3.1 毛乌素沙地小叶杨林下生物结皮的分布规律
小叶杨固定沙地东南、东北、西南和西北方向生物结皮的分布半径存在差异。除西北方向外,其他3个方向生物结皮的分布半径均较大,东南方向最大,为188.2 cm。其他研究人员也得出了类似的结论,如张军红等[22]通过对油蒿植株下生物结皮分布格局的分析,发现油蒿植株下生物结皮在不同方向上的分布存在显著差异。生物结皮的分布半径东南方向最长,西北方向最短。然而,一些学者的结论与本文不同。例如,刘法等[17]采用样线法研究了油蒿植株下生物结皮的分布。结果表明,油蒿植株下生物结皮厚度分布存在明显差异。西北方向生物结皮最厚,西南和东北方向生物结皮最薄,差异不显著。这些不同的结论可能来源于植被类型、调查时间和测定方法的不同。
3.2 毛乌素沙地小叶杨林下生物结皮分布的影响因素
植被类型、土壤质地、枯落物以及风向等因素会对生物结皮形成和分布造成影响[23-26]。植被在裸沙地定植后,一方面改变周围气流场的结构,使风速降低,增加地表的稳定性,为生物结皮的生长发育提供有益的外界条件[27]; 另一方面,植被等通过滞尘等方式有效地向地面输送细颗粒物,从而增加地表的物质含量,为生物结皮的生长发育供给物质基础和营养条件[28]。研究区小叶杨固定沙地,虽然植被盖度较低,但行带式的造林方式大大增强了地表的稳定性,且小叶杨植株体高于其他灌丛植被,冠幅大于其他灌丛植被,在东南、东北、西南和西北4个方向上树冠半径最大值为266 cm,最小值为137 cm。研究区属半干旱性季风气候区,常年主导风向为西北风,小叶杨长久受北风的影响,导致西北方向枝条稀疏(表1),在东南方向,树枝长且密,可显著降低风速,阻挡到达地表的光照,使得地表土壤温度降低,湿度增加,为生物结皮的生长提供有利环境。例如,张军红等[22]表明,油蒿植株下生物结皮的分布与枯落物的分布密切相关,研究区内的风况和油蒿植冠对枯落物的分布有一定的影响。
土壤水分对生物结皮的分布有很大的影响[29]。植被通过遮荫等方式改变土壤温湿度,从而造成地表土壤水分分布格局的差异,尤其是植株形态较大的乔木或灌丛植被[30]。小叶杨植物体较高,与其他低矮的灌丛植被相比,遮挡光照的时间更长且遮挡面积更大,从而减小地表蒸发并有益于地表土壤水分的稳定,使地表水分的空间分布格局发生变化。通过此次研究发现,生物结皮厚度变化与土壤含水率变化趋势基本相同,从图4可以看出,小叶杨下生物结皮厚度与土壤含水率变化从小叶杨基部距离到距基部140 cm处,呈现随距离的增加而降低。在0—40cm范围内,生物结皮厚度从1.64 cm下降到1.41 cm,同距离处土壤含水率从3.85%下降到2.87%,生物结皮厚度与土壤含水率下降速度较快; 在40—140 cm处生物结皮厚度由1.41 cm下降到1.07cm,同等距离处土壤含水率则由2.87%下降到2.4%,呈现出缓慢下降趋势。可见,土壤含水量的变化与生物结皮厚度的变化趋势基本一致。这与吴永胜等[14]表明生物结皮盖度随土壤含水率的增加而增加,小叶杨的建植有利于生物结皮的生长发育,土壤水分是影响生物结皮发育和分布的重要因素的结论相一致。
综上所述,生物结皮在不同植被下的分布差异较大,植被类型、土壤水分、枯落物以及风向在一定程度上影响生物结皮分布。另外,尽管做了大量的野外调查取样,具有一定的代表性,但只选择了风沙采煤沉陷区一小部分区域的小叶杨群落。作者将在进一步的研究中扩展研究区域,进而能够更好、更全面地为改善生态环境等方面提供可靠的帮助。最后,影响其分布的其他因素还有许多,希望在今后得到进一步的研究。
