半干旱农牧交错带北起大兴安岭西麓的呼伦贝尔,向西南延伸,经内蒙古东南、冀北、晋北直至鄂尔 多斯、陕北。它是季风气候与大陆性气候,湿润区与干旱区,农区与牧区的过渡地带,亦是黑钙土 向棕钙土的过渡地带。这种特有的自然地理环境,形成了景观生态和系统层次结构简单,自我调节 能力差的脆弱生态环境系统。它既经受不了干旱、风沙、冷冻等自然灾害的袭击,亦经受不住人类 强度活动的影响。据研究(1),当大气O飞浓度倍增,气温增加4t时,我国半干旱地区的面积 将增加8.2万kmZ;在上述条件下,降水量增加10%,则面积仅增加0.4万klnZ。可 见,在全球变化的背景下,中纬度半干旱生态环境脆弱地区是受气候影响十分敏感的地区。内蒙古 农牧交错地区是我国北方农牧交错带的重要组成部分,东西延伸约1000kmZ,包括8个盟市 。近期内蒙古气象表明,这里的降水量趋于减少。例如,多伦县50年代平均降水量为430ru m,70年代为382nun,近10余年来减至303to同时;这里不但有农、有牧,而且时 农、时牧,是农牧业生产方式最不稳定的地带。在干旱、风沙危害的基础上,人为的强度活动无疑 将加速这里半干旱农牧交错带草地退化和土壤退化的进程。l土地利用对土壤环境的影响土地利用 和管理是影响土壤变化最普遍、最直接、最深刻的因素。现今的土地利用和管理方式加速了土壤退 化的进程。了解土地不同利用方式下土壤变化的特征是发展持续农业,改进土地利用方式和管理的 前提。在这半干旱农牧交错带草原土壤风蚀沙化具有代表性的地区,笔者选择具有过渡特性的、质 地较砂、肥力一般的粟钙上为代表,从轻度放牧疏林草地、轻度放牧草地、重度放牧草地和耕地的 不同土地利用方式对土壤环境影响的角度,分别对土壤物理性质、土壤化学性质和土壤植被的变化 三个方面予以论述。1.l土壤物理性质的变化土壤物理性质的变化主要表现在土壤颗粒组成和土 壤紧实度两个方面。无论是玄武岩发育的粟钙土,还是沙质沉积物发育的栗钙土,其土壤质地均较 轻,通常在砂壤上到砂土范围内。砂粒含量(Zed.05mm)前者可占到土壤颗粒重量的4M 85%,而后者可高达70--90%,甚至90%以上。显而易见,砂粒在土壤地表物质组成中 占有绝对优势。当这种沙质草地被开垦或过度放牧后,土壤表层的砂粒含量可从70.3MI.4 %分别增至72.4%和77.8%。与此同时,粘粒含量(<0.002)相应地减少,英砂粒 与粘粒之比从8.5分别增加到8.6和12.6(表1)。这充分说明,一旦沙质化草地地表裸 露之后,表土极易遭到风蚀,细粒被吹走,粗粒相对聚集,从而导致地表粗化,亦即土壤风蚀沙化 。从表1可以看出,轻度放牧的草地容重较小,表层为1.26glCm3,亚表层为1.31g lCIn3;开垦20年后的耕地,犁底层容重增至1.39glCIn3S而重度放牧草地的表 层,其容重相当于耕地的犁底层。这反映出随着放牧强度的增加,牲畜的践踏致使土壤紧实度变大 。表1草原土坯在不同利用方式下物理性质的变化1.2土坯化学性质的变化pH值玄武岩发育的 栗钙土为弱碱性一碱性反应,pH值变化范围内7.l—8.5;而沙质沉积物发育的栗钙上为中 性一弱碱性反应,出在6.8—7.7之间。总的来说,pH随着深度的增加而增加。不过,在后 者的母质中,出有所下降的趋势。从不同土地利用方式看来,强度放牧草地表层和亚表层的出值高 于弱度放牧的草地和耕地。有机质半干旱草原的植物根系主要集中在50厘米土层内,且地下部分 对腐殖质的贡献约为地上部分的s一4倍。随着草地的开垦和过度放牧,表层有机质迅速从42. de’7.5g/kg下降到27.7glkg和23.7glkg(表2)。如若根据地表20 厘米土层来计算,其有机质含量从33.5--34.7glkg分别下降到23.4glkg和 21.7glkg。养分状况在人为活动影响下,养分状况亦有不同的反应。草地或疏林革地开垦 20年后,土壤表层全氮量由2.21—2.OZykg下降到1.抡ykg,减少了0.83一 {.的y吟,而过度放牧的则减少了1.07M.88g/kg。同样地,全磷含量亦呈下降趋势 ,但过度放牧减少的量可为开垦耕种的3倍之多。发育于沙质沉积物上的土壤全钾含量变化不明显 ,但却随着土壤含沙量的变化而变化。碱解氮和速效磷呈现出与全氮、全磷养分相同的变化趋势。 至于速效钾养分,草地经开垦后,耕地表层速效钾的下降比过度放牧的草地更多些。这与植物的利 用状况有关。显然,草地开垦和过度放牧导致土壤表层养分明显下降,只不过磷的减少更为突出而 已。阳离子交换量玄武岩发育的栗钙土,其阳离子交换量高于沙质沉积物发育的栗钙土。后者阳离 子交换量较小,介于2.40—13.65cmoVkg之间,且随着土壤剖面有机质含量和土壤 颗粒分布状况而变化。但三种利用方式下,仍以轻度放牧草地表层的阳离子交换量最高,为13. 65cmol/Kg,过度放牧草地表层的最低(9.02cmol/kg)。