銀西高鐵寧夏段荒漠區生態防護對策研究

　　摘要：針對銀西高鐵寧夏段荒漠區路基邊坡生態防護工程，基于氣象資料和邊坡土壤養分監測分析數據，對當地優選的3種綠植生長狀態及其土壤肥力進行分析，提出適宜荒漠區高鐵路基邊坡的生態防護對策.結果表明，銀西高鐵寧夏段荒漠區近幾年整體呈荒漠化加劇的趨勢發展，路基邊坡土壤表現出鹽堿化和缺氮特征.檸條的成活率、植被密度、植物蓋度等生長指標均優于其他2種，且栽植后土壤中N，K含量明顯改善，具備更強的環境適應性.建議在銀西高鐵寧夏段荒漠區選擇檸條作為路基邊坡生態防護的綠植.

　　關鍵詞：銀西高鐵;荒漠區;對比實驗;土壤肥力;生態防護

　　寧夏位于我國西北東部，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、生態特征，將寧夏劃分為引黃灌區、中部干旱帶、南部山區等[1].銀西高鐵自甜水堡進入寧夏，經惠安堡(太陽山)、吳忠、靈武至河東機場，轉向西跨黃河進入銀川站，穿越寧夏全長185.32km.

　　生態論文范例： 生態環境變化與生態化學計量的關系

　　區段內自甜水堡以北至吳忠白土崗南為連續荒漠區.段落內生態類型單一，地形地貌復雜，缺水少雨，十年九旱，風大沙多，日照過足，蒸發強烈，在荒漠化導致的脆弱生態環境條件下，工程建設極易對植被產生破壞，且二次修復相當困難[2].針對近年來寧夏土地荒漠化日益加劇的特征，國內學者從氣象資料、土壤養分特性以及生態修復等方面進行相關研究.

　　在氣象研究方面，主要基于大尺度、長時間段的氣象資料數據分析，并通過數學計算模型，進行相關性分析.如基于遙感影響數據，分析寧夏植被指數與氣候生產力的時空變化關系[3];分析寧夏20個氣象站的月均氣溫資料[4]，揭示寧夏冬季氣溫異常的成因;通過遙感技術進行系統分析[5]，詳細闡述寧夏土地荒漠化的發生過程和原因，并針對荒漠化發生的驅動因子，對寧夏土地荒漠化治理提出合理的建議.針對寧夏荒漠區域的土壤養分研究，如通過經典統計學和地統計學相結合的方法[6]，并結合GIS技術，分析寧夏紅寺堡孫家灘園區0～20cm土層土壤中養分的空間變異特征;通過對土壤中細菌群落的分析[7]，提出土壤含水量和電導率是影響寧夏鹽堿化地區細菌群落結構的主要因子.

　　在荒漠區邊坡恢復措施研究方面，如在半干旱黃土地區、不同地形條件下，以成熟檸條為研究對象[8]，研究檸條林地土壤中水分利用及平衡特征;通過對榆林風沙區立地條件喬灌木造林密度以及樹木生長狀況調查分析[9]，結合灰色關聯分析法，對該地區喬木和灌木適宜性進行評價;通過對準格爾盆地荒漠區俊俊灌木林的自我修復能力進行研究[10]，提出人工輔助治理與生態自我修復有機結合的方式.

　　目前，對荒漠區生態防護的研究，主要對區域內的氣象資料和土壤養分狀態進行定量和定性分析，并結合荒漠化區的特征，研究該區域綠植生長狀態，提出喬灌木適應性評價方法.但對于線狀工程，尤其是高鐵工程荒漠區生態修復方面的研究不多.因此，提出適宜于高鐵荒漠區的生態防護對策，可為荒漠區在建和擬建類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)與蒸發量(E0)由2015—2019年吳忠地區的氣象數據可知，該區域的P=207～289mm，年平均值為223.4mm.同時，近5a該區域的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5.7，呈干旱地區特征，這對高鐵邊坡綠植養護提出了苛刻的要求.

