《小流域水土流失綜合治理第6部分：沙地風(fēng)力侵蝕防治技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）編制說明一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性鄱陽湖濱湖地區(qū)存在的“類似沙漠景觀”的土地沙漠化問題，無論成因、分布范圍、治理及開發(fā)利用途徑與我國北方干旱地區(qū)土地沙漠化有所不同，且在廬山市——都昌縣濱湖一帶分布較廣，而鄱陽湖水利樞紐閘址也選擇在兩市縣間的鄱陽湖區(qū)域。嚴(yán)重的風(fēng)沙侵蝕壓埋農(nóng)田，毀壞耕地，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，加劇了人地矛盾，且近年來風(fēng)電場、光伏發(fā)電場在該區(qū)域建設(shè)面積較大，如何進(jìn)行風(fēng)力侵蝕防治，是當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)及風(fēng)電場生態(tài)防護(hù)的技術(shù)難題。根據(jù)《江西省人民政府關(guān)于江西省水土保持規(guī)劃（2016-2030年）的批復(fù)》（贛府字[2016]96號），需要對鄱陽湖丘崗平原農(nóng)田防護(hù)水質(zhì)維護(hù)區(qū)的風(fēng)力侵蝕進(jìn)行防治。雖有國家標(biāo)準(zhǔn)《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范風(fēng)沙治理技術(shù)》（GB/T16453.5-2008），但該標(biāo)準(zhǔn)主要涉及的是北方干旱地區(qū)的沙地治理，對于南方濕潤地區(qū)沙化土地的治理，特別是我省風(fēng)力侵蝕區(qū)中的沿河環(huán)湖濱海平原風(fēng)沙區(qū)的風(fēng)力侵蝕防治尚無現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。起草單位的“鄱陽湖沙山地區(qū)風(fēng)力侵蝕監(jiān)測與防治技術(shù)研究”項目在南方風(fēng)沙區(qū)沙粒運動特點的風(fēng)力侵蝕監(jiān)測的基礎(chǔ)上，提出以草本為先鋒植物的沙地植被恢復(fù)模式及沙障工程風(fēng)力侵蝕防治技術(shù)，獲大禹水利科技三等獎。在相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步深入調(diào)查和研究制定標(biāo)準(zhǔn)，對鄱陽湖水利樞紐工程建設(shè)具有重要作用，對于我省水土流失防治和鄱陽湖生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)修復(fù)具有重要意義。二、已有基礎(chǔ)在防風(fēng)固沙和沙地治理方面，歐美國家取得了良好的成效，已成功形成了一些荒漠化防治的技術(shù)和模式。如美國自20世紀(jì)30年代“黑風(fēng)暴”發(fā)生以來，對防治荒漠化和土地退化十分重視，積極采取措施遏制荒漠化發(fā)展，形成了高產(chǎn)出、高效益的荒漠產(chǎn)業(yè)。法國從19世紀(jì)開始，應(yīng)受災(zāi)居民的要求，國家開始著手治理海岸大面積流沙，選用了當(dāng)?shù)睾０端蛇M(jìn)行固沙造林，在先鋒海岸松林的保護(hù)作用下，林下闊葉樹得以良好發(fā)育。在我國，土地沙漠化治理技術(shù)研究早期主要集中在固沙造林方面。20世紀(jì)70年代以后，隨著國家對土地沙漠化問題的重視，著重研究了沙漠立地類型劃分、不同類型區(qū)適生植物種（包括喬、灌、草種）初選及栽培技術(shù)、綠洲防護(hù)林體系營造、飛播造林、干旱區(qū)鹽堿地造林、天然植被保護(hù)和更新復(fù)壯、干旱區(qū)造林與水分平衡、植被建設(shè)對環(huán)境影響、土地沙漠化監(jiān)測等技術(shù)，取得一批成果，有力地促進(jìn)了土地沙漠化防治事業(yè)。目前國內(nèi)采用的固沙技術(shù)主要有三類：工程固沙、生物固沙和化學(xué)固沙。較之北方沙地，南方湖濱沙地成因與北方沙漠截然不同，其治理技術(shù)也必然不盡相同，關(guān)于南方沙地風(fēng)力侵蝕防治的研究與技術(shù)推廣也很少。在鄱陽湖地區(qū)研究了蔓荊植物在南方風(fēng)沙化土地的阻沙、固沙作用，以及對土壤理化性狀改良和小氣候改善等方面的影響，而其它的適用于鄱陽湖湖濱地區(qū)的治沙技術(shù)較多的僅有濕地松的種植。