干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 石羊河中下游河岸植被恢复与沙化防治技术研究

Arid

	石羊河中下游河岸植被恢复与沙化防治技术研究
	刘世增; 满多清; 刘虎俊; 李银科; 刘淑娟; 张莹花; 郭春秀; 韩富贵; 袁宏波; 马剑平; 杨自辉; 魏怀东; 汪媛艳; 富晓松; 徐秀芸
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2011
中文摘要	一、任务来源项目名称：石羊河中下游河岸植被恢复与沙化防治技术研究项目编号：(090NKCA121) 下达单位：甘肃省科技厅执行期限：2009年8月-2011年12月二、应用领域和技术原理项目通过现状调查,参考相关资料,以现有河岸植被为基础,恢复植被功能为目的,应用恢复生态学和防护林学等原理,借助遥感、植物抚育和防风固沙工程设置等技术,分析研究了石羊河中下游河岸植被结构和功能现状,探讨区域退化河岸植被建植模式,提出了基于河岸植被保育的区域沙漠化防治模式,进行了试验示范。本项目成果主要为内陆河流域生态环境改善与保护提供技术和示范样板,为干旱内陆河流域生态系统保护和退化河岸植被恢复及干旱区生态环境治理提供重要的理论基础及可行的技术支持。三、性能指标项目研究成果以石羊河中下游的河岸植被类型、退化现状和当地生态条件为基础,调查分析了河岸植被的演替和现状、河岸的结构、河流的变迁、地下水与土壤特征,确定了河岸的植被状态及相关因素关系,提出了以修复退化河岸植被为基础的区域沙漠化防治对策,具有一定的科学性和可操作性。以石羊河中下游的区域河岸植被观测为前提,调查分析区域径流量、土壤性质、河流变迁、流水地貌和河岸植被功能。应用遥感、生态和地理统计学调查与分析技术,提高了研究成果的科学性,研究结果丰富有效。在河岸植被组成、结构、分布和影响因素调查分析的过程中,同时分析了石羊河中下游的河岸带生态系统结构,并予以分类,丰富了研究内容。主要研究内容有： 1.通过调查和分析,对石羊河中下游河岸带进行生态区划。以流域水文特征为第一要素进行河段的分区,根据流水地貌形态结构进行二级分类,并结合河岸植物群落类型,将区域河岸带划分为6种生态类型区：季节性流水的河谷小灌木荒漠区、泉水溢出的河谷禾草盐化草甸荒漠区、常流水河段的阶地-河漫滩人工乔木林绿洲区、常流水区的河漫滩乔灌木荒漠区、干涸河区的人工渠系-古河漫滩灌丛荒漠区、干涸河区的古河漫滩小灌木荒漠区。对石羊河流域中下游的河岸植被类型及其分布状况进行了较详细的调查,分析了不同河段类型、垂直河岸梯度上植被类型、空间格局及数量特征。荒漠植物是石羊河中下游主要的河岸植被组成分,决定着河岸植被外貌,属于典型荒漠植被,可划分为5个植被型(落叶阔叶林(人工林)、落叶阔叶灌丛、温带荒漠、温带荒漠草原和荒漠草甸)、20个群系、30个群丛,植被类型的差异主要表现在群系和群丛。植物类型在垂直河岸梯度上存在差异,与河流的侧渗有关,而差异主要表现在垂直0-50m范围的植被类型。 2.流域水文及其与河岸植被关系研究。河岸区的地下水位与河床间距呈正相关,距河床1000 m之内,随着距河床间距增加,地下水位呈梯级下降;河流对于地下水位的影响范围应该约为200 m。河岸区的地下水位与河床间距呈正相关影响河岸植物群落类型及其空间分布,伴随着地下水位的下降,河岸带的天然植被从草甸过渡为灌木荒漠植被类型的变化比较明显。现代石羊河中下游水文环境是古石羊河与古金川河等河流演变而来。石羊河下游河岸植被格局的形成、演替与河流退缩和变迁关系密切。 3.流域水文及其与河岸植被关系研究。河岸区的地下水位与河床间距呈正相关,距河床1000 m之内,随着距河床间距增加,地下水位呈梯级下降;河流对于地下水位的影响范围应该约为200 m。河岸区的地下水位与河床间距呈正相关影响河岸植物群落类型及其空间分布,伴随着地下水位的下降,河岸带的天然植被从草甸过渡为灌木荒漠植被类型的变化比较明显。现代石羊河中下游水文环境是古石羊河与古金川河等河流演变而来。石羊河下游河岸植被格局的形成、演替与河流退缩和变迁关系密切。 