摘要:呼吉爾特礦區(qū)地處毛烏素沙地，為研究煤炭資源開發(fā)后引起淺層地下水變化進(jìn)而對植被類型的影響，通過地下水埋深與植被種群分布的空間分析，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查獲得了地下水埋深與植被種群分布規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)的典型草原植被已被沙生植被、草甸植被、鹽生植被等隱域性植被取代，丘間濕地植被對淺層地下水水位敏感度較高，可作為重要指標(biāo)納入煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測體系。
關(guān)鍵詞:植被類型,植被分布,地下水位,空間分析
植被與地下水有著密切的關(guān)系，Batelaan等在研究地下水與地區(qū)生態(tài)保護(hù)關(guān)系中發(fā)現(xiàn)植被分布能很好的映射地下水補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)。水文模型和植被類型能揭示一些流域上的生態(tài)差異[1]。Dwire等在美國俄勒岡州東北部，研究了三種不同水分含量的草地類型，分析認(rèn)為植物物種相對于地下水位深度的分布具有一定的地帶性分布特征[2]。
趙文智等針對干旱區(qū)生態(tài)水文過程研究提出了臨界生態(tài)需水量、最適生態(tài)需水量和飽和生態(tài)需水量的概念，并提出了確定方法[3]。李衛(wèi)紅指出植物水分利用是群落生態(tài)過程的核心問題。在干旱地區(qū)，植被生長受淺層土壤水分條件制約最大[4]。根據(jù)中國煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，以陜西神府煤田和內(nèi)蒙古東勝煤田為主規(guī)劃了神東煤炭基地。
目前，神東煤炭基地已批復(fù)的礦區(qū)主要位于毛烏素沙地腹地，地區(qū)經(jīng)濟(jì)的開發(fā)主要依托能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能源開發(fā)轉(zhuǎn)化受制于水資源利用，生態(tài)環(huán)境保護(hù)又制約著水資源的開發(fā)，進(jìn)而形成了一個復(fù)雜的多元制衡結(jié)構(gòu)[5]。綠水青山也是金山銀山已成為新時代綠色發(fā)展主旋律，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，適度開發(fā)礦產(chǎn)資源顯得十分迫切和重要，本文結(jié)合遙感解譯和實(shí)地驗(yàn)證，研究地下水位與植被類型關(guān)系，深入理解植被變化對地下水變化的響應(yīng)，為呼吉爾特礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供有效技術(shù)支撐。
1研究區(qū)概況
毛烏素沙地位于鄂爾多斯高原的中部與南部，黃河從西、北、東三面環(huán)繞，東南背依黃土高原，西北緊鄰庫不齊沙漠[6]。毛烏素沙地水熱資源變化強(qiáng)烈，降水量較少，氣候干旱，是中國四大沙地之一，地處于農(nóng)牧業(yè)過渡帶，能源開發(fā)集中分布帶，生態(tài)環(huán)境問題主要表現(xiàn)為的脆弱性、多樣性和復(fù)雜性[7]。研究區(qū)位于呼吉爾礦區(qū)內(nèi)，主要涵蓋了葫蘆素井田、門克慶井田、梅林廟井田、巴彥高勒井田、圖克井田。
2植被調(diào)查
2.1植被分布特征
研究區(qū)雖然屬于典型草原帶，但是典型地帶性的植被如針茅、達(dá)烏里胡枝子、冷嵩等僅零星分布在硬梁地的梁頂上，區(qū)域范圍內(nèi)已被沙生植被、草甸植被、鹽生植被等隱域性植被取代。從空間結(jié)構(gòu)來看植被類型復(fù)雜而多樣。研究區(qū)范圍內(nèi)以油嵩為建群種的沙生半灌木群落最為發(fā)達(dá)，在研究區(qū)范圍內(nèi)占據(jù)面積最大。
從流沙地到固定沙地形成一個演替系列。流動沙丘上植被稀少，分布了沙蓬、蟲實(shí)等組成的沙地先鋒植物群落;半固定沙地上，油嵩開始定居，至固定階段，油嵩群落達(dá)優(yōu)勢地位并趨于穩(wěn)定;在固定沙地上，地面出現(xiàn)藻類結(jié)皮，局部地段保留著沙地柏-柳葉鼠李灌叢和檸條灌木等群落。丘間的低濕灘地，生境條件比較多樣，常有各種草甸、鹽化草甸、沼澤草甸、草本沼澤及柳灣林[7-10]等，丘間低濕灘地植物群落類型相對豐富。
