999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

亞熱帶湖濱沙地典型下墊面土壤水分變化

2017-07-20 13:11:03李蘭暉丁明軍時光訓
生態學報 2017年11期

李蘭暉,丁明軍,黃 齊,時光訓,鄭 林

1 鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室,地理與環境學院(江西師范大學), 南昌 330022 2 中國科學院地理科學與資源研究所陸地表層格局與模擬院重點實驗室, 北京 100101 3 江西省山江湖開發治理委員會辦公室, 南昌 330046

?

亞熱帶湖濱沙地典型下墊面土壤水分變化

李蘭暉1,2,丁明軍1,*,黃 齊3,時光訓1,鄭 林1

1 鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室,地理與環境學院(江西師范大學), 南昌 330022 2 中國科學院地理科學與資源研究所陸地表層格局與模擬院重點實驗室, 北京 100101 3 江西省山江湖開發治理委員會辦公室, 南昌 330046

亞熱帶湖濱沙化作為南方荒漠化的一種典型類型,闡明沙化土壤水分變化規律對該地區植被恢復與重建具有重要指示意義。研究于2013年2月至2014年2月對鄱陽湖多寶湖濱沙地的土壤水分動態進行了監測,分析了不同覆被條件下沙地土壤水分在年內及極端氣候條件下的動態特征。結果如下:①湖濱沙地土壤水分在梅雨和伏旱時期差異顯著。在梅雨期及其前后,土壤水分主要受降水控制,各下墊面土壤平均含水量相對較高(>0.063 cm3/cm3),且差異較小;而在伏旱及其后期,覆蓋條件的差異起關鍵作用,濕地松樣地的土壤平均含水量均低于0.035 cm3/cm3。②持續高溫干旱天氣下,淺層10cm土壤含水量迅速降低,之后維持在極低水平(<0.01 cm3/cm3);隨著深度增加,不同樣地土壤含水量差異將會增強。③在多雨季節,17年生濕地松能有效增加土壤表層的持水能力;在干旱季節,濕地松對降水的截留及吸附作用強烈地影響土壤水分的補給量及補償深度,當降水強度較低時,17年生濕地松樣地的淺層土壤水分難以獲得補給。因此,在亞熱帶沙地進行濕地松種植時,應增大初植密度,并且對于植株過高的濕地松林,也應采取適當措施降低其密度,以抵御愈加頻發的極端干旱事件帶來的風險,促使沙化地區發生持續的正向演替。

土壤水分;荒漠化;植被恢復;伏旱;鄱陽湖

土壤水分作為沙化地區主要的生態限制因子,是沙化地區植被系統組成、格局和過程的重要驅動力[1],并深刻地影響著土壤有機質的礦化、生物固氮、植物根系對養分和水分的吸收等化學或生物過程[2]。植被又是影響沙化土壤水分的重要因素,不同植被類型對陸地水循環具有重要的調節作用[3],甚至在特定植被生長狀態和氣象條件下,植被覆蓋的差異可能成為沙化土壤水分動態變化的關鍵因子[4- 6]。降水到達地面后,可以進入土壤形成土壤水,或沿坡面形成地表徑流,由于沙化土壤對水分的保持能力低,使得降水難以得到有效利用[7];同時,由于人們對土壤水資源承載能力認識不足,以及在植被恢復過程中措施不合理等人為因素,導致林下普遍出現干旱化現象[8]。因此,對沙化土地土壤水分的時空分異及動態規律進行研究,能夠為當地退化生態系統的修復與重建提供科學依據。然而,由于氣候條件、土壤特征、植被狀況的差異,導致不同沙化地區土壤水分的動態變化具有明顯的地域分異特征[9- 10],目前關于沙化土地的土壤水分動態監測多集中于北方荒漠、半荒漠地區,而有關南方沙化土地的土壤水分研究則比較缺乏[11]。

隨著全球氣候變化,極端氣候事件發生的頻率不斷增加[12],將對許多地區的土壤水分狀況產生重要影響,尤其是在土壤持水能力較弱的沙化區。越來越多研究表明,全球氣溫的持續上升和區域性干旱脅迫程度增強導致許多地區的森林死亡速率增加以及死亡風險上升[13- 15]。區域性干旱一直是國內外長期存在并受到普遍關注的現象[16]。中國南方地區雖然年降水量較大,但受到降水年內分布不均、土壤調蓄能力有限和人類活動等多重因素的影響,存在著嚴重的季節性干旱等問題[17]。頻發的氣候異常事件也會導致季節性干旱的頻率增加和強度上升[18- 19],進而引起植物間的水分競爭加劇以及植物根系吸收土壤水分的深度發生改變[20]。因此,研究極端氣候條件下亞熱帶沙化地區不同下墊面土壤水分特征,對于區域生態防治和植被恢復具有重要意義。鄱陽湖湖濱沙化作為亞熱帶土地沙化的典型代表,對當地農戶生計和經濟發展造成嚴重影響。流沙不僅威脅到當地居民的生活和生產,也影響著鄱陽湖的泄洪和航道的通暢等。該區沙化防治與生態恢復正受到越來越多的學者關注。但已有研究主要集中在沙地的形成機制[21- 23],對該沙化地區生態修復的限制因子研究仍然不足。