目前，國內(nèi)尚無我國風(fēng)力侵蝕區(qū)之一的南方沿河環(huán)湖濱海平原風(fēng)沙區(qū)的風(fēng)力侵蝕防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由江西省水利科學(xué)院（原江西省水土保持科學(xué)研究院）承擔(dān)的項目省水利廳重大項目“鄱陽湖沙山地區(qū)風(fēng)力侵蝕監(jiān)測與防治技術(shù)研究”采用實地調(diào)查、定點觀測、試驗示范等相結(jié)合的研究方法，在總結(jié)鄱陽湖濱湖沙山的成因，分析其地理環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，針對鄱陽湖沙山地區(qū)風(fēng)力侵蝕問題，以都昌多寶沙山為例，探討了風(fēng)力侵蝕監(jiān)測的方法和關(guān)鍵技術(shù)，選擇典型沙地進(jìn)行了植物調(diào)查并分析了其優(yōu)勢種群及其特征，優(yōu)選沙地改良樹草種進(jìn)行了典型區(qū)試驗，試驗了沙障工程措施，針對不同類型沙丘提出了水土流失防治技術(shù)，進(jìn)行了風(fēng)力侵蝕防治效益監(jiān)測與評價，為本標(biāo)準(zhǔn)的制定打下了良好的基礎(chǔ)。三、試驗材料與方法1、植物配置試驗方法1）試驗設(shè)計在都昌縣多寶沙山選擇試驗樣地進(jìn)行了沙地植被恢復(fù)試驗，主要為試驗引種江西省水土保持重點治理工程中常用的狼尾草（Pennisetumalopecuroides(L.)Spreng）、棕葉狗尾草（Setariapalmifolia(Koen.)Stapf）、狗牙根（Cynodondactylon(Linn.)Pers.）草坪、寬葉雀稗（PaspalumwetsfeteiniHackel）等草本植物在鄱陽湖濱湖沙地中的適生性以及對沙地生境的改變效果。在多寶沙山一半固定沙丘（29°24′23.0″N，116°5′53.2″E）設(shè)置了20m×30m的樣地13處，措施配置如表10-13所示。其中，濕地松、楓香、胡枝子、刺槐為2009年栽植，間隔50cm，行距1m。草本植物為2010年后進(jìn)行試驗，狼尾草、棕葉狗尾草、寬葉雀稗均采用挖溝條播方式，播種時拌壤土和氮磷鉀復(fù)合肥，在原有配置中間播種，行距1m，播種量約5g/m2。草坪采取前期定期澆水、后期不澆水管理方式，草種采用不澆水管理方式。表1沙地植被恢復(fù)試驗措施配置樣地措施配置布設(shè)時間1濕地松+狼尾草2010年4月2濕地松+棕葉狗尾草2010年4月3刺槐+楓香+狼尾草2010年4月4濕地松+胡枝子+狼尾草2010年4月5濕地松+胡枝子+寬葉雀稗2011年4月6濕地松+楓香+狼尾草2010年4月7濕地松+楓香+狗牙根草坪2010年6月8胡枝子+狼尾草2010年4月9濕地松+刺槐+狼尾草2010年4月10濕地松+刺槐+棕葉狗尾草2010年4月11楓香+狼尾草2010年4月12楓香+狗牙根草坪2010年6月13刺槐+棕葉狗尾草2010年4月2）測試及分析方法調(diào)查植被蓋度，刈割草本的地上部分并稱重，帶回室內(nèi)置于85℃烘箱烘至恒重，稱重，換算出單位面積生物量干重。采用S形取樣取土樣測定土壤養(yǎng)分含量，其中有機質(zhì)采用重鉻酸鉀法，全氮采用硫酸—高氯酸法，全磷采用高氯酸—硫酸酸溶—鉬銻抗比色法。選取豐富度（R）、Gleason豐富度指數(shù)（I）、Shannon-Weiner多樣性指數(shù)（H），衡量物種多樣性特征。2、沙障工程試驗方法（1）沙障試驗區(qū)的布設(shè)通過試驗，設(shè)置了蔓荊沙障試驗區(qū)、玉米秸稈沙障試驗區(qū)和裸露對照三種處理。按照就地取材原則以及考慮區(qū)域植被特點等，選擇玉米秸稈和單葉蔓荊作為布置沙障的材料。于試驗區(qū)內(nèi)裸露流動沙丘，選擇立地條件一致的區(qū)域，劃分為蔓荊沙障試驗區(qū)、玉米秸稈沙障和裸露對照區(qū)。各試驗區(qū)間隔20m以上的距離，保證各試驗區(qū)之間互不影響。試驗區(qū)的情況如下：1）蔓荊沙障試驗區(qū)試驗區(qū)面積20m×30m。蔓荊沙障制作可選取1~2年生健壯枝條，枝條梢端30cm去掉不要，留下的截成每枝50cm長，選擇陰雨天氣，當(dāng)天扦插，按株行距0.6m×1m規(guī)格，挖35cm深的穴，將蔓荊枝條粗的一頭成45°斜插入穴，方向為坐北朝南，填沙踩實，枝條露出地面5cm。本書選取天然蔓荊沙障樣地。2）玉米秸稈沙障試驗區(qū)試驗區(qū)面積為20m×30m。沙障間距為2m×2m，玉米秸稈埋入土內(nèi)30cm，露出土面30cm。3）裸露對照試驗區(qū)試驗區(qū)面積20m×30m。立地條件一致的裸露流動沙丘。（2）試驗內(nèi)容通過對比試驗，測定蔓荊沙障、玉米秸稈沙障地塊與裸露對照地塊的養(yǎng)分含量、年風(fēng)沙侵蝕厚度、侵蝕量、不同高度起沙風(fēng)速及理化指標(biāo)，從而分析玉米秸稈沙障和蔓荊沙障對沙地生態(tài)環(huán)境的影響，評估其阻沙固沙和改良土壤作用，具體開展以下試驗內(nèi)容：1）沙障的固沙阻沙效應(yīng)在玉米秸稈沙障、蔓荊沙障和裸露對照地塊進(jìn)行定位觀測，同時觀測起沙風(fēng)速、風(fēng)速和積沙。風(fēng)速觀測使用便攜式手持風(fēng)速儀，設(shè)置高度為50cm和200cm，每次觀測記錄取15次，取讀數(shù)的均值。觀測點的設(shè)置：玉米秸稈沙障和蔓荊沙障地塊設(shè)置在沙障中間；積沙觀測使用測樁法，每一測點埋5個固定樁觀測積沙或風(fēng)蝕厚度。2）沙障的改良土壤效果于實施后第二年7~8月份，在玉米秸稈沙障、蔓荊沙障和裸露對照地塊內(nèi)，多點（S形）采集0~40cm土層混合土樣分析測定土壤理化性質(zhì)。3）沙障對地表溫度和濕度的影響于7月中旬在地塊內(nèi)用地溫計測定地表和土壤溫度。