豆.3土壤植被的 变化随着放牧强度的增加,地表植被发生明显变化,主要表现在植被类型、覆盖度和产草量等方面 ,从植物群落结构而言,过度放牧则导致草原由疏林草原或具有灌丛的多年生禾草草原变为禾草一 蒿类草原,甚至是蒿草一杂草类草原。其中优良牧草比例大大减少,草丛高度变矮,由40一50 _变为2(y--H_,并且植被覆盖度从5什一60%以上降至4o一3o%。据多伦县资料, 草场以前的产草量可达300(k--n50kg/ha,而过度放牧和滥垦引起草场退化,其产 草量可下降到1125—2250kglha,减少了50—60%,甚至有的产草量仅750n dha。表2不同利用方式下草原土法化学性质的变化2土壤变化因素草原土壤在开垦和过度放牧 后土壤性质明显恶化,亦即,土壤退化。土壤退化是在自然因素基础上,人为强度活动作用的结果 。然而,前者是潜在因素,后者则是诱发因素。虽然在全球土壤退化评价(GL块奖0)(J中一 再强调人为活动的影响,然而在土壤退化具体内涵中却包含许多自然因素在内。确实,有些个别具 体情况难以处理,不过,值得一提的是,有人把低产田看作是土壤退化。关于这点,笔者认为,在 半干旱农牧交错带草原地区,只有人为生产活动和管理条件下引起的土壤风蚀沙化,土壤养分丧失 和肥力下降,以及土壤次生盐渍化,最终导致土壤生产能力下降才是土壤退化。如果高产田变为低 产田的可属于此退化范畴,否则不能列人土壤退化行列。鉴于此观点,下面我们剖析一下农牧交错 带草原土壤退化的潜在因素和人为因素。2.且自然因素2.1.1地表物质基础半干旱农牧交错 带地区广泛分布有第四纪松散沉积物,其中黄土和黄土状沉积物多以0.05M.25rum和0 .01ap.05mm的颗粒为主,一般占颗粒组成的60一80%。西江河平原的河湖相沉积物 不仅深厚,而且细砂颗粒通常高达60%以上,毛乌素砂区注地的河湖相沉积物含沙量高达80% t3)。即使在玄武岩半风化体中亦含有60—70%的1一0.05nun的砂粒。可见,这里 土壤发育的物质基础砂性强。与此同时,这里还断断续续地存在着沙带,加之浑善达克沙地、科尔 沁沙地和毛乌素沙地的巨大影响,因此在这些母质上发育的土壤,其表层质地相当轻。玄武岩发育 的栗钙土,地表合40%以上砂粒;而沙质沉积物发育的土壤则达60%。显然,农牧交错带地表 物质基础存在着土壤风蚀沙化的潜在危机。2.1.2气候条件半干旱农牧交错带属湿润向干旱过 渡的大陆性气候,以春旱、风大为其特点。年降水量从东南部的500mm向西北及西部地区渐减 至350mrn,甚至250rnxn,并且年变率大,一般为25—50%。多伦县近十余年平 均降水量为303rum,比多年平均降水量390mxn少了7be80rnxn,而1984 年仅有281。。其中春季降水仅占到全年降水量的10%左右,春季干旱又时值大风季节,如多 伦县年均风速3.6m/s,年均大风日数(>17m/s)可达到67.3天。“旱”、“风” 同步为土壤风蚀沙化创造了条件。2.2人为因素在农牧交错带地表粗粒物质占优势,春季干旱, 且与大风同季的基础上,人为强度、不合理的经济活动则将加速土壤退化的进程。据报道(‘), 30余年来,北方农牧交错带人口平均增长率为30.8%,在投人与产出之比下降的情况下,沙 漠化上地增加了3.42万nd。其中滥垦占到42.9%,超载过牧占31.1%,樵柴活动占 22.2%。2.2.且过渡放牧随着社会的发展,昔日“逐水草而迁徙”的游牧方式已被定居式 自由放牧或分区轮收所替代,但草原面积减少,超载过牧现象依然严重。内蒙古40年来,家畜数 量增加了3.5倍之多,然而草地面积却由8667万ha减少到7880万h。(5),以致载 畜量不断减少(表3)。草地长期连续地为牲畜践踏、采食,而草地的建设和投人又较少。其中锡 林郭勒改良的草地面积仅占退化面积的2.76%,科尔沁亦只达到7.75%。整个内蒙古的草 地退化面积占可利用草地面积的39%,且以每年83万ha的速度在退化。显然,草地的建设和 恢复任重而道远。多伦旧称多伦诺尔,蒙语意为“七个水淖”。这里曾是水草茂盛,风吹草地见牛 羊的一派草原风光。可如今由于过度放牧引起草地退化,退化面积(61800ha)占全县可利 用草地总面积的22.4%,并且产草量相应地减少了5be60%。2.2.2滥垦和不合理的 利用滥垦是造成农牧交错带土壤退化的主要因素。自18世纪以来,随着移民开荒和屯垦戍边政策 的实行,开垦规模愈来愈大,耕地迅增亦导致退化面积的增加。例如,商都县从叩年代末到80年代人口增加了一倍多,耕地增加了一倍多,其土壤风蚀沙化面积则从5333ha增到71266ha。同时期,多伦县耕地增加到72930ha,土壤风蚀沙化面积占到总耕地的20.9%。而许多旗、县、市土壤退化面积可占到总耕地的叩%。如果开垦的土地得到良好地管理和保护,亦
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