布鳳琴， 杜雙件， 方李明， 劉倩倩，陳 虹

(1.山東建筑大學藝術(shù)學院，山東濟南 250101;2.山東濟南英雄山風景區(qū)，山東濟南 250101)

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喬灌草結(jié)合治理我國北方土地風沙化問題的研究進展

布鳳琴1， 杜雙件1， 方李明2， 劉倩倩1，陳 虹1

(1.山東建筑大學藝術(shù)學院，山東濟南 250101;2.山東濟南英雄山風景區(qū)，山東濟南 250101)

摘要分析了土地風沙化的形成原因以及特點，介紹了植物治沙以及喬灌草結(jié)合的相關(guān)概念，指出喬灌草結(jié)合模式在治理北方土地風沙化中的必要性及應注意的問題，旨在優(yōu)化喬灌草結(jié)合模式，使其在治理北方土地風沙化實踐中發(fā)揮更加突出的作用。

關(guān)鍵詞喬灌草結(jié)合；北方；土地風沙化治理

Research Progress of Wind-Sand Land Controlled by Shrub Meadow in Northern China

BU Feng-qin1, DU Shuang-jian1, FANG Li-ming2et al (1. School of Art, Shandong Jianzhu University, Jinan, Shandong 250101; 2. Scenic Spot of Yingxiong Mountain, Jinan, Shandong 250101)

Abstract We analyzed the characteristics and formation reasons of wind-sand land, introduced the associated concepts of controlling sediment by plants and shrub meadow, and pointed out the necessity and problems in applying shrub meadow in controlling wind-sand land in northern China. The shrub meadow method was optimized, so as to control the wind-sand land in northern China.

Key words Shrub meadow; Northern China; Controlling of wind-sand land

近年風沙化土地逐漸擴大和蔓延，不僅導致土地退化，而且使一些其他的環(huán)境問題加劇，譬如沙塵暴、霧霾等[1-2]。在北京、河北、山東、河南等北方地區(qū)，土地風沙化問題尤為嚴重，造成了一系列不良影響。如何去應對北方土地風沙化問題應該引起人們的極大關(guān)注[3]。國內(nèi)在治理土地荒漠化的實踐中，探索出的植物治沙方法取得了突出的效益，其中喬灌草結(jié)合的模式被證實為是一種非常有效的途徑[4]。筆者對北方風沙化土地特點進行分析，并對喬灌草模式進一步研究，以推動北方土地風沙化治理進程。

1土地風沙化的成因、分布以及特點

1.1土地風沙化的概念在溫帶半濕潤、濕潤地區(qū)，以及在亞熱帶、熱帶地區(qū)的疏松沙質(zhì)地表因風力作用產(chǎn)生風沙活動并出現(xiàn)類似沙漠化地區(qū)的沙丘起伏地貌景觀的過程[5]。

注：a.北京；b.河北；c.山東；d.河南；e.福建；f.廣東；g.臺灣。Note：a.Beijing; b.Hebei; c.Shandong; d.Henan; e.Fujian; f.Guangdong; g.Taiwan. 圖1　土地風沙化的多發(fā)區(qū)域Fig. 1　Frequent occurrence areas of wind-sand land

1.2土地風沙化的成因及分布土地風沙化成因大體分為兩大類：①古河床、沖積扇、河漫灘上的沙崗、高崗地沙丘植被受風力吹揚，河流中游河谷平原沙質(zhì)沉積物在枯水旱季受風吹揚分布在沿河階地，形成了沿河風沙化土地。②海城河階地、沙洲的沙質(zhì)沉積物受到風力吹揚形成海岸沙地。風沙化土地分布(圖1)主要是在河流下游的沙質(zhì)古河床(如河南、山東的黃河故道，北京的永定河故道等)，泛濫決口扇形地段(如河北、豫東和豫北平原等)及濱海沙地(如河北、山東、福建、臺灣和廣東沿海地段等)[6]。

1.3北方風沙化土地的特點北方風沙化土地主要有以下特點：①在干旱兩季土地風沙化存在不同的特征，在雨水充足的季節(jié)一般表現(xiàn)不明顯，在干旱多風的季節(jié)則會加劇。我國北方屬溫帶大陸性氣候，年降水量較少，大多為干季，所以北方土地風沙化問題更容易加劇。②北方黃河、海河等河流河床較多，潛在的風沙化土地面積較廣。③北方風沙化土地大多以斑塊狀分布在綠色環(huán)境中，有片狀流沙、灌叢沙堆、餅狀及新月形沙丘、沙丘鏈、沙壟風蝕地、粗化地表等，并無復雜的風沙地貌。