四、植物配置措施試驗1、植物種類濱湖沙地由湖岸沙灘向內(nèi)陸延伸由流動沙丘向半流動沙丘乃至固定沙丘方向過渡，沙生植被覆蓋度逐漸增大。在流動沙丘和半流動沙丘上零星生長小灌木單葉蔓荊、狗牙根，固定沙丘植物種類較豐富，其緊靠半流動沙丘的地帶主要為單葉蔓荊、狗牙根、白茅、茵陳蒿、球柱草、假儉草和結(jié)縷草組成的灌木或草本群落，再向內(nèi)延伸則又出現(xiàn)美麗胡枝子、小果薔薇、黃荊、紫珠、野花椒等灌木以及馬尾松、算盤子、烏桕、楓香、枸骨等幼樹幼苗，并人工種植刺槐、濕地松、桃等，但是植物群落垂直結(jié)構(gòu)簡單，一般為單層或雙層，少為喬灌草三層。從植物配置試驗樣地對本土植物頻度的分析結(jié)果來看（表2），調(diào)查發(fā)現(xiàn)試驗樣地共有濱湖沙地鄉(xiāng)土植物19種，頻度較高的為假儉草、鶴草、飛蓬、叢枝蓼、升馬唐、瞿麥、單葉蔓荊等，說明這幾種植物在鄱陽湖沙地固定沙丘中的適生性較好。表2試驗樣地各植物頻度和相對頻度值種名頻度相對頻度/%球果蔊菜Rorippaglobosa(Turcz.)Thellung0.4175.155飛蓬ErigeronacerL0.7509.278單葉蔓荊V.trigoliavar.simplicifoliaCham0.5837.216徐長卿Cynanchum.paniculatum(Bunge)Kitagawa0.1672.062叢枝蓼P.posumbuBuch.-Ham.exD.Don0.6678.247乳漿大戟EuphorbiaesulaLinn.0.5006.186瞿麥DianthussuperbusLinn.0.5837.216鶴草SilenefortuneiVis.0.7509.278升馬唐Digitaria.ciliaris(Retz.)Koel.0.5837.216假儉草Eremochloaophiuroides(Munro)Hack0.91711.340了哥王Wikstroemiaindica(Linn.)C.A.Mey.0.2503.093茵陳蒿ArtemisiacapillarisThunb.0.3334.124酢漿草OxaliscorniculataLinn.0.3334.124商陸PhytolaccaacinosaRoxb.0.3334.124虎尾草ChlorisvirgataSwartz0.2503.093戟葉堇菜ViolabetonicifoliaJ.E.Smith0.1672.062知風(fēng)草Eragrostisferruginea(Thunb.)Beauv.0.1672.062扁擔(dān)桿GrewiabilobaG.Don0.0831.031蘆葦Phragmitesaustralis(Cav.)Trin.exSteud.0.2503.0932、植被覆蓋度從圖1可以看出，在植被恢復(fù)試驗之前，各樣地覆蓋度均很低，都在5%以下。經(jīng)引種耐旱型喬、灌、草植物后，喬、灌長勢不明顯，草本植物的發(fā)芽率都較高，能達(dá)到快速覆蓋的效果。尤其是濕地松+胡枝子+狼尾草配置措施在種植當(dāng)年5月覆蓋度達(dá)85.1%，濕地松+刺槐+棕葉狗尾草覆蓋度達(dá)92.3%；狗牙根草坪長勢良好，種植當(dāng)年覆蓋度都在90.2%以上；寬葉雀稗在沙地中的發(fā)芽率最低，樣地覆蓋度只有35.1%。但是由于鄱陽湖濱湖沙區(qū)氣候條件惡劣，夏季高溫時間長，地表溫度常達(dá)50℃以上，冬季干旱多風(fēng)，風(fēng)沙活動頻繁，因此各樣地的植被保存率并不高，導(dǎo)致各樣地植被覆蓋度均比種植當(dāng)年減少，僅樣地4、7、12覆蓋度在50.0%以上，樣地12的覆蓋度為70.0%，說明狗牙根在鄱陽湖沙地中的適生性較強。圖1不同時間各樣地植被覆蓋度3、草被生物量由表3可知，在植物成熟期過后，11月選擇部分樣地取樣測得狼尾草和棕葉狗尾草等草被地上高、根長和生物量。狼尾草地上高在13.1～33.2cm，根長在9.2～14.3cm；棕葉狗尾草地上高33.2～78.5cm，根長11.3～24.3cm；狗牙根地上高15.2～22.3cm，根長在10.2～14.3cm；須根均較多，具有較好的固沙效果。相比樣地10和13的棕葉狗尾草，其它樣地中狼尾草的成活率均很低，在10%以下。10和13樣地中棕葉狗尾草的生物量分別為243.0g/m2、184.0g/m2，含水率也較高，分別為9.2%、8.2%，說明棕葉狗尾草的引種當(dāng)年能夠起到增加覆蓋、涵養(yǎng)水分的作用。表3草被生物量及含水率樣地1346891013生物量干重（g)30.75.920.425.651.18.0145932.0110478.0含水率(%)4.41.24.94.84.81.69.28.24、土壤養(yǎng)分含量對樣地0～20cm深度土壤取樣，因沙粒主要成分是石英、云母，石英含量高，致使沙土質(zhì)粗糙，肥力特別貧瘠。沙粒粒徑一般在0.1～1.0mm之間，pH值在4～6之間，變化不大。養(yǎng)分含量測試結(jié)果如表10-16所示，可見沙地土壤肥力缺乏，各樣地土壤全氮、全磷、有機質(zhì)含量均很低且相差不大，2010年平均值分別為0.28g/kg、0.08g/kg、1.75g/kg，2011年平均值分別為0.38g/kg、0.14g/kg、2.49g/kg，因植被恢復(fù)試驗后只有一年時間，植被對土壤的改良效果并不顯著，但整體而言各樣地養(yǎng)分含量略有提高。