本研究通過對鄱陽湖湖濱沙化地區典型下墊面土壤水分連續監測和分析,以闡明覆被條件對土壤水分特征的影響,探討土壤水分特征對沙化防治和植被恢復的指示意義,為理解區域尺度土壤水分的時空分異特征提供基礎數據,同時也為亞熱帶土地沙化的治理提供參考。

1 材料與方法

研究區位于江西省都昌縣多寶沙山(29°21′22″—29°27′18″N,116°03′00″—116°7′42″E),緊鄰鄱陽湖(圖1)。氣候屬于典型的亞熱帶濕潤季風區,年均溫17.5℃,多年平均降水量1310mm。當地沙山物種以單葉蔓荊(VitextrifoliaLinn.var.simplicifoliaCham)、狗牙根(Cynodondactylon(Linn.) Pers.)最為常見,近年來,該地區一直在開展以濕地松(Pinuselliottii)為主要物種的植樹造林工程。在夏季暴雨期間,流水的侵蝕形成密集的相互平行排列的切溝,冬、春兩季湖底裸露,受風力作用,沙層向山頂吹揚[23],使該地區土壤沙化區域平行于湖岸線分布,從湖濱到山頂,可大致分為湖濱沙地、中部沙地、內側沙地和沙地—耕地過渡帶[24]。

本研究選擇沙化程度最嚴重的湖濱沙地作為試驗地,各樣地幾乎平行于湖岸線分布(相距湖岸線150—200m),樣地植被及土壤質地見圖1和表1。在四種下墊面差異顯著的樣地內均埋設土壤溫度、水分定位監測系統(ECH2O sensors (Decagon Devices))。具體設置標準為:將水分探頭水平插入10、30cm和70cm土層深處,并在10cm土層處設置溫度探頭。土壤溫度、水分記錄的時間間隔均為1h,監測時間為2013年2月至2014年2月。同期1.5m氣溫、降水量、太陽輻射量、風速等每小時數據,由設置在試驗區的WatchDog 2000系列氣象站(圖1D 正北10m處)觀測獲得。千煙洲地區氣溫、降水量和土壤含水量(20cm深度)等數據由千煙洲站提供,為了與千煙洲紅壤對比,本文計算了研究區10cm和30cm處土壤水分的平均值。研究中還采用世界糧農組織(FAO)1998年推薦的修正Penman-Monteith方程估算鄱陽湖湖濱沙化地區的參考蒸散發[25]。土壤水分狀況受到降雨強度和頻率、植被覆蓋等因素的直接影響[5,26],為進一步闡述降雨事件與湖濱沙地土壤水分的關系,選取了17年生濕地松和裸沙地樣地土壤水分作對比分析,為保持可比性,均選擇當次降雨事件完全結束后開始統計。

圖1 研究區概況(A為5年生濕地松、B為17年生濕地松、C為蔓荊子、D為裸沙地)Fig.1 Location map of the study area (5- year- old Pinus elliottii(A), 17- year- old Pinus elliottii(B), Vitex trifolina linn.(C), bare sandy land(D))

樣地Sampleplot樣地植被Typesofvegetation粒徑Soiltexture/%<0.1mm0.1—0.5mm0.5—2.5mm土壤容重Bulkdensity/(g/cm3)A5年生濕地松5-year-oldPinuselliottii1.0974.9423.971.43B17年生濕地松17-year-oldPinuselliot-tii4.9366.5928.481.43C蔓荊子VitextrifolinaLinn.3.7467.8328.431.50D裸沙地Baresandyland3.6262.3834.001.42

ECH2O EC- 5土壤水分探測器能有效監測沙化地區的土壤水動態特征[27]。為進一步提高數據精度,本文按照Decagon Devices網站(http://www.decagon.com)發布的校正方法對四種下墊面的土壤含水量進行校正。考慮到裸沙地表層10cm處和各樣地30—70cm處的土壤質地等差異較小,故在校正中不作區分。為保證校正實驗的可靠性,剔除實驗中土壤干重與對應的容重差異較大的個別樣本,總樣本量為133個,其中蔓荊子、5年生濕地松和17年生濕地松的樣本量均為31個,裸沙地的樣本量為40個,并采用三次多項式擬合獲得最佳的擬合效果[27],如圖2所示,最后對儀器獲取的土壤含水量數據進行了校正。

