司健

（山丹县林业技术工作站，甘肃 山丹 734100）

戈壁俗称戈壁滩、砾石荒漠，源自蒙古语，指植被稀疏的地方，是粗砂、砾石覆盖硬土层而成的一类荒漠地貌，广泛分布于亚洲中部干旱、极端干旱区地势开阔地带[1-3]，其中木本植物主要生活型为半乔木、半灌木、小半灌木，以落叶、落枝、脱皮、枝叶刺化等适应干旱，种类贫乏、独特，区系成分古老，特有植物群落较多[4-7]，生态系统非常脆弱，一旦破坏很难恢复[8]。研究表明，黑戈壁植物群落类型贫乏，呈单一化趋势，水土条件的空间分异是其关键因素[9]；小尺度内生境分异是导致河西戈壁植群落及其物种分布不均匀主要因子之一[5]。分异是戈壁分类的基础，赵松乔曾将河西走廊西北部戈壁划分为6类[10]，冯益明等按成因、物质组成和植被提出戈壁分类方案[1]，苏万红等按成因划分河西走廊戈壁为2级6种类型[2]，安富博等人在土壤性质研究中也划分了戈壁类型[3]，为系统研究戈壁植物群落与小尺度生境的关系奠定了基础。

山丹县北部戈壁植物群落由少数几种半灌木、小灌木组成，是河西走廊荒漠植被的代表，更是县域南部绿洲农牧区重要的生态屏障。2005年，通过实施森林生态效益补偿和封山（沙）育林项目，山丹县北部戈壁开始逐年封育。目前，该区达到国家特别规定的灌木林标准[11]的成林面积6.47万hm2，未成林封育面积1.81万hm2。在灌木林封育管护工作中，笔者发现随着戈壁类型的不同，灌木群落类型和盖度也明显不同。为此，以山丹县北部戈壁灌木林为调查对象，以戈壁分类为基础，分析判断影响封育成林的主要因子，以期提高封育成效。

1 研究区概况

山丹县地处河西走廊中部，北邻巴丹吉林沙漠，地势东南高，西北低，海拔1 550～2 300 m。山丹县三面环山，南接祁连山，北部有龙首山，东南有大黄山，县域南部和东部为冲洪积平原，为河西走廊典型的绿洲平原；中部为槽形带状冲积平原。研究区位于山丹县境北部，龙首山以南，是南部绿洲区的重要生态屏障，规划为生态公益林区，2005年开始封育。龙首山北接巴丹吉林沙漠，南麓为波状丘陵，红寺湖地区为封闭型沟谷平原。研究区年均气温7.7 ℃；年均降水162.9 mm；年均蒸发1 787.7 mm，是降水量的11倍；年均无霜期151 d，最大冻土深度143 cm。

2 调查方法

样线样方结合法调查。在龙首山山前设立1条西—东向调查样线，西起101°14′30″E、38°45′49″N，东至101°30′29″E、38°41′51″N，长70.3 km；在县域西部自龙首山向东南设立1条西北—东南向调查样线，北起100°55′13″E、38°45′57″N，南至101°31′35″E、38°33′29″N，长60.2 km，沿途观察记录灌木种类及其生境特征。沿样线划分22个灌木林分布区设为样段，观察记录地貌特征、戈壁类型、灌木种类。每个样段沿样线设立5个样方，样方规格5 m×5 m，南北向，间距1 km。调查记录样方地理位置、海拔、地形、戈壁类型、人为扰动情况等生境特征，灌木层盖度、树种组成、个体数量、冠幅、高度等。戈壁分类参照[文献1、2、3]，群落分类参照[文献5、12、13]，灌木层盖度采用对角线法测定。

3 结果与分析

3.1 灌木种类及其分布

观察所见，研究区内共有灌木7科11种，其中建群种5种。

1）珍珠猪毛菜Salsola passerina，藜科。半灌木，根粗壮，茎弯曲。分布于山麓、洪积扇、丘陵、洼地，海拔1 600～2 160 m，常组成单优群丛，也能与其他灌木组成双优群丛，或散生于其他灌木群丛。