一方面，林草凋落物腐爛后可增加土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，另一方面植物根、莖、葉能夠減少沙地水蝕、風(fēng)蝕的產(chǎn)生從而保持土壤養(yǎng)分。說明植被恢復(fù)具有保土改土效果，但短期內(nèi)無法快速改良土壤，需要長時間的累積。經(jīng)植被恢復(fù)試驗后有機質(zhì)、全氮、全磷含量最高的樣地分別為楓香+狗牙根草坪、濕地松+刺槐+棕葉狗尾草、刺槐+楓香+狼尾草，這與草本植物成活率和植被覆蓋度高有一定關(guān)系。表4各樣地土壤養(yǎng)分含量（單位：g/kg）樣地時間全氮全磷有機質(zhì)樣地時間全氮全磷有機質(zhì)12010.70.320.091.8182010.70.130.061.702011.70.230.173.542011.70.140.111.6822010.70.340.071.2192010.70.110.091.232011.70.200.211.312011.70.140.142.5232010.70.610.060.57102010.70.160.073.472011.70.980.213.382011.71.300.143.1142010.71.130.092.17112010.70.130.102.022011.70.990.082.832011.70.100.152.0352010.70.130.081.64122010.70.120.131.562011.70.140.061.832011.70.070.143.5962010.70.150.061.78132010.70.150.081.452011.70.180.121.612011.70.200.172.6072010.70.180.082.172011.70.220.082.325、植物多樣性植被恢復(fù)試驗后，于2011年7月和2013年9月進(jìn)行植被恢復(fù)多樣性調(diào)查，發(fā)現(xiàn)相比之前裸露的沙地，各試驗樣地的物種豐富度和生物多樣性都有所增加，已形成一定的植物群落。豐富度是群落物種多樣性直接的表達(dá)特征，試驗樣地物種數(shù)、豐富度Gleason指數(shù)均較低，說明此時試驗地的植被組成成分仍比較簡單，最大的是樣地3、4、7，物種數(shù)和Gleason豐富度指數(shù)分別為13、2.03，是最小值的2倍；僅5、6樣地的物種數(shù)和Gleason豐富度指數(shù)先增加后減少。在一定程度上說明，隨著時間序列的演替，刺槐+楓香+狼尾草、濕地松+胡枝子+狼尾草、濕地松+楓香+狗牙根的配置有利于物種數(shù)的增加；而濕地松+胡枝子+寬葉雀稗、濕地松+楓香+狼尾草草坪兩種配置在物種豐富度上有降低的趨勢，其植物群落表現(xiàn)出了一定的逆向演替趨勢。多樣性指數(shù)可以較好地反映個體密度、生境差異、群落類型和群落中物種數(shù)目多少。如圖2所示，Shannon-Weiner多樣性指數(shù)最大的是樣地6（濕地松+楓香+狗牙根草坪）、7（濕地松+楓香+狼尾草）、12（楓香+狗牙根草坪），分別為1.89、1.79、1.78，是最小值的近2倍，沙地植物調(diào)查中固定沙丘的優(yōu)勢草種均有出現(xiàn)。結(jié)合對覆蓋度及養(yǎng)分含量的分析，可以認(rèn)為狗牙根作為鄉(xiāng)土草種適合于當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，喬—草的配置模式能夠優(yōu)化植物群落結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)生態(tài)效應(yīng)的優(yōu)化。此外，種植的狼尾草、棕葉狗尾草、寬葉雀稗雖然在后期的植被演替過程中被淘汰，但是這類植物對于植被恢復(fù)和重建具有重要意義，可以作為良好的先鋒物種，迅速增加沙地表面的粗糙度，改良沙地土壤環(huán)境（如有機質(zhì)、水分等），增加土壤種子庫的滯留，隨著沙地生境的改善，球柱草、假儉草、鴨跖草、球果蔊菜、鶴草、乳漿大戟子、酢漿草等一些植物傳播入內(nèi)，植物多樣性增加，反過來，植物多樣性的增加也促進(jìn)其生境的改良，達(dá)到良性循環(huán)和相互促進(jìn)的效果。鄱陽湖沙地植被恢復(fù)應(yīng)建立在依靠自然力基礎(chǔ)上，不可能全部通過人力去改善環(huán)境，這就要求種植的植物要具有較高耐旱性和耐寒性，同時要具有較好的改善環(huán)境的能力。植被恢復(fù)的初步試驗結(jié)果表明狼尾草、棕葉狗尾草、狗牙根、寬葉雀稗等草本植物在鄱陽湖濱湖沙地中能夠起到一定的增加植被覆蓋、改良土壤、增加物種多樣性的作用，但狼尾草、棕葉狗尾草、寬葉雀稗等外來種的成活率不高，狗牙根、假儉草在沙地中的適生性較強，可以作為改善沙地環(huán)境的先鋒植物。圖2各樣地植被恢復(fù)群落生物多樣性比較五、沙障工程試驗荒漠化防治的一種重要手段是機械固沙，即通過各種工程設(shè)施的建設(shè)，對風(fēng)沙起到固、阻、輸、導(dǎo)的作用，達(dá)到防止風(fēng)沙危害的目的。其中最具有代表性的一種工程就是沙障的設(shè)置。