塔里木河中游荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局变化关系研究

土壤水分含量的高低决定了荒漠绿洲过渡带的植被种类及群落构成,因此,掌握植被特征随土壤水分的变化规律,能为干旱区生态环境建设提供科学的理论依据。选择典型的干旱区塔里木河中游流域作为样区,定点采集土壤样品测定其含水量,并调查植被特征,分析了干旱区荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局的关系,进行荒漠生态系统土壤水分对植被空间格局的影响研究。结果表明,荒漠绿洲过渡带20~40cm土层土壤湿度、草本密度及植被密度在研究区尺度上具有中等空间自相关,其0~20、40~60、60~80、80~100cm土壤湿度、灌木个数、灌木密度、幼苗个数、胡杨个数、郁闭度和植被群落物种数,在研究区尺度上表现出强空间自相关;土壤水分和植被特征均具有相似且明显的空间分布格局,其数值均呈先升高后降低的趋势即呈M型分布;灌木密度与20~40cm和40~60cm土层的土壤含水量呈显著相关,80~100cm土壤水分与胡杨个数、郁闭度、植物群落物种数有极显著相关关系,研究区生态系统脆弱,植被群落物种数较为单一,土壤水分和植被特征的空间变异性主要是结构性因素作用的结果;由于荒漠河岸林的主要建群树种为胡杨,研究表明20~60cm土层的土壤含水量对灌木的生存与生长起关键作用,而植被空间格局主要由80cm以下的土壤含水量决定。     

黑河中游荒漠绿洲过渡带植被多样性特征及其水分的影响

应用Simpson和Shannon-Wiener物种多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Simpson物种优势度指数和Pielou物种均匀度指数对黑河中游荒漠绿洲过渡带的植被群落多样性及土壤含水量对植被多样性的影响进行分析。结果表明:1）黑河流域荒漠过渡带共有植物12科31属37种。灌木以红砂-珍珠猪毛菜为优势群落,草本以三芒草-苔草群落为优势群落,具有物种组成简单、多样性较低的特点。2）群落在植物生活型上以旱生、超旱生或盐生的小灌木和1年生草本植物占主导地位。3）灌木群落具有较高的丰富度指数和多样性指数,而草本群落具有较高的均匀度指数。各群落丰富度指数与多样性指数、均匀度指数之间存在极显著的相关性。4）除干沙层外,每个样地各土层的土壤含水量均随土层深度的加深土壤含水量依次增大,植被丰富度随土层持水量增大而增加,植被多样性和丰富度与各土层土壤含水量呈正相关。灌木根系主要分布在20～40 cm土层,草本根系主要分布在浅层0～20 cm。表明土壤水分对群落物种组成、 植被群落多样性具有重要的影响,在植被恢复建设中优先考虑土壤水分承载力。     

黑河中游荒漠绿洲过渡带固沙植被土壤水分的分布特征

土壤水分是干旱区固沙植被生长发育的主要限制因子,了解其时空分布特征对荒漠绿洲过渡带植被建设具有重要意义。于2015年雨季前、雨季后对甘肃临泽县荒漠-绿洲过渡带的泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)、梭梭(Haloxylon ammodendron)3种典型固沙植被0~120cm深度剖面的土壤水分分布特征进行研究,结果表明,1)雨季前和雨季后,泡泡刺、沙拐枣和梭梭灌丛土壤含水量随土层深度的增加基本呈上升趋势,土壤含水量均是表层低、深层高,雨季对泡泡刺、沙拐枣和梭梭灌丛土壤水分的影响主要集中在水分活跃层;2)雨季前,3种灌丛在不同水平距离处(0、1、2m与5m)土壤含水量的大小规律是泡刺灌丛沙拐枣灌丛梭梭灌丛;雨季后,3种灌丛在不同水平距离处土壤含水量无明显规律;3)雨季前和雨季后,泡泡刺灌丛和沙拐枣灌丛土壤含水量空间特征表现为灌丛边缘大于灌丛内部,梭梭灌丛表现为灌丛内部大于灌丛边缘。     