2）盐爪爪Kalidium foliatum，藜科。小灌木，茎直立或平卧。分布于洪积扇、丘陵、洼地，海拔1 840～2 000 m，可组成单优群丛，或与其他灌木组成双优群丛，或散生于其他灌木群丛。

3）细枝盐爪爪Kalidium gracile，藜科。小灌木，茎直立。分布于洪积扇、丘陵、洼地，海拔1 840～2 120 m，散生于其他灌木群丛。

4）华北驼绒藜Krascheninnikovia arborescens，藜科。灌木，分枝多集中于上部，较长。分布于洪积扇，海拔1 950～2 000 m，散生于其他群丛。

5）中亚紫菀木Asterothamnus centraliasiaticus，菊科。半灌木，根状茎粗壮，茎簇生，直立或斜升。分布于沙质戈壁，海拔1 600～1 770 m，散生于其他群丛。

6）灌木亚菊Ajania fruticulosa，菊科。小半灌木，枝被稠密短柔毛，平卧或斜升。分布于沙质戈壁，海拔1 750～1 800 m，散生于其他群丛。

7）红砂Reaumuria soongarica，柽柳科。小灌木，仰卧，小枝多拐曲。分布于洪积扇、丘陵、山麓、洼地，海拔1 600～2 160 m，与其他灌木组成双优群丛，或散生于其他灌木群丛。

8）白刺Nitraria tangutorum，蒺藜科。灌木，枝弯曲、平卧或开展，不孕枝先端刺针状。分布于沙化质戈壁，海拔1 600～1 770 m，散生于其他群丛。

9）小叶锦鸡儿Caragana microphylla，豆科。灌木，枝具针刺，直立或弯曲。分布于丘陵，海拔1610～1 650 m，散生于其他群丛。

10）蒙古扁桃Amygdalus mongolica，蔷薇科。灌木，枝条开展。零星分布于山麓、沟壑、峭壁、丘陵，海拔2 240～2 320 m，组成稀疏单优群丛，或散生于其他灌木群丛。

11）鲜黄小檗Berberis diaphana，小檗科。灌木，茎刺粗壮。零星分布于山麓、丘陵，海拔2 380～2 400 m，组成稀疏单优群丛。

3.2 灌木群丛分布

由表1可以看出，研究区有珍珠猪毛菜、珍珠猪毛菜-盐爪爪、珍珠猪毛菜-红砂、红砂-珍珠猪毛菜、盐爪爪-珍珠猪毛菜、蒙古扁桃、鲜黄小檗等7种灌木群丛，其中珍珠猪毛菜群丛分布最广，珍珠猪毛菜还与红砂、盐爪爪组成双优群丛；盐爪爪群丛分布于盐化戈壁中；蒙古扁桃、鲜黄小檗群丛则分布于石质山地。说明珍珠猪毛菜群丛是研究区典型戈壁灌木林的基本群落，随着局部区域的盐碱化、沙化或向山地过渡，被盐爪爪、蒙古扁桃、鲜黄小檗群丛代替，或大量伴生红砂成为双优群丛。

由表1可以看出，群落灌木层盖度与海拔相关不大而与戈壁类型相关密切。12个样段盖度＞30%，达到国家特别规定的灌木林成林标准[11]，除17号样段外，全部为典型戈壁；6个样段盖度20%～30%，接近成林标准，其中盖度最大的5号样段为典型戈壁，盐化典型戈壁1个，非典型戈壁4个；4个样段盖度＜20%，其中1个为沙化典型戈壁，其余均为非典型戈壁。地形和坡度决定戈壁是否典型。因此，研究区灌木是否成林主要决定于地形和坡度，成林灌木群落均分布于地形平缓的典型戈壁；未成林灌木群落少数分布于典型戈壁，多数分布在坡度陡峭的石质山地类非典型戈壁。

