額濟(jì)納平原植被生長的主要生態(tài)環(huán)境因子分析

屈永清 陳建信 任書影

摘要：額濟(jì)納平原生態(tài)環(huán)境退化的發(fā)生、發(fā)展過程中，極端干旱多風(fēng)氣候因素起著主控作用。典型的干旱荒漠氣候及地質(zhì)地貌條件是額濟(jì)納平原生態(tài)環(huán)境退化的動力條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。人為地破壞自然植被，并影響河流來水量，導(dǎo)致水源減少成為額濟(jì)納平原環(huán)境退化的根本原因。

關(guān)鍵詞：額濟(jì)納；包氣帶；植物；土壤；生態(tài)環(huán)境

1. 植被生長環(huán)境條件

影響額濟(jì)納平原植物生長發(fā)育的因素主要有氣候、包氣帶土壤水分條件、包氣帶土壤巖性和含鹽量、水文及水文地質(zhì)條件等。

1.1 氣候因素

額濟(jì)納平原深居內(nèi)陸腹地，為典型的大陸性氣候，夏季酷熱，冬季嚴(yán)寒，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，溫差大。多年平均降水量38.2mm，年內(nèi)降水量60%～70%集中在七至九月，一次降雨在10mm以上者甚少；多年平均蒸發(fā)量3653mm，是降水量的95.6倍左右；多年平均氣溫為8.2℃，最高為42.2℃，最低為-36.4℃；年均絕對濕度為4.2mb，相對濕度32%～35%；風(fēng)大沙多，年均風(fēng)速4.2m/s，最大風(fēng)速15.0m/s。這種極端干旱的氣候條件，對植物的生長非常不利，植物生長所需水分主要靠黑河中游來水的灌溉和地下水兩方面，降雨對植物生長的影響微乎其微。風(fēng)沙的強(qiáng)烈吹蝕，使土壤中植物根系裸露，造成植物吸收水分困難；風(fēng)沙同時也埋壓植物，使其難以正常生長。

1.2 包氣帶土壤水分條件

地下水面以上，巖石孔隙中沒有充滿水，包含有空氣，稱為包氣帶。在包氣帶中，水分以支持毛細(xì)水、懸掛毛細(xì)水、孔角毛細(xì)水及結(jié)合水的形式存在，包氣帶水直接影響著植物的生長和其他生態(tài)環(huán)境，實(shí)際上真正能夠被植物根系吸收利用的只有毛細(xì)水。

根據(jù)野外采樣測定包氣帶土壤含水量分析，以及在不同類型植物和無植被的荒漠戈壁區(qū)所進(jìn)行的土壤水基質(zhì)專門觀測結(jié)果表明，額濟(jì)納平原區(qū)包氣帶水分具有如下特征：

1.2.1 包氣帶水分在不同地貌單元上存在顯著差異，一般情況下沿河細(xì)土地帶與古日乃湖盆洼地中，土壤含水量較高，為1.69%～20.43%，戈壁地帶含水量很低，一般<3%，沙丘含水量最低，一般<1%。

1.2.2 相同的土壤，包氣帶水分垂向上的變化規(guī)律呈現(xiàn)由上到下漸增的趨勢，接近潛水位時，含水量趨于飽和狀態(tài)；沿河邊包氣帶土壤在接受河水入滲補(bǔ)給量時，其含水量呈現(xiàn)上下大，中間小的形式。

1.2.3 包氣帶土壤含水量的分布與土壤的組合特征有關(guān)，巖性結(jié)構(gòu)單一的均質(zhì)剖面中，從潛水面到地表，土壤含水量由大到小的變化是相對連續(xù)的；在巖性相差較大的非均質(zhì)剖面中，在巖性變化的地方，含水量也會發(fā)生較大的變化。

1.2.4 在植物根系主要發(fā)育深度段，土壤含水量的大小隨植物生長季節(jié)而變化，其含水量的歷時變化規(guī)律是：5月～8月，含水量由大到小再到大，一般8月底含水量達(dá)到一年內(nèi)的最小值，9月～10月含水量又向增大的方向變化。

1.2.5 不同的土壤巖性，其水分狀況也存在很大差別，在地表以下2.0m的土層范圍內(nèi)，土壤平均含水量：中粗砂、砂礫石為0.30%～3.00%；細(xì)砂、粉細(xì)砂為0.5%～20%；粘性土為3%～20.43%。

包氣帶水分條件的好壞直接影響植被生長狀況和分布。野外調(diào)查統(tǒng)計得知，生長好的植被一般都分布在接受河水補(bǔ)給或灌溉比較容易的沿河細(xì)土地帶和部分湖盆洼地中，這些地區(qū)的包氣帶只要河流來水，均能得到較充足河水補(bǔ)給。同時，沿河地帶地下水位埋深較淺，蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，地下水能源源不斷地補(bǔ)充包氣帶，所以包氣帶含水量較高，植物生長也較好，如額濟(jì)納旗縣城以東，八道橋以西，吉日格郎圖蘇木與蘇古淖蘇木之間，老中幼各齡喬灌木都生長良好，是工作區(qū)植被生長最好的地區(qū)。但在賽汗桃來以北的西河沿河細(xì)土地帶尤其是河流西岸，這一帶由于經(jīng)常得不到河水灌溉，包氣帶土壤含水量遠(yuǎn)低于東河，植被生長狀況普遍較差，地面草場稀疏干枯，甚至死亡。賽汗桃來以西的西戈壁，兩河之間的中戈壁以及東戈壁，包氣帶含水量很低，只有零星分布耐旱植物，如梭梭、麻黃等生長在戈壁洼地中。