眾多專家學(xué)者都對麥草方格沙障進(jìn)行了相關(guān)研究，表明麥草方格沙障有很好的防風(fēng)固沙效應(yīng)；但是，有些沙區(qū)應(yīng)用麥草方格的成本很高。另外，目前用做沙障的材料多種多樣，在沙障防沙治沙過程中，對沙障材料的選擇存在盲目性。能否找出一種適用于當(dāng)?shù)?、防風(fēng)固沙效果好且成本低的沙障材料，成為了一些沙區(qū)亟需解決的問題。表5沙障的分類依據(jù)及類型分類依據(jù)沙障類型分類依據(jù)沙障類型設(shè)置后能否繁殖活沙障設(shè)置方式平鋪式死沙障直立式降高不同高立式能否移動固定沙障低立式可移動沙障隱蔽式半人工材料煤矸石、舊枕木柱、荊笆等透風(fēng)情況/孔隙度通風(fēng)型人工材料聚乳酸纖維、聚酯纖維、塑料（聚乙烯）、土工編織袋、尼龍網(wǎng)、水泥、瀝青氈、高分子乳劑、棕櫚墊、無紡布、土工格柵、土壤凝結(jié)劑、復(fù)膜沙袋阻沙體等疏密型緊密型設(shè)置后的形狀格狀式天然材料黏土、礫石、麥草、蘆葦稈、沙柳、棉花稈、沙蒿、錦雞兒、玉米稈、胡麻稈、山竹子、小葉楊、旱柳、堿蓬、東疆沙拐棗、芨芨草、花棒檸條、紫穗槐等帶狀式其他1、不同類型沙障比較1）對土壤含水率的影響圖3為玉米秸稈、蔓荊沙障和裸露對照區(qū)內(nèi)0~60cm不同層次土壤含水量分析結(jié)果。與裸露對照比較，玉米沙障內(nèi)不同土壤層次土壤含水率沒有明顯變化，在4.71%~6.72%范圍內(nèi)變化；蔓荊沙障在0~20cm、20~40cm、40~60cm層次土壤含水率有所提高，達(dá)到顯著差異（P＜0.05，下同），增幅在5.75%~18.05%。同時兩種沙障土壤含水率也在0~20cm、20~40cm、0~60cm土壤層次表現(xiàn)出顯著差異。說明沙地0~60cm土壤含水率隨土壤深度的增加而增加；在沙障的實施期內(nèi)，玉米秸稈沙障對于土壤含水率無明顯作用效果；除40~60cm深層土壤外，蔓荊沙障對于土壤含水率的提高具有顯著效果。因此，從提高沙地土壤含水率的角度看，蔓荊沙障效果明顯，而玉米秸稈沙障無明顯效果，或者說在改善土壤蓄水能力方面，蔓荊沙障的時效性比玉米秸稈沙障要快。圖3不同類型沙障對不同層次土壤含水率的影響（不同小寫字母表示在同一土壤層次不同試驗處理之間差異顯著，P＜0.05，下同）2）對土壤有機質(zhì)含量的影響促進(jìn)沙地土壤有機質(zhì)含量增加是防風(fēng)固沙的一種有效手段。從玉米秸稈和蔓荊沙障內(nèi)不同層次土壤有機質(zhì)含量的分析結(jié)果（圖4）看，兩種沙障內(nèi)0~20cm表層土壤有機質(zhì)含量分別是裸露對照的3.62、22.24倍，具有顯著的改良效果；而20~40cm、40~60cm深層次土壤有機質(zhì)含量未表現(xiàn)出顯著差異。這可能是布設(shè)沙障后增加了地表粗糙度，增加了植物枯枝落葉的滯留性，尤其蔓荊沙障枯落物和根系對表層土壤有機質(zhì)含量的增加起著重要作用。因此，從有機質(zhì)含量角度看，在沙障的實施期內(nèi)，玉米秸稈沙障和蔓荊沙障對深層土壤無明顯作用，對表層土壤均具有明顯的改良效果，但蔓荊沙障效應(yīng)程度更大，其增幅是玉米秸稈沙障的6.14倍。圖4不同類型沙障對不同層次土壤有機質(zhì)含量的影響（3）對沙地土壤氮磷含量的影響從兩種沙障的土壤養(yǎng)分含量分析結(jié)果（圖5）可知，玉米秸稈沙障對土壤全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量均無明顯作用；蔓荊沙障除對土壤全氮無明顯作用外，能有效提高全磷、堿解氮和速效磷含量。兩種沙障對于0~20cm表層土壤養(yǎng)分含量的影響規(guī)律一致，即蔓荊沙障具有顯著的改良效果，其全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量分別是裸露對照的2.47、3.58、8.14、8.86倍，而玉米秸稈沙障無明顯作用效果。兩種沙障在20~40cm層次土壤全氮、全磷和速效磷含量上有一定的變化，但經(jīng)方差分析，未達(dá)到顯著性差異；土壤堿解氮含量則表現(xiàn)為蔓荊沙障差異顯著，玉米秸稈沙障無明顯作用。兩種沙障對40~60cm層次土壤的全氮含量無明顯作用，土壤全磷、堿解氮和速效磷含量則表現(xiàn)出與0~20cm層次土壤類似的規(guī)律。因此，從土壤養(yǎng)分改良的角度看，蔓荊沙障的改良效應(yīng)程度顯著大于玉米秸稈沙障。圖5不同類型沙障對沙地不同層次土壤養(yǎng)分的影響2、蔓荊沙障試驗研究（1）對沙地風(fēng)速的影響由圖6可知，覆蓋度為15%和55%的蔓荊沙障均能有效降低風(fēng)速。在距離地面50cm處，覆蓋度為15%和55%的蔓荊沙障試驗區(qū)的平均風(fēng)速分別為裸露對照區(qū)的85.9%和66.3%，降幅分別為14.1%和33.7%；在距地表200cm處，風(fēng)速也有較為明顯的降低，覆蓋度為15%和55%的蔓荊沙障的平均風(fēng)速分別為裸露對照區(qū)的90.1%和82.0%，能有效減少沙地的風(fēng)蝕。這是因為蔓荊沙障對氣流產(chǎn)生阻擋和分割作用的結(jié)果。當(dāng)氣流沿地表流動時，遇到有蔓荊生長的沙地，一方面由于植被的存在粗化了地表，阻擋了氣流的前進(jìn)；另一方面植物茂密的枝葉，把氣流分割成若干小渦旋，消耗了氣流動能，使氣流下降，因而風(fēng)速也隨之降低。