2植物治沙的現(xiàn)狀植物不僅能減少風沙帶來的危害，而且還能夠防止土地繼續(xù)退化，改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，在一定程度上抑制浮塵、沙塵暴、霧霾天氣的發(fā)生，從而保障人們的生命和財產(chǎn)安全。植物種植在提高植被覆蓋率的同時還能形成地域的景觀特色，進而充分挖掘地區(qū)發(fā)展的潛力。植被種植在治理土地沙漠化、土地退化中是既經(jīng)濟有效又無二次污染的技術(shù)措施，現(xiàn)已成為我國應對土地退化、沙化，改善自然條件，建設(shè)生態(tài)環(huán)境的主要手段。我國從20世紀50年代開始就非常注重植物治沙的工作，先后在河北西部，河南東部，陜西的榆林、定邊、靖邊，甘肅的河西走廊，內(nèi)蒙古的磴口、赤峰，遼寧的章古臺等地開展了大規(guī)模的植物治沙活動，建立起諸多植物治沙的成功典范。70年代末“三北”防護林建設(shè)工程同90年代初全國防沙治沙工程的實施，促使植物治沙工作更上了一個新臺階。至2008年，京津周邊地區(qū)平均植被蓋度較 8 年前增加了20%，并初步形成了三道抵御風沙危害的生態(tài)屏障，即在沙化草原區(qū)通過沙障、灌草結(jié)合的措施固定流沙；在壩上及雁北地區(qū)營造防護林帶和林網(wǎng)，阻止風沙的侵襲；在北京及城郊地區(qū)建設(shè)縱橫交錯的綠化網(wǎng)，凈化空氣[6]。

3喬灌草結(jié)合治理北方土地風沙化的研究

綜合以上治沙現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)植物治沙是非常有效的治理途徑，而喬灌草結(jié)合模式更加適合北方流沙多、生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定的土地風沙化現(xiàn)狀。

3.1喬灌草結(jié)合及其模式內(nèi)涵不同的專家學者對喬灌草結(jié)合的內(nèi)涵有著不同的說法，筆者比較認同以下兩種：①喬灌草結(jié)合是針對林、牧、農(nóng)諸產(chǎn)業(yè)部門目標單一、手段落后的局限性，借鑒天然植物地理群落，對喬灌草(廣義“草”應含農(nóng)作物在內(nèi))統(tǒng)籌使用、科學配置，以充分發(fā)揮植物資源的作用，取得最大的水土保持及其他防護效能和經(jīng)濟效果[7]。②喬灌草結(jié)合的模式是根據(jù)生態(tài)適應性和植物地域分布規(guī)律，科學確定地表植被建設(shè)中喬、灌、草的結(jié)構(gòu)和比例，實現(xiàn)最佳配置，通過喬、灌、草相互結(jié)合與合理選擇植物種類，形成各植物間協(xié)調(diào)生長、相互促進的立體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)復雜、防護功能強大的水土保持林草植被生態(tài)系統(tǒng)[8]。

3.2喬灌草結(jié)合對于治理土地風沙化的作用

3.2.1固沙作用。喬灌草構(gòu)成的植物群落以其茂密的枝葉和聚集在一起的枯落物來保護表層的沙粒，避免風對地表直接的作用，增加地面的粗糙程度，降低近地層的風速，加速土壤形成過程，在地表形成“結(jié)皮”，提高黏結(jié)力，增強抗風蝕能力，起到固沙作用。

3.2.2阻沙作用。根據(jù)風沙的運動規(guī)律，輸沙量與風速的3次方呈正相關(guān)，所以風速削弱后，其運輸能力下降，輸沙量自然減少。此外，風速削弱在減輕地表風蝕的同時，還可以使風沙流中的沙塵粒下沉堆積，從而起到了阻沙的作用。喬木具備一定的固沙和阻沙能力，加上固沙、阻沙能力較強的灌木，配合草本植物構(gòu)成的地被，共同作用會起到很好的阻沙效果。

3.2.3改良退化的土壤。喬灌草植物群落一旦形成，可以在很大程度上加速風沙土的成土過程，改良不同退化程度的土壤，主要表現(xiàn)在以下方面：機械組成發(fā)生變化，粉粒、黏粒含量增加；物理性質(zhì)發(fā)生變化，比重、容重減小，孔隙度增加；水分性質(zhì)發(fā)生變化，田間持水量增加，透水性減?。挥袡C質(zhì)含量增加；氮、磷、鉀三要素含量增加；碳酸鈣含量增加，pH提高；土壤微生物數(shù)量增加。

3.2.4改善小氣候的作用。喬灌草結(jié)合的植物群落會形成內(nèi)在的循環(huán)系統(tǒng)，使反射率、風速、水面蒸發(fā)量顯著降低，提高相對濕度。隨著植被覆蓋面積增大，會更好地改善小氣候，經(jīng)過改善的小氣候會影響風沙化環(huán)境，從而形成可持續(xù)的良性循環(huán)。

3.3喬灌草結(jié)合模式在治理北方土地風沙化中的必要性不同植物類型對風沙化治理的作用是不一樣的，配置合理的喬灌草植物組合對于應對復雜多變的自然災害和改善自然環(huán)境獨具優(yōu)勢。喬灌草相結(jié)合模式的提出,是由單純營造喬木林向喬灌草相結(jié)合造林的一個轉(zhuǎn)折。大量的調(diào)查與觀測研究表明,喬木在干旱、瘠薄的侵蝕劣地會生長不良,而灌木有較強的適應性,可以在幾年內(nèi)形成一定規(guī)模，具有較好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。草與灌木有著類似的特點，也發(fā)揮著不可或缺的作用。