黑河中游不同景观类型土壤有机质与含水率变化特征

【目的】探明黑河中游不同景观类型土壤有机质和土壤水分空间分布特征以及两者之间的相互关系,为该地区农业活动、植被选择提供相关依据.【方法】于2019年5～10月钻取不同景观类型0～100 cm土层的土壤样品,研究土壤有机质与土壤含水率的变化特征,并采用相关分析法分析土壤有机质与土壤含水率之间的关系.【结果】各个景观类型的土壤有机质随土层深度增加基本呈现增大-减小的趋势.除农田景观的土壤含水率随土层深度增加呈现减小-增大的变化趋势外,其他景观类型的土壤含水率随土层深度增加均呈现增大-减小-增大的变化趋势.河岸林、荒漠景观各土层的土壤有机质含量与土壤含水率均呈现负相关关系,其中河岸林景观0～10 cm土层的负相关程度最高(R~2=0.919),而荒漠景观10～20 cm土层的负相关程度最高(R~2=0.767);农田、荒漠-绿洲过渡带景观各土层的土壤有机质含量与土壤含水率均呈现正相关关系,其中农田景观10～20 cm土层的正相关程度最高(R~2=0.959),而荒漠-绿洲过渡带景观20～40 cm土层的正相关程度最高(R~2=0.871).【结论】黑河中游各景观类型的土壤有机质和土壤含水率在不同程度上受区域气候、土壤质地和人为活动的影响,存在时空异质特性,根据土壤有机质和土壤含水率变化特征,科学合理的实施农事活动和生态植被修复,对绿洲安全生产和可持续发展具有重要意义.     

黑河中游荒漠绿洲过渡带梭梭(Haloxylon ammodendron)根区土壤含水量分布特征及影响因素

梭梭(Haloxylon ammodendron)在荒漠绿洲过渡带的防风固沙过程中发挥着重要作用,而土壤含水量在一定程度上决定着梭梭的生长状况。研究梭梭根区土壤含水量的分布特征及影响因素对进一步探究荒漠绿洲过渡带斑块植被的稳定性具有重要意义。在黑河中游荒漠绿洲过渡带的半固定沙地上于2017年5月下旬和10月中旬选取5株梭梭灌丛,对其根区土壤含水量的分布及影响因素进行研究。结果表明:1)花期土壤含水量在土层深度0~10 cm和80~120 cm较高, 10~40 cm次之,40~80 cm最低;果期土壤含水量则呈现出逐层增大的变化趋势;2)土壤温度影响土壤水分蒸发,温度越高,蒸发越大,导致花期土壤含水量随土壤温度的升高而降低。当温度低于一定范围时,蒸发受到抑制,土壤温度升高,土壤持水能力则随之增强,导致果期土壤含水量随土壤温度的升高而增大;3)土壤有机质含量增大,促使团聚体和胶体形成,土壤吸附水分能力增强,即花期和果期土壤含水量均随土壤有机质含量增加而增加;4)土壤中粗砂含量越少,中砂含量越多,土壤孔隙越小,持水能力越好。因此,花期和果期梭梭根区土壤含水量随粗砂含量的增加而减小,随中砂含量的增加而增大。     

荒漠绿洲过渡带梭梭周边土壤水分分布研究

通过对甘肃民勤荒漠绿洲过渡带优势物种梭梭的根系带土壤水分进行测定,分析了该植被周围土壤含水量在东、西、南、北四个方向的变化规律以及土壤含水量与降雨、地形、根系分布等因子的关系。结果表明:①降水增加了0～100 cm深度土壤含水量,对100 cm及以上深度土壤含水量影响不明显;②梭梭周围土壤含水量会受到地形位置的影响;③日照加快土壤水分的蒸发,植物冠幅遮盖面可以减少蒸发;④根系向土壤水分条件好的方向上延伸,梭梭的根系主要集中在20～40cm平均含水量高的土层。     

策勒绿洲—沙漠过渡带植被与土壤水分空间异质性研究

通过对策勒绿洲—沙漠过渡带2010年8月底和11月初2个时间段从流沙前沿至绿洲空间不同部位的地表0～220、0～230 cm深度土壤含水率分析,并结合16个植被样方调查资料及过渡带地下水位2005—2009年分布变化情况和过渡带沿3个大气象站主风向方向的断面地形线的测量资料,得出初步结论。过渡带植被盖度和植被种类数量自沙漠前沿至绿洲在大范围内总体呈增加趋势,但在局部较小范围内却随机分布。过渡带植被分布主要受地形和地下水位分布影响,一年生植被分布受地表土壤水分影响较大。策勒绿洲—沙漠过渡带6个不同地点都是0～100 cm,含水率随深度增加大幅度下降,表明地表蒸发能力减弱,自100～160 cm含水率随深度缓慢下降,160～220cm随深度增加含水率缓慢上升保持稳定。0～40 cm范围过渡带上11月初土壤水取样点点1、3土壤含水率随深度增加而降低,其余各点则随此范围深度逐渐升高,自40～80 cm深度从过渡带流沙前沿向绿洲方向随植被盖度增加和深度增加土壤含水率逐渐降低。     

塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植物群落分布及其环境解释

为探讨生境对荒漠-绿洲过渡带植物群落分布格局的影响,在对塔里木河下游铁干里克绿洲边缘至英苏荒漠-绿洲过渡带进行典型植物群落样地调查的基础上,选取19个环境指标刻画植物群落的土壤、水分和空间位置特征,采用双向指示种分析(TWINSPAN)划分植物群落类型,利用除趋势典范对应分析(DCCA)分析不同植物群落分布格局与环境的关系,并对环境空间变量进行定量分离.结果表明:(1)塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植物群落可以划分为4个类型;(2)0～180 cm的土层是与植被群落分布相关紧密的土壤层次,为开展植被群落格局与环境因子关系研究的关键层次;(3)过渡带以水盐耦合为主导的环境梯度对植物群落分布格局起主导作用,其中影响显著的环境因子是以电导率、Cl-为代表的土壤盐分因子和土壤养分中的速效K;(4)环境因子总共解释了塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植被分布格局变异的52.08;,其中土壤盐分因子、土壤养分因子、水分因子、空间因子和四者的交互作用分别解释了16.589;、11.104;、9.940;、7.148;和7.247;.在对过渡带的恢复与重建过程中,应采取分区治理,重点考虑土壤盐分因子,保持水盐动态平衡,防止土壤盐渍化的发生.     

荒漠—绿洲过渡带典型混交灌木根区土壤含水率变化特征麻进，胡广录,陈海志，焦娇

土壤水分是干旱区植被生长的限制因子,研究荒漠—绿洲过渡带植被根区土壤水分时空变化对抵御沙漠化进程具有重要意义。以荒漠-绿洲过渡带3种典型混交灌木梭梭×泡泡刺(SS×PP)、泡泡刺×沙拐枣(PP×SG)、沙拐枣×梭梭(SG×SS)为研究对象,对3种典型混交灌木根区0～100 cm土层土壤进行连续采样并测定土壤含水率。结果表明：1)7-9月,3种混交灌木根区0～100 cm土层土壤含水率的变化范围依次为：梭梭×泡泡刺0.54%～2.75%、1.06%～2.41%、0.73%～4.72%;沙拐枣×梭梭0.42%～2.59%、0.96%～2.35%、0.57%～3.58%;泡泡刺×沙拐枣0.31%～2.38%、0.56%～2.33%、0.79%～3.71%。3种混交灌木在0～60 cm土层土壤含水率随深度增加而增大,60～100 cm土层各类型混交灌木土壤含水率变化逐渐趋于稳定。2)7月,0～100 cm土层混交灌木梭梭×泡泡刺的土壤含水率显著高于沙拐枣×泡泡刺,9月,20～40、60～100 cm土层混交灌木沙拐枣×梭梭的土壤含水率显著低于其他2种混交灌木类型。3)3种混交灌木土壤持水能力大...     

库布齐东段典型人工固沙林土壤水分时空变化特征

以库布齐沙漠东段典型人工固沙林（油蒿林、沙柳林、柠条林）为对象,利用TRIME-PICO土壤水分观测系统对2017-2019年生长季迎风坡顶部、中部和底部0～180 cm土层深度土壤含水量进行连续监测,探讨区域植被类型和环境因子对土壤水分时空变化的影响。结果表明,研究区平均土壤含水量年际变化受降雨量影响表现为:2019年（9.7%）>2018年（8.6%）>2017年（4.3%）;因植被生长特性差异,土壤含水量表现为:油蒿林（7.9%）>沙柳林（7.8%）>柠条林（6.9%）;不同坡位土壤含水量略有差异,油蒿林和柠条林表现为:迎风坡底部>中部>顶部,而沙柳林为:迎风坡底部>顶部>中部;不同样地土壤含水量垂直变化明显,均呈现先减小后缓慢增大的趋势,含水量最大值均出现在浅层（0~40 cm）,由于降雨入渗和植被根系分布的不同,最小值在中层和深层均有出现;3种样地土壤水分时间变异系数为0.2~0.4,浅层时间变异性较大,深层较为稳定;土壤水分与垂直变异系数呈负相关。总体上,季节变化和土层深度在时间和空间维度对土壤水分有较大影响,土壤水分和植被生长既相互作用又相互制约。     

