论文摘要
通过封育恢复天然植被,是我国多年来治理沙漠化土地的一项行之有效的措施。恢复天然植被亦是植物治沙的重要内容之一,是一项投资少、收效大、事半功倍的有效措施,但在自然状态下恢复年限较长。开展大面积人工植树造林又受到干旱荒漠和半干旱荒漠地区水因素的限制,单纯追求高密度、大冠幅的目标难以实现。因此,研究在有限范围内的植物造林,特别是孤植树使其发挥较大的防风固沙效益显得尤为重要。民勤在治沙造林实践活动中主要采用梭梭、花棒、柠条和沙拐枣4种沙生植物。通过对梭梭、柠条、花棒、沙拐枣4种沙生植物空间结构及其防风作用的研究,得出以下结论:1、按Strahler法确定枝序,测量分枝角度。就不同的沙生植物而言,分枝角度差异很大。基于减少枝叶间的竞争压力和充分利用空间资源等原因,分枝角度由里向外普遍有增大的趋势。梭梭、花棒、柠条具有较强的分枝能力,其分枝角度一般都在70～85°。2、对植株以20cm高度为梯度从地面开始进行刈割,测其20cm内的生物量,并依枝条直径大小,按照2mm为级将枝条分为6级:0～2mm、2～4mm、4～6mm、6～8mm、8～10mm、>10mm。直径0～2mm为第1级,依此类推,直径>10mm的枝条为第6级,测定其枝条数与生物量。得出:(1)梭梭、柠条在相同高度范围内,不同植株不同直径枝条数无显著差异;花棒不同植株在0～20cm、160～200cm高度范围内,不同直径枝条数有显著差异,在其它高度范围内则无显著差异;沙拐枣不同植株在180～200cm高度范围内,不同直径枝条数有显著差异,在其它高度范围内无显著差异。(2)梭梭枝条总数在各个高度明显高于其它3种沙生植物,在120～160cm高度范围内,枝条总数在1000以上;柠条、花棒、沙拐枣的枝条总数变化趋势相似;总体上4种沙生植物枝条总数随高度逐渐增大,在树高的0.5倍时达到最高值,然后开始随株高逐渐降低。(3)梭梭、沙拐枣、花棒、柠条直径为0～2mm、2～4mm、4～6mm、6～8mm、8～10mm的枝条数随高度的增大而增加,取得最大值后又逐渐减少;直径>10mm的枝条随高度增加,呈下降趋势。(4)梭梭、沙拐枣、花棒、柠条在一定高度范围内逐步分枝率SBR5:6、SBR4:5、SBR3:4、SBR2:3、SBR1:2值都呈上升趋势,受分枝角度的影响,不同高度不同树种上升趋势有差异;随着高度的增大,受植物生物量空间承载力的影响,枝条总数逐渐开始减少,枝条趋于直径较小的枝条,SBR5:6、SBR4:5、SBR3:4、SBR2:3、SBR1:2值趋于稳定。(5)柠条在20cm高度内的生物量最大,梭梭其次,沙拐枣和花棒分列3、4。受空间承载力的影响,4种沙生植物生物量随高度的增大都呈下降的趋势。4种沙生植物直径>10mm的枝条生物量随高度呈下降趋势,其它枝级的枝条生物量随植株高度的增大而逐渐增大,到达一个最大值之后又开始下降。(6)对于沙生植物而言,含水率是用来表征植物抗旱能力的强弱的指标之一。其中沙拐枣的含水率(30.70%)最高,说明抗旱能力最强;柠条含水率(15.42%)最低;梭梭和花棒含水率也不高,在20%左右。(7)4种沙生植物在垂直主风向方向时,沿植株高度水平最大宽度B值情况:沙拐枣、梭梭、柠条、花棒的宽度依次在树高的0.25～0.35、0.55～0.65、0.3～0.4、0.3～0.4倍时取得最大值。3、在20cm;50cm;100cm;150cm高度设置风杯,和空白对照处与植株冠幅后0m ;1m ;2m ;3m处在主风向上进行同步观测,测定植株的防风作用,得出:(1)4种沙生植物由于植株结构的不同,降低风速作用也不同,植株枝条在比较稠密的高度降低风速作用较大。在植株的上部和基部,枝条较少,降低风速的作用较小。(2)植株降低风速作用与枝条阻挡面宽度Z以及迎风面宽度B有密切关系,且随着Z和B的增大而增大。迎风面宽度B与枝条阻挡面宽度Z呈正相关。对沙生灌木进行平茬,不仅不影响其生长,反而会萌发更多的枝条,这样既增加了枝条阻挡面宽度Z,又增大了迎风面宽度B,降低风速作用及范围将会大大提高,更利于防风固沙。研究表明,气流搬运的沙量绝大部分(80%)集中分布在0～10cm高度内,输沙量随高度增加呈指数规律递减。建议在10cm高度对沙生灌木进行平茬。