摘要:呼吉爾特礦區地處毛烏素沙地，為研究煤炭資源開發后引起淺層地下水變化進而對植被類型的影響，通過地下水埋深與植被種群分布的空間分析，結合現場調查獲得了地下水埋深與植被種群分布規律，研究發現區內的典型草原植被已被沙生植被、草甸植被、鹽生植被等隱域性植被取代，丘間濕地植被對淺層地下水水位敏感度較高，可作為重要指標納入煤炭礦區生態環境的監測體系。
關鍵詞:植被類型,植被分布,地下水位,空間分析
植被與地下水有著密切的關系，Batelaan等在研究地下水與地區生態保護關系中發現植被分布能很好的映射地下水補給區和排泄區。水文模型和植被類型能揭示一些流域上的生態差異[1]。Dwire等在美國俄勒岡州東北部，研究了三種不同水分含量的草地類型，分析認為植物物種相對于地下水位深度的分布具有一定的地帶性分布特征[2]。
趙文智等針對干旱區生態水文過程研究提出了臨界生態需水量、最適生態需水量和飽和生態需水量的概念，并提出了確定方法[3]。李衛紅指出植物水分利用是群落生態過程的核心問題。在干旱地區，植被生長受淺層土壤水分條件制約最大[4]。根據中國煤炭產業發展規劃，以陜西神府煤田和內蒙古東勝煤田為主規劃了神東煤炭基地。
目前，神東煤炭基地已批復的礦區主要位于毛烏素沙地腹地，地區經濟的開發主要依托能源產業的發展，能源開發轉化受制于水資源利用，生態環境保護又制約著水資源的開發，進而形成了一個復雜的多元制衡結構[5]。綠水青山也是金山銀山已成為新時代綠色發展主旋律，有效保護生態環境，適度開發礦產資源顯得十分迫切和重要，本文結合遙感解譯和實地驗證，研究地下水位與植被類型關系，深入理解植被變化對地下水變化的響應，為呼吉爾特礦區生態環境監測提供有效技術支撐。
1研究區概況
毛烏素沙地位于鄂爾多斯高原的中部與南部，黃河從西、北、東三面環繞，東南背依黃土高原，西北緊鄰庫不齊沙漠[6]。毛烏素沙地水熱資源變化強烈，降水量較少，氣候干旱，是中國四大沙地之一，地處于農牧業過渡帶，能源開發集中分布帶，生態環境問題主要表現為的脆弱性、多樣性和復雜性[7]。研究區位于呼吉爾礦區內，主要涵蓋了葫蘆素井田、門克慶井田、梅林廟井田、巴彥高勒井田、圖克井田。
2植被調查
2.1植被分布特征
研究區雖然屬于典型草原帶，但是典型地帶性的植被如針茅、達烏里胡枝子、冷嵩等僅零星分布在硬梁地的梁頂上，區域范圍內已被沙生植被、草甸植被、鹽生植被等隱域性植被取代。從空間結構來看植被類型復雜而多樣。研究區范圍內以油嵩為建群種的沙生半灌木群落最為發達，在研究區范圍內占據面積最大。
從流沙地到固定沙地形成一個演替系列。流動沙丘上植被稀少，分布了沙蓬、蟲實等組成的沙地先鋒植物群落;半固定沙地上，油嵩開始定居，至固定階段，油嵩群落達優勢地位并趨于穩定;在固定沙地上，地面出現藻類結皮，局部地段保留著沙地柏-柳葉鼠李灌叢和檸條灌木等群落。丘間的低濕灘地，生境條件比較多樣，常有各種草甸、鹽化草甸、沼澤草甸、草本沼澤及柳灣林[7-10]等，丘間低濕灘地植物群落類型相對豐富。
沙蒿是區域范圍內優勢物種，廣泛分布與固定沙丘和半固定沙丘上。沙蒿分布密度與沙地變化趨勢一致，種群植物的蓋度分別由10%→30%→50%。對應著流動沙漠、半流動半固定沙漠和固定沙漠三個階段的變化，目前研究區大部分沙漠已基本固定，種群蓋度一般在50%～70%。喬木類、灌木類、沙地半灌木草本類、臭柏以及農作物類植物根系下扎深度一般末達到地下水位，它們主要依靠大氣降水和土壤中的持著水生長發育，只有湖沼草灘類植物多數為喜水植物，生長于地下水位淺埋地帶，靠吸收地下水份生長發育。
2.2植被類型分布與地下水關系
本次研究進行了植被樣方的調查，對典型地貌區進行了樣線調查，對研究區典型的灘地植被帶和柳灣林植被帶共布設了2條調查樣線，根據樣線調查繪制了典型區域植被帶分布。根據樣線調查發現，區域內有典型的柳灣林群落分布，以柳灣林為生態單元，在低濕區主要分布有蘆葦、拂子茅，在高潛水位區主要分布寸草苔草甸，在寸草苔周邊地下水埋深增大，草甸植被向典型草原和荒漠草原演變，逐步由寸草苔退化為有牛心樸子，小花棘豆，芨芨草等物種，在沙丘區地下水埋深10m以上，沙化特征明顯區域主要分布有蟲實、米口袋等植被。
