第2章　北方典型研究区域概况

2.1　自然环境状况

2.1.1　地理位置

锡林河是内蒙古自治区锡林郭勒盟草原区重要的内陆河,发源于大兴安岭南段西北麓的克什克腾旗嘎松山台地,大体沿东南—西北走向,流经白音锡勒牧场及锡林浩特市,向北止于阿巴嘎旗的西北端,并在其西北方向注入查干诺尔,全长约175km。该流域是蒙古高原区的重要组成部分,也是联合国教科文组织认定的国际生物保护区。地理坐标为北纬43°26'～44°39',东经115°32'～117°12',总面积为11185km2,研究区地理位置示意图如图2-1所示。

2.1.2　地形地貌

锡林河流域的地形地貌有明显的地带性,该流域地势由东南向西北逐渐降低,东南部的嘎松山最高海拔1621m,西北部的锡林河下游最低处海拔902m,全流域相对高差超过600m。东南部(海拔1000～1500m)为多级玄武岩台地,平坦开阔,中部(海拔为1100～1300m)为低山、台地,这两者之间分布着一条以固定和半固定沙垄和沙丘链为主的风成沙带,西北部(海拔902～1100m)为平原及山前洪积扇。

锡林河以南为明显的三级玄武岩台地,平坦辽阔,台面上散布着许多小型的火山锥。在蒙古构造剥蚀高原与玄武岩台地之间,是绵延东西而呈带状分布的风成沙带,以固定、半固定沙垄及沙链为主,相对高度一般为10～20m,最大宽度10km,丘间散布着大小不等的洼平地。在地质构造上,该流域位于内蒙古自治区海西褶皱带的东南部,区域大体构造方向从北向东绵延。

2.1.3　气候特征

锡林河流域气候类型属于温带半干旱大陆性草原气候,四季变化明显,春秋季常有大风,夏季气候暖湿,冬季受蒙古高压控制,寒冷干燥。年均温度为0.3～0.5℃,月最低温度(1月)及月最高温度(7月)分别为-21.6℃和18.8℃,年均气温则从东南向西北逐渐增加。年均降水量为350mm,从东南向西北降水量逐渐递减,东南部的年降水量为400mm左右、西北部为250mm左右。大风日数达到71d,植物生长期约150d。年潜在蒸发量1700mm,是年降雨量的4～5倍。

2.1.4　水文特征

据锡林浩特水文站资料(1953—2006年),锡林河流域水资源总量为4亿m3/a,地下水水资源量为3.8亿m3/a,年均径流量只有0.2亿m3,流域平均径流深度约为5.5mm/a。锡林浩特气象局观测得到锡林河流域的径流系数仅为0.02,降水对径流的贡献不大,河水主要依靠地下水来补给(杨淇越等,2009)。2000年水的开采量为0.46亿m3,随着社会、经济发展的需要,水的开采量持续增加,随着水资源的开采,地下水位大幅下降,1980年早期区域地下水位为2～6m,20多年后该地区的地下水位至少下降了6～12m,而且有持续下降的趋势(云景田等,2000)。

2.1.5　土壤分布特征

锡林河流域分布的土壤类型有栗钙土、暗栗钙土、淡栗钙土和黑钙土等(洪立国,2009),其中栗钙土是该流域的主要土壤类型,约占该流域总面积的86.4%。暗栗钙土分布于锡林河南岸二级熔岩台地及锡林河以北的地区,是全流域分布最广的土壤亚带。淡栗钙土分布在该流域的西北地区,属于全流域最干旱的类型;黑钙土主要分布于全流域最东部的丘陵地区,以及南部玄武岩熔岩台地,分布面积不到3%,但却代表着全流域最湿润的土壤类型。

锡林河流域土壤的性质有如下特征:

(1)栗钙土是锡林河流域的主要土壤种类,约占该流域总面积的86.4%。栗钙土腐殖质层的厚度一般是30～45cm,越往下层有机质含量急剧减少。栗钙土气候属半干旱类型,年降水量250～420mm,大陆性的气候特点比黑钙土更为明显。栗钙土的植被属于典型草原类型,由旱生多年生草类组成,草丛高度一般约20～35cm,草被盖度为35%～50%。

(2)暗栗钙土是栗钙土中腐殖质积累最多、碳酸钙淀积层位最深的一个亚类。锡林河流域范围内2/3的面积属于暗栗钙土,是栗钙土类中较为湿润的亚类,气温是栗钙土类中最低的。

