荒漠绿洲过渡带土壤水分空间分布特征及对植被的影响

研究荒漠绿洲过渡带土壤水分空间特征,有利于提高干旱区水资源利用率和植被恢复。连续对黑河中游荒漠绿洲过渡带6个典型群落类型样地的地表0～120 cm深度剖面的土壤水分分布进行调查,采用烘干法分析并结合18个调查样方进行土壤含水量的空间分布特征研究,揭示荒漠植被土壤水分分布特征。结果表明,1)土壤水分的变异性随着深度的增加而减小,表层土层含水量空间变异性表现为强变异,说明土壤水分不稳定,深层土壤空间变异性变现为弱变异性,说明土壤水分较稳定。2)垂直分布上,每个样地各土层的土壤含水量均随土壤深度增加呈上升—降低—上升的总体趋势,各样地土壤含水量均是表层低,深层高。3)水平空间上,土壤含水量变化范围在0.09%～22.34%,土壤含水量的均值依次为深层(60～120 cm)>上层(0～40 cm)>中层(40～60 cm),总体来看,黑河中游荒漠绿洲过渡带各层土壤含水量均处于较低水平。4)干沙层土壤含水量最低,上覆沙土土壤含水量很少且随着深度的增加而增加,下浮沙土受地下水毛管作用和蒸腾作用影响水分含量较高且随土壤深度的增加而增加。研究结果为深入理解荒漠绿洲过渡带固沙植被的天然分布提...     

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。     

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...     

陕北白于山区草地返青期地形·土壤水分与群落结构的关系

研究了陕北白于山区草地返青期地形、土壤水分与群落结构的关系。结果表明,0~40、40~80、80~120 cm土层的土壤含水量与120~160 cm土层的土壤含水量之间相关性极显著;地形因子中的海拔与200~240 cm土层含水量呈负相关;坡位与160~240 cm土层土壤含水量呈正相关,坡向与80~120 cm土层土壤含水量呈负相关;坡度与240~280 cm土层土壤含水量呈正相关;草地的盖度与80~120 cm土层土壤含水量呈正相关,草地的生物量与40~120 cm土层土壤含水量呈正相关,草本植物的物种丰富度受土壤含水量的影响较弱。地形因子中的海拔与草地群落的盖度和生物量呈正相关,坡位与生物量呈负相关,与物种丰富度呈正相关;而坡向与物种丰富度呈正相关,坡度对草地群落指数影响不显著。     

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。     

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。     

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。     

荒漠草原2种群落灌丛堆土壤水分的空间特征

【目的】为阐明植被群落与土壤水分空间异质性的关系。【方法】以荒漠草原2种灌丛堆为对象,运用地统计学方法研究了不同灌丛堆(白刺、沙蒿)3种生境(冠下、冠缘、空地)及不同土层土壤水分的空间异质性(c.v.)。【结果】结果表明:土壤水分的空间异质性明显,不同群落类型土壤含水量之间的差异表现为不同群落类型之间大于同一群落不同生境大于同一群落同一生境不同土层,其含水量最大差异分别为162.28%、74.66%、97.44%,在空地20~40 cm土层中,沙蒿沙堆土壤含水量达到白刺的2.62倍;在同一群落之间土壤含水量和水分空间异质性表现为空地冠缘冠下;在同一群落同生境中随着土层深度的增加,土壤水分含量增加,变化明显,异质性增大。【结论】荒漠草原自然形成的沙堆微地形地貌引起各非生物要素在空间上的重新分配作用,显著影响土壤水分空间异质性特征。     

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.     

塔里木河上游地区植被覆盖对土壤有机质的影响

对塔里木河上游地区的植被进行调查,确定了该区域有7个植被群落。利用数理统计方法分析不同植被群落覆盖和同一植被群落盖度对不同深度(0~5 cm,5~10 cm,10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm,60~80 cm,80~100 cm,100~150 cm)土壤有机质的影响,结果表明:胡杨-铃铛刺群丛覆盖下,0~60 cm土壤有机质随盖度的增加而增加,胡杨-多枝柽柳群丛和多枝柽柳群丛覆盖下,0~150 cm土壤有机质随着盖度的增加而增加。在这7个植被群落中,以胡杨-芦苇群丛覆盖下,0~100 cm土壤有机质含量较高,而胡杨群丛和多枝柽柳群丛覆盖下,0~100 cm土壤有机质含量较低。     

植被覆盖对土壤水盐空间分布规律的影响

以塔里木河上游为研究区,研究不同植被覆盖对土壤水盐空间分布规律的影响,结果表明:甘草群落0~150 cm的平均含盐量高于其他群落,各植被群落0~20 cm土层的盐分含量基本高于20 cm以下土层的盐分含量,并且各植被群落在不同土壤深度下的盐分变化规律与土壤含水量的变化规律基本一致。胡杨-铃铛刺群落随着植被盖度的增加,其土壤各层的水分含量均增加;除表层(0~5 cm)外,土壤其他各层盐分含量均随盖度的增加而减少。除表层(0~5 cm)外,多枝柽柳群落下的土壤其他各层的土壤含水量均随盖度的增加而增加;而土壤各层的盐分含量随盖度的增加而减少。     

