人为干扰对沙漠绿洲过渡带斑块状植被格局稳定性及其防风固沙功能的影响

The vegetation patchy pattern of desert oasis ecotone is the result of interaction between the ecological processes and hydrological processes; this vegetation pattern alse is a common, relatively stable vegetation existence form in arid area. It have important significance for preventing blown sand invasion and protecting the safety of oasis in production to maintain the stability of patchy vegetation pattern and to improve its function of wind breaking and sand fixing. But in recent years, some unreasonable human disturbances make the vegetation patches of desert oasis ecotone appear flagging sign, and reduce its function of resisting wind and stabilizing sand. This project takes the patch vegetation of desert oasis ecotone in the northern part of Linze County of Zhangye City as research object, by locating respectively observation in disturbed plot and undisturbed plot of the patch vegetation, and combining with the interpretation data of Remote Sensing image of different time phases in regional scale, the following research contents will be completed. (1) The spatial pattern characteristics of patch vegetation, the stability and the spatial heterogeneity of plant communities; (2) The law of wind erosion and wind deposition for different plots of the patch vegetation; (3) The influence degree of human disturbance on the vegetation pattern of patch shape and its function of sand fixing; (4) The model of relationship between the dynamic changes of patchy vegetation pattern and the activity process of wind erosion and wind deposition in regional scale; (5) The evaluation method on the function of wind breaking and sand fixing of vegetation patch pattern for different scales. The research results can provide scientific basis for natural patch vegetation protection, selection and spatial pattern allocation of plants which have the function of reducing wind and stabilizing sand in vegetation ecological construction of the Hexi Corridor desert oasis ecotone.

沙漠绿洲过渡带植被斑块状格局是干旱区生态过程和水文过程相互作用的结果，也是干旱区一种常见的、相对稳定的植被存在形式。维持斑块状植被格局的稳定性，提高其防风固沙功能，对防止风沙侵袭、保护绿洲生产安全具有重要意义。但近年来，一些不合理的人为干扰使沙漠绿洲过渡带斑块植被出现衰退迹象，降低了其防风固沙的功能。本项目以张掖市临泽县北部沙漠绿洲过渡带斑块植被为研究对象，通过样地调查和定位观测，研究干扰样地和未干扰样地斑块植被的空间格局特征、植物群落的稳定性和空间异质性，揭示不同样地斑块植被的风蚀风积规律，明确人为干扰对斑块状植被格局及其防风固沙功能的影响程度。同时利用不同时相的遥感影像解译数据，构建区域尺度上斑块状植被格局动态变化与风蚀风积过程的关系模型，探讨斑块状植被防风固沙功能的评价方法。研究结果可为河西走廊沙漠绿洲过渡带固沙植被建设过程中的斑块植被保护、植物种选择及其空间格局配置提供科学依据。

干旱区沙漠绿洲过渡带斑块状植被的生长发育状况及演替动态对防风固沙、保护绿洲安全生产乃至维持生态环境稳定具有重要作用。人为干扰对区域斑块状植被空间格局及其稳定性的影响具有两面性，合理的人为干扰会促进斑块状植被良性演替，进而提高其防风固沙的功能；不合理的人为干扰会破坏斑块状植被既有的空间格局及稳定性，植被发生退化，进而使其防风固沙功能衰减。本项目以张掖市临泽县北部沙漠绿洲过渡带斑块状植被为研究对象，通过野外样地观测、实验数据采集和区域遥感影像信息提取相结合的方式，对人为干扰下斑块状植被格局的稳定性及其防风固沙功能开展对比研究，得到以下重要成果： .1、从2012～2019年，研究区样地斑块状植被覆盖度由11.54%提高到49.81%，其中，2012年到2016年植被恢复面积比退化面积多42.30hm2，2016年到2018年多11.25hm2。表明近年来随着合理的人为干扰强度增加，斑块状植被覆盖度提高明显。 .2、从2014～2018年研究区基质斑块（裸地）的稳定性指数SM在1.37～1.28范围波动变化，且呈减小→增大→减小的趋势；而植被斑块的稳定性指数SP呈增大→减小→增大的趋势，SP值由0.293上升到0.979，接近于1，表明植被斑块的空间格局逐渐趋于稳定。 .3、研究区2012年代表性植被群落的稳定性比为26/74，2014年为31/69，2019年变为22/79，即趋向于植被群落的合理稳定性比例20/80。说明近年来在合理人为干扰下（如，栽植梭梭），沙漠绿洲过渡带植物群落的生长状况趋稳向好。.4、研究区输沙势（DP）在14.38VU～20.09VU范围，属于低风能环境。由于连续多年补植固沙植物，2014～2018年风沙蚀积活动发生了明显转化，风积区域由38.89%扩大为84.72%，风蚀区域由61.11%缩减为15.28%。表明斑块状植被的防风固沙功能持续提高，部分流动沙丘逐渐向固定沙地转变。.5、固沙植被对土壤具有一定的改良作用，随着研究区植被覆盖度的增加，植被根区土壤机械组成呈现出由粗粒向细粒的转变趋势；土壤含水量随土层深度的增加呈现出增大→减小→增大→减小的变化趋势，不同植物深层土壤含水量的差异性显著大于浅层，但最大值基本出现在60-100cm深度土层；土壤有机质含量逐年增加，且最大值出现在20-60cm深度土层。