對(duì)沙漠中土壤水分變化的定點(diǎn)測量分析

　　對(duì)土壤水分跟某個(gè)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(gè)研究提供便利的條件，今天我們就用土壤水分測量儀對(duì)沙漠中土壤水分的變化進(jìn)行定點(diǎn)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(duì)了解植被與土壤水分的關(guān)系，如更新過程、水分對(duì)根系的影響以及植物的空間格局等有重要的參考價(jià)值，也對(duì)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(shí)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(dòng)態(tài)變化及其空間異質(zhì)性，以認(rèn)識(shí)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(gè)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(duì)整個(gè)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(diǎn)，由于測試手段的限制也成為干旱生態(tài)研究的難點(diǎn)之一。地統(tǒng)計(jì)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(duì)半干旱科爾沁沙地研究表明，人工植被的建立增強(qiáng)了沙地土壤水分的異質(zhì)性。

　　馬風(fēng)云對(duì)沙坡頭地區(qū)1956年?duì)I造的固沙植被研究認(rèn)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(rèn)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(qiáng)，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(shì)。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(qiáng)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(shì)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(dá)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(shì)。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(jī)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(duì)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(duì)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(shí)期相對(duì)較長。