两种植被覆盖度下土壤水分和盐分的空间变异性研究

[目的]裸地和植被覆盖地土壤剖面平均水盐含量的空间变异特征.[方法]应用统计学方法、聚类分析法和相关分析法,以奇台绿洲-荒漠交错带典型盐渍化地为研究区进行对比分析.[结果]裸地和植被地土壤水盐都服从正态分布,土壤盐分均属中等变异性,具有较强的空间自相关性.裸地土壤含水量属弱变异性,具有中等强度的空间自相关性;植被地属中等(偏弱)变异性,具有较强空间自相关性.裸地的相关距离仅是植被覆盖地的1/10左右.随着土层深度的增加,两者土壤盐分活跃程度变化依次为:活跃层、次活跃层和较稳定层.土壤水分的变化及其与盐分的关系则不一致,裸地是以受随机性因素影响较大的表层最为活跃,其与盐分的相关性也较差;而植被地是以中下层(60～80 cm)最为活跃,其与盐分呈极显著正相关性.[结论]由于随机性因素和结构性因素(如植被、微地形等)的影响,两种植被覆盖度下的土壤水盐的空间变异表现出明显的差异性;也反映出植被对土壤水盐分布及影响水盐分布的随机性因素均具有显著的作用力及反作用力.     

基于GIS和地统计学的干旱绿洲地区土壤水分时空变化

探明干旱绿洲地区土壤水分变化特征,为其生态保护和植被恢复提供参考,以甘肃省张掖市甘州区80个0~20cm土层土样为研究对象,利用GIS和地统计学相结合方法研究其土壤水分的时空变化特征。结果表明:9月在甘州地区0~20cm土层土壤的水分含量以10cm土层最高,为18.6%;20cm土层其次,为16.5%;表土层(0cm土层)最小,为11.7%;该月土壤的水分含量随土层深度增加呈先升高后降低趋势,且以10cm土层土壤的收墒蓄水作用较明显。4月以20cm土层土壤的水分含量最高,为16.74%;10cm土层其次,为13.44%;表土层最小,为12.26%;该月土壤水分含量随土层深度增加呈逐渐升高趋势。土层土壤水分含量的空间分布,在4月和9月均表现为由南向北、由东向西呈逐渐降低趋势。     

塔里木河上游荒漠河岸林土壤水盐分布规律研究

对塔里木河上游荒漠河岸林不同覆盖度下土壤水盐分布规律的研究,为土壤盐渍化防治,干旱地区生态环境重建提供重要依据。通过对研究区不同植被覆盖度条件下（0~0.2,0.2~0.5与0.5以上）的盐渍化土壤进行分层取样,测定其盐分和水分含量,分析在水平方向和垂直方向上的水盐变化规律。结果表明:相同深度土壤盐分随覆盖度的增大呈现减少的趋势,相同土层以5月份盐分含量最高,4月最低;而土壤水分随覆盖度的增大呈增高的趋势,相同土层含水量随时间上没有明显的差异,含水量4月份稍高,6月稍低。在相同覆盖度条件下随着土层由浅到深盐分积累逐渐减少,表层0~60 cm 3个土层随时间推移盐分含量变化明显,其他土壤层次变化不大;而土壤水分与土层深度的关系不明显,随时间变化为4月份土壤含水量相对较多,6月份较低。在不同覆盖度不同土层盐分随水分含量变化规律为4月份覆盖度在0~0.2时,土壤盐分与含水量呈显著负相关,覆盖度在0.5以上时,土壤盐分与含水量呈极显著正相关,其他月份相关性不显著;因此,塔里木上游荒漠河岸林土壤水分、盐分的变化与覆盖度、季节有很大关系。     