圖2 不同下墊面10cm土層土壤水分校正Fig.2 Soil moisture calibration under different underlying surfaces at 10cm in lakeside sandy land

2 結果

2.1 鄱陽湖湖濱沙地土壤水分年內變化特征

鄱陽湖湖濱沙地不同下墊面土壤體積含水量(下稱含水量)低且年內變化差異顯著(圖3)。從研究期的均值來看,不同下墊面土壤平均含水量(含10cm、30cm、70cm)大小順序依次為:裸沙地、蔓荊子、17年生濕地松和5年生濕地松,其數值依次為0.063、0.055、0.05 cm3/cm3和0.048 cm3/cm3。從年內的變化過程來看,高值區主要分布于上半年,而下半年普遍偏低(圖3)。在2013年2月至6月期間,累計降水量超過1000mm,明顯高于同期潛在蒸散發量(圖4),并且降水事件間隔短,17年生濕地松、裸沙地、蔓荊子和5年生濕地松的土壤含水量平均值(含10cm、30cm、70cm)分別為0.075、0.069、0.066 cm3/cm3和0.063 cm3/cm3。在2013年8月—次年2月期間,累計降水量僅為327.8mm,明顯低于同期潛在蒸散發量,其中次年2月份降水量占該時期總量的42.28%,裸沙地、蔓荊子、5年生濕地松、17年生濕地松的土壤水分平均值分別為0.058、0.046、0.035 cm3/cm3和0.028 cm3/cm3,并且不同下墊面的土壤水分差異大于上半年。

不同覆被條件下各個土層水分差異明顯,且在上半年和下半年呈現不同的特征(圖3)。結合單因子方差統計(One-way ANOVA)分析發現(表2):不同覆被條件下的各土層土壤含水量在降水量偏少的下半年差異顯著;而在降水量偏多的上半年,僅10cm和70cm土層呈現顯著差異。在垂直方向上,相對于30cm和70cm土層,不同覆被下10cm土層的土壤含水量差異更為顯著。

圖3 不同下墊面沙地土壤水分的年內變化特征 Fig.3 Variations of soil moisture content (SWC) under different underlying surfaces

時段Studyperiod土壤深度Soildepth平均值Mean10cm30cm70cmFPFPFPFP2013-02—2014-021.620.1982.350.0852.760.0522.380.0822013-02—2013-071.750.194.890.011.520.2396.390.0032013-08—2014-026.580.0029.47<0.0015.470.0054.60.011

除受降水影響外,高溫天氣也是導致土壤水分存在明顯差異的重要原因。在7—10月,10cm深處土壤溫度均超過20℃,尤其是8月份,超過30℃(圖4)。高溫晴朗天氣下,地表蒸發及植被蒸騰作用均相應增強,從而使得植被區的蒸散作用大于非植被區。這也導致了有植被覆蓋的沙化區域,在降水偏少的下半年土壤含水量明顯低于裸沙地,尤其是覆蓋度相對較大的濕地松林。

由此可見,研究區上半年土壤水分主要受降水事件的控制,植被的影響次之;而在下半年,植被因子作用增強,不同覆被條件下土壤水分的差異高于上半年。

圖4 研究區水熱條件年內變化特征Fig.4 Variations of precipitation (P) and potential evapotranspiration (ET)

2.2 極端高溫干旱下的湖濱沙地土壤水分變化特征

2013年夏季主要經歷了4次高溫天氣過程,其中,第3次高溫天氣過程(7月22日至8月21日)強度最強、范圍最廣[19]。從圖5可以看出,持續高溫干旱天氣下,不同覆蓋條件和不同深度土壤水分均表現出明顯差異。沙化土地淺層土壤含水量降低速度,隨著距離降水事件的時間增加呈現先快后慢,然后維持在極低水平。表層10cm土壤的含水量在降水事件后的一個星期快速下降;8月2號之后,各覆被類型下的土壤含水量均低于0.02 cm3/cm3,隨著高溫天氣持續,土壤含水量均降低到0.01 cm3/cm3以下,這與馮起等學者在新建厚田沙地的研究結果較為一致[9]。值得一提的是,8月22至26號的降水量總和為9.8mm,其中最大日降水量為3.7mm,17年生濕地松和5年生濕地松樣地的土壤水分未發生明顯改變。土層30cm和70cm深度的土壤含水量受植被覆蓋條件的控制,其中5年生濕地松和17年生濕地松樣地的土壤含水量明顯低于裸沙地和蔓荊子地。相對于裸沙地和蔓荊子地,在干旱早期,濕地松樣地30cm以下土層含水量下降幅度更強烈;當表層土壤水分處于低水平時,濕地松根系吸收更深土層的土壤水分,導致70cm深度土壤保持較低的含水量。此外,由于5年生濕地松栽植密度大,相對于較為稀疏的17年生濕地松來說,其林下土壤含水量更低,說明其消耗的土壤水分也更多。