1.3 包氣帶巖性

額濟(jì)納平原區(qū)土壤母質(zhì)組成為沖洪積、湖積和風(fēng)積的松散物質(zhì)，物質(zhì)來源除風(fēng)積沙及山前洪積物外，均由黑河從南部搬運(yùn)而來，形成的土壤多為缺乏有機(jī)質(zhì)而富含鹽分的含礫荒漠砂質(zhì)土、灰棕漠土及鹽化草甸土等。平原南部以及平原北部國境線一帶，地下水多深藏于砂礫石土中，缺少水分，不宜植物生長；平原區(qū)中北部水位淺藏，地表礫石厚度薄，下部多為疏松的細(xì)砂、亞砂土，結(jié)構(gòu)松散，較易于保存水分，有利于植物生長；沿河細(xì)土地帶與湖盆細(xì)土地帶，水位淺藏，土層由亞粘土、亞砂、粉細(xì)砂及細(xì)砂等細(xì)顆粒物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)較肥沃，是植物生長發(fā)育的良好場所。

1.3.1 不同的植物類型具有不同的生長土壤

胡楊一般生長在沿河細(xì)土地帶，紅柳、芨芨草等多生長在沿河細(xì)土地帶與湖積平原地帶中，巖性主要為亞砂土；白刺、駱駝刺生長在地下水位淺埋的鹽漬化土壤中；梭梭、沙楊棗等生長在砂質(zhì)、砂壤、砂礫質(zhì)和礫質(zhì)物質(zhì)組成的廣大戈壁平原上；土質(zhì)疏松的沙丘上主要生長梭梭、紅砂河米等植物。

1.3.2 包氣帶的巖性組合特征與植物生長密切相關(guān)

在地下水位相同的情況下，植物生長狀況主要取決于包氣帶的巖性及其組合特征。

（1）由潛水面到地表，包氣帶巖性組合為砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深一定的情況下，土壤的含水量相對較高。這種剖面的巖性組合特征較為單一，土壤含水量的變化相對不大，有利于植物的生長。

（2）由潛水面到地表，包氣帶巖性組合為砂性土——粘性土——砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深4.0m的情況下，位于地表以下0.8m～1.5m的砂層，其下粘性土的含水量為15%，而其上的粘土層含水量僅為7%，這樣的巖性組合，其土壤含水量的分布不利于植物的生長，所以該剖面所在地段的紅柳生長就差。

（3）由潛水面到地表，包氣帶巖性組合為粘性土——砂性土或砂礫石的剖面，其上部粗顆粒地層的含水量一般都很小，植物難以生長。位于額濟(jì)納旗縣城以西4km處的荒漠戈壁中的剖面，地表以下砂礫石層厚度為1m，其下含水量為5%，而其他剖面相同深度內(nèi)的土壤含水量都在10%以上，這就是此剖面段不生長植被的原因。廣大的戈壁灘上，其包氣帶巖性組合基本上都是這種類型，所以大部分戈壁上一般不生長植被。

1.4 包氣帶土壤鹽分

包氣帶土壤鹽分的組成及含量對植物的生長起著一定的抑制作用，并在植物生長發(fā)育狀態(tài)上表現(xiàn)出來，不同的植物耐鹽堿的程度也有差異，植物必然生長在其適宜的鹽分范圍的土壤中（見表1），當(dāng)土壤中的含鹽量超過該范圍時，植物就會枯萎、死亡，而被另一種適宜該鹽分含量的植物所代替。

1.5 水文及水文地質(zhì)條件的影響

額濟(jì)納河在工作區(qū)內(nèi)流程約240km，由南向北在三角洲上又分為19支，向下徑流。額濟(jì)納河每年一般來水兩次，分為冬水期和洪水期，河流年徑流量呈逐年減少趨勢（見表2）。地表水在時空分布上的不均勻性，造成河水對地下水的入滲補(bǔ)給顯得極不穩(wěn)定，而且時間短暫，在植物生長最需要水分的季節(jié)（3月～7月）都沒有河水。地表水的這種來水特征，使得平原綠洲區(qū)植物的生長發(fā)育所需水分主要依靠地下水來維持。然而，地表水（包括灌溉水）的入滲是本區(qū)地下水（包括包氣帶水）的主要補(bǔ)給來源，所以歸根到底，地表徑流的變化對本區(qū)植物生長起著決定性的作用。