4.河岸土壤特征及其相应植被分布。石羊河中下游的河岸植被盖度和物种丰富度的变化与土壤性质的变化相一致,河岸植被的良好生长促进了河岸土壤的演化与形成;土壤化学性质则与植被变化的相互影响,呈显著相关。但河岸土壤性质的极值则与土壤性质的变化值不对应;河岸土壤化学性质的变化影响着植被的区域分布与变化,同时土壤化学性质也因植被的变化而发生改变,继而重新作用于河岸植被的局部区域变化;河岸植物群落与土壤影响和相互作用促进了河岸植被的演替和生长。 5.石羊河中下游流水地貌特征。石羊河主河道由八条支流在中下游汇集形成,中下游的主河道发育在洪积、冲积平原,河流长期下切侵蚀,形成河漫滩。河流径流在宽阔的河漫滩自由蜿蜒流动,形成自由河曲,发育成游荡型的叠置河床;石羊河的下游,因人为干扰强烈,天然流水地貌已基本消失,只有残存的古河床。支流红水河,中游沟谷宽约50-300m,有两至三级阶地,村庄和农田分布二级或阶地以上;在其中下游,河床地貌蛇曲发育,有些部位有牛轭湖地貌,主要有河漫滩及两级阶地;下游入石羊河河口,河曲完全发育在古三角洲上。 6.石羊河流水地貌与河岸植被的分布及类型关系密切。在支流中下游河岸,地表径流对阶地植被影响明显减弱,从而形成荒漠植物群落且以草本植物为主;在各支流下游及主河道中游普遍形成河岸林带,自河床起为沼泽化草甸,向外依次为筐柳、线叶柳、小獐茅等,向外则以沙枣、小叶杨、柽柳和柠条等乔灌木为主。但受人类的干扰较明显,许多河段分布有人工沙枣林、人工柽柳林;主河道下游历史上曾经的天然河曲已完全消失,只有部分河岸植被的残存痕迹。 7.石羊河中下游河岸植被的生态意义及河岸植被保育：石羊河中下游的河岸带是区域内唯一拥有天然乔木和沼泽植物的区域,是特有物种源和栖息地,分布了区域30%植物种和80%的群落类型,也是野生动物的重要栖息地;200-500 m的河岸林带防护河岸,稳定河床,减缓了洪水、风沙和干热风对农作物的威胁,在维护人居环境安全和调节区域微气候中发挥着重要作用。石羊河中下游的河岸植被目前处于退化状态,根据项目调查分析,提出以下河岸植被保育建议：根据河岸生态类型区,进行退化植被修复;依据植物的繁殖特性,优选适宜植物种,通过封育方式相结合促进更新与修复;辅以人工辅助修复和非生物措施的造林,调整现存人工植被结构;强调适当外流域调水,补给水资源缺口,加快河岸植被恢复的生态用水。 8.基于河岸植被保育恢复的区域沙漠化防治策略：干旱区的生态资源总体是：光热资源丰富,而水资源短缺。植被建设应该立足于建立免灌溉植被系统。因此,应基于流域为单元,水资源为主线,统筹合理利用水资源。充分发挥河岸带相对地下水位较高,水资源丰富,利用河流沿岸地下水位较高的优势,合理建设河岸植被,建立基于河岸植被带,以河岸带为核心向河岸外围延伸的流域沙漠化综合防治体系。 9.在流域中下游建设1600亩试验示范区,开展示范及试验研究：项目在石羊河中下游红水河支流的扎子沟和石羊河下游的义粮滩分别建成600亩和1000亩的2个试验示范点。四、与国内外同类技术比较国内外对于河岸带研究的内容主要包括河岸带结构及其功能、生态系统特征、河岸植被退化和恢复。国内在此领域的研究主要集中在塔里木河。国外大量的河岸带退化生态系统的恢复和重建试验研究工作主要是通过利用恢复和重建后的湿地岸边植被,发挥河岸带生态系统的功能。其中应用性研究较少,定性分析较多等,尤其对干旱区内陆河流域植被变化及恢复研究较少。石羊河流域水资源开发利用所产生的生态环境问题由来已久,近年来进行了相关方面大量研究。但从流域生态学角度入手对于石羊河流域河岸特征及其植被分布、演变特征,流域的河岸植被带的恢复等问题,尤其是着眼流域建立基于河岸生态系统的流域沙漠化防治研究未见相关研究。对流域中下游河岸植被的生态功能进行划分并对河岸植被在区域沙漠化的作用进行了探讨,提出了基于退化河岸植被修复的区域沙漠化防治对策,具有一定的科学性和可操作性。同时,进行了一定试验示范。项目成果补充了石羊河流域河岸植被研究的空白,丰富了区域研究内容,为流域综合生态治理提供科学依据和技术支撑。五、成果的创新性和先进性 1.