圖5 7月20日至9月5日沙地土壤含水量和溫度變化Fig.5 Variations of soil moisture content (SWC) and soil temperature from July 20 to September 5, 2013

2.3 不同季節不同強度降雨事件結束后的土壤水分對比

17年生濕地松和裸沙地樣地土壤含水量對不同季節和不同強度降水事件的響應存在明顯差異。春季由于降水量大和降水頻率高,在降水事件發生后的72小時之內(圖6A、B),17年生濕地松樣地表層10cm土壤含水量均明顯高于30cm土層,且隨著距離降水事件時間的延長,兩土層水分差值仍明顯高于裸沙地,說明濕地松林能通過增加地表枯枝落葉層的厚度(0.5—1.5cm)和表層有機質,有效地增加土壤的持水能力。夏季中期,強降水事件(31.5mm)后(圖6C),強烈的蒸發導致表層10cm處的土壤含水量迅速降低,且均明顯低于30cm土層;受到濕地松蒸騰作用,其林下土壤水分低于裸沙地。夏末秋初,低強度降水事件后(最后一天日降水量分別為3.7mm和6.9mm)(圖6D、E),裸沙地表層10cm處土壤水分得到一定的補給,但17年生濕地松樣地土壤水分未發生明顯變化;并且兩種類型樣地在30cm和70cm深處土壤水分均未得到補給。但當多日持續降水量超過25mm時(圖6F),裸沙地0—70cm范圍內的土壤水分含量受到明顯的補給,17年生濕地松樣地僅在30cm處的土壤水分受到少量的補給。

由此可見,在鄱陽湖湖濱沙地,濕地松的種植不僅直接影響著土壤水分的消耗量,而且關系到降水對土壤水分的補給。在多雨季節,濕地松能有效增加表層的持水能力;在較為干旱季節,且降水強度較低時,濕地松對降水的截留及吸附直接影響土壤水分的補給量和補給深度。

圖6 不同季節不同強度降雨事件的土壤水分差異(A、B、C、D、E、F代表本次降雨最后一天的日期(總降水量,持續降水日數)分別為4月5日(29.4mm,6d)、4月29日(41.2mm,4d)、7月21日(31.5mm,1d)、8月26日(9.8mm,5d)、9月10日(6.9mm,1d)、9月28日(25.9mm,6d);1、2分別為17年生濕地松、裸沙地)Fig.6 Response of soil moisture content (SWC) on rainfall intensity in different seasons. A, B, C, D, E, F denote the date of the last day of rainfall (total rainfall, sustained days of rainfall) on April 5, (29.4 mm, 6 days), April 29 (41.2 mm, 4 d), July 21 (31.5 mm, 1 d), Aug. 26 (9.8 mm, 5 d), Sept. 10 (6.9 mm, 1 d), September 28 (25.9 mm, 6 d), respectively. 1, 2 denote 17-year-old Pinus elliottii, bare sandy land, respectively

3 討論

3.1 鄱陽湖湖濱沙地與其他類型土壤含水特征的對比

為更好地理解鄱陽湖湖濱沙地土壤含水量特征,文中將該區沙化土地含水特征與其它類型土壤進行了對比分析。相對于南方典型紅壤來說,雖然2013年2月至2014年2月研究區降水量比千煙洲地區同期多220mm,但湖濱沙地土壤年平均含水量明顯低于千煙洲地區的紅壤,為1/7—1/8倍,其中在降水豐富的上半年為1/4—1/5倍,在下半年為1/9—1/11倍(圖7)。相對于西南地區低植被覆蓋的喀斯特土壤,湖濱沙地土壤平均含水量也較低,大致為1/3—1/4倍[28- 29]。與周邊類似地區——福建濱海沙地相比,土壤平均含水量和變化特征均較為接近[30]。但與北方沙漠化地區相比,鄱陽湖沙地的土壤含水量總體較高[31];由于南北氣候的差異,在春季,鄱陽湖湖濱沙地土壤水分高于北方荒漠化土地,但在長江中下游地區出現極端高溫干旱天氣的條件下,在夏秋季節可能相反[32]。因此,亞熱帶沙地植被恢復與重建在借鑒紅壤地區、喀斯特地區以及北方沙漠化地區等成功經驗時,也需要根據當地的土壤水分狀況制定合理的對策。

