銀西高鐵寧夏段荒漠區(qū)生態(tài)防護(hù)對(duì)策研究

　　摘要：針對(duì)銀西高鐵寧夏段荒漠區(qū)路基邊坡生態(tài)防護(hù)工程，基于氣象資料和邊坡土壤養(yǎng)分監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)?shù)貎?yōu)選的3種綠植生長(zhǎng)狀態(tài)及其土壤肥力進(jìn)行分析，提出適宜荒漠區(qū)高鐵路基邊坡的生態(tài)防護(hù)對(duì)策.結(jié)果表明，銀西高鐵寧夏段荒漠區(qū)近幾年整體呈荒漠化加劇的趨勢(shì)發(fā)展，路基邊坡土壤表現(xiàn)出鹽堿化和缺氮特征.檸條的成活率、植被密度、植物蓋度等生長(zhǎng)指標(biāo)均優(yōu)于其他2種，且栽植后土壤中N，K含量明顯改善，具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性.建議在銀西高鐵寧夏段荒漠區(qū)選擇檸條作為路基邊坡生態(tài)防護(hù)的綠植.

　　關(guān)鍵詞：銀西高鐵;荒漠區(qū);對(duì)比實(shí)驗(yàn);土壤肥力;生態(tài)防護(hù)

　　寧夏位于我國(guó)西北東部，處于黃土高原、蒙古高原和青藏高原的交匯地帶，西、北、東3面分別為騰格里沙漠、烏蘭布沙漠、毛烏素沙漠或沙地，具有典型的溫帶大陸性半干旱氣候特征.按照氣候、水文特征、生態(tài)特征，將寧夏劃分為引黃灌區(qū)、中部干旱帶、南部山區(qū)等[1].銀西高鐵自甜水堡進(jìn)入寧夏，經(jīng)惠安堡(太陽(yáng)山)、吳忠、靈武至河?xùn)|機(jī)場(chǎng)，轉(zhuǎn)向西跨黃河進(jìn)入銀川站，穿越寧夏全長(zhǎng)185.32km.

　　生態(tài)論文范例： 生態(tài)環(huán)境變化與生態(tài)化學(xué)計(jì)量的關(guān)系

　　區(qū)段內(nèi)自甜水堡以北至吳忠白土崗南為連續(xù)荒漠區(qū).段落內(nèi)生態(tài)類(lèi)型單一，地形地貌復(fù)雜，缺水少雨，十年九旱，風(fēng)大沙多，日照過(guò)足，蒸發(fā)強(qiáng)烈，在荒漠化導(dǎo)致的脆弱生態(tài)環(huán)境條件下，工程建設(shè)極易對(duì)植被產(chǎn)生破壞，且二次修復(fù)相當(dāng)困難[2].針對(duì)近年來(lái)寧夏土地荒漠化日益加劇的特征，國(guó)內(nèi)學(xué)者從氣象資料、土壤養(yǎng)分特性以及生態(tài)修復(fù)等方面進(jìn)行相關(guān)研究.

　　在氣象研究方面，主要基于大尺度、長(zhǎng)時(shí)間段的氣象資料數(shù)據(jù)分析，并通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算模型，進(jìn)行相關(guān)性分析.如基于遙感影響數(shù)據(jù)，分析寧夏植被指數(shù)與氣候生產(chǎn)力的時(shí)空變化關(guān)系[3];分析寧夏20個(gè)氣象站的月均氣溫資料[4]，揭示寧夏冬季氣溫異常的成因;通過(guò)遙感技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析[5]，詳細(xì)闡述寧夏土地荒漠化的發(fā)生過(guò)程和原因，并針對(duì)荒漠化發(fā)生的驅(qū)動(dòng)因子，對(duì)寧夏土地荒漠化治理提出合理的建議.針對(duì)寧夏荒漠區(qū)域的土壤養(yǎng)分研究，如通過(guò)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法[6]，并結(jié)合GIS技術(shù)，分析寧夏紅寺堡孫家灘園區(qū)0～20cm土層土壤中養(yǎng)分的空間變異特征;通過(guò)對(duì)土壤中細(xì)菌群落的分析[7]，提出土壤含水量和電導(dǎo)率是影響寧夏鹽堿化地區(qū)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的主要因子.