(3)淡栗钙土亚类是分布于锡林河流域西北部的一个土壤类型,约占本流域总面积的1/5左右。气候干旱,年降水量200～300mm,温度比栗钙土略高,植被中旱生种成分增多,植被的高度、盖度、产量均有所下降(汪久文,1988)。

(4)黑钙土腐殖质较厚,一般多达30～50cm,有的更厚一些。黑钙土分布区属于半湿润气候,年降水量为400～450mm,主要集中在夏季。黑钙土主要植被类型为草甸草原,一般盖度达50%～70%,草层高度通常为30～60cm,地上与地下生物量都较高。

2.1.6　植被分布特征

锡林河流域的范围均处于典型草原地带,该流域的植被类型除了分布有典型草原外,还分布有草甸草原亚型(流域的东南部)和干草原亚型(流域的西北部)。典型草原的主要群落类型为大针茅(Stipa grandis)草原、贝加尔针茅(Stipa Baicalensis)草原和羊草草原。大针茅草原是该流域分布较广的草原类型,分布在流域排水良好的地带性生境;贝加尔针茅草原则主要分布在东部的丘陵区与南部土壤肥沃且排水良好的三级玄武岩台地上。羊草草原在此流域分布较少,但却分布于该流域典型的地带性生境,大多分布于河流阶地、宽谷地、坡麓地段和丘陵坡地的中下部等部位;羊草草原和大针茅草原的植被类型受其所处生境和人为干扰的影响,植被类型的组合也不同,伴生种多以糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿(Artemisia frigida)为主,糙隐子草和冷蒿的出现频率也随着放牧强度的增大而增加。

锡林河流域的南部被浑善达克沙地的北部边缘所占据。沙地的北部边缘因为受到典型草原的影响,植被的分布多以多年生的禾草、过渡型灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylia)以及沙生植被如褐沙蒿(Artemisia intramongolica)为主,在裸沙地上,则以沙地先锋植物沙竹(Psammochloa villosa)和一年生的沙生植物为主。中生的杂木灌丛很少,只有在较大的沙丘背阴坡有较少的分布,榆树(Ulmus pumila)在此呈现出退化的疏林结构,林下草本大多受到严重破坏。

低湿地植被主要分布于沙地丘间低地与草原区的盐化低地、丘间洼地、沟谷以及河滩等生境。在丘间低地间沙丘潜水出露区,因此草甸[以小糠草(Agrostis gigantea)、针苔草(Carex dahurica)为主]和沼生[以芦苇(Phragmites Adam)为主]植物比较丰富。因芨芨草(Achnatherum splendem)的生态幅较宽,所以芨芨草群落的盐化草甸常见于典型草原,且芨芨草下的亚优势层片多为以寸草苔(Carex duriuscula)为主的小型苔草层,或者为杂类草与苔草组成的轻度盐化草甸和马蔺(Iris lactea)盐化草甸。在马蔺盐化草甸与芨芨草受到强烈干扰而退化后,则会形成耐盐碱性更强的碱茅(Puccinellia distans)、碱蓬(Suaeda glauca)盐化草甸。

2.1.7　锡林河流域的分区情况

在上述关于锡林河流域地形、地貌、土壤分区以及年均降水量等特点的基础上参照仝川等(2002)的文献,划分出锡林河流域上中下游空间范围。上游区是海拔1300～1621m的丘陵和玄武岩三级熔岩台地,年均降水量为450mm左右,土壤类型以黑钙土为主,主要植被类型为草甸草原,一般盖度达50%～70%,草层高度通常为30～60cm,地上与地下生物量都较高,主要优势种与建群种为线叶菊[Filifoliumsibiricum(L.)Kitam]、贝加尔针茅、羊茅(Festuca ovina L.)、羊草、无芒雀麦等;中游区是海拔1100～1300m的低丘陵、台地,年均降水量为350～450mm,土壤类型为暗栗钙土为主,植被类型为大针茅、羊草、丛生禾草和冰草[Agropyron cristatum(Linn.)Gaertn.]为主的典型草原,草丛高度一般约20～35cm,草被盖度为35%～50%;下游区是海拔902～1100m的平原及山前洪积扇,年均降水量为350～450mm,土壤类型为淡栗钙土为主,主要植被类型是克氏针茅(Stipa krylovii Roshev)和冷蒿为主的荒漠草原亚带。上中游主要以锡林河上游主要支流好来吐河为划分界限,中下游主要以巴日钦乌拉为划分界限。上、中、下游区面积分别占该流域总面积的36.9%、49.0%和24.2%,锡林河流域分区示意图如图2-2所示。