干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分的影响（摘要）

[目的]研究干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分变化的影响。[方法]对云南省元谋县的金沙江段干热河谷植被覆盖坡面及裸地进行雨季地表径流和土壤含水量的连续观测,并对观测数据进行统计学分析。[结果]植被覆盖能够显著减少地表径流量,对照小区（裸地）地表径流量是植被覆盖小区的22倍;植被覆盖下0～180cm土壤含水量比裸地增加37.6%;植被覆盖提高了土壤深层含水量的稳定性,并保持土壤物理性质稳定;不同深度土壤不仅水分含量差异显著,而且土壤水分含量变化也明显不同。[结论]坡面植被覆盖能够明显改变土壤水文,维持土壤水分含量在较高水平,特别是20cm以下的土层。     

农牧交错带柠条锦鸡儿根系与土壤水分空间关系研究

以内蒙古农牧交错带柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,在秋季对其根系分布特征及土壤水分采用四分之一圆法分层采样分析,研究了柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率空间分布规律。结果表明:(1)柠条锦鸡儿根系呈浅层化分布,根系主要集中在0~60 cm土层;(2)根系生物量与土壤水分的空间分布规律基本一致,且根系分布与同空间内土壤水分存在正相关关系,均表现为随着土层深度的增加而逐渐减少;(3)在垂直、水平方向,各实验地柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率均呈显著相关,构建根系生物量与土壤含水率的经验模型,验证发现该模型可以很好地说明二者的关系。研究结果旨在为干旱区人工柠条林的栽植管理及植被恢复提供理论依据。     

延河流域人工与自然植被土壤水分空间差异性研究

[目的]研究延河流域自然植被与人工植被土壤含水量及其空间变化,为黄土高原土壤水分的利用和人工植被建设提供理论依据。[方法]针对延河流域人工植被建造存在植被退化问题,根据降雨温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,对自然植被与人工植被进行了野外调查,研究了降雨梯度、坡位及坡向对植被0~500 cm土层土壤含水量的影响。[结果]流域内土壤水分具有很强的空间变异性。自然植被0~500 cm土壤含水量为8.15%,变异系数为33.12%;人工植被土壤含水量较低,仅6.74%。地形因子能够显著影响自然植被与人工植被的土壤含水量,自然植被不同坡位和坡向的0~500 cm土壤含水量大于人工植被。[结论]综合考虑土壤水分生态环境的可持续性,阴坡下与平地相对适合人工植被的营造,在植被配置时,需要考虑植被类型及耗水特点。     

准噶尔盆地梭梭沙质荒漠土壤有机碳分布特征的研究

为研究环境因子对梭梭荒漠土壤有机碳含量的影响,采用路线调查和典型样地布设相结合方法,对准噶尔盆地典型梭梭沙质荒漠0—100 cm不同土层土壤有机碳进行测定,揭示其土壤有机碳分布特征及其与环境因子之间的内在关系。结果表明,0—100 cm各土层土壤有机碳含量变化范围为0.00～11.46 g·kg-1,均呈中等变异水平,且随土层深度的增加土壤有机碳含量呈降低趋势。梭梭荒漠土壤有机碳含量是白梭梭荒漠土壤有机碳含量的1.40倍（P<0.05）,由此表明,梭梭荒漠的固碳能力更强。冗余分析结果表明,引起梭梭荒漠土壤有机碳含量空间变异的主要影响因素是土壤pH、植被覆盖度和土壤含水量,为退化梭梭荒漠的恢复治理及可持续利用提供理论依据。     

拉萨半干旱河谷宜林地土壤水分时空分布格局

土壤水分是植被恢复的主要限制因子之一。本文选择拉萨半干旱河谷宜林地7个典型立地类型0～20 cm,20～40 cm,40～60 cm深度的土壤为研究对象,研究其土壤水分的变化规律,探讨拉萨半干旱河谷地区土壤水分时空分布格局。研究结果表明:不同立地类型的土壤水分变化走势大致相同,呈单峰状分布,土壤最低含水量与最高含水量分别出现在1月和8月,其变化范围在2.43%～30.03%之间;土壤含水量由高到低排序为:河滩地高水位阴坡上部阴坡下部河滩地低水位阳坡上部阶地阳坡下部;土壤水分时间格局总体上分为土壤水分积累期(6—9月)、土壤水分消耗期(10月至翌年1月)、土壤水分稳定期(2—5月)3个时期,土壤水分空间分布分为土壤水分速变层(0～20 cm)、土壤水分活跃层(20～40 cm)及土壤水分相对稳定层(40～60 cm)3层。本研究对该区植被建设具有一定的指导意义。