塔里木河上游地區(qū)不同植被土壤水分特性分析

摘要：對(duì)塔里木河上游地區(qū)的林、灌、草植被下的土壤水分含量進(jìn)行分析表明，在0～100 cm深度范圍的土壤水分含量的分布規(guī)律是草本>林木>灌木，植被蓋度>20%的土壤水分含量明顯高于蓋度為<1%、1%～10%和10%～20%時(shí)的水分含量。通過(guò)對(duì)林木、灌木、草本植物的蓋度與土壤水分特征進(jìn)行相關(guān)分析，林木蓋度與20～40 cm深度的土壤水分呈顯著正相關(guān)，與80～100 cm的土壤水分呈極顯著正相關(guān)；灌木蓋度與5～10 cm深度、60～80 cm深度土壤水分呈顯著負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：塔里木河；植被；土壤水分

中圖分類(lèi)號(hào)：Q948.15+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439-8114(2008)07-0785-03

Research on Soil Moisture under Different Vegetation in the Upper Reaches of

Tarim River

MO Zhi-xin，WANG Ji-ping

(Institute of Plant Science and Technology， Tarim University， Alar 843300，Xinjiang，China)

Abstract： The soil moisture was analysised under the different vegetation in the upper reaches of Tarim River. The results showed that the soil moisture under the herbaceous vegetation was more than that under woods and in 0～100 cm soil depth. The soil moisture under 20% of vegetation covering was obviously more than that in the area where vegetation covering was less than 20%. The woods covering had markedly positive correlation with the moisture of 20~40cm and 80～100 cm degree of soil，the undergrowth covering had markedly negative correlation with the moisture of 60~80com soil.

Key words： Tarim River；vegetation；soil moisture

塔里木河兩岸發(fā)育著大面積的林、灌、草植被，分布著我國(guó)面積最大的胡楊林、遼闊的天然草地，蘊(yùn)藏著各種野生動(dòng)物和藥用及經(jīng)濟(jì)植物，是該區(qū)主要的放牧區(qū)和割草地，塔里木河干流區(qū)以胡楊林為代表的林灌草植被茂密，覆蓋度大，成為捍衛(wèi)塔克拉瑪干沙漠綠洲農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的屏障，塔里木河流域生態(tài)環(huán)境對(duì)南疆地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重大意義[1]。

塔里木河上游是指阿克蘇河、葉爾羌河、和田河三源會(huì)合后的369 km2河段[2]。塔里木河上游地區(qū)自20世紀(jì)50年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)40年的建設(shè)，已成為新疆主要的糧食和棉花基地，但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)度開(kāi)始加大，大片林、灌、草地開(kāi)發(fā)為農(nóng)田[3]，致使流域胡楊林面積逐年減少、植被退縮、草地退化[4]，地下水位下降和土壤水分含量發(fā)生相應(yīng)變化。因此，植被的變化是影響土壤水分特性的一個(gè)關(guān)鍵性因素。本研究旨在為該區(qū)今后更合理地保護(hù)、利用和恢復(fù)自然植被，更科學(xué)地進(jìn)行植被建設(shè)和營(yíng)林實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)，為水土保持生態(tài)建設(shè)服務(wù)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于塔里木河上游地區(qū)，該區(qū)域?qū)儆诖箨懜沟刂衼喤瘻貛В瑲夂蚋稍铮涤炅可伲照臻L(zhǎng)，年日照時(shí)數(shù)為2 750～3 029 h，年太陽(yáng)總輻射量為5 340～6 220MJ·m-2，是全國(guó)太陽(yáng)輻射量較多的地區(qū)之一，光熱資源十分豐富，晝夜溫差大，無(wú)霜期平均為209 d，年平均氣溫在9.9～11.5℃，年降水量100.0 mm以內(nèi)，具有冬季干冷和夏季干熱的氣候特點(diǎn)。本區(qū)域的主要植被有蘆葦、胡楊、檉柳、梭梭、鈴鐺刺、黑果枸杞、駱駝刺、花花柴、鹽穗木等，以及天然野生藥用經(jīng)濟(jì)植物甘草、羅布麻、肉蓯蓉、麻黃等[2]。土壤質(zhì)地以沙土為主。

2研究方法

2.1樣地調(diào)查

2005年9～10月在阿拉爾至農(nóng)一師14團(tuán)的范圍內(nèi)調(diào)查天然植被，并在典型植被群落地段設(shè)置樣地18個(gè)，樣地面積為30 m×30 m，并用GPS進(jìn)行定位。調(diào)查樣地內(nèi)所有喬木，沿樣地的對(duì)角線取3個(gè)10 m×10 m的灌木小樣方，記錄每種喬木(灌木)的個(gè)體數(shù)、高度、胸徑、冠幅等指標(biāo)；同時(shí)在每個(gè)樣方內(nèi)，隨機(jī)設(shè)置3個(gè)草本小樣方，大小為1m×1m，記錄每種草本的個(gè)體數(shù)、蓋度、冠幅等指標(biāo)。在植被調(diào)查的同時(shí)在樣地中挖土壤剖面，其中土壤樣品按照人為分層進(jìn)行取樣(取樣深度為0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～150 cm)。