通過綜合應用喬灌草結(jié)合以及多項措施，可以達到植物物種多樣、群落穩(wěn)定，生態(tài)功能、經(jīng)濟功能與景觀效果整體優(yōu)化的整治目標，克服營造純林群落導致生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差、病蟲害多的弊病。如果在風沙化土地停止人為干擾，喬灌草群落植被可以自然繁衍，可能逆轉(zhuǎn)實現(xiàn)良性的生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)。

3.4喬灌草結(jié)合在治理北方土地風沙化中應注意的問題

3.4.1喬灌草結(jié)合模式?！皢?灌+草”是一個典型的種植模式，在不同類型地塊和不同功能要求下這個模式應具備不同的組合，如“喬+灌”“灌+草”“草+喬”等[4]。

歸納其喬灌草結(jié)合的類型，大體可以分為：①地域分布與配置的結(jié)合，包括喬灌草三者的位置及其所占土地面積的比例；②人工植物群落內(nèi)部配置上結(jié)合，包括水平地面上株間、行間等的混交類型和垂直剖面上由立木(喬)—下木(灌)—活地被物(草)構(gòu)成的復層混交林；③時間進程上的結(jié)合，即在立體條件不同的地方，喬、灌、草的種植時間不同[7]。

3.4.2北方喬灌草結(jié)合模式植物種類的選擇。植物選擇應符合種植區(qū)域內(nèi)特殊的自然以及人工條件，優(yōu)先考慮鄉(xiāng)土樹種，適當提高植物種類，形成多樣性的植物群落[9]，還應該注意常綠植物和落葉植物的結(jié)合，保證群落功能的時效性，適應不同季節(jié)的氣候特征，以更好地應對土地風沙化在不同季節(jié)出現(xiàn)的問題。選擇的植物種類本身應不產(chǎn)生污染，方便培育推廣和后期管理。以下是針對北方土地風沙化問題構(gòu)建喬灌草模式的優(yōu)選樹種(表1)。

表1針對北方土地風沙化問題構(gòu)建喬灌草模式的優(yōu)選樹種

Table 1 The optimal tree species for establishing shrub meadow mode in controlling wind-sand land in northern China

類型Type樹種Treespecies喬木Arbor樟子松、油松、側(cè)柏、旱柳、刺槐、棗、毛白楊、白蠟、白榆、白樺、杞柳、元寶楓、胡枝子灌木Shrub沙地柏、矮紫杉、紫穗槐、沙棘、黃荊、紅瑞木、蒙古蕕草本Herb狼尾草、狗尾草、蒲公英、白茅、荷蘭菊、紅花酢漿草

3.4.3實踐過程。喬灌草植物群落系統(tǒng)的構(gòu)建要從不同地塊實際情況出發(fā)，根據(jù)土地風沙化的不同程度因地制宜，制定詳細周密的計劃，既要有近期安排，又要有遠期的目標，注意不同植物在不同時期的生長狀況以及效益，在實踐過程中要不斷地對比考證，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

4展望

治理開發(fā)土地風沙化是一項復雜的系統(tǒng)工程,應該從當

今生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及可持續(xù)發(fā)展時局出發(fā)，主動采取科學有效的方法去應對這個突出問題。喬灌草結(jié)合模式是經(jīng)過檢驗的一種有效的植物組合方式，在治理北方土地風沙化的問題上是非常值得推廣的。今后可結(jié)合北方土地風沙化的實際情況，深入對喬灌草模式的研究，探索出不同類型風沙化土地的喬灌草治沙模型及技術(shù)，使其在治理北方土地風沙化問題上發(fā)揮更加積極有效的作用。

參考文獻

[1] 叢培林.淺析我國的植物治沙[J].現(xiàn)代園藝，2012(24)：159-160.

[2] 萬俊生，張勇，周曉理，等.喬灌草菜混交治沙造林的新方法[J].林業(yè)實用技術(shù)，2009(6):15-17.

[3] 徐志鵬.造防護林喬灌草結(jié)合效果好[J].中國林業(yè)，1983(5)：39-40.

[4] 王禮先.水土保持學[M].北京：中國林業(yè)出版社，1995:607-608.

[5] 邵立業(yè).風沙化土地的整治與利用[J].自然資源學報，1990，5(3)：238-244.

[6] 潘少軍，劉毅. 三道生態(tài)屏障 護衛(wèi)綠色奧運[N]. 人民日報,2008-06-26(15).

[7] 劉海峰.喬灌草結(jié)合是水土保持生物措施的最好形式[J].水土保持通報，1981(3)：44-46.

[8] 李毅功.關(guān)于喬灌草相結(jié)合的幾個問題[J].中國水土保持，1993(7)：10-12.

[9] 魯敏，李英杰.城市生態(tài)綠地系統(tǒng)建設(shè)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2005:51-63.

收稿日期2015-12-30

作者簡介布鳳琴(1967- )，女，山東聊城人，副教授，碩士，從事園林植物景觀與生態(tài)研究。

中圖分類號S 727.23

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)03-048-02