调查分析了石羊河中下游的常流水河段、季节性流水河段和断流河段的河岸地貌、河流径流变化、水质及其河岸带地下水位动态及其关系。 2.阐明了石羊河中下游不同河段的河岸植被类型、分布、变化及其与区域生态环境之间的关系。 3.确定了河岸带范围,河岸植被与土壤理化性质梯度变化关系。 4.分析了石羊河中下游的河流变迁、河岸植被的生态功能及其与区域荒漠化的关系,提出了退化河岸植被修复和区域沙漠化防治技术。六、成果的作用与意义在干旱区由于人为干扰与自然因素共同作用,以水土流失、植被和土地退化为标志的荒漠化和超承载力利用水土资源问题,广泛受到国际社会和我国各级政府及专家学者们的重视。项目研究区域是我国生态环境退化较严重的区域,引起了党和国家的高度重视,国家投资43亿多元,重点提高流域水资源综合利用效率,修复区域植被,改善生态环境。2008年科技部也在此实施了“石羊河流域综合治理”项目,进行退化植被恢复和撂荒地管理的研究。本项目的实施为国家重大项目的进行提供了参考资料,填补了石羊河河岸植被研究的空白,补充了区域生态研究的内容,为国家重大工程建设提供了基础资料、关键技术和示范基地。同时,项目的实施过程中,与当地生产部门联合,在石羊河中下游建立了相应示范区,形成了实施区生态保护体系,对保护当地工农业生产发挥了重要作用。七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见干旱区的河岸生境和植被相对较好,研究成果以河岸生态研究为基础,开展石羊河流域中下游河岸退化植被与水文和土壤生态格局、过程与相互关系的研究,提出了石羊河流域中下游生态恢复与重建技术与对策。退化植被的修复与重建技术,国内主要在矿区和南方石质山区做了大量的研究,而干旱区退化植被的人工重建,由于直接针对生态条件恶劣的荒漠区,难度较大,技术复杂。本项研究成果为国内类似地区的研究和技术应用提供了参考。我国的干旱区面积约占国土面积的1/3。我国内陆河流域面积占大陆国土的36%,主要分布在西北。而以石羊河流域为典型的我国西北内陆河流域多为沙漠或戈壁景观,绿洲沿河流分布,形成绿洲廊道景观。当前,该流域中下游的荒漠化正越来越受到国内外的普遍关注,荒漠化防治工作也随之向纵深发展。项目成果不仅研究了石羊河流域中下游退化河岸植被恢复理论与方法技术问题,而且提出区域荒漠化防治对策,也必将在我国干旱区内陆河流域得到进一步推广和应用。存在的问题： (1) 定位观测时间较短,缺少时间和空间宏观变化研究的本底资料石羊河流域的研究时间和内容比较丰富,但缺少专题性定位观测样点。本项目只是对于河岸带的植被及其生态要素的定位观测及变化特征进行了随机和现状调查分析,缺少直接的长期河岸植被带的水文生态及其相关因子和植被观测资料。虽然应用不同时期的卫片解读结果,分析了河岸植被的盖度和景观变化,但因缺少景观指数,分析比对研究、定量分析河岸带空间格局还有待继续进行定位观测和研究。 (2)示范区效果微弱,需要完善和跟踪观测研究应用空间替代时间的方法调查了不同退化程度的河岸植被,分析了河岸植被的退化过程与机理,建立了两处退化植被恢复示范点,但项目实施时间仅3年,成果示范区初步建成,只是初步监测了河岸植被恢复示范区效果,退化植被的恢复效应分析还有待继续进行。另外,河岸为梯级带状结构,石羊河中下游的河岸带长约130km,沿河岸带的生态环境存在差异,仅建立两处示范点,数量也相对较少,需要继续建立和完善示范区并进行效果跟踪观测。
中文关键词	石羊河中下游 ; 河岸植被 ; 沙化防治
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	X171
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001469117
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242872
推荐引用方式 GB/T 7714	刘世增,满多清,刘虎俊,等. 石羊河中下游河岸植被恢复与沙化防治技术研究[Z]. 应用技术,2011.