黃土丘陵區(qū)典型天然灌叢和人工灌叢優(yōu)勢(shì)植物土壤水分利用策略.pdf

1、細(xì)裂葉蓮蒿(Artemisia gmelinii)是黃土高原農(nóng)地退耕后長(zhǎng)期存在的天然植物群落優(yōu)勢(shì)種。檸條錦雞兒(Caragana korshinskii)灌叢是黃土高原防治水土流失的主要人工群落類型。研究它們的水分利用策略對(duì)評(píng)價(jià)氣候暖于化趨勢(shì)下黃土高原生態(tài)建設(shè)可持續(xù)性具有重要意義。
　　該研究以退耕7年的天然草地細(xì)裂葉蓮蒿群落、退耕30年的天然草地細(xì)裂葉蓮蒿群落和退耕30年的人工灌木林檸條錦雞兒群落為研究對(duì)象，采用氧穩(wěn)定同位素比率

2、(δ18O)技術(shù)研究其對(duì)不同土層土壤水分利用的季節(jié)性變化，通過(guò)MixSIR模型量化各土層土壤水分利用的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明:
　　(1)土壤含水量的變化一方面受氣候如降雨、蒸發(fā)影響，一方面受植物生長(zhǎng)狀況影響，各樣地土壤含水率隨季節(jié)變化趨勢(shì)不同。退耕30年的人工灌木林檸條錦雞兒樣地土壤含水率整體低于退耕7年和30年的細(xì)裂葉蓮蒿樣地。總體而言，在采樣日期內(nèi)各樣地土壤剖面土壤含水率在0-40 cm土層變化明顯。
　　(2)土壤水δ18O

3、在0-10 cm土層蒸發(fā)富集明顯，隨著土層的增加，土壤水δ18O逐漸接近一個(gè)穩(wěn)定值-7.47‰。植物莖水氧同位素值隨植物種類、采樣日期而變化。
　　(3)隨著季節(jié)變化，退耕7年的天然草地細(xì)裂葉蓮蒿和退耕30年的人工灌木林檸條錦雞兒植物水分來(lái)源可在不同土層之間較為靈活地轉(zhuǎn)換，當(dāng)淺層(0-40 m)土壤水可利用時(shí)，植物主要利用40 cm以上的土壤水分;當(dāng)淺層土壤干燥時(shí)，主要吸收40-80 cm土層土壤的水分。退耕30年天然草地中細(xì)裂葉

4、蓮蒿主要依賴于0-10cm表層土壤的水分。這表明在未來(lái)極端干旱事件發(fā)生頻率增大的情況下，退耕7年的天然草地細(xì)裂葉蓮蒿和退耕30年的人工灌木林檸條錦雞兒具有更大的生存優(yōu)勢(shì)，而退耕30年的天然草地細(xì)裂葉蓮蒿受干旱等極端天氣影響更為嚴(yán)重。
　　(4)相比IsoSource模型，MixSIR模型考慮了不確定性分析，干旱半干旱地區(qū)土壤水異質(zhì)性大，使用MixSIR模型結(jié)果更精確。模型的不確定性輸入對(duì)結(jié)果有很大影響，增加采樣重復(fù)，增大采樣頻率也