陕北毛乌素沙地土壤水分时空变异规律研究

对陕北毛乌素沙地流动、固定、半固定沙丘的土壤水分进行的长期动态观测结果表明,含水量排序为流动沙丘(8.47%)＞半固定沙丘(8.40%)＞固定沙丘(8.39%).沙地含水量随土壤深度的变化存在着分布上的差异,随着深度的增加呈现先增加再减少的趋势,在0～60 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.08%、8.00%和8.03%,差异不显著;在60～200 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.65%、8.57%和8.53%,差异显著(P>0.05),其中60～140 cm层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.76%、8.62%和8.54%,差异极显著(P>0.01).固定沙丘、半固定沙丘大部分背风面的土壤含水量高于迎风面的含水量,但在流动沙丘上迎风面的土壤含水量却明显比背风面的高.在沙丘的不同部位含水量也存在差异,土壤含水量坡顶部＜坡中部＜坡底部,在沙丘下部的丘间土壤含水量明显高于丘顶部.另外,沙地水分还受季节变化的影响,具有明显的季节变异性.     

毛乌素沙地典型地形断面土壤水分动态

基于毛乌素沙地的野外观测资料,对毛乌素沙地典型地形断面土壤水分动态进行分析。结果表明,土壤水分季节变化可划分为土壤水积聚期、消耗期和稳定期;根据土壤水分垂直变化可把土壤剖面划分为土壤水分易变层、利用层和调节层;沿着坡度减小的方向,各地形断面对应层次的土壤水分含量逐渐升高,丘间地土壤水分含量明显高于该断面上其余各点。     

毛乌素沙地东南缘不同植被盖度下土壤水分特征分析

2007年利用EC-5土壤水分探头对毛乌素沙地东南缘土壤水分进行了定位观测,分析了不同植被盖度下土壤水分的时空分布特征及土壤蓄水量的差异。结果表明:在时间尺度上,固定沙地土壤水分含量表现为:秋季>春季>夏季,半固定沙地和流动沙地土壤水分含量为:夏季>秋季>春季。在垂直方向上,固定沙地整个剖面土壤水分变化成"S"型曲线变化,半固定沙地和流动沙地土壤水分成反"S"型曲线变化。0～200cm沙层中,流动沙地土壤蓄水量最大,半固定沙地次之,固定沙地最差。     

毛乌素沙地植物资源调查及开发利用研究

经野外调查统计,毛乌素沙地共有植物731种,分属于117科、400属。其中,藻类植物3科、3属、3种;菌类植物6科、6属、6种;苔藓植物4科、4属、4种;地衣植物1科、1属、1种;蕨类植物3科,3属、5种;裸子植物5科、9属、25种;被子植物95科、374属、692种。被子植物中,双子叶植物80科、310属、583种,单子叶植物15科、64属、109种。在这些植物中,包含有食用植物、饲用植物、药用植物、观赏植物及其他工业原料植物等各种野生种子植物623种,具有较大的开发利用价值。     

毛乌素沙地沙柳与柠条根系分布特征对比

采用土柱法对毛乌素沙地沙柳与柠条的根系进行了研究。研究表明:沙柳与柠条均为主根型植物,沙柳的水平根更为发达。三年生沙柳根系水平分布在距树基160cm范围内的土层中,距树基0～40cm范围内根系分布最多,占总根量的78.73%;柠条根系水平分布在距树基60cm范围内的土层中,占总根量的78.58%。沙柳根系垂直分布在60cm土层以上,而柠条根系垂直分布在30cm至90cm土层之间。     

毛乌素沙地凝结水动态变化及其影响因子的研究

基于2002年5~10月间运用直接称重法对毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris Ant.)群落林间空地的0-1.5cm表层土壤凝结水连续观测资料,分析讨论了凝结水的日变化和季节变化特征以及影响凝结水形成的环境因子。结果表明:毛乌素沙地天然臭柏群落内各月均有凝结水发生,并且可从午后持续至翌日清晨,但各月间凝结水量和凝结持续时间有所不同。5月份凝结水持续时间最短,凝结水量也最少;而9月份凝结水持续时间最长,凝结水量也最多。影响毛乌素沙地凝结水形成的主要环境因子有风速、大气相对湿度、气-地温差及其相互作用。其中,风速与凝结量间存在较高相关性,而气温能否趋近或降至露点产生土壤凝结水是决定夜间水分凝结量的一个关键因素。     