3植被類型與地下水位關系建立
根據地下水水位埋深和植被類型數據進行空間統計分析，計算出各植被類型區平均地下水埋深。通過植被類型分類統計可知沙地草本類和臭柏灌叢類地下水位平均值在2m以上。從區域地形分析來看，兩種植被類型主要分布在風積沙丘區，沙丘微地貌造成地下水埋深增大，所以這兩種植被類型表現為地下水水位高的特點。
喬木林地下水位平均值為1.51m，從分布上看，在研究區內比較零散，主要在牧區居民點周邊和道路兩側，由于喬木林均為人工栽種，多位于地下水相對較高的平緩丘間低地，其地下水位與植被類型關系不具有代表性。低濕地植被類型的平均水位1.82m，該類植被所在區域地勢較低緩，臨近地下水出露區，因此表現為地下水水位偏低的特點。
灌木類主要建群種為沙柳，分布上看具有柳灣林景觀特征，柳灣林由沙柳、烏柳組成，是毛烏素沙地天然生存的獨特植物群落。柳灣林與濕地草甸連續分布，因此地下水水位與低濕地植被相近。現場調查發現，地下水埋深與植被種群分布存在一定的分布規律，根據各植被類型地下水水位埋深和研究區灘地邊緣植被帶剖面分布和柳灣林典型植被帶剖面分布特征，查閱相關文獻，總結出研究區地下水位關系與典型植被關系。
4結論
1)研究區雖然屬于典型草原帶，但已被沙生植被、草甸植被、鹽生植被等隱域性植被取代。研究區范圍內以油嵩為建群種的沙生半灌木群落最為發達，同時具有獨特的柳灣林景觀特征。
2)研究區內以柳灣林為生態單元，在濕地主要分布有蘆葦、拂子茅，在高潛水位區主要分布寸草苔草甸，在寸草苔周邊隨著地下水埋深增大，草甸草原逐步向典型草原和荒漠草原演變。
3)通過地下水埋深與植被種群分布的空間分析，結合現場調查發現地下水埋深與植被種群分布存在一定的分布規律，其中喬木林(旱柳、小葉楊)生長在地下水位1～6m，濕生灌木(沙柳、小紅柳)生長在地下水水位1～6m，旱生灌木(楊柴、花棒)生長在地下水位6m以上區域，草本植被中隨地下水位增加，植被主要演變的類型為是蘆葦、假葦拂子茅、苔草、芨芨草、牛心樸子、小花棘豆、沙蒿、沙米。
4)丘間濕地植被類型的水位敏感性高，對地下水位指示最明顯，可作為重要指標納入煤炭礦區生態環境的監測體系。
參考文獻:
[1]O.Batelaan，F.D.Smedt，L.Triest.Regionalgroundwaterdischarge:phreatophytemapping，groundwatermodellingandimpactanalysisofland-usechange[J].JournalofHydrology，2003，275(1-2):86-108.
[2]KathleenA.Dwire，J.BooneKauffman，JohnE.Baham.Plantspeciesdistributioninrelationtowater-tabledepthandsoilredoxpotentialinmontaneriparianmeadows[J].Wetlands，2006，26(1):131-146.
[3]趙文智，程國棟.干旱區生態水文過程研究若干問題評述[J].科學通報，2001，46(22):1851-1857.
[4]李衛紅，郝興明，覃新聞，等.干旱區內陸河流域荒漠河岸林群落生態過程與水文機制研究[J].中國沙漠，2008，28(6):1113-1117.
[5]寇許.煤炭礦區地下水變化對生態環境的影響研究[J].煤炭工程，2016，48(6):116-118，122.
[6]胡兵輝，廖允成，王克勤，等.毛烏素沙地農田土壤水分的時空變化格局[J].水土保持通報，2011，31(5):144-148.
[7]陳仲新，張新時.毛烏素沙化草地景觀生態分類與排序的研究[J].植物生態學報，1996，20(5):423-437.
相關期刊推薦：中國水土保持(月刊)創刊于1980年，是水利部主管、黃河水利委員會主辦的對國內外公開發行的水土保持綜合性科技期刊。初名《水土保持》，為雙月刊,內部發行。
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