圖7 鄱陽湖湖濱沙地與千煙洲紅壤的土壤水分對比及其對應的降水量Fig.7 Difference of soil moisture content (SWC) between lakeside sandy land in Poyang Lake and krasnozem in Qianyanzhou and their concurrent rainfall

3.2 亞熱帶湖濱沙地植被恢復對策探討

沙地植被恢復與重建是減輕風沙危害的重要手段和有效的途徑[31]。在這個過程中,往往會通過增加樹種的初植密度來實現迅速覆蓋地表的目的。然而,已有研究表明,土壤含水量隨著栽植密度增加而降低,并且隨著林齡的增加,其需水量也不斷增加,導致水分競爭愈加劇烈,容易引起土壤水分供需矛盾加劇[33- 34],從而抑制了固沙植物的生長,當超過植物水分脅迫的閾值,最終導致植被死亡[14],影響植被生態系統的穩定性和可持續發展。由圖3和圖5可知,在伏旱時期,密度較大的5年生濕地松樣地土壤含水量低于其他類型樣地。從圖5和圖6可發現,由于林冠及林下的凋落物的截留與吸附,降低穿透雨量,減少水分向土壤輸入[32,35],導致低強度的降水事件無法對蓋度較大的濕地松林下土壤水分進行有效補給。由于濕地松根系向下生長較當地原生物種深,如狗牙根和蔓荊子等,在極端高溫干旱的天氣下,濕地松林下的原生物種可能因水分虧缺而枯萎,從而導致生物多樣性降低。以土壤溫濕度監測點為中心的5m×5m樣方調查結果發現,17年生濕地松林下植被比5年生濕地松更為單一,但5年生濕地松林下也存在枯萎的狗牙根和蔓荊子等草本和灌叢。

目前,該地區采用本地育種、選擇2年生濕地松苗木、將種植日期提前的種植方式[11],有效提高了成活率[36](圖1A)。但在濕地松種植及后期管理中,須適當控制植株密度。考慮到研究區的土壤水分特征和幾十年的濕地松種植歷史,建議以當地已有最大的濕地松夏季正午樹影直徑為參考,植株間距不低于這個參考值,并兼顧蔓荊子等原生植被;對于已有的低齡濕地松林,也須合理降低植株密度,以避免越來越頻發的極端干旱事件引發的水分短缺而導致生物多樣性減少等不利影響,逐步改善群落結構,促使沙化地區發生持續的正向演替。

4 結論

(1)亞熱帶湖濱沙地土壤水分在梅雨期和伏旱期差異顯著。降水充沛的上半年,各覆被條件下的土壤平均含水量較高,均高于0.063 cm3/cm3,且差異不明顯;而降水量少的下半年,各覆被類型之間土壤含水量均存在極顯著差異,其中,濕地松樣地的土壤平均含水量均低于0.035 cm3/cm3。在梅雨期及前后,土壤水分主要受降水事件的控制,植被的影響次之;而在伏旱及其后期,覆被條件的差異起關鍵作用。

(2)高溫干旱天氣下,沙化土地淺層土壤含水量降低速度隨著距離降水事件的時間先快后慢,之后維持在極低水平(<0.01cm3/cm3);30cm和70cm深度的土壤含水量變化受覆被條件的控制,且相對于較為稀疏的17年生濕地松來說,栽植密度大的5年生濕地松林下土壤含水量更低。

(3)在多雨季節,17年生濕地松能有效增加土壤表層的持水能力;在干旱季節且降水強度較低時,濕地松對降水的截留和吸附強烈地制約土壤水分的補給量及補償深度。在未來亞熱帶沙化土地的植被恢復與重建過程中,需增大初植密度,并且對于密度過高的濕地松林,也應采取適當措施降低其密度,以實現沙化地區植被的可持續發展。

致謝:千煙洲站提供氣象數據和土壤濕度觀測數據,龍進等測定土壤粒徑數據,特此致謝。

[1] 李新榮, 張志山, 黃磊, 王新平. 我國沙區人工植被系統生態-水文過程和互饋機理研究評述. 科學通報, 2013, 58(5/6): 397- 410.

[2] 俞潔輝, 劉新圣, 羅天祥, 張林. 念青唐古拉山北麓草甸海拔分布上限土壤溫濕度的季節變化. 地理學報, 2012, 67(9): 1246- 1254.

[3] 郭忠升, 邵明安. 半干旱區人工林地土壤入滲過程分析. 土壤學報, 2009, 46(5): 953- 958.