南疆绿洲-荒漠过渡带“肥岛”的养分特征分析

【目的】为了分析和检验塔克拉玛干沙漠边缘绿洲-荒漠中灌木"肥岛"效应对荒漠土壤肥力的作用强度。【方法】采用野外取样和室内实验分析相结合的方法,测定了胡杨(Populos euphraticu)灌丛林及周边过渡带中不同深度土壤养分含量;通过计算富集率和构建土壤肥力指数模型评价南疆绿洲-荒漠过渡带的土壤肥力水平。【结果】过渡带和灌丛下的土壤p H均呈碱性,且随土壤深度增加碱性增强;土壤中全N、全P、全K和速效N、速效P、速效K含量都随着土壤深度的增加而降低。富集率表明,在胡杨灌丛,土壤OM、全N、全P、全K、和速效养分含量都表现为EB1,且EB在垂直剖面上呈现先增大后减小的趋势,在20~40cm深度土壤聚集效果最为显著,其中有机质、全K、速效N、速效K富集率相对较大。SFI模型标明,绿洲-荒漠过渡带灌丛下的土壤肥力状况明显高于灌丛间过渡带。【结论】胡杨灌丛下存在典型的灌丛"肥岛"现象,灌木的长期生长能够增强土壤空间异质性的作用,改善灌丛下土壤养分结构和肥力水平,使土壤沙化程度得以缓解。     

额济纳天然胡杨林土壤水分特征曲线研究

通过压力膜法实测土壤水分特征曲线,分析额济纳天然胡杨林3块典型林型的土壤持水特性.结果表明:土壤吸力与土壤含水量之间存在着显著的幂函数关系:0=aS-b;3种林型同一深度土壤含水量大小依次为:河漫滩胡杨成过熟林>无植被戈壁滩>胡杨青壮林,其中河漫滩胡杨成过熟林土壤含水量的变动幅度最大;3种林型不同土层土壤的持水性依次为:河漫滩胡杨成过熟林(60-80 cm)>河漫滩胡杨成过熟林(80-100 cm)>胡杨青壮林(80-100 cm)>无植被戈壁滩(60～80 cm)>无植被戈壁滩(80-100 cm)>胡杨青壮林(60一80 em).回归分析结果表明,该地区的土壤持水力不高,土壤含水率随水势降低而递减的速度较慢,河漫滩胡杨成、过熟林利用水分的能力最强.     

金沙江干热河谷不同土地利用方式的土壤水分特征

[目的]研究金沙江干热河谷地区不同土地利用方式下的土壤含水量的变化特征,为干热区脆弱生态环境的生态恢复、物种选择提供依据。[方法]以金沙江干热河谷典型区云南省元谋县的6种土地利用类型为例,采用TRIME-PICO-IPHTDR每月定期测定土壤水分,每个样地设3个重复,定期分别测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm处的土壤含水量。[结果]罗望子纯林土壤含水量相对稳定,且含水量较高;银合欢间伐林土壤含水量高于银合欢与其他物种组合的人工林;在草本植物较多的人工林内,土壤含水量均较低。土壤0～20cm含水量变异系数最大,40～60和60～80cm处变异系数旱季比雨季略大。不同林分组合对土壤水分影响明显,Ⅱ和Ⅵ为代表的用地类型土壤含水量较高,Ⅳ和Ⅴ中的20～60cm土壤含水量均下降,Ⅰ和Ⅲ中的80～100cm深度范围内土壤含水量均有小幅下降。[结论]土壤含水量随土壤深度的增加而增加,雨季含水量明显高于旱季,雨季土壤含水量变化速率高于旱季,植被郁闭度、草本层盖度是影响土壤含水量的主要因素。     

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.     

玛纳斯河流域土壤水稳定同位素特征及运移机制

干旱区土壤水分垂直方向运移与分配,特别是膜下滴灌绿洲地区土壤水分垂直方向分布现状与运移机制尚不清楚。为探究干旱区农田生态系统水分层贡献问题,阐明农田土壤中水分运移过程,于2019年沿新疆玛纳斯河流域农田土壤进行分层采样,依次为0~5、5~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm。测定了稳定同位素δD和δ¹⁸O值,对同位素δD和δ¹⁸O值进行数据分析。结果表明： δD和δ¹⁸O最大值位于0~5 cm土层,分别为-25.64‰和-0.19‰; δD和δ¹⁸O最小值位于20~40 cm土层,分别为-108.32‰和-8.19‰。0~5 cm土层δD和δ¹⁸O值较高,表明上层比下层更易受水分蒸发作用影响,存在强蒸发效应。随土层深度增加,δD和δ¹⁸O值呈减小趋势,其中80~100 cm土层变化趋势缓慢。氘盈余值表现为山地>平原>荒漠>山前。研究表明,受长期膜下滴灌影响,加之蒸发作用强烈,玛纳斯河流域土壤水分迁移过程发生改变。     

