土壤-植被系统演变对生物防沙工程的影响

       摘要：包兰铁路横穿腾格里沙漠的沙坡头段,全长近50km,这里年降水量186mm,流动沙丘相对高度20m以上,以4m·a-1的速度向东南方向移动。无灌溉条件下、工程措施与生物措施相结合的防沙固沙工程体系始建于1956年,近半个世纪以来该体系确保了包兰铁路的畅通无阻,累计经济效益逾百亿人民币。虽然当初的建设者充分考虑了耐旱的乡土树种、有效的工程固沙系统,但很难想到几十年后的土壤-植被系统的演变会危及整个防护体系的稳定性。植被在从人工系统向自然系统的演变中经历了覆盖度从增加到减少的自疏过程、从灌木到半灌木到草本的变化,其降低风速和防风的功能减弱;土壤从流动风沙土发育成钙积旱成土,地表生物结皮发育,增加了表土的抗风蚀的能力;土壤-植被系统的演变使得降水在生态系统中的再分配过程已经彻底改变,并由于防护林体系配置不完善,在50～500cm的土层深度一个生物成因的干旱层逐渐形成,新的水分平衡格局明显威胁到现有的防风固沙体系。