正蓝旗干湖盆治理与恢复研究

吉木色，闫伟红，马玉宝，朴祥镐，嘎敖日格勒，乌尼图，萨仁高娃

(1. 内蒙古自治区草原勘察规划院，内蒙古呼和浩特 010051； 2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特 010010； 3.韩国-生态和平亚洲； 4.东乌珠穆沁旗草原工作站，内蒙古东乌珠穆沁旗 026300)

荒漠化是现代人类社会面临的重要生态环境问题，严重影响着人类的生产和生活〔1〕。土地盐渍化是土地荒漠化的一种表现类型，是指在自然或人为因素的影响下，盐碱成分在土体中积累，使得其他类型的土壤逐渐向盐渍土演变的成土过程。国内外的研究表明，生物措施是治理、改良和利用盐渍土非常有效的途径，即通过种植优良耐盐碱植物来改良和开发利用盐渍土〔1,4〕。

1 干湖盆及其周围的基本情况

1.1 地形地貌

本次调查的内蒙古正蓝旗两个湖泊(湿地)分别为宝绍代淖尔和哈根音淖日。分述如下：

1.1.1 宝绍岱淖尔

内蒙古正蓝旗宝绍岱淖尔，于2000年彻底干涸，裸露出大片盐碱干湖盆，盐碱干物质大量积累，土壤盐碱化严重。盐碱尘暴对牧民的生产造成严重的影响，还引起人畜呼吸道等多种疾病，盐碱粉尘在大风的携带下，对京津冀等北方地区造成严重的环境危害〔1〕。

1.1.2 哈根淖尔

哈根淖尔位于正蓝旗桑根境内，湖盆面积1.55km。湖的东侧为207国道和锡-张高速。东侧为硬基质的草地，北侧为沙地，西侧为低山丘陵，南部为草地。

1.2 气候

1.2.1 气温

调查区所在的区域属温带半干旱大陆性气候，位于东亚季风气候系统和中纬度西风系统共同作用的区域。年度、季节、昼夜间温度变幅大。

1.2.2 水文

两个湖泊周边无明显的季节性河流。湖泊水资源的补给主要靠季节性降水和周边土壤中的冬季冻融水。哈根淖尔东侧有较为坚硬的草地作为积水面，西侧有坡度较大的山丘可汇集夏季降水。湖区水量补给对地表径流的依赖性较大。有明显的季节性变化和随降雨过程产生的快速浮动。宝绍岱淖尔则几乎全部靠入渗的低下潜流补水。在春季解冻的过程中，周边沙地和草地中的冻水，随气温的升高逐渐消融，深入地表下层后流入地势较低的湖中央部分。这是春季和夏季雨季未来之前的主要湖水来源。进入雨季后，周边松软的沙地在降水过程中逐渐浸湿，靠重力作用缓慢向低处的湖中心处渗流。

1.3 土壤

浑善达克沙地的地带性土壤为栗钙土。两个湖泊(湿地)则由于受到水文、植被等隐域的影响演化为淡栗钙土，棕钙土等亚类。由于受到湖泊水体蒸发积盐的作用，湖区土体几乎全部为盐碱土。湖水蒸发作用使湖底部位的盐类浓缩。日积月累，湖盆底部土壤含盐量逐年增高。每当退水后漏出土壤，则形成大面积的盐碱斑块。

1.4 植被

1.4.1 植被类型

宝绍岱淖尔和哈根淖尔周边的植被类型以沙地草原亚类和平原、丘陵草原亚类为主，二者镶嵌分布，构成了环湖植被大环境。向内随水分条件的改善，草甸植被逐渐占优势地位。由于土壤盐碱化程度高，大片湖滨地带演化为盐化低地草甸。

1.4.2 植被构成

两地共发现有233种植物，其中菊科植物最多，含22个属，42种。其余为禾本科、豆科、毛茛科和藜科。毛茛科和藜科在植被构成中占据了明显的地位，表明了湿生环境和强盐碱化土壤特点。湖泊的植物随着水分由多到少的变化，群落演替规律表现为沼泽化草甸→中旱生草原→旱生草原或荒漠的特点。

2 研究方法与技术手段

采用3S技术与地面调查对干湖盆及周边的地形、地貌、土地、水文、土壤以及植被进行摸底调查。采用重度盐化种植碱蓬为切入点〔4〕，中度盐化移栽耐盐碱灌木，建设防风带拦截沙土的干柳条沙障〔3〕，实施围栏保护自然恢复措施〔2〕，对干湖盆区域进行治理研究。