圖6蔓荊沙障對沙地風(fēng)速的影響（2）固沙阻沙效益表6是植株高0.6m，覆蓋度70%的蔓荊沙障的觀測結(jié)果。由表可知，沙地種植蔓荊后，風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)明顯改變，貼地層沙量顯著增加，使大部分沙粒沉降于地表，減小了沙丘的前移速度。由表可知，與裸露對照相比較，距離沙障邊緣距離2、5、10、20m處，無論是0.5m還是2.0m高的風(fēng)速都顯著降低，為對照的20.7%~65.5%，且降幅隨距離的增大而減小。此外，0~20cm的輸沙量也急劇減少，且降幅隨距離的增大而減小，在距離蔓荊沙障2m處，輸沙量由1.28g/cm2·min變?yōu)?.00302g/cm2·min。因此，蔓荊沙障具有良好的阻沙效益。表6蔓荊沙障林內(nèi)風(fēng)速及輸沙量項目觀測高度單位裸露對照距沙障邊緣的距離（m）251020風(fēng)速2.0mm/s11.05.86.47.07.2為對照的%10052.758.264.465.50.5mm/s9.21.93.23.13.3為對照的%10020.734.833.735.9輸沙量0-20cmg/cm2·min1.280.003020.008120.007920.01蔓荊屬亞熱帶沙生灌木，根系發(fā)達(dá)。據(jù)調(diào)查，2年生蔓荊單株根系平均重可達(dá)0.86kg，為地上部分生物量的2倍，最長根系長可達(dá)1.6m，根系分布范圍約1.10m2。由于蔓荊根系須根多，且呈網(wǎng)狀分布，沙土受植物根系存在的影響而被固定。流動沙丘治理經(jīng)驗表明，種植蔓荊等強陽性、耐干旱、根系發(fā)達(dá)的先鋒植物后，結(jié)合營造濕地松等喬木樹種，5年后，流動沙丘即可固定成為固定沙丘。植物生長，覆蓋度增加，使沙丘位移減緩的同時也能減小風(fēng)蝕危害。星子縣的觀測數(shù)據(jù)表明，覆蓋度為10~20%的蔓荊沙障，年平均風(fēng)蝕模數(shù)為24757t/km2，而在覆蓋度為40%的蔓荊沙障，年平均風(fēng)蝕模數(shù)只有2920t/km2，前者為后者的8.5倍。因此，蔓荊沙障具有良好的固沙效益。（3）對溫濕度的影響沙地土壤溫度晝夜溫差大，含水率小，比熱小，土體松散。白天在陽光的照射下，土壤溫度升高較快而高，夜間土壤散熱迅速，溫度降低較快而低。在夏季酷暑烈日暴曬下，裸露對照沙地表土溫度可達(dá)到70℃以上，晝夜溫差極大，使沙地生態(tài)環(huán)境變得十分惡劣；而蔓荊沙障由于枝葉對太陽輻射及地面熱輻射的吸收和阻隔作用，土壤溫度變化幅度變小，地表溫度大為降低，空氣濕度也相應(yīng)增加（圖7）。蔓荊沙障地表極端最低溫度與裸露對照地?zé)o明顯差異，而極端最高溫差相差15~18℃，裸露對照地最高溫度可達(dá)72℃，蔓荊沙障地最高溫度為55℃，由于溫度的降低，蔓荊沙障地的空氣濕度也稍有增加。圖7蔓荊沙障對地表溫度及濕度的影響（注：平均溫度為當(dāng)日8時、14時、18時三個時刻觀測值的平均值）試驗結(jié)果表明：在沙障實施期內(nèi)，蔓荊和玉米秸稈沙障均具有良好的防風(fēng)固沙效應(yīng)。從土壤含水率的角度看，蔓荊沙障能顯著增加土壤的含水量，而玉米秸稈沙障無明顯效果，或者說在改善土壤蓄水能力方面，蔓荊沙障的時效性比玉米秸稈沙障要快，且因秸稈仍未腐爛，蔓荊沙障對土壤有機質(zhì)及N、P養(yǎng)分含量的改良效益優(yōu)于玉米秸稈沙障，所以短期內(nèi)蔓荊沙障的效果更好。從廢棄物利用的角度，鄱陽湖沙山地區(qū)農(nóng)村的稻草、棉花、玉米秸稈都可利用作為沙障材料，對防風(fēng)固沙、改良土壤起到一定的作用。六、沙地綜合治理技術(shù)及效益沙地的風(fēng)沙化過程可分為3個階段：潛在風(fēng)沙化階段、正在發(fā)展中的風(fēng)沙化階段和嚴(yán)重風(fēng)沙化階段，其對應(yīng)的沙地類型為固定沙丘、半流動半固定沙丘和流動沙丘。根據(jù)試驗和總結(jié)，針對鄱陽湖濱湖沙地不同類型，分別提出其生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的技術(shù)方法。1、流動沙丘治理技術(shù)1）蔓荊修復(fù)技術(shù)蔓荊屬馬鞭草科牡荊屬，是一種伏地或傾斜的多年生落葉灌木，多生于湖濱、海邊、細(xì)沙洲、河畔及沙灘，是一種隨沙生長、適應(yīng)性很強的植物。實驗表明，其具有耐干旱、耐瘠薄、耐鹽堿、易管理的特點，尤為流沙地區(qū)生長茂盛，具有越冬越夏率高，萌發(fā)力強，分蘗率高，生長迅速，覆蓋度大等特點（楊潔等，2004）。因蔓荊適宜在流沙環(huán)境中生長，所以在流動沙丘中將其作為濱湖沙地生態(tài)修復(fù)的重要技術(shù)手段。蔓荊匍匐莖被流沙埋后能生長不定根，向四周延伸，有效阻止流沙的移動，起到良好的固沙作用，而且每年有大量枯葉落葉歸還于沙地，積累養(yǎng)分，促使流動沙丘生境改變。2）濕地松修復(fù)技術(shù)濕地松是一種適合沙化土地生態(tài)系統(tǒng)重建的植物，它對土壤的水分和養(yǎng)分條件要求較低，可以通過發(fā)達(dá)的根系從土壤中吸收水分和營養(yǎng)來維持自身正常代謝活動，表現(xiàn)出耐旱、耐貧瘠和固沙能力強等特性，其樹冠茂盛，樹干通直，抗風(fēng)能力強，不僅可以提高沙丘覆蓋率，還可以減小風(fēng)對沙地的侵蝕（曹昀等，2017）。