[4] 莫保儒, 蔡國軍, 楊磊, 蘆娟, 王子婷, 黨宏忠, 王多鋒, 戚建莉. 半干旱黃土區成熟檸條林地土壤水分利用及平衡特征. 生態學報, 2013, 33(13): 4011- 4020.

[5] Wang S, Fu B J, Gao G Y, Liu Y, Zhou J. Responses of soil moisture in different land cover types to rainfall events in a re-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China. CATENA, 2013, 101: 122- 128.

[6] 徐飛, 賴曉明, 朱青, 廖凱華. 太湖流域丘陵區兩種土地利用類型土壤水分分布控制因素. 生態學報, 2016, 36(3): 592- 599.

[7] Andry H, Yamamoto T, Irie T, Moritani S, Inoue M, Fujiyama H. Water retention, hydraulic conductivity of hydrophilic polymers in sandy soil as affected by temperature and water quality. Journal of Hydrology, 2009, 373(1): 177- 183.

[8] 寧婷, 郭忠升. 半干旱黃土丘陵區撂荒坡地土壤水分循環特征. 生態學報, 2015, 35(15): 5168- 5174.

[9] 馮起, 程國棟. 我國沙地水分分布狀況及其意義. 土壤學報, 1999, 36(2): 225- 236.

[10] 周宏飛, 肖祖炎, 姚海嬌, 李莉, 李原理. 古爾班通古特沙漠樹枝狀沙丘土壤水分時空變異特征. 水科學進展, 2013, 24(6): 771- 777.

[11] 李蘭暉, 丁明軍, 鄭林, 廖凱濤. 鄱陽湖沙化地區不同下墊面土壤水分動態. 水土保持通報, 2014, 34(2): 213- 217.

[12] Pachauri R K, Allen M R, Barros V R, Broome J, Cramer W, Christ R, Church J A, Clarke L, Dahe Q, Dasgupta P, Dubash N K, Edenhofer O, Elgizouli I, Field C B, Forster, P, Friedlingstein P, Fuglestvedt J, Gomez-Echeverri L, Hallegatte S, Hegerl G, Howden M, Jiang K, Jimenez Cisneroz B, Kattsov V, Lee H, Mach K J, Marotzke J, Mastrandrea M D, Meyer L, Minx J, Mulugetta Y, O′Brien K, Oppenheimer M, Pereira J J, Pichs-Madruga R, Plattner G K, P?rtner H O, Power S B, Preston B, Ravindranath N H, Reisinger A, Riahi K, Rusticucci M, Scholes R, Seyboth K, Sokona Y, Stavins R, Stocker T F, Tschakert P, van Vuuren D, van Ypserle J P. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.

[13] Allen C D, Macalady A K, Chenchouni H, Bachelet D, McDowell N, Vennetier M, Kitzberger T, Rigling A, Breshears D D, Hogg E H T, Gonzalez P, Fensham R, Zhang Z, Castro J, Demidova N, Lim J H, Allard G, Running S W, Semerci A, Cobb N. A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management, 2010, 259(4): 660- 684.

[14] Anderegg W R L, Flint A, Huang C Y, Flint L, Berry J A, Davis F W, Sperry J S, Field C B. Tree mortality predicted from drought-induced vascular damage. Nature Geoscience, 2015, 8(5): 367- 371.

[15] Anderegg W R L, Klein T, Bartlett M, Sack L, Pellegrini A F A, Choat B, Jansen S. Meta-analysis reveals that hydraulic traits explain cross-species patterns of drought-induced tree mortality across the globe. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2016, 113(18): 5024- 5029.

[16] Sheffield J, Wood E F, Roderick M L. Little change in global drought over the past 60 years. Nature, 2012, 491(7424): 435- 438.

[17] 楊艷昭, 張偉科, 封志明, 楊格格, 楊玲. 干旱條件下南方紅壤丘陵地區水分平衡. 農業工程學報, 2013, 29(12): 110- 119.

[18] 彭京備, 張慶云, 布和朝魯. 2006年川渝地區高溫干旱特征及其成因分析. 氣候與環境研究, 2007, 12(3): 464- 474.

[19] 唐恬, 金榮花, 彭相瑜, 牛若蕓. 2013年夏季我國南方區域性高溫天氣的極端性分析. 氣象, 2014, 40(10): 1207- 1215.

[20] Yang B, Wen X F, Sun X M. Seasonal variations in depth of water uptake for a subtropical coniferous plantation subjected to drought in an East Asian monsoon region. Agricultural and Forest Meteorology, 2015, 201: 218- 228.

