民勤绿洲边缘固沙灌木林地土壤水分时空动态研究_孙学兵.pdf

第5 0卷 第6期2 0 2 2年1 2月陕西 林 业 科 技S h a a n x iF o r e s t S c i e n c ea n dT e c h n o l o g yV o l.5 0 N o.6D e c.2 0 2 2d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-2 1 1 7.2 0 2 2.0 6.0 0 2 收稿日期:2 0 2 2-0 8-0 1 基金项目:2 0 2 2年陇原青年创新创业人才项目(2 0 2 2 L Q G R 2 1);省青年科技基金计划(2 0 J R 5 R A 0 9 1)。作者简介:姜生秀(1 9 8 7-),女,硕士,助理研究员,主要从事植物抗逆分子生物学研究。*通信作者民勤绿洲边缘固沙灌木林地土壤水分时空动态研究孙学兵,姜生秀,赵 鹏*(甘肃省治沙研究所,甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室(培育基地),兰州7 3 0 0 7 0)摘 要:为给民勤绿洲边缘植被恢复重建及其树种选择提供可靠依据,以梭梭、柽柳、白刺、柽柳+沙拐枣、柽柳+白刺等5种流动沙地、平沙地主要灌木林地为对象,对影响民勤县植被建设成效和植被生长状况的最关键因子 土壤含水量即主要类型灌木林地不同季节土壤水分动态进行了研究,结果为(1)不同类型灌木林地土壤含水量月变化趋势基本一致,5月含水量较低,6月升高,7月下降,8月和9月恢复,1 0月趋于稳定;(2)土壤含水量垂直分布总体特点是表层土壤含水量最低,随着土层深度的增加呈现先增加后减小最后趋于稳定的趋势;(3)生长季初,各群落每个土层含水量相差不大,生长期流动沙地土壤水分状况明显优于各植物群落,柽柳+白刺群落1 2 01 8 0c m土层含水量高于其它群落,梭梭每土层的含水量均最低,生长季末,柽柳+白刺群落4 01 4 0c m土层内含水量高于其它群落,1 4 01 8 0c m土层内,柽柳+沙拐枣含水量高。不同类型灌木林地土壤水分含量存在时空差异。关键词:绿洲边缘;灌木林地;土壤水分;时空变化;民勤县;沙地中图分类号:S 7 2 8.4文献标志码:A文章编号:1 0 0 1-2 1 1 7(2 0 2 2)0 6-0 0 0 6-0 6T e m p o r a l a n dS p a t i a lV a r i a t i o no fS o i lM o i s t u r ei nT y p i c a l S a n d-f i x a t i o nS h r u ba tM i n q i nO a s i sF r i n g eS UNX u e-b i n g,J I ANGS h e n g-x i u,Z HAOP e n g*(S t a t eK e yL a b o r a t o r yB r e e d i n gB a s eo fD e s e r t i f i c a t i o na n dA e o l i a nS a n dD i s a s t e rC o m b a t i n g,G a n s uD e s e r tC o n t r o lR e s e a r c hI n s t i t u t e,L a n z h o u,G a n s u7 3 0 0 7 0)A b s t r a c t:B ys t u d y i n g t h ed y n a m i c so f s o i lm o i s t u r e i nd i f f e r e n t v e g e t a t i o n t y p e s a t t h e e d g eo fM i n q i no a s i s i nd i f f e r e n ts e a s o n s,t h es o i lm o i s t u r eo fd i f f e r e n tv e g e t a t i o n s a c s a o u l,t a m a r i s k,n i t r a r i a,t a m a r i s k+s a n dj u j u b e,t a m a r i s k+n i t r a r i a,w a sm e a s u r e ds y s t e m a t i c a l l yf r o m M a yt oO c t o b e rb ym e a n so f l o c a t i o ns a m p l i n ga n dd r y i n g.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t(1)t h em o n t h l yc h a n g eo f s o i lw a t e rc o n t e n t i ne v e r yp l o t sw e r eb a s i c a l l yc o n s i s t e n t,l o wi nM a y,u pi nJ u n e,d o w ni nJ u l y,r e c o v e r e di nA u g u s t a n dS e p t e m b e r,a n ds t a b l e i nO c t o b e r;(2)t h eg e n e r a lv e r t i c a ld i s t r i b u t i o no fw a t e rc o n t e n tw a sv e r y l o wi n t h e l a y e r o f s u r f a c e s o i l,i n c r e a s e da n d t h e nd e c r e a s e dw i t hs o i l l a y e