但濕地松因物種單一、病蟲害的威脅等原因在沙化土地恢復(fù)中還存在一些問題，在生態(tài)修復(fù)中栽種濕地松的同時，需輔以鄉(xiāng)土先鋒植物，以增加生物多樣性，提高沙土微生物的數(shù)量和酶活性。同時，需注意病蟲害的防治，適當(dāng)接種菌根劑，以促進(jìn)濕地松的生長。3）防風(fēng)固沙林修復(fù)技術(shù)流動沙丘的自然環(huán)境最為惡劣，林帶的作用在于防風(fēng)，防風(fēng)的目的在于固沙。鄱陽湖濱湖沙地主要的水土流失類型是風(fēng)力侵蝕，特別是靠湖岸線一帶，常受大水域“狹管效應(yīng)”所致暴風(fēng)沖擊較大，因此對于流動沙丘濱湖湖岸線防風(fēng)固沙林布局應(yīng)力求成片，三級網(wǎng)絡(luò)，草、灌、喬齊上，層層控制。防風(fēng)固沙林主要以濕地松為主，但要避免單一的樹種，需以濕地松為主要建群種，并套種楓香、蔓荊、胡枝子、杉木、木荷等灌草物種和土著先鋒樹種，形成喬-灌-草立體化針闊混交防風(fēng)固沙林帶。2、半流動半固定沙丘治理技術(shù)1）植草修復(fù)技術(shù)植被恢復(fù)的試驗表明狼尾草、棕葉狗尾草、寬葉雀稗等外來種的成活率不高，狗牙根在沙地中的適生性較強。但是狼尾草、棕葉狗尾草、狗牙根、寬葉雀稗等草本植物在鄱陽湖濱湖沙地中能夠起到一定的增加植被覆蓋、改良土壤、增加物種多樣性的作用（莫明浩等，2012）。所以沙地植被恢復(fù)中植草修復(fù)技術(shù)是其最為重要的關(guān)鍵技術(shù)之一，假儉草、狗牙根等鄉(xiāng)土草種可以作為改善沙地環(huán)境的先鋒植物，植草修復(fù)是半流動半固定沙丘生態(tài)修復(fù)的有效手段。2）灌草結(jié)合的修復(fù)技術(shù)半流動沙丘仍受風(fēng)沙流的影響，所以需要依據(jù)當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件，結(jié)合原生樹種的生物學(xué)和生理學(xué)特性采用灌—草結(jié)合的生物固沙技術(shù)，生態(tài)修復(fù)中選擇灌木主要是為了防止風(fēng)力侵蝕的影響，更好地固沙。實施中可以采用蔓荊、胡枝子、茵陳蒿、劍麻等適生灌木密植的方式形成生物沙障，在風(fēng)沙區(qū)外圍以固定沙塊減小風(fēng)速，內(nèi)部采用植草和草、灌混交的方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，充分發(fā)揮植物措施的優(yōu)良性和互補性。3、固定沙丘治理技術(shù)1）封禁治理生態(tài)修復(fù)的核心是通過減少人為干擾、依靠植被的自然恢復(fù)從而恢復(fù)其生態(tài)系統(tǒng)功能，實現(xiàn)改善生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。鄱陽湖沙地植被恢復(fù)應(yīng)建立在依靠自然力基礎(chǔ)上，不可能全部通過人力去改善環(huán)境。相比而言，固定沙丘受風(fēng)力侵蝕影響較小，自然環(huán)境相對較好，雖然存在季節(jié)性干旱，但是雨量豐沛，適合耐旱植物生長，在某些區(qū)域植被覆蓋度可達(dá)60%以上。因此，在植被覆蓋度較高的區(qū)域，可以采用封禁治理措施，嚴(yán)禁放牧和人為擾動，“小范圍植被恢復(fù)、大范圍封禁修復(fù)”，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力。2）發(fā)展經(jīng)濟(jì)林鄱陽湖濱沙化土地區(qū)周圍的群眾由于受自然條件和沙害的影響，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，因此，需要綜合利用沙地資源，提高經(jīng)濟(jì)效益。因沙地尤其是沙山中荒地較多，而某些經(jīng)濟(jì)作物不僅適合而且需要沙生的環(huán)境，長勢較好，因此，可以在荒山荒地種植有一定價值的經(jīng)果林和經(jīng)濟(jì)作物，如白桃、西瓜、棉花、土豆等，綜合利用，促進(jìn)撫貧攻堅。4、生態(tài)修復(fù)綜合治理與利用模式鄱陽湖濱湖沙地有類似北方沙漠景觀，卻又有自身的特點和優(yōu)勢。與北方沙漠地區(qū)惡劣的自然環(huán)境相比，鄱陽湖地區(qū)雖然雨量分布不均，但是降雨總量充沛，且雨熱同期，光熱資源豐富，這些優(yōu)越的氣候條件為治理和利用提供了較好的自然基礎(chǔ)。基于鄱陽湖濱湖沙地的特點，可采取一系列的綜合治理方式。1）營造植被生境，修復(fù)生態(tài)環(huán)境以植物調(diào)查為基礎(chǔ)，選擇耐旱的鄉(xiāng)土草本植物如狗牙根、假儉草、結(jié)縷草，以及狼尾草、棕葉狗尾草、寬葉雀稗等保水保土的草本植物作為改善沙地生境的先鋒植物，而后配合植物群落向陽性喬灌木自然演替過程的進(jìn)行，選擇速生、耐旱、耐瘠薄的濕地松、刺槐、楓香、木荷、杉木、苦楝、胡枝子、小果薔薇、黃荊、紫珠、野花椒、算盤子等樹種，加速形成喬、灌、草立體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的植物群落，以修復(fù)生態(tài)環(huán)境。