[21] 韓志勇, 李徐生, 張兆干, 陳英勇, 楊達源, 弋雙文, 鹿化煜. 鄱陽湖湖濱沙山壟狀地形的成因. 地理學報, 2010, 65(3): 331- 338.

[22] 丁明軍, 鄭林, 聶勇. 鄱陽湖沙山地區沙化土地特征及成因分析. 水土保持通報, 2010, 30(2): 159- 163.

[23] 朱震達, 崔書紅. 中國南方的土地荒漠化問題. 中國沙漠, 1996, 16(4): 331- 337.

[24] 胡啟武, 堯波, 鄭林, 李曉峰, 丁明軍, 曹昀. 鄱陽湖沙山土壤養分特征與植被恢復方向探討. 土壤通報, 2012, 43(3): 651- 655.

[25] Liu C M, Zhang D, Liu X M, Zhao C S. Spatial and temporal change in the potential evapotranspiration sensitivity to meteorological factors in China (1960—2007). Journal of Geographical Sciences, 2012, 22(1): 3- 14.

[26] 王月, 李程, 李愛德, 楊自輝, 張清濤, 梁曉健, 邱國玉. 白刺沙堆退化與土壤水分的關系. 生態學報, 2015, 35(5): 1407- 1421.

[27] Wu B, Han H Y, He J, Zhang J H, Cui L Q, Jia Z Y, Yang W B. Field-specific calibration and evaluation of ECH2O EC- 5 sensor for sandy soils. Soil Science Society of America Journal, 2014, 78(1): 70- 78.

[28] 徐慧芳, 宋同清, 黃國勤, 彭晚霞, 曾馥平, 杜虎, 李莎莎. 喀斯特峰叢洼地區坡地不同土地利用方式下土壤水分的時空變異特征. 生態學報, 2014, 35(18): 5311- 5319.

[29] Chen H S, Zhang W, Wang K L, Fu W. Soil moisture dynamics under different land uses on karst hillslope in northwest Guangxi, China. Environmental Earth Sciences, 2010, 61(6): 1105- 1111.

[30] 吳錫麟. 福建海岸帶木麻黃防護林水分生態的初步研究[D]. 福州: 福建農林大學, 2002: 19- 23.

[31] 李新榮, 張志山, 譚會娟, 高艷紅, 劉立超, 王新平. 我國北方風沙危害區生態重建與恢復: 騰格里沙漠土壤水分與植被承載力的探討. 中國科學: 生命科學, 2014, 44(3): 257- 266.

[32] 于曉娜, 李恩貴, 黃永梅, 李小雁. 毛烏素沙地油蒿(Artemisiaordosica)群落土壤水分動態特征. 中國沙漠, 2015, 35(3): 674- 682.

[33] 安慧, 安鈺. 毛烏素沙地南緣沙柳灌叢土壤水分及水量平衡. 應用生態學報, 2011, 22(9): 2247- 2252.

[34] 賈海坤, 劉穎慧, 徐霞, 王昆, 高瓊. 皇甫川流域檸條林地水分動態模擬——坡度、坡向、植被密度與土壤水分的關系. 植物生態學報, 2005, 29(6): 910- 917.

[35] 張志山, 張景光, 劉立超, 王新平, 李新榮. 沙漠人工植被降水截留特征研究. 冰川凍土, 2005, 27(5): 761- 766.

[36] 張聃. 鄱陽湖區沙化土地濕地松恢復試驗及示范研究[D]. 南昌: 江西師范大學, 2011: 20- 21.

Effects of vegetation coverage on soil moisture: Evidence from subtropical lakeside sandy lands in South China

LI Lanhui1,2, DING Mingjun1,*, HUANG Qi3, SHI Guangxun1, ZHENG Lin1

1KeyLaboratoryofPoyangLakeWetlandandWatershedResearch,MinistryofEducationandSchoolofGeographyandEnvironmentJiangxiNormalUniversity,Nanchang330022,China2KeyLaboratoryofLandSurfacePatternandSimulation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China3Mountain-River-LakeDevelopmentCommitteeofJiangxiProvince;Nanchang330046,China