　　在荒漠區(qū)邊坡恢復(fù)措施研究方面，如在半干旱黃土地區(qū)、不同地形條件下，以成熟檸條為研究對(duì)象[8]，研究檸條林地土壤中水分利用及平衡特征;通過(guò)對(duì)榆林風(fēng)沙區(qū)立地條件喬灌木造林密度以及樹(shù)木生長(zhǎng)狀況調(diào)查分析[9]，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)該地區(qū)喬木和灌木適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià);通過(guò)對(duì)準(zhǔn)格爾盆地荒漠區(qū)俊俊灌木林的自我修復(fù)能力進(jìn)行研究[10]，提出人工輔助治理與生態(tài)自我修復(fù)有機(jī)結(jié)合的方式.

　　目前，對(duì)荒漠區(qū)生態(tài)防護(hù)的研究，主要對(duì)區(qū)域內(nèi)的氣象資料和土壤養(yǎng)分狀態(tài)進(jìn)行定量和定性分析，并結(jié)合荒漠化區(qū)的特征，研究該區(qū)域綠植生長(zhǎng)狀態(tài)，提出喬灌木適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法.但對(duì)于線狀工程，尤其是高鐵工程荒漠區(qū)生態(tài)修復(fù)方面的研究不多.因此，提出適宜于高鐵荒漠區(qū)的生態(tài)防護(hù)對(duì)策，可為荒漠區(qū)在建和擬建類(lèi)似工程提供一定的參考.

　　1銀西高鐵寧夏段土地荒漠化特征

　　1.1近5a降雨量(P)與蒸發(fā)量(E0)由2015—2019年吳忠地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)可知，該區(qū)域的P=207～289mm，年平均值為223.4mm.同時(shí)，近5a該區(qū)域的E0=1101～1351mm，平均值為1260.4mm，E0是P的4.4～6.7倍，即干燥度r=4.4～6.7，年平均干燥度達(dá)5.7，呈干旱地區(qū)特征，這對(duì)高鐵邊坡綠植養(yǎng)護(hù)提出了苛刻的要求.

　　1.2吳忠地區(qū)全年最大溫差

　　寧夏吳忠地區(qū)位于我國(guó)內(nèi)陸西北高原地區(qū)，受西伯利亞和烏拉爾山以及高壓影響[7]，該區(qū)域內(nèi)全年溫差較大.近5a全年最大溫差△T=28.7～32.9℃，其中，2016年達(dá)到△T極大值，近幾年△T均在30℃左右.冬夏溫度差異程度高，這對(duì)該區(qū)域內(nèi)植被生長(zhǎng)和生態(tài)修復(fù)影響較大.在高鐵路基邊坡生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，需考慮能承受較大溫差影響的植被.

　　1.3吳忠地區(qū)風(fēng)速極值

　　由于我國(guó)中高緯度地區(qū)的偏北氣流較強(qiáng)，冷空氣活動(dòng)較強(qiáng)，在寧夏地區(qū)形成較強(qiáng)的負(fù)距平區(qū)[6]，造成寧夏冬季氣溫持續(xù)偏冷.極大風(fēng)速vmax=9.7～20.8m/s，差值△v=11.1m/s.其中，2015年6月達(dá)到近5a來(lái)△v最大值，vmax隨時(shí)間t累計(jì)呈遞減的趨勢(shì)，最大值發(fā)生在6～7月，最小值在12月至次年1月.根據(jù)氣象風(fēng)速等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]，該區(qū)域?yàn)閺?qiáng)風(fēng)至大風(fēng)等級(jí)，加之地處荒漠化區(qū)域，造成銀西高鐵沿線風(fēng)沙化嚴(yán)重.