2.2植被樣地概況

本研究所調(diào)查的林木是胡楊林，灌木是檉柳，草本是蘆葦。樣地的設(shè)置見(jiàn)表1。

2.3土壤樣品室內(nèi)分析和數(shù)據(jù)處理

土壤水分的測(cè)定采用烘干法。數(shù)據(jù)的處理運(yùn)用SPSS12.0軟件分析。

3結(jié)果與分析

3.1林木、灌木及草本土壤水分空間分布特性比較

對(duì)研究區(qū)的林木、灌木、草本植物不同深度的土壤水分含量進(jìn)行比較研究(圖1)，結(jié)果表明，在0～100 cm深度范圍的土壤水分含量的分布規(guī)律是草本>林木>灌木。由此說(shuō)明，在0~100 cm深度范圍內(nèi)，草本植物根系的數(shù)量>灌木>林木，即在此范圍內(nèi)，草本植物的涵養(yǎng)水分的能力>灌木>林木。

3.2不同植被蓋度土壤水分特征分析

將不同植被蓋度進(jìn)行分類(lèi)，分別是蓋度<1%、1～10%、10～20%、>20%。對(duì)不同植被蓋度下不同深度的土壤水分特征進(jìn)行比較研究(圖2)，結(jié)果表明，植被蓋度>20%的土壤水分含量明顯高于其他3個(gè)蓋度水平，蓋度<1%的土壤水分含量卻明顯高于蓋度為1%～10%和10%～20%的土壤水分含量，蓋度為10%～20%的土壤水分含量在40 cm以下明顯高于蓋度為1%～10%的土壤水分含量。由此說(shuō)明，在植被蓋度>20%時(shí)，其地下植被根系豐富，涵養(yǎng)水分的能力較強(qiáng)。蓋度<1%的土壤水分含量卻明顯高于蓋度為1%～10%和10%～20%的土壤水分含量，這是因?yàn)槿訁^(qū)域地下水位較淺。總之，植被蓋度<20%時(shí)，其土壤水分隨植被蓋度的變異性不明顯。

3.3不同蓋度水平林木、灌木、草本土壤水分特性相關(guān)分析

分別對(duì)林木、灌木、草本植物的蓋度與土壤水分特征進(jìn)行Spearman相關(guān)分析(表2)，結(jié)果表明，林木蓋度與20～40 cm深度的土壤水分(r=0.667，P=0.05)呈顯著正相關(guān)，即兩者之間有較為顯著的線性關(guān)系；林木蓋度與80～100cm的土壤水分(r=0.800，P=0.01)呈極顯著正相關(guān)，即兩者之間有極顯著的線性關(guān)系。而胡楊的根系特性是在0～40 cm土壤深度內(nèi)根量呈增加趨勢(shì)，在20～40 cm范圍內(nèi)出現(xiàn)峰值，在40～80 cm土壤深度內(nèi)隨深度的增加而略微減少，而在80～100 cm范圍內(nèi)根量急劇增加，出現(xiàn)一個(gè)高峰值，在垂直深度100 cm以下，根量迅速下降[5]。由此表明，在胡楊根系數(shù)量較多的兩個(gè)高峰范圍20～40 cm、80～100 cm內(nèi)其涵養(yǎng)水分的能力較強(qiáng)，導(dǎo)致其地上部分的蓋度增加。

灌木蓋度與5～10 cm深度的土壤水分(r=-0.886，P=0.019<0.05)、60～80 cm深度土壤水分(r=-0.886，P=0.019<0.05)呈顯著負(fù)相關(guān)，即灌木蓋度與5～10 cm、60～80 cm深度土壤水分之間有較為顯著的線性關(guān)系。這是由于在5～10 cm、60～80 cm土壤深度范圍，檉柳的吸收根較多，吸收的水分含量高；另外，檉柳的抗旱性強(qiáng)，即保水性強(qiáng)，因而造成蓋度與5～10 cm、60～80 cm深度土壤水分呈顯著負(fù)相關(guān)。而草本植物蓋度與各深度的土壤水分之間均沒(méi)有良好的線性關(guān)系。

4結(jié)論

對(duì)研究區(qū)的林木、灌木、草本植物不同深度的土壤水分含量進(jìn)行比較研究，結(jié)果表明，在0～100 cm深度范圍的土壤水分含量的分布規(guī)律是草本>林木>灌木。

對(duì)不同植被蓋度下不同深度的土壤水分特征進(jìn)行比較研究，結(jié)果表明，植被蓋度>20%的土壤水分含量明顯高于其他3個(gè)蓋度水平，蓋度<1%的土壤水分含量卻明顯高于蓋度為1～10%和10～20%的土壤水分含量，蓋度為10～20%的土壤水分含量在40 cm以下明顯高于蓋度為1～10%的土壤水分含量。

分別對(duì)林木、灌木、草本植物的蓋度與土壤水分特征進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，林木蓋度與20～40 cm深度的土壤水分呈顯著正相關(guān)，即兩者之間有較為顯著的線性關(guān)系；林木蓋度與80～100 cm的土壤水分呈極顯著正相關(guān)，即兩者之間有極顯著的線性關(guān)系。灌木蓋度與5～10 cm深度的土壤水分、60～80 cm深度土壤水分呈顯著負(fù)相關(guān)，即灌木蓋度與5～10 cm、60～80 cm深度土壤水分之間有較為顯著的線性關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

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