Lakeside desertification is a common type of desertification in South China. Soil moisture dynamics of lakeside sandy land have important implications for regional vegetation restoration and reconstruction. Using soil moisture data from the Duobao Sand Hills of Poyang Lake recorded from February 2013 to February 2014, we investigated soil moisture dynamics under different vegetation coverage and extreme weather conditions. We found that (1) soil moisture levels of lakeside sandy land in the rainy season were significantly different from the levels in the drought season. Soil moisture, mainly affected by precipitation, was maintained at a higher level (> 0.063 cm3/cm3) and was less sensitive to the type of underlying surface in the rainy season. However, different types of vegetation cover affected soil moisture differently. Soil moisture in the presence ofPinuselliottiiwas relatively low (<0.035 cm3/cm3) during the drought period. (2) Under high temperatures and drought conditions, shallow-soil moisture of desertified lands dropped rapidly at first, then remained exceptionally low (<0.01 cm3/cm3). With the increase in soil depth, the differences in soil moisture among soils withPinuselliottii,VitextrifoliaLinn., or bare sandy lands became more significant. (3) 17-year-oldPinuselliottiieffectively increased the water-holding capacity of the soil surface during the rainy season. However, due to water absorption and obstruction of rainfall,Pinuselliottiiaffected groundwater recharge during the drought period in terms of the amount of water and soil depth. Therefore, the shallow-soil water of a 17-year-oldPinuselliottiistand is difficult to recharge when precipitation intensity is low. Based on our findings, we suggest to increasing the initial planting density ofPinuselliottiithen decreasing maturePinuselliottiidensity in subtropical sandy land in South China to neutralize the effects of more frequent extreme droughts and to induce continuous positive succession in desertified areas.

soil moisture; desertification; vegetation recovery; summer drought; Poyang Lake

江西省重大生態安全問題監控協同創新中心資助項目(JXS-EW-00);江西省教育廳科技落地計劃項目

2016- 04- 22; 網絡出版日期:2017- 02- 22

10.5846/stxb201604220755

*通訊作者Corresponding author.E-mail: dingmingjun1128@163.com

李蘭暉,丁明軍,黃齊,時光訓,鄭林.亞熱帶湖濱沙地典型下墊面土壤水分變化.生態學報,2017,37(11):3892- 3901.

Li L H, Ding M J, Huang Q, Shi G X, Zheng L.Effects of vegetation coverage on soil moisture: Evidence from subtropical lakeside sandy lands in South China.Acta Ecologica Sinica,2017,37(11):3892- 3901.

主站蜘蛛池模板: 九九免费观看全部免费视频| 欧美日韩91| 一本综合久久| 亚洲AV无码久久天堂| 国产精品jizz在线观看软件| 国产一二三区在线| 久久美女精品国产精品亚洲| 成人a免费α片在线视频网站| AV不卡在线永久免费观看| 露脸国产精品自产在线播| 国产精品三级av及在线观看| 天天色综合4| 日韩最新中文字幕| 国产XXXX做受性欧美88| 国产日本一区二区三区| 99久久精彩视频| 国产网站黄| 看看一级毛片| 亚洲欧洲日产国产无码AV| 区国产精品搜索视频| 欧美三級片黃色三級片黃色1| 国产黄色视频综合| 久久久久久久久18禁秘| 国产v欧美v日韩v综合精品| 久热中文字幕在线观看| 国产免费久久精品99re不卡| 亚洲天堂首页| 无码免费视频| 亚洲无码91视频| 啪啪免费视频一区二区| 日韩精品少妇无码受不了| 欧美精品导航| 国产精品任我爽爆在线播放6080| 一区二区三区四区日韩| 亚洲最新地址| 国产91精品久久| 五月天综合网亚洲综合天堂网| 国产精品亚洲αv天堂无码| 亚洲av无码牛牛影视在线二区| 啪啪国产视频| 国产午夜福利亚洲第一| 亚洲—日韩aV在线| 99人妻碰碰碰久久久久禁片| 青青青视频免费一区二区| a色毛片免费视频| 国产在线91在线电影| а∨天堂一区中文字幕| 无码国产伊人| 国产欧美日韩精品综合在线| 欧美激情视频在线观看一区| 精品综合久久久久久97超人该| 国产成人av一区二区三区| 美女黄网十八禁免费看| 久久综合色视频| 欧美怡红院视频一区二区三区| 国产区成人精品视频| 国产人成在线视频| 网久久综合| 久久精品国产免费观看频道| a毛片免费看| 青青草原国产| 一本大道东京热无码av| 55夜色66夜色国产精品视频| 欧美.成人.综合在线| 亚洲成av人无码综合在线观看| 黄片一区二区三区| 精品国产成人av免费| 国产乱子伦视频在线播放| 99ri精品视频在线观看播放| 国产精品va| 婷婷综合亚洲| 亚洲成人网在线播放| 国产精品v欧美| 国产欧美又粗又猛又爽老| 国产午夜福利亚洲第一| 亚洲天堂视频在线观看| 国产极品美女在线| 日韩第九页| 国产福利拍拍拍| 波多野结衣一区二区三区四区| 99无码中文字幕视频| 国产欧美日韩另类|