2.1 栽培物种的筛选确定方法

碱蓬、碱茅和芦苇是内蒙古湖盆低地盐碱化土地普遍生长的植物，具有耐盐碱性强和抗贫瘠土壤的特性。因此，选择碱蓬、碱茅和芦苇作为项目区盐碱干湖盆植被恢复的植物物种。

首先利用乡土植物碱蓬〔4〕做引导，将重度盐碱地进行逐渐改良，形成具有一定盖度的碱蓬群落；当土壤基质有所改善时考虑增加适宜物种，选择较碱蓬轻度耐盐碱的芦苇、碱茅等多年生草本植物，柽柳、乌柳及黄柳等灌木〔3〕，进行种植和移栽试验。

2.2 种植移栽方法

2.2.1 碱蓬采取条播种植，不覆土；行距5m左右，与主风向垂直种植；播种量为2kg/亩。

2.2.2 芦苇种植方式：采取就地取材，从附近湿地挖部分芦苇根茎，在塑料大棚苗床里移栽，通过30-60天时间育苗，喷灌，待发芽生长到18cm-25cm时，再移栽到干湖盆轻度盐碱化土壤中。

2.2.3 碱茅种子培育：采用长50cm、宽25cm的专用盘放土，撒播草籽，用报纸覆盖放入塑料大棚中，适当浇水，待碱蓬小苗发芽生长到1cm-1.5cm时进行移栽。

2.2.4 轻度盐碱化地段栽植柽柳灌木：购2-3年柽柳培育枝条，切割长为15-20cm，密植在苗床中；3个月后移栽在至空地，浇水；3个月后，移至项目区。同时选择乌柳、黄柳枝条进行栽植。行距4-5m、株距2m，挖80cm土坑，插枝条后埋土深25-30cm，浇水即可。

2.3 效果观测方法

2.3.1 主要以碱蓬生物效益和小气候效益观测为主，其中生物学观测包括碱蓬生物学特征、群落特征、株高及生物量，小气候观测包括碱蓬群落内外气温和湿度的观测。

2.3.2 碱蓬效益测定方法：在碱蓬种植区域内，随机取2m×2m的样方，调查出苗、幼苗生长状况、盖度等相关长势各项指标，并测定数据。

2.3.3 木本植物移栽成活状况测定方法：在木本植物移栽区，随机选取连续的50株(穴)统计成活率，重复3次；数量较少的灌木物种统计全部株(穴)数。

2.3.4 沙障内植物长势情况观测：在沙障内及邻近相似对照区，分别随机取5个1m×1m的样方，统计样方内植被盖度及各种植物的株数。

3 结果分析

3.1 宝绍代淖尔和哈根音淖日敦调查情况分析

3.1.1 宝绍代淖尔生态基本情况

宝绍岱淖尔(表1)位于正蓝旗西北部与正镶白旗接壤的宝绍岱苏木北侧。湖盆面积8.38km。湖的东侧和北侧为浑善达克沙地腹地。西侧为沙化草地，间有数个活化的沙丘。南侧有基质相对较硬的盐化草地。湖区周边草地植物覆盖度较好，而湖中心湿地因盐碱化严重，形成大面积碱斑。碱斑处寸草不生。

表1 宝绍岱淖尔生态基况Table 1 Ecological condition of Baoshao Muir

注：浅湖滨带指距湖中心较远或地势较高，受湖水涨落影响较小之地点；深湖滨带为距湖心较近，明显受到湖水涨落影响之地点。

3.1.2 哈根淖尔生态基本情况

哈根淖尔位于正蓝旗桑根境内，仅有一条引洪沟通向湖中，水流很小，但常年有水。北部沙地土质松软，没有明显的径流冲沟，降雨及春季融冻季节靠潜层渗流向湖中补水。西侧为明显的山坡地形，有数道大的冲沟。雨季通过地表径流向湖中补水。湖中水量受气候影响较大。因近年来降水较少，湖中大多时间没水，春夏季湖底已形成裸地，仅在夏秋雨季有少量积水。湖盆周边和湖滨处植被茂密，湖中心地表泛白，盐碱化程度高，无植物生长。

表2 哈根淖尔生态基况Table 2 ecological conditions of Hagendell

3.2 物种筛选和培育实验

3.2.1 重度盐碱地段种植碱蓬

3.2.1.1 栽培碱蓬要点

通过摸索，最佳的播种时间是在5月下旬至6月上中旬。大面积播种碱蓬需要机械化作业。如果土壤粘性很大就容易板结，应该先用简易设备如单铧犁、钉子耙等将土壤表层破碎，然后撒播种子，不用覆土。如果土壤沙性大可以用单划犁拉出沟来，沟之间需间隔约2-5米，在沟中撒播种子，也不用覆土。如果土壤有大量干裂的时候，可以将种子漫撒，任风将其吹进裂隙中。播种采用间隔数米、单铧犁开沟、不覆土的方法，利用开沟来保湿、挡风，促进种子发芽。每亩需要种子2kg。