沙蒿是區(qū)域范圍內(nèi)優(yōu)勢物種，廣泛分布與固定沙丘和半固定沙丘上。沙蒿分布密度與沙地變化趨勢一致，種群植物的蓋度分別由10%→30%→50%。對應(yīng)著流動沙漠、半流動半固定沙漠和固定沙漠三個階段的變化，目前研究區(qū)大部分沙漠已基本固定，種群蓋度一般在50%～70%。喬木類、灌木類、沙地半灌木草本類、臭柏以及農(nóng)作物類植物根系下扎深度一般末達(dá)到地下水位，它們主要依靠大氣降水和土壤中的持著水生長發(fā)育，只有湖沼草灘類植物多數(shù)為喜水植物，生長于地下水位淺埋地帶，靠吸收地下水份生長發(fā)育。
2.2植被類型分布與地下水關(guān)系
本次研究進(jìn)行了植被樣方的調(diào)查，對典型地貌區(qū)進(jìn)行了樣線調(diào)查，對研究區(qū)典型的灘地植被帶和柳灣林植被帶共布設(shè)了2條調(diào)查樣線，根據(jù)樣線調(diào)查繪制了典型區(qū)域植被帶分布。根據(jù)樣線調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)有典型的柳灣林群落分布，以柳灣林為生態(tài)單元，在低濕區(qū)主要分布有蘆葦、拂子茅，在高潛水位區(qū)主要分布寸草苔草甸，在寸草苔周邊地下水埋深增大，草甸植被向典型草原和荒漠草原演變，逐步由寸草苔退化為有牛心樸子，小花棘豆，芨芨草等物種，在沙丘區(qū)地下水埋深10m以上，沙化特征明顯區(qū)域主要分布有蟲實(shí)、米口袋等植被。
3植被類型與地下水位關(guān)系建立
根據(jù)地下水水位埋深和植被類型數(shù)據(jù)進(jìn)行空間統(tǒng)計分析，計算出各植被類型區(qū)平均地下水埋深。通過植被類型分類統(tǒng)計可知沙地草本類和臭柏灌叢類地下水位平均值在2m以上。從區(qū)域地形分析來看，兩種植被類型主要分布在風(fēng)積沙丘區(qū)，沙丘微地貌造成地下水埋深增大，所以這兩種植被類型表現(xiàn)為地下水水位高的特點(diǎn)。
喬木林地下水位平均值為1.51m，從分布上看，在研究區(qū)內(nèi)比較零散，主要在牧區(qū)居民點(diǎn)周邊和道路兩側(cè)，由于喬木林均為人工栽種，多位于地下水相對較高的平緩丘間低地，其地下水位與植被類型關(guān)系不具有代表性。低濕地植被類型的平均水位1.82m，該類植被所在區(qū)域地勢較低緩，臨近地下水出露區(qū)，因此表現(xiàn)為地下水水位偏低的特點(diǎn)。
灌木類主要建群種為沙柳，分布上看具有柳灣林景觀特征，柳灣林由沙柳、烏柳組成，是毛烏素沙地天然生存的獨(dú)特植物群落。柳灣林與濕地草甸連續(xù)分布，因此地下水水位與低濕地植被相近。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地下水埋深與植被種群分布存在一定的分布規(guī)律，根據(jù)各植被類型地下水水位埋深和研究區(qū)灘地邊緣植被帶剖面分布和柳灣林典型植被帶剖面分布特征，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)出研究區(qū)地下水位關(guān)系與典型植被關(guān)系。
4結(jié)論
1)研究區(qū)雖然屬于典型草原帶，但已被沙生植被、草甸植被、鹽生植被等隱域性植被取代。研究區(qū)范圍內(nèi)以油嵩為建群種的沙生半灌木群落最為發(fā)達(dá)，同時具有獨(dú)特的柳灣林景觀特征。
2)研究區(qū)內(nèi)以柳灣林為生態(tài)單元，在濕地主要分布有蘆葦、拂子茅，在高潛水位區(qū)主要分布寸草苔草甸，在寸草苔周邊隨著地下水埋深增大，草甸草原逐步向典型草原和荒漠草原演變。
3)通過地下水埋深與植被種群分布的空間分析，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)地下水埋深與植被種群分布存在一定的分布規(guī)律，其中喬木林(旱柳、小葉楊)生長在地下水位1～6m，濕生灌木(沙柳、小紅柳)生長在地下水水位1～6m，旱生灌木(楊柴、花棒)生長在地下水位6m以上區(qū)域，草本植被中隨地下水位增加，植被主要演變的類型為是蘆葦、假葦拂子茅、苔草、芨芨草、牛心樸子、小花棘豆、沙蒿、沙米。
4)丘間濕地植被類型的水位敏感性高，對地下水位指示最明顯，可作為重要指標(biāo)納入煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測體系。
參考文獻(xiàn):
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相關(guān)期刊推薦：中國水土保持(月刊)創(chuàng)刊于1980年，是水利部主管、黃河水利委員會主辦的對國內(nèi)外公開發(fā)行的水土保持綜合性科技期刊。初名《水土保持》，為雙月刊,內(nèi)部發(fā)行。
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