建立蔓荊、玉米秸稈沙障等，使土壤肥力提高，地表開始出現(xiàn)地衣、苔蘚，繼而矮草群落漸次落戶，植被群落由原來單一植物逐步形成多種植物組成的穩(wěn)定灌草植物群落。2）保護(hù)生物多樣性，促進(jìn)綜合利用建立封禁區(qū)，由固沙先鋒植物構(gòu)起一道阻攔沙流移動的生物屏障，為生物創(chuàng)造得以生存的環(huán)境，結(jié)合植物群落的自然演澤和人工引種，可以重建沙地生物多樣性。沙地經(jīng)過改造，生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好，土地生產(chǎn)潛力提高，生物多樣性增加，植被演替由低級向高級階段發(fā)展；野生動物在沙地里出現(xiàn)，各種昆蟲、鳥類棲息，物種的多樣性能夠穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的健康。3）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展多種經(jīng)營植物品種優(yōu)化組合，種養(yǎng)業(yè)合理配置，在沙地初步固定后，根據(jù)市場需求，集約、高效地發(fā)展多種經(jīng)營。種植市場對路、適合本地氣候條件的作物如棉花等，水果如西瓜、桃、李、板栗等；發(fā)展家禽養(yǎng)殖，減少化學(xué)殺蟲劑的使用，利用家禽糞培肥地力。4）開展宣傳教育，強化生態(tài)意識沙地治理除了通過因地制宜的技術(shù)手段外，還要注重通過政策引導(dǎo)、法律約束、社會宣傳等多方面舉措來控制違法行為、提高當(dāng)?shù)厝罕娚鷳B(tài)意識、減少人為干擾，保證生態(tài)修復(fù)的成果不反彈，實現(xiàn)人與自然的和諧共處。為此，需要以習(xí)近平生態(tài)文明思想為指導(dǎo)，牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，通過建立示范基地，采用標(biāo)語、墻報、印發(fā)資料等多種方式進(jìn)行廣泛深入的宣傳教育，同時加強技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)，樹立樣板，宣傳典型，強化意識。5、綜合治理效益1）生態(tài)效益都昌縣多寶沙山的試驗結(jié)果表明在半固定沙丘濕地松成活率為85%，刺槐成活率在80%以上，楓香、胡枝子成活率在70%以上；濕地松+胡枝子+狼尾草配置措施在種植當(dāng)年覆蓋度達(dá)85%，濕地松+刺槐+棕葉狗尾草覆蓋度達(dá)92%；狗牙根草坪長勢良好，種植當(dāng)年覆蓋度都在90%以上；多樣性指數(shù)最大的是濕地松+楓香+狼尾草群落、濕地松+楓香+狗牙根群落和楓香+狗牙根群落，沙地植物調(diào)查中固定沙丘的優(yōu)勢草種均有出現(xiàn)（莫明浩等，2012）。試驗區(qū)形成的濕地松、刺槐、楓香、苦楝、蔓荊、茵陳蒿、算盤子、小葉胡枝子、狗尾草、狗牙根、假儉草、鶴草、飛蓬、瞿麥等喬—灌—草多層次立體結(jié)構(gòu)植物群落使得沙地生境明顯改善，植被覆蓋度由之前的5%提高到70%以上，形成了適宜植物生長的小氣候。為改善星子縣蓼南、蓼花兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)30km2風(fēng)沙區(qū)沙山水土環(huán)境、治理嚴(yán)重的水土流失，星子縣從上世紀(jì)50年代開始曾幾次組織大規(guī)模的治沙固沙活動，但都因技術(shù)、投入等原因收效甚微。近幾年來，星子縣實行“多元投資、集中承包、連片開發(fā)、綜合治理”的沙山治理管理體制，加大了對沙山治理的投入，形成了治理沙山長效機制。據(jù)測算，目前沙山土壤土質(zhì)的幾項主要指標(biāo)為年均保水量277.8萬m3、年平均保土量7.65萬t，侵蝕率比治理前下降了20倍，表明沙地水土環(huán)境有了很大改善。2）經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行鄱陽湖濱湖沙地治理和科學(xué)的同時，必須發(fā)展經(jīng)濟(jì)，搞好綜合利用，提高人民生活水平。貫徹水土保持以生態(tài)效益為主，以短養(yǎng)長的方針，在生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合地方特色，可以大力發(fā)展種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和加工產(chǎn)業(yè)，種植業(yè)的秸桿、養(yǎng)殖業(yè)的糞便等產(chǎn)物又可循環(huán)利用以促進(jìn)生態(tài)修復(fù)，增加生物多樣性，以此形成鄱陽湖濱湖沙地生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)利用模式，如圖8所示。生態(tài)保護(hù)與修復(fù)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)生物多樣性人