3.2.1.2 碱蓬栽培群落特征

栽培的碱蓬群落随着环境的变化而发生群落特征上的变化。表3至表5是在宝绍岱淖尔种植的碱蓬群落生长状况，从密到疏的植物群落系列调查结果，三个样地分别为沿地势走向自高向低布置的上、中、下三个碱蓬群落样地。从表3至表5的样地调查结果可以看出，在宝绍岱淖尔干湖盆，随着地势往湖中心方向微倾斜，碱蓬植株数量逐渐减少，从141株分别减少到60株和57株；生长高度逐步降低，平均高度从34cm分别降到16cm和1.5cm；群落总盖度从100%分别降到87.6%和10.59%。

表3 碱蓬群落调查表(上)Table 3 Suaeda glauca community survey table (on)

表4 碱蓬群落调查表(中)Table 4 Suaeda glauca community survey table (middle)

表5 碱蓬群落调查表(下)Table 5 Suaeda glauca community survey table (below)

3.2.1.3 栽培碱蓬株高和生物量

从图1可以看出，在观测期内，碱蓬一直处于正常生长状态，无论是最大株高还是平均株高都在2016年8月22日达到了最大值，从最大株高的增长值来看，在2016年7月31日至2016年8月6日，竟然增加了15cm，为观测期内碱蓬生长最快的时期，其他时间段平均增加7cm，在整个时间段内，最大株高平均每天增加1.2cm；从平均株高的增长值来看，2016年7月31日至2016年8月14日是观测期内生长最快的时期，在整个时间段平均每天增加1cm。

图1 碱蓬群落高度变化Fig.1 Height change of Suaeda glauca community

从表6和图2看出，在观测期内，碱蓬地上植物体鲜重在2016年8月14日达到了最大值，为3976.40g/m2,2016年7月18日至2016年7月26日，地上植物体鲜重增加比较少，分别为40.20g/m2,190.20g/m2，碱蓬生长较慢；从2016年7月26日到2016年8月14日三个时间段内，地上植物体鲜重分别增加了1118.40g/m2,901.60g/m2,1112.20g/m2，为整个观测期生长最快的时期。在整个观测期内，碱蓬地上植物体鲜重平均每天增加105.08g/m2。

表6 碱蓬群落地上和地下植物体鲜重、干重、含水量记录表Table 6 Record of fresh weight, dry weight and water content of aboveground and underground plants in Suaeda glauca community

图2 碱蓬地上植物体鲜重和干重变化Fig.2 Changes in fresh weight and dry weight of plants on the surface of Suaeda glauca

从表6和图3看出，碱蓬地下根系鲜重在2016年08月22日达到了最大值，为322.20g/m2，而且还有继续增加的趋势。2016年8月14日至2016年8月22日为根系鲜重增加最快的时期，为171.40g/m2,2016年7月31日至2016年8月14日，为增加最慢的时期，共增加了33.20g/m2。在整个观测期内，碱蓬地下根系鲜重平均每天增加9.48g/m2。

图3 碱蓬根系鲜重和干重变化Figure 3 Changes in fresh weight and dry weight of the roots of Suaeda glauca

从表6和图4来看，碱蓬地上植物体含水量，2016年8月14日是最小的，为84.92%,2016年7月31日是最大的，为91.09%；碱蓬地下根系含水量，2016年8月22日是最大的，为75.93%,2016年7月26日是最小的，为50.00%。

图4 碱蓬地上植物体和地下根系各时段含水量变化Fig.4 Variation of water content in the aboveground plants and underground roots of Suaeda glauca

3.2.1.4 碱蓬栽培对小气候及截留风沙的效应

3.2.1.4.1 碱蓬栽培对空气温度的影响

从表7和图5可以看出，在整个时间段内，碱蓬群落内空气温度都比碱蓬群落外空气温度低，可见碱蓬群落的形成可以降低群落内地表的温度，不仅可以有效地降低地表蒸发量，并且可以产生小荫凉地，为小昆虫或小动物提高栖息或避暑的地方。碱蓬群落内外空气温度差值最大的是2016年7月31日，为5.10℃，最小的是2016年8月22日，1.70℃。

表7 碱蓬群落内外空气温度的观测值记录表Table 7 Observations of air temperature inside and outside the Suaeda glauca community

图5 碱蓬群落内外空气温度变化Figure 5 Changes in air temperature inside and outside the Suaeda glauca community

