荒漠草原人工檸條林土壤水分動態(tài)及其對降水脈動的響應(yīng).pdf

1、土壤水分是干旱、半干旱地區(qū)植被生長發(fā)育和恢復重建的重要限制因子，影響植物生存、生長發(fā)育和環(huán)境對植被的支持力，在很大程度上決定了植被恢復與重建的成敗，也是一直以來干旱區(qū)、半干旱區(qū)生態(tài)學、土壤學、生態(tài)水文學等領(lǐng)域的研究熱點問題。以檸條為代表的人工灌木林在干旱、半干旱地區(qū)防風固沙實踐中發(fā)揮了重要作用，但隨著林齡的增長、密度的提高，土壤水分明顯降低，容易形成土壤干層。加之，此類區(qū)域地下水往往埋藏較深，植物得以維持的重要水分來源即為降水，而不同降

2、雨事件，貢獻率較大的大降雨事件和占有較大比重的小降雨事件通過冠層截流作用，均會在土壤-植被水分循環(huán)中產(chǎn)生重要作用，但存在一定的差異性。因此，開展荒漠草原人工檸條林土壤水分動態(tài)及其對降水脈動的響應(yīng)研究，較精確的把握檸條林的土壤水分效應(yīng)具有重要的研究意義。檸條是豆科錦雞兒屬植物栽培種的俗稱，系落葉灌木，廣泛分布于我國北方地區(qū)各省區(qū)，是主要的防風固沙和水土保持造林樹種。多年來，隨著生態(tài)工程的實施，檸條成為寧夏造林面積最大、區(qū)域分布最廣、使用數(shù)

3、量最多的抗旱灌木樹種，存林面積達51.8萬hm2，其中人工種植面積占94.12％。
　　 本文以寧夏鹽池縣楊寨子村人工檸條林為研究對象，結(jié)合土壤發(fā)生學和恢復生態(tài)學的基本理論，運用野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合，定位監(jiān)測與定時連續(xù)監(jiān)測相結(jié)合的方法，研究了不同林齡、不同平茬方式、平茬后不同恢復年限等人工檸條林不同行間部位的土壤水分動態(tài)變化，探討其對降水脈動的響應(yīng)機制，科學把握人工檸條林的土壤水分效應(yīng)，為荒漠草原人工檸條林的可持續(xù)發(fā)展提供科

4、學依據(jù)。獲得以下結(jié)論：⑴研究區(qū)降水頻率隨著降水量級的增大而呈現(xiàn)減小的趨勢。研究區(qū)降水格局以≤5mm的小降水事件為主，＞10mm的大降水事件頻率較低，但大降水事件對總降水量的貢獻較大。小降水事件(≤5mm)及其降水量的月均分布比較穩(wěn)定?！?d降水間隔期最多，其變異系數(shù)在所有間隔期等級中為最小，月均分布比較穩(wěn)定。綜上所述，研究區(qū)的降水格局具有典型的降水脈動特征。⑵隨著林齡的增大，研究區(qū)人工檸條林的可利用水深度逐漸變淺，7a、16a、25a、

5、37a林齡人工檸條林的土壤水分利用層分別為10-180cm、10-260cm、10-160cm、10-100cm，土壤儲水量不斷減少，土壤干層厚度不斷增加。7a林齡和16a林齡人工檸條林整個剖面的土壤水分在整個生長季內(nèi)都大于7％，但是7a林齡人工檸條林200cm以下土層土壤水分明顯高于16a林齡，最大值達到27％以上;25a林齡人工檸條林土壤含水量＜7％的土層分布在150cm以下，36a林齡的分布在100cm以下。綜上所述，研究區(qū)不同林

6、齡人工檸條林土壤水分狀況隨著林齡的增大而逐漸退化。⑶人工檸條林冠層的集雨效應(yīng)和根系的耗水作用均強烈，距離檸條根部越遠，人工檸條林的耗水作用越小，檸條林間帶最小。⑷研究區(qū)人工檸條林土壤水分對降水脈動的響應(yīng)隨著土壤深度的增加而減小。較深層土壤水分對降水脈動的響應(yīng)呈現(xiàn)出明顯的滯后性。土壤水分對＜5mm降水的響應(yīng)不明顯，這主要是由于當次降水量與土壤蒸發(fā)作用所消耗掉的水分相抵消;土壤水分對＞10mm降水的響應(yīng)強烈。人工檸條林灌叢下土壤水分對降水脈

7、動的響應(yīng)均比檸條林間帶的響應(yīng)要強烈，檸條林間帶對降水脈動的響應(yīng)變異性不大。⑸人工平茬后，檸條林冠層的集雨效應(yīng)明顯減弱，冠層下土壤水分入滲深度也明顯減小，檸條灌叢下和林間帶土壤水分的差異明顯減弱。單純從土壤水分的角度看，成片平茬對土壤水分的改良作用相對于隔行平茬而言要好。⑹成片平茬后第1年，人工檸條林土壤水分條件沒有被改善，而且其退化程度略加深;之后隨著人工檸條林成片平茬后恢復年限的延續(xù)，土壤水分先增大后又減小，土壤干層厚度先縮小甚至消失