前已述及，植物的生長是靠包氣帶土壤供給水分的，包氣帶水分條件的好壞主要取決于水分的補(bǔ)給狀況，在沿河綠洲和湖盆綠洲地帶，包氣帶水分主要為季節(jié)性河流的入滲補(bǔ)給和地下水的毛細(xì)補(bǔ)給；廣大的戈壁平原與沙丘地帶，則主要是凝結(jié)水的補(bǔ)給。

由于本區(qū)植物主要是吸收利用包氣帶中的毛細(xì)水維持其生長，至于毛細(xì)水能否被植物吸收利用，則主要取決于地下水位的埋藏深度和植物根系的下潛深度，當(dāng)植物根系深度能夠到達(dá)毛細(xì)水上升高度的范圍，則植物可通過吸收毛細(xì)水的持續(xù)補(bǔ)給而正常生長，如果植物根系深度達(dá)不到毛細(xì)水上升高度的范圍時，植物根系就得不到足夠的水分而出現(xiàn)枯萎，甚至死亡。據(jù)調(diào)查，工作區(qū)80%的植被都生長在水位埋深<5.0m的地帶。

1.6 其他因素

影響植被生長發(fā)育的其他因素包括人為因素、蟲害等。

1.6.1 人為因素

人為因素的破壞主要表現(xiàn)在過度載畜、樵采、濫伐、采挖藥材四個方面。工作區(qū)，牧民樵采喬灌木做燃料，伐取喬木修房、圍欄、砌井；采挖藥材，破壞梭梭根部，致使梭梭根部裸露干枯；部分地區(qū)過渡載畜，致使胡楊、紅柳、梭梭林幼苗被吞食，造成后繼乏苗，成片林木變?yōu)榛臑?/p>

1.6.2 蟲害

氣候干旱缺水導(dǎo)致本區(qū)蟲災(zāi)泛濫，胡楊天幕毛蟲（象鼻蟲）、檉柳條葉甲（金花早），是危害最嚴(yán)重的害蟲。

綜上所述，影響本區(qū)植被生長發(fā)育的因素很多，氣候的極度干旱，河流來水量的減少，地下水位下降引起的土壤干旱化，是植被衰退的根本原因，而人為破壞，蟲害等是加速植被退化的重要影響因素。

2. 土壤鹽漬化與土地旱化、沙化

2.1 土壤鹽漬化

工作區(qū)土壤鹽漬化主要發(fā)生在一些徑流不暢的由細(xì)粒土組成的湖盆洼地中，如古日乃盆地與嘎順淖爾湖盆等大型湖盆，以及一些小型洼地。這些湖盆洼地地下水的共同特征是，水位埋深淺，徑流不暢或徑流受阻，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用影響下，地下水通過毛細(xì)上升蒸發(fā)，鹽分累積于土壤層中，便導(dǎo)致土壤的鹽漬化。

土壤含鹽量的大小與地下水位埋深、包氣帶巖性、地下徑流條件的關(guān)系密切，在遠(yuǎn)離河岸和湖盆洼地的戈壁地帶以及河流的上游，由于潛水埋深大，巖性較粗，地下徑流較強(qiáng)，往往不發(fā)生鹽漬化，在沿河的細(xì)土地帶，由于地表水將土壤中的鹽分溶解并淋洗到地下水中排走，一般只發(fā)生輕微的鹽漬化。

2.2 土地旱化

土地旱化的最直接原因是河流來水量的減少導(dǎo)致區(qū)域性地下水位的下降，造成包氣帶土壤處于極度干燥狀態(tài)。

2.3 土地沙化

在無植被覆蓋區(qū)，土地發(fā)生沙化是由土地旱化造成的。

在植被覆蓋區(qū)，土地發(fā)生沙化是由地下水位下降，植被死亡，地面裸露，沉積物遭受吹蝕所造成的。

額濟(jì)納地區(qū)，地理位置遠(yuǎn)離海洋，干旱少雨，風(fēng)沙大，日照強(qiáng)烈，缺水，且植被分散稀疏，覆蓋率很低，淤沙沉積導(dǎo)致額濟(jì)納河流泛濫，形成眾多的古河道、大面積的沖洪積平原，沙物質(zhì)來源豐富，這些都是土地沙化的自然因素。

本區(qū)土地沙化，與自然條件密切相關(guān)，人類活動也是主要原因。

歷史上，種植業(yè)在居延地區(qū)的農(nóng)牧經(jīng)濟(jì)中居于主導(dǎo)地位。從西漢武帝太初三年（公元前102年）在居延置居延都尉府，大興屯田，歷經(jīng)漢晉、隋唐和夏元等時期，屯田數(shù)目達(dá)到60萬畝之巨。不過當(dāng)時人口有限，綠洲面積又大，額濟(jì)納河來水穩(wěn)定，對自然環(huán)境的影響并不明顯；20世紀(jì)60年代以來，額濟(jì)納河來水量逐年減少，額濟(jì)納平原地表水流短缺，植被大面積枯萎、死亡。植被受到破壞后，裸露的地表在風(fēng)力作用下，風(fēng)蝕加劇，并使生境旱化程度加深，風(fēng)沙活動強(qiáng)度加大，引起風(fēng)沙危害，加劇了土地沙化。