林地集沙池集沙量(单位:)年份第 季度第 季度 月 月 月第 季度合计第 季度年度合计 平均值 注:不同小写字母代表在 显著性水平上同一时间不同年份的集沙量差异显著 字母相同表示无显著差异 下同 樟子松乔木林地集沙量通过对樟子松乔木林地集沙量监测发现 年集沙量季度平均值表现为第 季度第 季度第 季度 第 季度集沙量均值为 分别是第 和第 季度的 倍和 倍(表)第、第 和第 季度集沙量最大值分别出现在、和 年 且显著高于其他年份 分别是同季度其他年份最低值的 倍、倍和 倍 年中集沙量季度最大值达 出现在 年第 季度 是最小值 (出现于 年第 季度)的 倍 在第 季度、和 年最大值均出现在 月、和 年最大值均出现在 月 说明在监测的 年中樟子松乔木林地集沙量月度最大值最易出现在 月和 月表 樟子松乔木林地集沙池集沙量(单位:)年份第 季度第 季度 月 月 月第 季度合计第 季度年度合计 年 年 年 年 年 年 平均值 放牧草地集沙量监测通过对放牧草地集沙量监测可知 年集沙量季度平均值表现为第 季度第 季度第 季度 第 季度的集沙量均值为 显著高于其他季度 分别是第 和第 季度的 倍和 倍(表)监测期间的季度数据显示 年第 季度集沙量最大 为 分别是当年第 和第 季度的 倍和 倍 在第 季度、和 年最大值均出现在 月 年出现在 月 年出现在 月 说明放牧草地集沙量月度最大值最易出现在 月此外 在监测期内 不同年份相同月份的集沙量差异很大 历年 月的集沙量最小值及最大值分别为 、月集沙量最小值及最大值分别为 、月集沙量最小值及最大值分别为 、由此可见 放牧草地集沙量以第 季度为最多 主要集中在 月 并且表现为年度、季度、月度间差异较大 是当地主要沙尘源释放地 也是严重影响周边柠条灌木林地和樟子松乔木林地的主要沙源地第 期张 宇 王云霞 左 忠 等:干旱风沙区典型退耕还林地集沙监测与评价表 放牧草地集沙池集沙量分析(单位:)年份第 季度第 季度 月 月 月第 季度合计第 季度年度合计 年 年 年 年 年 年 平均值 旱作农田集沙量由于旱作农田监测样地为 年 月新建因此数据采集于 年 月 年 月(表)在监测期 集沙量季度平均值表现为第 季度第 季度第 季度 第 季度集沙量均值为 显著高于其他季度 分别是第 和第 季度的 倍和 倍 变化幅度与放牧草地相似 在监测的 年中 季度数据以 年第 季度最大 为 分别是当年第 和第 季度的 倍和 倍 变化幅度也与放牧草地相似 在第 季度 年和 年集沙量最大值均出现在 月 年最大值出现在 月 在监测期间 不同年份相同月份的集沙量差异较大 历年 月的集沙量最小值及最大值分别为 、月集沙量最小值及最大值分别为 、月集沙量最小值及最大值分别为 、由此可见 旱作农田集沙量也以第 季度为最多 并表现为年度、季度、月度间差异较大也是当地主要沙尘源释放地 是防沙治沙重点对象表 旱作农田集沙池集沙量分析(单位:)年份第 季度第 季度 月 月 月第 季度合计第 季度年度合计 年 年 年 平均值 结论与讨论 结论本研究对盐池县典型退耕还林柠条灌木林地、樟子松乔木林地、放牧草地、旱作农田等宁夏干旱风沙区典型立地近地表集沙量进行了长期定位监测 有助于全面了解和掌握退耕还林工程防风固沙效果以及科学评价退耕还林工程生态效益 研究发现 退耕还林柠条灌木林地土壤侵蚀强度为微度 樟子松乔木林地和放牧地为轻度 而旱作农田为强度 旱作农田及放牧草地均是当地主要沙尘源 而退耕还林柠条灌木林地防风固沙效果最为明显且营林成本低 在所有监测对象中 集沙量均以第 季度为最多 作为当地主要沙源区的放牧草地和旱作农田 风蚀现象主要发生在 月 并且表现为年度、季度、月度间差异很大 是防沙治沙重点对象 而退耕还林柠条灌木林地和樟子松乔木林地年度、季度、月度间集沙量差异相对较小 是防沙治沙工程重点保护区和功能发挥区 讨论研究表明 宁夏盐池县在部分年份土地沙林 草 政 策 研 究第 卷化问题依然严重 特别是 年春季 而实施退耕还林的柠条灌木林地、樟子松乔木林地均可有效防治土壤沙化 其中以营建退耕还林柠条林地最经济、最有效 整体来看 宁夏沙化土地及沙尘污染防治工作整体好转 但极端年份恶化现象依然存在 具体表现为沙源来源多、分布广、面积大、程度重、差异大、危害大、治理难、成本高 沙进人退现象依然存在 此外 放牧、农垦、采矿等短期经济发展与长期生态治理矛盾突出的状况依然未得到根本改变在干旱风沙区 建议治沙工程要以自然修复为主、人工干预为辅 以灌草为主 重点区域适度点缀功能乔木 要充分发挥乡土灌草在防沙治沙中的突出作用 充分考虑土壤水分承载力确保沙区生物多样性 同时 必须遵循着眼当前、立足长远、先易后难的原则 坚持依托科技、整体考虑、统一规划、系统布局、综合治理的基本指导方针和行动指南 做好长远打算以实现生态系统健康稳定、林地生态防护功能完备、综合效益持续稳定的目标参考文献李世东 退耕还林还草高质量发展策略.林草政策研究():.():.:.:./.刘祖英王兵赵雨森等.长江中上游地区退耕还林成效监测与评价.应用生态学报():.刘胜涛牛香王兵等.陕西省退耕还林工程生态效益评估.生态学报():.苏冰倩王茵茵上官周平.西北地区新一轮退耕还林还草规模分析.水土保持研究():.:.():.常海涛赵娟刘佳楠等.退耕还林与还草对土壤理化性质及分形特征的影响:以宁夏荒漠草原为例.草业学报():.刘任涛.宁夏沙区退耕还林与还草对土壤植被系统影响比较.银川:宁夏大学.潘占兵王云霞王治啸等.宁夏退耕还林工程生态效益监测研究与评价.北京:中国农业科学技术出版社.