摘要:榆林地區(qū)位于我國陜西省北部,處于黃土高原與毛烏素沙地交界地帶,地理環(huán)境復(fù)雜、氣候干旱、降水稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱。目前,為有效改善榆林地區(qū)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)植被恢復(fù)與水土保持目標(biāo),我們在防沙治沙工作中,開展了植被恢復(fù)工作。本文從地被植物篩選、種植模式優(yōu)化、綜合防沙措施等方面,系統(tǒng)介紹了植被恢復(fù)技術(shù)在榆林防沙治沙中的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:植被恢復(fù)技術(shù);防沙治沙;榆林;水土保持;沙障;生態(tài)效益
長期以來,受自然因素與人為活動雙重影響,榆林地區(qū)沙漠化問題日益嚴(yán)重,植被退化、水土流失、風(fēng)沙侵蝕等現(xiàn)象廣泛存在,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展。植被恢復(fù)技術(shù)作為防沙治沙工作的核心內(nèi)容,通過合理選取植被種類、科學(xué)設(shè)計種植模式以及結(jié)合多種工程措施,實(shí)現(xiàn)對土壤、植被和水資源的綜合治理,為改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供了有效的途徑。
1 榆林地區(qū)地理環(huán)境與沙漠化現(xiàn)狀
榆林市位于我國陜西省北部,該地區(qū)是典型的黃土高原和毛烏素沙地交界地帶。該地區(qū)地形以丘陵、溝壑和沙地為主,屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年降水量少而蒸發(fā)量大,自然條件較為惡劣。榆林市是我國重要的風(fēng)沙源治理區(qū)之一,也是全國防沙治沙的重點(diǎn)區(qū)域。根據(jù)近年來的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),榆林地區(qū)的沙漠化形勢雖然有所好轉(zhuǎn),但挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻。目前,流動沙地仍占較大比例,植被覆蓋率偏低,土壤質(zhì)量較差。沙化土地的存在不僅威脅著當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡和生物多樣性,也制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此,如何通過有效的植被恢復(fù)技術(shù)遏制沙漠化、改善生態(tài)環(huán)境,是榆林防沙治沙工作的重要課題。
2 植被恢復(fù)技術(shù)在防沙治沙中的應(yīng)用策略
2.1 地被植物選擇與種植模式優(yōu)化
2.1.1 本地適生種類的篩選與引種試驗(yàn)
首先,應(yīng)優(yōu)先考慮本地鄉(xiāng)土植物種類,如沙棘、油松、沙柳等。這些植物具有較強(qiáng)的抗旱性和耐鹽堿性,根系發(fā)達(dá),能有效固定土壤。引種試驗(yàn)的過程中,可采用3 m×3 m或5 m×5 m的株行距進(jìn)行種植,以保證植物的生長空間,減少水土流失。
其次,在配置種植密度時,建議采用“點(diǎn)播+條播”的混合播種模式,在每平方米內(nèi)種植6~8株草本植物和2~3株灌木植物,以形成多層次、多結(jié)構(gòu)的植被群落。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,混合播種模式下植被覆蓋率可提升至75%以上,土壤含水量增加12.5%,有效抑制了沙化土地的風(fēng)蝕與水蝕。
2.1.2 混播草本與灌木的生態(tài)效益分析
研究表明,混播模式下植被覆蓋率較單一草本或灌木種植模式提高30%以上。通過將多年生草本植物(如冰草、羊草)與耐旱灌木(如沙柳、檸條)混播種植,可以在0.5~1.5 m高度范圍內(nèi)形成有效的植被覆蓋層。這種覆蓋層不僅可減少風(fēng)力對地表沙土的侵蝕,還可抑制水土流失,固沙效果顯著。數(shù)據(jù)顯示,在混播模式下,風(fēng)沙流動速度減少35%,土壤含沙量降低18%,沙化土地面積減少25%。
而草本植物與灌木植物根系形態(tài)各異,草本植物的根系主要分布在土壤表層20~40 cm,而灌木植物的主根系可深入地下1~2 m甚至更深。通過根系的交錯分布和相互作用,不僅可改善土壤結(jié)構(gòu),還能增強(qiáng)土壤的抗侵蝕能力。并且,不同植物種類對水分的需求存在差異,混播模式可充分利用水分資源,減少水資源的浪費(fèi)。草本植物可利用土壤表層水分,而灌木植物則能吸收深層土壤水分,實(shí)現(xiàn)水分的有效分配與利用[1]。在榆林干旱半干旱地區(qū)的試驗(yàn)中,混播種植模式下土壤含水量比單一灌木種植提高18.2%,植被的生長季節(jié)延長了30 d,有效緩解了干旱季節(jié)水分短缺對植被生長的不利影響。
2.2 沙障與植被結(jié)合的綜合防沙措施
2.2.1 網(wǎng)格沙障結(jié)構(gòu)設(shè)計