毛乌素沙地农业生态系统分析及评价

针对毛乌素沙地农业生态系统长期处于低而不稳的问题,结合毛乌素沙地农业生态系统自然环境优势,从整体上对毛乌素沙地农业生态系统结构进行了分析和评价。研究表明:毛乌素沙地农业生态系统在种植业上存在粮食生产压力过大、规模效益低下,特色产业开发不够、生态环境逐渐恶化;在养殖业上存在资金和科技投入不足、草畜矛盾突出、生产条件差等问题。但该沙地具有光、热、水、风能及土地等自然环境优势。因此,应大力调整种植业和养殖业结构,充分利用自然资源。并采取农牧结合、农林结合和沙区绿洲型发展模式,建立可持续发展的毛乌素沙地农业生态系统。     

毛乌素沙地东南缘不同类型沙丘土壤水分分布特征

通过对横山县境内毛乌素沙地东南缘的实地考察,根据植被类型和植被覆盖度,将沙丘分为裸露流动沙丘、灌木覆盖沙丘、乔木覆盖沙丘,分别在各类沙丘不同地貌部位实施4 m深度钻孔取样,并进行含水量测试和粒度分析,研究沙地土壤含水量变化。结果表明:对于垂直方向0～4m深度的沙地、灌木和乔木覆盖沙丘平均含水量变化为:丘间洼地>迎风坡>背风坡,而裸露流动沙丘平均含水量变化为:丘间洼地>背风坡>迎风坡;不同类型沙丘在各地貌部位不同层段含水量变化差异明显,变化趋势不统一。沙丘的地貌部位相同,地表的植被类型和覆盖度差异是影响沙地土壤含水量的重要因素,测试结果显示,迎风坡含水量为:灌木覆盖沙丘>乔木覆盖沙丘>裸露流动沙丘;背风坡含水量为:灌木覆盖沙丘>裸露流动沙丘>乔木覆盖沙丘;丘间洼地含水量为:灌木覆盖沙丘>乔木覆盖沙丘>裸露流动沙丘。灌木覆盖沙丘土壤含水量变异系数最大,水分含量在不同层位波动较大,裸露流动沙丘和乔木覆盖沙丘含水量波动差异较小。沙丘上生长的灌木和乔木明显地改变了沙丘含水量的变化特征,灌木比乔木对沙丘含水量及其垂向变化的影响更显著。灌木对地表大气中的粉尘有较强的拦截能力,灌木沙丘平均的粉砂和黏土含量高,灌木的覆盖有利于沙地的土壤化进程和保持沙地水分,在沙地绿化过程中,应充分考虑灌木植物的作用。     

毛乌素沙地南缘不同植被类型土壤水分特征

为了研究沙地不同植被类型土壤水分分布特征,深入揭示沙地植被与水分之间的关系,文中选取红石峡4种典型植被类型樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)、紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)、柠条(Caragana korshinskii Kom.)和草地为研究对象,运用单因素方差法比较各样地间土壤水分差异性。结果表明:研究区土壤含水量平均值介于2.34～3.70%;土壤蓄水量不足60mm,处于较低水平。在0～100cm土层范围内,土壤含水量和蓄水量均表现为樟子松林地最高,紫穗槐林地最低,不同植被类型间存在显著差异(P<0.05);各林地土壤水分变异程度在紫穗槐林表现为最大。合理的林草空间搭配更有利于沙地土壤水分的保持。     

