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本研究以策勒绿洲—沙漠过渡带为研究区域,根据沙源供给丰富程度的明显差异,在固定沙地、半固定沙地、半流动沙地和流动沙地随机选择100个相对独立的多枝柽柳灌沙堆,对每个沙堆形态进行测量,并对柽柳灌丛进行调查,分析研究不同沙源供给条件下柽柳灌丛形态特征和沙堆形态变化及其相互关系.同时,对2个沙源供给丰富度具明显差异的柽柳灌丛沙堆形态进行定点定时观测,研究差异沙源供给条件下柽柳沙堆表面蚀积变化过程.主要结论如下:
(1)研究区从固定沙地—半固定沙地—半流动沙地—流动沙地,分别对应着不丰富、欠丰富、丰富、很丰富4种沙源供给条件.随着沙源供给丰富度的增加,柽柳灌丛高度相对稳定,但灌丛长度、宽度、树冠投影面积、总枝条数、新枝率、基部新枝率穰生物量增加明显.说明不断增强的沙源供给对柽柳灌丛所产生的风积沙埋,有利于柽柳植物萌蘖新枝,进而影响到灌丛的灌幅、枝条总数和生物量等形态参数,这促进了柽柳灌丛向大尺度方向发展.
(2)随沙源供给丰富度的增加,沙堆水平和垂直尺度均显著增大,外形向着沿风向拉长的不对称圆丘状发展,风影沙尾轮廓逐渐清晰.沙堆形态参数间存在良好的相关性,其中长度与宽度协同增长,回归曲线在流动沙地为二次函数关系,在其它三种沙地呈线性相关;底面积与高度表现为良好的二次函数关系;底面积与体积间存在显著的线性关系.目前研究区内90%以上的柽柳沙堆处在成长阶段,其中半流动沙地中沙堆增长空间最大,可形成高度近4m的大沙堆.
(3)柽柳灌丛形态参数与沙堆形态参数间存在良好的相关性.树冠面积与沙堆体积间为显著线性关系,而树冠大小又与总枝条数以及薪枝率密切相关.柽柳灌丛为应对沙埋威胁而形成尺度较大且密集丛生的灌丛,形态发生改变后的柽柳灌丛又对挟沙气流产生影响,最终产生与柽柳灌丛相适应的沙堆形态.柽柳灌丛沙堆的适应机理应归于不断增加的沙源供给而产生的风积沙埋对柽柳灌丛生长的促进作用及灌丛与沙堆间的互馈效应.该区域柽柳沙堆的形成以一定灌幅的存在为前提,可以判定是土地退化的产物,其中半流动沙地生境相对于其他沙地正处于急速退化中.
(4)对沙堆蚀积过程的研究结果表明,在时间分布上,随着生长旺季的到来和柽柳灌丛的生长壮大,以及输沙风能由强转弱,柽柳灌丛对风沙的阻截能力提升,由4月初的风蚀环境,缓慢转变为6、7月以后的积沙环境;在空间分布上,灌丛沙堆迎风坡和两侧普遍发生风蚀,沙堆中上部及背风坡则以积沙为主.在沙源欠丰富和风力较弱地表,沙堆以表面微蚀积变化和沙堆形态稳定为显著特征,沙堆体积总体变化不明显;沙源丰富和风力较强地表,沙堆以迎风坡的明显风蚀和背风坡积沙为主要特征,由此造成沙堆的逐渐位移和风影沙尾的形成,但总体上沙堆体积在逐渐增大.