石羊河下游民勤绿洲不同年限退耕地土壤物理性质与群落特征（英文）

[目的]研究石羊河下游民勤绿洲不同年限退耕地土壤物理性质与群落特征。[方法]通过对石羊河下游民勤绿洲1a、2a、3a、4a、5a、8a、15a、24a和31a退耕地的生境和植被群落特征的分析,研究了不同年限退耕地植被群落、土壤水份、容重、孔隙度和机械组成的变化。[结果]1石羊河下游民勤绿洲退耕地在31a自然恢复过程中共出现植物32种,14科,其中灌木6种,草本26种,分别占总物种数的81.25%、18.75%;藜科(6种)、菊科(4种),禾本科(4种)、蒺藜科(3种),4科植物占总物种数的53.13%;2不同年限退耕地0~40 cm范围内土壤含水量随土层深度增加经历了先增后减的一个变化过程,土壤容重及孔隙度变化不太明显;3在退耕地0~40 cm土层范围内,各样地细砂粒的比例最大,粉粒和粘粒次之,粗砂粒的比例最小,但各粒径所占比例随退耕年限的变化不大。[结论]该研究可为石羊河下游退耕地区植被重建及生态环境建设提供借鉴。     

梭梭林下土壤结皮对土壤水分空间分布格局的影响

为了解土壤结皮对土壤水分空间分布格局的影响过程,以梭梭林下不同类型结皮下样地土壤水分为研究对象,采用分层取样的方法,分别对无结皮(NSC)、物理结皮(PSC)和生物结皮(BSC)样地0~0.5、0.5~10、10~20、20~40、40~60cm土层的土壤进行采集,并对各层土壤含水量进行测定,分析对比2种结皮发育对土壤水分分布格局的影响作用。结果表明:1)物理结皮与无结皮样地各层土壤含水量变化趋势基本一致,0~20cm土层的土壤含水量季节性变化幅度都较大,但略低于无结皮样地。而20~60cm土层的变化幅度较小,无结皮样地长期保持在1.0%~1.3%,物理结皮样地长期保持在0.6%~1.1%之间,显著<无结皮样地(P<0.05),深层土壤渐趋干化。2)生物结皮样地只有0~10cm土层的变化幅度较大,而10~60cm土层的变化幅度都较小,长期维持在0.4%~0.8%,土壤严重趋于干化。3)由于生物结皮对入渗水分的截留和阻碍作用,0~0.5cm土层的土壤含水量显著高于无结皮和物理结皮样地(P<0.05);而0.5~20cm土层显著低于无结皮和物理结皮样地(P<0.05);同时,20~60cm土层略<物理结皮样地,且显著<无结皮样地(P<0.05)。由此可见,相对于无结皮样地,物理结皮和生物结皮的覆盖不同程度地影响着土壤水分的空间分布格局,二者的存在不利于水分入渗,并使深层土壤渐趋干化。     

新疆荒漠-绿洲过渡带的成因、研究热点、对策与方向

荒漠——绿洲过渡带的生态系统稳定性直接影响着过渡带的演化方向,对于荒漠化防治具有重要意义。本文通过文献搜集的方法,指明了新疆荒漠化产生的原因,从过渡带植物多样性特征、群落结构分布格局、土壤、水文条件等方面对新疆荒漠-绿洲过渡带的研究热点进行了梳理和分析,并总结了防治经验,指出以后的研究方向应该是系统研究荒漠-绿洲过渡带生态系统的动态变化过程,揭示了维持生态系统稳定性的机制,研发水土高效利用、地下水联合利用、荒漠植被与人工植被融合及过渡带生态保育等关键技术体系,研发绿洲生态产业技术,构建绿洲生态安全保障体系。     

冀西北高原不同植被的土壤水分动态变化研究

冀西北高原为高寒半干旱地区,降水是此地区土壤水分的唯一给源,研究土壤水分的动态变化对高效利用降雨有至关重要的作用。研究采用定点观测的方法,对不同植被土壤含水量的动态变化进行了比较研究。结果表明,3种植被生长期内不同土层土壤水分变化存在差异。生长前期,3种植被0￣30cm土层土壤含水量,农田耕翻地最高,水分条件最好,人工草地与退耕还林地互有高低,30￣60cm土层退耕还林地最高,人工草地最少。生长前期,农田耕翻地表层土壤水分较好,能满足春季作物生长要求。生长中期,0￣30cm土层农田耕翻地最低,人工草地与退耕还林地互有高低。30￣60cm土层农田耕翻地最高,人工草地最低。生长后期,0￣60cm土层农田耕翻地土壤含水量最高;人工草地土壤含水量与退耕还林地相比较,0￣40cm土层差异不大,40￣60cm土层退耕还林地高于人工草地。