由表1还可以看出，各种灌木丛高和冠幅均与海拔相关不密切而与戈壁类型相关较密切。灌木丛高样方平均值10～43 cm，均属小灌木之列，其中珍珠猪毛菜15～31 cm。灌木冠幅样方平均值15～60 cm，其中珍珠猪毛菜21～45 cm。各种灌木的冠幅均大于或等于丛高，说明研究区各种灌木地上部分生长主要表现为扩大冠幅。灌木种群数量与戈壁类型和伴生灌木紧密相关，灌木个体数量样方平均值1～135丛，其中珍珠12～135丛。样方灌木个体数量相差悬殊，而平均冠幅、平均丛高相差不大，说明研究区各种灌木对戈壁生境的适应性主要表现为种群数量，适应度高则种群数量多，适应度低则种群数量少。

表1 样段调查数据统计

续表1

4 结论与讨论

山丹县北部公益林区戈壁分布有11种灌木，珍珠猪毛菜、盐爪爪、红砂、蒙古扁桃、鲜黄小檗5种为建群种；分布有7种灌木群丛，珍珠猪毛菜群丛为典型戈壁中灌木林的基本群落，随着局域性盐碱化、沙化或向山地过渡被盐爪爪、蒙古扁桃、鲜黄小檗群丛代替，或组成双优群丛；超过半数灌木群落达到成林标准，基本分布于典型戈壁，未成林灌木群落少数分布于典型戈壁，多数分布于石质山地非典型戈壁；群落灌木层盖度与戈壁类型、地形和坡度关系密切，与海拔相关不大；灌木对戈壁生境的适应性主要表现为种群数量。总之，山丹县北部公益林区戈壁灌木林封育成效比较显著。

据了解，在山丹北部公益林区，即使像盖度＜20%的蒙古扁桃、鲜黄小檗群丛，只要不是峭壁，在喷灌600 m3/hm2的条件下，补播旱生禾草可以实现总盖度＞50%的灌草型植被。也就是说，通过积极的促进式人工干预，山丹县北部公益林区可以达到封沙育林目标。

戈壁地表覆盖的砾石是良好的保墒材料，能够大幅度提高降水有效率。因此，地形平缓的典型戈壁虽然干旱少雨，同样能生长植被并达到相当盖度。坡度较大的石质山坡类似戈壁景观，其砾石一般不是松散覆盖在地表，而是被侵蚀突出于地表，保墒性能不如覆盖的砾石，加之其降水多以径流的形式流失，植被盖度因此较典型戈壁低。典型戈壁中地形低洼处容易汇集降水，在蒸发作用下土壤深处的盐分被抽提富集在浅层而盐碱化[3]，由于土壤水分条件相对较好，因此植被盖度大于地势较高处。这是山丹县北部戈壁植被随小尺度内生境分异而不同的主要原因。

植物对生境的适应主要决定于其种子发芽成苗和幼苗适应性，决定于微圃的有无[14-15]。微圃是供种子隐藏完成发芽准备并为幼苗提供遮阴蔽风条件的微型苗圃。典型戈壁地表覆盖的砾石其缝隙就是良好的潜在微圃，遇到有效降水，落入其中的灌木种子顺利发芽成苗，成功定居。植物种类不同，要求的微圃条件各有不同，有的种类要求苛刻，有的种类要求宽松，不同生境中微圃多种多样，因此同一戈壁局域中会有多种灌木定居，而且随着对微圃要求的苛刻程度不同，种群数量相差悬殊[16]。在降水相对丰富的年份，戈壁中有效微圃数量多，更多的灌木因此成功定居，从而提高群落密度，与灌溉种草措施相似。这是戈壁灌木林能够封育成林的重要原因，更是戈壁灌木林独特且脆弱的根本原因。石质山地坡度较大，其微圃主要由径流作用形成[17]，同时径流又造成降水流失，潜在微圃数量较少，只有在降水丰富的年份才出现有效微圃，因此这些类似戈壁景观的地形中灌木种类少而且林分稀疏。