對沙漠中土壤水分變化的定點測量分析

　　對土壤水分跟某個地區(qū)植被直接的關(guān)系研究有著很重要的參考意義，土壤水分測量儀的出現(xiàn)給這一個研究提供便利的條件，今天我們就用土壤水分測量儀對沙漠中土壤水分的變化進行定點測量分析，旨在為沙漠綠色植被的種植提供理論基礎(chǔ)。

　　研究土壤水分及其空間異質(zhì)性，不僅對了解植被與土壤水分的關(guān)系，如更新過程、水分對根系的影響以及植物的空間格局等有重要的參考價值，也對干旱沙區(qū)植被建設(shè)和人工植被的生態(tài)管理具有重要的生態(tài)意義。采用間代替時間的方法，研究了騰格里沙漠南緣沙漠化逆轉(zhuǎn)過程不同階段土壤水分的動態(tài)變化及其空間異質(zhì)性，以認識并探討土壤水分在沙漠化逆轉(zhuǎn)過程中的生態(tài)學(xué)功能和變化過程，為干旱區(qū)固沙植被的人工輔助恢復(fù)和管理提供理論依據(jù)。

　　荒漠生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性和不穩(wěn)定性，決定了土壤水分狀況是系統(tǒng)重要的生態(tài)因素，與系統(tǒng)大多數(shù)性質(zhì)和過程都有著直接或間接的關(guān)系。土壤水分決定著固沙植被以及整個生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和土地生產(chǎn)力，它是土地沙漠化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)和功能正常發(fā)揮的關(guān)鍵因子，對整個生態(tài)系統(tǒng)的水熱平衡起決定作用。因此土壤水分一直是干旱地區(qū)研究熱點，由于測試手段的限制也成為干旱生態(tài)研究的難點之一。地統(tǒng)計學(xué)方法被引入到生態(tài)學(xué)研究后，初步在干旱、半干旱地區(qū)土壤水分研究中應(yīng)用，趙文智對半干旱科爾沁沙地研究表明，人工植被的建立增強了沙地土壤水分的異質(zhì)性。

　　馬風(fēng)云對沙坡頭地區(qū)1956年營造的固沙植被研究認為，0~200cm各層土壤水分均具有明顯的空間變異性，各層土壤水分自相關(guān)部分的空間異質(zhì)性占總空間異質(zhì)性的程度很高。李新榮研究沙坡頭固沙植被認為0~40cm和40~300cm土層含水量的空間異質(zhì)性分布同樣因固沙植被的建立而增強，但經(jīng)過近50a植被的演變，空間異質(zhì)性有逐漸削弱的趨勢。地處騰格里沙漠南緣的古浪鳴沙咀，沙漠化逆轉(zhuǎn)過程土壤水分空間異質(zhì)性程度與上述地區(qū)研究不同，但研究結(jié)論相似。而且，由于選擇了沙漠化逆轉(zhuǎn)過程序列，從而發(fā)現(xiàn)人工植被建設(shè)首先增強了土壤水分的空間異質(zhì)性，但在恢復(fù)25a后異質(zhì)性程度出現(xiàn)降低趨勢的規(guī)律。

　　其中，空間自相關(guān)引起的異質(zhì)性，0~20cm以封育恢復(fù)5a樣地最高，20~40cm以封育恢復(fù)15a樣地最高，可能與前期人工營造低密度灌木植被(花棒，1650株/hm2)有關(guān)。封育恢復(fù)5a植被樣地花棒生長基本達到最高生產(chǎn)量，灌叢/沃島0效應(yīng)明顯;10a后花棒已經(jīng)開始衰敗，灌叢/沃島0效應(yīng)不斷降低，自然植被開始占優(yōu)勢。另外，與上述其他研究區(qū)相比，本研究區(qū)域在地理位置上處于最西部，降水較少(多年平均175mm)，因此土壤更加干旱;固沙植被建設(shè)僅在前期采用低密度的人工造林，且沒有設(shè)置機械沙障，植被恢復(fù)以自然恢復(fù)為主。研究區(qū)在封育恢復(fù)25a后，形成相對均一的半灌木和草本沙地植被，而土壤水分異質(zhì)性在封育恢復(fù)25a也出現(xiàn)減弱。沙坡頭人工固沙植被起初是建立在相對均一，且用草方格沙障固定后的沙丘之上，植被建設(shè)采用高密度的植物種配置，土壤水分異質(zhì)性減弱時期相對較長。