毛乌素沙地生物结皮对土壤温度的影响

土壤温度对作物生长发育、土壤水盐运移、生物的数量与活性、土壤碳平衡等均有较大的影响。为了研究毛乌素沙地生物结皮区和裸沙区土壤温度的差异,于2010年9~11月在陕北毛乌素沙地东南缘神木县圪丑沟地区,选择晴朗天气进行定位观测试验。结果表明: ① 同一剖面深度,生物结皮样地土壤温度的日变化趋势同裸沙样地一致;且从6:00~21:00时每隔3 h,土壤垂直剖面的温度沿着“\” 型、 微“（”型、明显“（”型、“/” 型、微“）”型、“\”型进行周期性变化。② 生物结皮的覆盖极显著降低了地表的土壤温度（[WTBX]P[WTBZ]＜0.01）。③ 生物结皮样地和裸沙样地表层土壤温度变幅最大,随剖面深度的增加土壤温度变化趋缓。当气温和土壤含水量较低时,生物结皮对同一深度土壤温度变化幅度的影响更明显。从垂直剖面角度看,生物结皮降低了土壤温度及其变幅。④ 生物结皮提高了0~25 cm深度土壤温度对气温的敏感程度。表明土壤温度的变化是多因素作用的结果,前人仅根据生物结皮的颜色来判断其对土壤温度的影响是不够的。生物结皮对土壤温度造成影响的主要原因,可能是其改变了土壤表层结构及土壤水分状况。在今后相关研究中如水分蒸发、土壤化学性状的改变等,要特别注意生物结皮的温度效应对这些过程的影响,从而使分析更加客观深入。     

毛乌素沙地沙丘干沙层水分特征初步研究

干沙层对抑制蒸发保护沙漠地区的生态水具有重要作用.在毛乌素沙地进行水分实验观测表明,当地干沙层的厚度在12～20 cm,干沙层内部的平均含水量在0.42%～0.54%,且水分由地表向下边界呈指数增加,R2在0.88～0.99之间.干沙层的厚度变化与所处沙丘的位置、沙面活动程度以及有无植被覆盖等有关.降雨对近地表干沙层的消失和产生有重要影响,近地表干沙层的发育是水分下渗、蒸发和水汽凝结共同作用的结果.     

毛乌素沙地南缘沙丘水分的时空分布特征

在2003年4～10月,通过对毛乌素沙地南缘沙丘0～100 cm沙层水分含量的定点观测,结果表明:不同季节水分含量为秋季＞春季＞夏季,春、秋季节为沙丘水分的积累期,夏季为水分亏缺期;沙丘水分垂直变化小,近地表水分含量低,普遍存在一层干沙层,厚度约为10～20 cm.沙丘各部位水分由高到低依次为丘间＞背风坡＞迎风坡＞丘顶,夏季由于地表出现干沙层,故迎风坡水分高于背风坡.     

奈曼沙区植被土壤水分状况的研究

本文应用土壤水能量的概念——土水势,分析了奈曼沙地几种固沙植被,结果表明在干旱的8～10月在年降水量仅366毫米的奈曼沙区,在无地下水和灌溉补给的情况下,樟子松、小叶杨、小叶锦鸡儿、木岩黄芪人工植被不断恶化其自身的立地水分状况,很难长期维持其稳定性。而差把嘎蒿并未严重恶化自身的立地水分状况,群落的演替受立地水分状况的影响不大。     

乌兰布和沙漠固沙林土壤水分变化规律的初步研究

本文重点探讨了不同配置的防风固沙林,对沙地土壤水分、养分、机械组成的影响,进一步阐述了不同配置类型的防风固沙林在沙地理化性质上的作用。在实验区设了6个观测点,采集了大量数据,应用了方差分析和多重范围检测法。我们初浅的认为,在植物生长季节,特别是夏季,应对人工灌木地段及时补水。在乌兰布和沙漠东端配置沙障造林时,应以1×2m,2×1.5m沙障规格为主。     

风沙区不同土地利用类型的土壤水分灰色关联分析

运用灰色关联分析法,对宁夏风沙区盐池县马儿庄村4种不同土地利用类型土壤水分的垂直变化和月变化动态进行分析.结果表明:不同类型土壤水分垂直变化规律不尽相同,中层(30～70 cm)与深层(70～100 cm)土壤水分变化态势的相似程度均较高,但相似程度柠条>天然草场>甘草>苜蓿,表层(0～30 cm)与深层(70～100cm)的灰色关联度最小,土壤水分变化态势差异最大;从各月土壤水分灰色关联度来看,甘草8～10月份土壤水分灰色关联度较大,土壤水分变化态势的相似程度较高,7月份的差异明显;柠条在9月份的灰色关联度达到了最小,其他各月相似度逐渐增大;而苜蓿和天然草场土壤水分灰色关联度波动很大,变化趋势为大-小-大-小.灰色关联分析法可以较好地反映不同土地利用类型土壤水分变化趋势的相似或相异程度.     