rd e e p e r a n db e g a nt os t a b i l i z e f i n a l l yw i t ht h e i n c r e m e n to f t h ed e p t ho f s o i l l a y e r;(3)i ne a r l yg r o w i n gs e a s o n,t h es o i lw a t e rc o n t e n to f e a c hl a y e r f o re a c hv e g e t a t i o nc o mm u n i t yh a s l i t t l ed i f f e r e n c e.I nv e g e t a t i o np e r i o d,t h ew a t e rc o n t e n to ft h es h i f t i n gs a n dd u n ew a sc l e a r l yb e t t e rt h a nt h a to fv e g e t a t i o nc o mm u n i t i e s.T h ew a t e rc o n t e n tw i t h i n1 2 01 8 0c mo f t h es o i lw i t ht a m a r i x+n i t r a r i ac o mm u n i t yw a sh i g h e r t h a no t h e rc o mm u n i t i e s,w h e r e a s t h ew a t e rc o n t e n t i ne a c hs o i l l a y e rw i t hs a c s a o u l(H a l o x y l o na mm o d e n-d r o n)w a s t h e l o w e s t.A t t h ee n do fg r o w i n gs e a s o n,t h ew a t e rc o n t e n t i n4 01 4 0c mo fs o i lw i t ht a m a r i x+n i t r a r i ac o mm u n i t yw a sh i g h e rt h a nt h a to fo t h e rc o mm u n i t i e s.T h ew a t e rc o n t e n to ft h et a m a r i x+s a n dj u j u b ec o mm u n i t yw a st h eh i g h e s tw i t h i n1 4 01 8 0c m.T h et e m p o r a la n ds p a t i a ld i f f e r e n c e so fw a t e rc o n t e n t i nd i f f e r e n t s o i lm e c h a n i c a l c o m p o s i t i o na n d l a n dc o v e ra r ee x p l a i n e d.K e yw o r d s:O a s i s f r i n g e;s o i lm o i s t u r e;t e m p o r a l a n ds p a t i a l v a r i a t i o n;s h r u bc o mm u n i t y 民勤绿洲位于河西走廊石羊河流域下游1,降水量小,蒸发量大,气候干燥,水资源严重短缺,水成为决定该区生态系统结构和功能的关键因子2,而土壤水分是气候、植被、地形及土壤因素等自然条件的综合反映3,决定干旱区绿洲化与荒漠化生态环境演化过程,是植物生长和恢复的主要影响因素4-5。因此,对该区沙地土壤水分动态的研究有助于揭示植被对土壤水分的利用层次、土壤水分的消耗状况和天然植被的续存机理,也可为人工植被的恢复提供理论参考6。沙地植被土壤水分动态由于降水入渗、根系吸水、土面蒸发与地下水向上补给等作用而发生时空变化7-8,也受植物种类等多种因子制约6,因而不同地区植物群落的土壤水分动态表现出不同的特征。目前,国内外沙地土壤水分研究较多,如浑善达克沙地9、毛乌素沙地1 0等,民勤绿洲边缘沙地天然灌木林土壤水分含量变化研究较少。因此,我们选择该地主要类型灌木林地进行了土壤含水量时空动态研究,以揭示该区植物群落生长季节适宜土壤水分条件,为荒漠植被建设与保护提供依据。鉴于此,本文对民勤绿洲边缘平沙地生长的梭梭、柽柳、白刺、柽柳+白刺、柽柳+沙拐枣等群落土壤水分进行了研究。1 试验设计及研究方法1.1 研究区概况研究区位于石羊河下游蔡旗断面以下的民勤绿洲边缘,地理位置N 3 8 0 5 3 9 0 6,E 1 0 3 0 2 1 0 4 0 2,海拔13 6 713 1 1m。属典型大陆性气候,年均气温7.4,年均降水量1 1 5.2mm,多集中在7-9月,占全年降水量7 3%,年均蒸发量24 1 9.6mm,为降水量的2 1倍,年平均风速2.3 5ms-1,年均沙尘暴日数2 5.8d。研究区土壤分为灰棕漠土、风沙土,主要优势物种有梭梭、柽柳、白刺、沙拐枣等灌木,草本种类有盐生草、猪毛菜、五星蒿、黄花补血草等。在研究区内,灌木林主要有梭梭,柽柳,柽柳+沙拐枣,柽柳+白刺,白刺等5个类型。研究过程中在各主要类型灌木林地选择有代表性地段设置标准样地(表1),并以流沙为对照样地进行土壤含水量测定。表1 样地概况植被样地面积/m2总盖度/%植物长势地貌类型 经度纬度海拔/m流动沙地5 05 0-流动沙地 1 0 3 1 9 3 5.5 4 3 8 5 7 3 5.2 1 13 2 1梭梭5 05 01 3较差固定平沙地1 0 3 2 0 3 5.8 2 3 8 5 6 4 8.1 3 13 2 1柽柳5 05 04 2良好固定平沙地1 0 2 5 8 4 8.1 7 3 8 3 4 3 8.6 4