植物防沙体系维护的基本原理及施工方案

2023-09-22 理论教育版权反馈

【摘要】：大范围的土壤和风沙流活动，就会造成土地沙漠化和风沙环境的发展，也会造成严重的公路沙害。风沙物理学的原理表明，增加地表覆盖，提高地面粗糙度，不仅可以有效地降低风速，减少土壤风蚀，而且可以阻止风沙流的运动，减轻风沙流的危害。

5.2.1.1 植物群落演替原理

植物群落是一个动态系统，它是不断变化的，在一定历史时期内，随着群落内部环境的变化，一种类型的群落逐步被另一种类型的植物群落自然取代，这一过程就是演替。植物群落在自身的发展过程中，不断地改造着自己的生存环境，在这一过程中常常会产生一些对其他物种侵入、生存和发展有利的因素，这就为后来物种的替代创造了条件。经过种群之间长时间的竞争排斥作用，就会发生群落的演替；同时外界环境本身也在不断变化，气候的干旱化、土壤的退化、地下水位的逐步抬升或下降和风沙危害的加剧或减轻等，这些外界环境的变化常使适应原有生境的物种生存能力下降，而适应新环境的物种则逐步取代原有物种，从而发生群落的演替。

植物群落演替理论对荒漠化地区穿沙公路植被建设具有重要的指导意义。在植被演替的某一阶段引进新物种进行植被改良时，应充分考虑到当时的生态环境和植物种的适应性。同时植物群落的演替是一种自然现象，它有利于植被的发展和稳定。在一些人工植被处于演替的过渡阶段时，原有的优势种可能会出现衰亡的现象。而新的优势种可能尚未形成，使群落出现暂时的退化，这是很正常的，没必要采取措施进行挽救或更新优势种，此时应尽量减少扰动，使其自然发展。另外通过改变局部的生态环境，可以促进新的植物种的侵入和群落的演替，甚至可能跨越群落演替的某一阶段，使群落和环境迅速改变。如在流动沙丘上直播小叶锦鸡儿、山竹子等灌木，由于风沙危害很难成活，但结合使用草方格沙障后，就会使小环境发生变化，植物能顺利生长，而且先锋植物也可以侵入。由于人为的正干扰，可以使流动沙丘上的植物群落的演替直接在木本植物阶段上开始，而不经历草本植物群落阶段，从而加速了植物群落发展的进程。

5.2.1.2 限制性生态因子原理

当生态因子（一个或相关的几个）接近或超过某种生物的耐受极限而阻止其生存、生长、繁殖、扩散或分布时，这些因子就是限制性因子。限制性因子的概念强调各种生态因子的相互关系，各种生态因子是共同对生物产生影响，即生态因子的综合性。在进行生态因子分析时不能只片面地注意到某一个生态因子，而忽略了其他因子，但生态因子的作用也有主次之分。在一个特定区域内，物种长期生活在一个稳定环境中，生物对周围环境一般都已经适应，正常情况下所处的生态因子不会限制其生存和繁衍。只有当环境发生剧烈变化或一些有机体迁入新的环境中，一些生态因子才有可能成为限制性生态因子。在科尔沁沙地绝大多数原生植被和土壤层均遭到破坏，土地沙漠化十分严重，这时降水不足和年变率大、土壤基质不稳、沙性土壤的肥力瘠薄以及风沙流活动强烈就成为当地植被恢复与重建的限制性因子。这些因子也是在严重沙漠化土地上大多数植物种不能生存的原因。限制性生态因子理论表明，在治理风沙环境的过程中，从外地引进的植物种一定要适应当地的生态条件，否则不易成功。当致力于改造环境、为植物提供良好的生长条件时，首先一定要搞清楚哪些是限制性因子，只有针对性地采取措施，才能达到预期的目的。

5.2.1.3 生物多样性和稳定性原理

群落的多样性与稳定性是密切相关的，一般来说物种多样性高的群落更稳定。因为物种多样性高意味着生物组成种类繁多而均衡，食物网纵横交织，从而保证系统具有很强的自组织能力，群落对于外界环境的变化干扰或来自群落内部种群的波动具有较强的抵抗或调节能力，从而使群落具有较强的稳定性。在乌金公路人工植被修复时，就充分考虑了群落的多样性和稳定性，强调乔—灌—草、网—带—片、多林种和多树种相结合的原则，形成多样的植被类型和复杂的植物群落，以保证植被建设的效果和群落的稳定性。研究证明，多物种组合和合理配置具有如下优势：①草、灌、乔多物种组合和合理配置可以形成立体防护体系，增加防护范围和防护效果；②在群落的演替过程中，对维持植被的平稳演替、防止产生大的波动具有重要作用；③对防止病虫的危害和蔓延，自然控制其发生发展具有明显作用；④在风沙、干旱等自然灾害发生时，能显著降低自然灾害的危害程度。

5.2.1.4 物种共生与生态位原理

在特定的生态区域内，自然资源的总量是相对恒定的，在进行植被建设时，要考虑如何通过生物种群的匹配，利用生物对环境的影响，使有限的资源得到合理利用，这是提高人工生态系统功能的关键。在引种的时候，要充分了解原引种地的自然条件和所引进植物种的生物学特性，不要引进当地不符合其生态位要求的植物种。在进行植被恢复与重建过程中应因地制宜地选用不同的植物种，只有当植物种种植在适宜生态位的生境中才能生长得好。在进行不同植物种组成时，也要充分考虑到植物种间的生态位是否重叠，不要把生态位重叠很多的物种配置在一起，否则容易引起植被的波动。植株的密度要合适，因为在某一地点环境资源的数量是有限的，密度过大势必造成资源不足，竞争加剧，导致植物生长不良。

5.2.1.5 风沙物理学原理

沙粒是风沙流形成和运动的物质基础，风是风沙流形成和运动的自然动力。当达到一定风速（≥5 m／s，地面以上2 m高度处）的风作用于裸露的沙地表面时，就会引起风蚀和风沙流运动。大范围的土壤和风沙流活动，就会造成土地沙漠化和风沙环境的发展，也会造成严重的公路沙害。

风沙物理学的原理表明，增加地表覆盖，提高地面粗糙度，不仅可以有效地降低风速，减少土壤风蚀，而且可以阻止风沙流的运动，减轻风沙流的危害。在风沙环境治理中建立人工植被时，设置各种沙障或高茬刈割等措施，其主要作用就是降低风速，减轻风对地面的直接作用或阻止风沙流的活动，固沙阻沙，防止风沙流活动的危害，为植物的生长创造条件。

植物防沙体系维护的基本原理及施工方案

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