乌兰布和沙漠流动沙丘不同部位水分动态研究

通过对乌兰布和沙漠流动沙丘的不同部位沙土含水量的测定研究，结果表明：（1）乌兰布和沙漠流动沙丘3个不同部位的水分垂直变化趋势是一致的，0～60cm含水量变化幅度大，60～100cm变化幅度小，含水量最大值出现在20～60CITI，降雨主要影响60cm以上的沙土水分；（2）3种部位在时间变化上都表现为4～5月含水量最小，从6月开始含水量升高；（3）迎风坡含水量较其他部位大0．65％～0．9％，较背风坡大1．8％～2．5％，其他部位较背风坡大1％～1．7％，且3种地貌部位20～60cm处较80cm和100cm处有较大差异，同时迎风坡的变化幅度最大。     

科尔沁沙地典型人工植被区土壤水分动态研究

半干旱沙区土壤水分对植物的成活与持续生长具有重要作用.通过对不同植物种类区土壤水分的动态监测分析表明,不同植物种类对土壤水分的影响存在显著差别;不同地下水位埋深对植被区的土壤水分状况产生重要影响,地下水埋深浅的区土壤水分长期维持较高的状态,能够满足植物生长的需求;沙丘区地下水位深,土壤水分主要依靠降水的补充,固沙植物的生长明显降低了有效土壤水分供给量,多数植物受到水分胁迫的影响.在半干旱沙丘区建立人工植被过程中,应该依照土壤水分状况配置植物种类和栽植密度,以土壤水分状况决定植物分布.地下水位较高区可栽植密度大的乔木或草本植物,而在沙丘区则一定依照降水量栽植适宜的植物和合理的栽植密度,以保证植物的长期稳定生存生长.     

大沙鼠扰动对荒漠土壤微生物数量和水肥状况的影响

对比分析古尔班通古特沙漠10组大沙鼠 (Rhombomys opimus) 洞区和无沙鼠扰动对照区20～30 cm土层微生物各类群 (真菌、细菌和放线菌) 的数量分布,并比较土壤理化性质的差异.结果表明:大沙鼠的活动改变了洞区土壤水肥状况,有利于土壤微生物,尤其是真菌的生长发育.洞区土壤细菌(3.40×105±6.79×104 个/g)、放线菌(7.52×104±1.11×104 个/g)、真菌(5.03×103±2.05×103 个/g)的数量均高于对照区(3.14×105±1.05×105 个/g,6.04×104±1.65×104 个/g,1.01×103±6.98×102 个/g),(t =0.67 ,p＞ 0.05;t=2.356,p＜0.05;t=5.861, p＜0.01).大沙鼠洞区20～30 cm土壤水分(1.40%±0.47%)、速效P(16.68±5.11 mg/kg)和速效K(125.50±24.99 mg/kg)含量显著高于对照区(0.90%±0.11%;1.59±0.55 mg/kg; 81.00±20.82 mg/kg),(t=3.276,p＜0.01;t=5.268, p＜0.01; t=4.326, p＜0.01).而土壤有机质含量(0.11%±0.02%)、全P(0.027%±0.002%)、全K(1.225%±0.053%)含量显著低于对照区(0.14%±0.03%,0.031%±0.004,1.293%±0.047%)(t= 2.997,p＜0.01;t=2.857,p＜0.01; t=2.982,p＜0.01).全N(0.009%±0.002%)和速效N(16.68±5.11mg/kg)的含量均低于对照区(0.01%±0.003%,16.80±5.15mg/kg),但是差异不显著(t＝0.87,p＞0.05;t＝0.052,p＞0.05).     

古尔班通古特沙漠风沙土水分垂直分布与受损植被的恢复

古尔班通古特沙漠中大规模、高强度的人类活动严重干扰和损坏了荒漠植被。在该沙漠特有的生境下 ,受损植被具有一定的自然恢复和更新能力。但要加速恢复过程 ,则需辅以积极有效的措施。本文经过跟踪监测人工种植荒漠植物的出苗、生长以及风沙土水分垂直分布特征 ,查明了植物出苗、存活率和风沙土中水分垂直分布的动态关系。