中国包头至兰州铁路沙坡头段防护体系中沙斑块的形成及生态响应

摘要 裸露沙地的出现通常意味着生态系统的退化过程。在包头至兰州铁路沙坡头段的保护系统中，裸露沙地的大面积出现对其稳定性和可持续性都构成了威胁。然而，有关这些沙斑的形态、动态变化和生态响应的知识却很有限。因此，我们通过实地观察、调查和室内分析等方法，分析了保护系统内沙地斑块的形成、发展过程及其对草本植被生长和土壤养分的影响。结果表明，沙斑块的发展可分为形成、扩展和稳定三个阶段，分别对应初始沙斑块、积极发展沙斑块和半固定沙斑块。所有砂斑侵蚀区的平均尺寸为长 7.72 米、宽 3.91 米、深 0.32 米。发育活跃的砂斑面积最大，初始砂斑面积最小。在整个形成和扩展阶段，草本群落组成发生了变化，植物密度下降了 50.95% 以上。此外，草本植物的覆盖度和高度在侵蚀区有所下降，在沉积叶区略有上升；侵蚀区和沉积叶区土壤的细颗粒和养分呈下降趋势。在砂斑块的稳定阶段，从入口到底部的砂斑块区域最初被结壳覆盖。侵蚀区的植被和 0-2 厘米表层土壤条件有所改善，但这种改善在沉积叶还不明显。扰动、气候变化和地表抗侵蚀能力等因素对沙斑的形成和动态有显著影响。研究结果可为今后的沙斑块治理和包兰铁路沙坡头段防护系统的管理提供依据。