沙障的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計采用“方格網(wǎng)”或“菱形網(wǎng)”的布設(shè)形式。網(wǎng)格大小一般控制在1 m×1 m或2 m×2 m,根據(jù)風(fēng)速、沙粒直徑及土壤條件等因素進(jìn)行調(diào)整。研究顯示,1 m×1 m網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可在降低風(fēng)速的同時形成穩(wěn)定的沙障內(nèi)部小環(huán)境,適合沙質(zhì)較細(xì)、風(fēng)力較大的區(qū)域。
2.2.2 沙障高度和排列方式設(shè)計
沙障的高度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刂脖桓叨?、沙丘高度及風(fēng)速等因素進(jìn)行設(shè)計。一般沙障高度控制在0.5 ~1.5 m。對于沙丘較高的區(qū)域,可采用“階梯式”排列,將沙障高度逐步升高,從0.5 m增加至1.5 m,以達(dá)到阻擋沙丘移動的效果。
2.2.3 組合沙障結(jié)構(gòu)設(shè)計
在沙障結(jié)構(gòu)設(shè)計中,可以考慮“植被沙障+工程沙障”的組合模式。例如,在沙障外圍先鋪設(shè)“麥草+
竹片”雙層結(jié)構(gòu),內(nèi)層使用1 m×1 m規(guī)格的塑料網(wǎng)格沙障,以形成雙重防護(hù)。組合沙障的阻沙效果顯著提升,風(fēng)速降低65%~80%,同時降低了沙障的維護(hù)成本和更換頻率[2]。
2.3 水土保持與植被恢復(fù)相結(jié)合的技術(shù)路徑
由于該地區(qū)年均降水量較低、蒸發(fā)量大,水資源匱乏,為了有效利用有限的水資源,需通過修建溝渠、蓄水池、集雨工程等水土保持設(shè)施,提高水資源的利用率,減少水土流失,從而保障植被的健康生長。
2.3.1 溝渠、蓄水池等水土保持設(shè)施的設(shè)置
溝渠系統(tǒng)主要用于收集和引導(dǎo)地表徑流,防止水土流失,并將水資源合理分配至植被區(qū)域。常見溝渠類型有“截水溝”“排水溝”和“滲水溝”等。如,排水溝多用于防止積水對植被根系的損害,溝渠寬度在40~60 cm,深度為30 cm。在植被生長密集區(qū)或土壤黏性較大的區(qū)域,常配合設(shè)置滲水溝(深度60~80 cm),以加快水分滲透速度,防止水分流失。
而蓄水池設(shè)計需綜合考慮區(qū)域降雨量和灌溉面積等因素。常見的蓄水池容量為50~200 m3,深度控制在2~4 m。蓄水池表面可覆蓋塑料薄膜或噴涂防滲層,以減少水分蒸發(fā)損失[3]。
最后,在梯田與小型蓄水池的組合應(yīng)用中,其梯田通過削平坡面形成臺階,防止坡面水土流失,同時在每層梯田下方設(shè)置小型蓄水池(直徑1~1.5 m,深度0.5~1 m),可有效截留和儲存徑流,為植被提供充足的水分供應(yīng)。
2.3.2 水土流失區(qū)的植被恢復(fù)與植被覆蓋率提升措施
第一,可采用“喬-灌-草”立體復(fù)合植被模式的應(yīng)用。水土流失區(qū)一般地表裸露、土壤肥力低,宜采用“喬-灌-草”立體復(fù)合植被模式,通過植物根系的交錯分布和植被層次的多樣性提升土壤的穩(wěn)定性。該模式的實(shí)施包括以下步驟:
喬木植物(如油松、榆樹)株距一般為2 m×2 m,通過大根系扎入土壤深層(深度可達(dá)1.5~2 m),起到固土和水分保持作用。
灌木植物(如沙柳、紫穗槐)密度較大,株距為1 m×1 m,根系深度0.5~1 m,主要分布于土壤中層,有效填補(bǔ)喬木之間的空隙,防止土壤表層水土流失。
草本植物(如冰草、羊草)株距為0.3 m×0.3 m,根系密布于土壤表層(深度0.2 m),通過根系網(wǎng)絡(luò)形成地表覆蓋層,有效防止風(fēng)蝕。
第二,需建立植物保護(hù)帶與防護(hù)林帶。在水土流失區(qū)的植被恢復(fù)過程中,可沿坡頂、坡腰和溝谷等關(guān)鍵位置設(shè)置植物保護(hù)帶與防護(hù)林帶。植物保護(hù)帶一般由耐旱灌木(如沙棘)和多年生草本(如針茅)組成,防護(hù)林帶則主要由深根喬木(如油松、檸條)組成,每層防護(hù)帶的寬度控制在3~5 m。這種多層防護(hù)結(jié)構(gòu)可有效阻擋風(fēng)沙、固定土壤,提高整體區(qū)域的植被覆蓋率。
3 結(jié)語
總之,應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化植被種類組合與種植模式,加強(qiáng)水土保持設(shè)施與植被恢復(fù)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,探索智能化生態(tài)治理技術(shù),提高植被恢復(fù)效率和長期穩(wěn)定性。同時,應(yīng)建立完善的監(jiān)測與評估體系,動態(tài)跟蹤植被恢復(fù)效果,為防沙治沙工作的進(jìn)一步深化提供科學(xué)依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。
參考文獻(xiàn)
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