3.2.1.4.2 碱蓬群落对空气相对湿度的影响

从表8和图6可以看出，在整个观测期的6次观测中，碱蓬栽培生长地的空气相对湿度均比裸露地表的高，可见碱蓬的生长可以增加空气湿度，减少水分蒸发，改善微型小气候。碱蓬群落生长发育的土壤表面空气的相对湿度要比裸露盐土高，其中2016年8月6日差值最大，为13.5%，2016年8月22日差值最小，为2%，而相对湿润的空气更利于植物的生长，降低地表温度，减弱地表的蒸发强度。

表8 碱蓬群落内外空气相对湿度记录表Table 8 Record of relative humidity of air inside and outside of Suaeda glauca community

图6 碱蓬群落内外空气相对湿度变化Fig.6 Variation of relative humidity of air inside and outside the Suaeda glauca community

3.2.1.4.3 碱蓬栽培对截留风沙的定量观测

本次观测采用建立碱蓬植物冠幅与截沙量关系的方法，初步计算碱蓬单位面积截沙力。经过对测试样本的野外实地量算，测得碱蓬植物单位面积的截沙力为2.65g/cm2。

3.2.2 轻度盐碱化地段栽植柽柳等灌木

2014年10月，在哈根淖尔轻度盐碱化地段移栽了乌柳(SalixcheilophilaSchneid.)、黄柳(SalixgordejeviiChang et SkV.)、柽柳(TamarixchinensisLour.)3种灌木(表9)，其中柽柳成活率最高，达到了82.6%。表现出对当地环境良好的适应能力；乌柳成活率分别51.2%，适应能力中等；黄柳的成活率12.2%，表明黄柳对轻度盐碱化土壤的适应能力很差。

表9 栽植几种灌木成活率Table 9 Survival rate of several shrubs planted

3.3 其它治理措施

3.3.1 制作干柳条沙障

在2015年和2016年治理区均铺设南北向沙障，位于宝绍岱淖尔西北主风向上方，常年经受来自西北的强风侵蚀区(表10)。经观测，沙障区域内共发现有15种植物，其中多年生植物9种，所占比例达到60.00%。而未铺设沙障的对照区只有沙鞭、芨芨草、银灰旋花、碱蓬、虎尾草5种植物，植物种数为沙障内的1/3，多年生植物则只有3种。

表10 沙障下植物种类及生活型Table 10 Plant species and lifestyle under sand barrier

3.3.2 围栏封育自然恢复

2015年把宝绍岱淖尔4万多亩干湖盆用网围栏封育，湖滨植被有了修养恢复的机会。网围栏围封以后自然恢复的植被群落出现，其中最显著的是芦苇丛，盖度约达30%-60%，高度平均82.5cm。未做封育措施的围栏外盖度小于7%，高度5-6cm。

围栏内自然恢复的植物种类包括芦苇、碱茅、水烛、碱蓬、西伯利亚蓼、虎尾草、西伯利亚白刺、画眉草等，其中多年生植物种类占55.56%；围栏外对照区植物只有碱蓬、画眉草等一年生植物，分布种类非常少。

4 结论

4.1 采用碱蓬治理干湖盆盐渍化

试验表明：碱蓬植物截沙挡风力度为2.65g/cm2。在重度盐碱地治理中，人工种植碱蓬不仅单位面积成本低，生长、成熟速度快，覆盖率高，固沙持水，而且能够改善微型小气候。碱蓬群落具有良好的降低土壤温度、减弱蒸发作用，可以降低不同深度的土壤紧实度，透气、保温，从而改善土壤的物理结构，有利于植物生长和土壤微生物活动。碱蓬出现以后，干湖盆里植物多样性的增加，使成群的鸟儿在碱蓬地里盘旋、降落；蜥蜴、昆虫也多了起来。

4.2 灌木移栽治理干湖盆盐渍化

由于柽柳移栽成活率最高，在灌木治理轻度盐碱地时，最好选择柽柳。

4.3 柳条沙障治理干湖盆盐渍化

通过铺设柳条沙障试验，沙障区比对照区增加10种植物，多年生植物增加比例为50.00%。柳条沙障治理盐碱地具有防风固土作用，其以成本低，见效快成为了治理盐碱地的一种有效的方法。

4.4 自然恢复治理干湖盆盐渍化

通过对干湖盆重度盐碱地围封一年之后，围栏内的芦苇丛长势更明显。试验区围栏内自然恢复的植物以碱茅、芦苇为主，其中多年生植物种类占56%。

总之，通过采用不同耐盐碱植物及治理措施的试验研究，积累了干湖盆盐碱地治理的有效方法，在经济成本核算上切实可行，具备可持续推广的现实意义。同时，进一步提高人们的生态保护意识，引起全社会关注干湖盆盐碱地生态环境保护的重要性，充分调动各级领导与广大农牧民保护草原、建设草原、合理利用草原的积极性与主动性。