　　由上述分析可知，寧夏吳忠荒漠區(qū)近5a氣象呈現(xiàn)干旱化加劇、溫差大、大風(fēng)速的特征，造成路基邊坡呈現(xiàn)干旱化、風(fēng)沙化.在路基邊坡綠植防護(hù)中，選擇的植物應(yīng)具備較強(qiáng)的抗旱、抗溫差和抗風(fēng)能力.2路基邊坡土壤養(yǎng)分狀態(tài)為進(jìn)一步研究荒漠區(qū)沿線路基邊坡的土壤養(yǎng)分狀態(tài)，在銀西高鐵線路DK489+455～DK489+505區(qū)段，設(shè)置6處監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別測(cè)定土壤的含水率、pH值、堿解氮的質(zhì)量含量、有效磷的質(zhì)量含量及速效鉀的質(zhì)量含量.探測(cè)深度為邊坡表層土壤以下20～30cm。

　　3.1環(huán)境適應(yīng)性

　　檸條、梭梭及紫穗槐為當(dāng)?shù)鼗哪畢^(qū)生長(zhǎng)的灌木植被，它們均具備耐寒、耐旱、耐風(fēng)蝕、耐沙埋的特性，在形態(tài)方面也具有旱生結(jié)構(gòu)，對(duì)惡劣環(huán)境條件具有適應(yīng)性[14-15].3種植物的特征見(jiàn)表2.堿解氮的質(zhì)量含量ρ(N)和有效磷的質(zhì)量含量ρ(P)明顯低于速效鉀的質(zhì)量含量ρ(K)，其中，ρ(N)=34.72～41.9mg/kg，ρ(P)=36.57～59.34mg/kg，ρ(K)=242.97～312.97mg/kg.由全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知[13]，土壤實(shí)驗(yàn)選擇上述3種植物作為路基邊坡防護(hù)的綠植.由于灌木栽植30d后基本能體現(xiàn)出植物的生長(zhǎng)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)選擇栽植30d后對(duì)這3種植物的生長(zhǎng)狀態(tài)和土壤肥力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便優(yōu)選出適宜于高鐵路基邊坡的生態(tài)防護(hù)綠植.

　　4結(jié)論

　　1)近5a，寧夏吳忠地區(qū)區(qū)域的干燥度為4.4～6.7，全年最大溫差為28.7～32.9℃，極大風(fēng)速為9.7～20.8m/s，顯示該區(qū)域土地呈荒漠化發(fā)展.2)銀西高鐵寧夏段荒漠區(qū)路基邊坡土壤的含水率較低呈干旱特征，酸堿度為9.23，堿解氮的質(zhì)量含量為43.25mg/kg，整體表現(xiàn)為鹽堿化和養(yǎng)分貧瘠特征.在路基邊坡綠植防護(hù)中，應(yīng)考慮耐堿、耐旱以及耐低氮的植物.

　　3)對(duì)當(dāng)?shù)貎?yōu)選的3種灌木栽植后的生長(zhǎng)狀態(tài)和土壤肥力分析，發(fā)現(xiàn)檸條的成活率、植物蓋度、植物密度3項(xiàng)指標(biāo)均較優(yōu)，且種植檸條的土壤中N，K的質(zhì)量含量增加，顯示出檸條對(duì)荒漠區(qū)有較強(qiáng)的適應(yīng)性.考慮植被與當(dāng)?shù)丨h(huán)境適應(yīng)性關(guān)系，四季常青植物不適宜在當(dāng)?shù)厣�長(zhǎng).高鐵邊坡要求整體美觀與整潔，建議邊坡采用單一植被進(jìn)行栽植.建議在銀西高鐵寧夏段荒漠區(qū)，選擇檸條作為路基邊坡生態(tài)防護(hù)綠植，且檸條根瘤冬眠期有固沙的作用.同時(shí)，在路基兩旁混播不同植被，如紫穗槐、梭梭等灌木，以達(dá)到更好的生態(tài)防護(hù)效應(yīng).

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　　作者：苗學(xué)云1，劉濤，吳永峰，章洵，米維軍1

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