　　1.2吳忠地區全年最大溫差

　　寧夏吳忠地區位于我國內陸西北高原地區，受西伯利亞和烏拉爾山以及高壓影響[7]，該區域內全年溫差較大.近5a全年最大溫差△T=28.7～32.9℃，其中，2016年達到△T極大值，近幾年△T均在30℃左右.冬夏溫度差異程度高，這對該區域內植被生長和生態修復影響較大.在高鐵路基邊坡生態修復過程中，需考慮能承受較大溫差影響的植被.

　　1.3吳忠地區風速極值

　　由于我國中高緯度地區的偏北氣流較強，冷空氣活動較強，在寧夏地區形成較強的負距平區[6]，造成寧夏冬季氣溫持續偏冷.極大風速vmax=9.7～20.8m/s，差值△v=11.1m/s.其中，2015年6月達到近5a來△v最大值，vmax隨時間t累計呈遞減的趨勢，最大值發生在6～7月，最小值在12月至次年1月.根據氣象風速等級劃分標準[11]，該區域為強風至大風等級，加之地處荒漠化區域，造成銀西高鐵沿線風沙化嚴重.

　　由上述分析可知，寧夏吳忠荒漠區近5a氣象呈現干旱化加劇、溫差大、大風速的特征，造成路基邊坡呈現干旱化、風沙化.在路基邊坡綠植防護中，選擇的植物應具備較強的抗旱、抗溫差和抗風能力.2路基邊坡土壤養分狀態為進一步研究荒漠區沿線路基邊坡的土壤養分狀態，在銀西高鐵線路DK489+455～DK489+505區段，設置6處監測點，分別測定土壤的含水率、pH值、堿解氮的質量含量、有效磷的質量含量及速效鉀的質量含量.探測深度為邊坡表層土壤以下20～30cm。

　　3.1環境適應性

　　檸條、梭梭及紫穗槐為當地荒漠區生長的灌木植被，它們均具備耐寒、耐旱、耐風蝕、耐沙埋的特性，在形態方面也具有旱生結構，對惡劣環境條件具有適應性[14-15].3種植物的特征見表2.堿解氮的質量含量ρ(N)和有效磷的質量含量ρ(P)明顯低于速效鉀的質量含量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.由全國第二次土壤普查養分分級標準可知[13]，土壤實驗選擇上述3種植物作為路基邊坡防護的綠植.由于灌木栽植30d后基本能體現出植物的生長狀態，實驗選擇栽植30d后對這3種植物的生長狀態和土壤肥力進行監測，以便優選出適宜于高鐵路基邊坡的生態防護綠植.

　　4結論

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

　　3)對當地優選的3種灌木栽植后的生長狀態和土壤肥力分析，發現檸條的成活率、植物蓋度、植物密度3項指標均較優，且種植檸條的土壤中N，K的質量含量增加，顯示出檸條對荒漠區有較強的適應性.考慮植被與當地環境適應性關系，四季常青植物不適宜在當地生長.高鐵邊坡要求整體美觀與整潔，建議邊坡采用單一植被進行栽植.建議在銀西高鐵寧夏段荒漠區，選擇檸條作為路基邊坡生態防護綠植，且檸條根瘤冬眠期有固沙的作用.同時，在路基兩旁混播不同植被，如紫穗槐、梭梭等灌木，以達到更好的生態防護效應.

　　參考文獻：

　　[1]萬佳，延軍平.寧夏近51年氣候變化特征分析[J].資源開發與市場，2012，28(6)：511-514.

　　[2]孫德祥，錢拴提，周廣闊，等.寧夏鹽池半荒漠區沙漠化土地綜合治理生態工程效益評價[J].水土保持學報，2003，17(1)：80-83.

　　[3]黃悅悅，楊東，馮磊.近年來寧夏植被指數與氣候生產力的時空變化[J].水力發電學報，2019，38(11)：70-81.

　　[4]董國慶，陳志超，鄭廣芬，等.寧夏冬季氣溫變化與大氣環流異常的關系[J].科學技術與工程，2018，18(21)：10-15.

　　[5]趙卓文.寧夏地區2000—2014年土地荒漠化遙感監測及驅動因子分析[D].徐州：江蘇師范大學，2017.

　　作者：苗學云1，劉濤，吳永峰，章洵，米維軍1

轉載請注明來自發表學術論文網：http://www.cnzjbx.cn/jjlw/28304.html