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《中国农业科学院》 2004年
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宁夏河东沙地不同密度柠条灌丛草地水分与群落特征的研究

徐荣  
【摘要】:宁夏盐池县受干旱风沙的影响,加上超载过牧,草场退化严重。1986年在柳扬堡乡建立了退化草场植被恢复与风蚀沙化防治技术示范区,带状种植了柠条(Caragana intermedia),进行退化草场改良。我们于2002年和2003年进行了水分定位观测,通过研究柠条种植密度对土壤水分的影响,从水分和植被两方面作了系统的比较,确立了适宜的柠条密度,为在退化草地改良过程中,大面积营造柠条灌木提供了科学理论依据。主要研究内容和结论如下:(1)不同密度柠条草地土壤水分状况及其动态变化规律:土壤水分年际变化较大,土壤含水量季节动态主要决定于年内降水的季节性变化。0~100cm各土层,1665丛/hm~2草地土壤含水量最高,2490丛/hm~2柠条草地土壤含水量次之。而且,它们的土壤含水量均在土壤有效水范围内,可以被植物吸收利用。(2)不同密度柠条对土壤理化特性的影响:2490丛/hm~2柠条草地土壤的紧实度和2.0~0.2mm粗砂粒含最低,0.2~0.02mm的细砂粒含量最高,1665丛/hm~2次之。2490丛/hm~2柠条草地毛管孔隙度最大,土壤物理特性得到了改善。2490丛/hm~2和1665丛/hm~2氮、磷、钾和有机质含量均较高。(3)不同密度柠条草地土壤水分特征曲线和水分参数研究:土壤含水量和土壤吸力之间存在着幂函数关系。2490丛/hm~2柠条草地,0~20cm土层的土壤水扩散率D(θ)较大,1665丛/hm~2柠条草地20~60cm土层土壤水扩散率最高。(4)不同密度柠条草地土壤的持水性:1665丛/hm~2柠条草地持水性最好,2490丛/hm~2密度柠条草地居中。草地上层(0~40cm)土壤的持水性均比下层土壤(40~60cm)差。(5)不同密度柠条草地土壤蓄水量:2490丛/hm~2和1665丛/hm~2柠条草地蓄水量高于其他草地。(6)不同密度柠条草地土壤入渗特性:2490丛/hm~2和1665丛/hm~2柠条草地入渗速率、前30min累积入渗量高于其他草地。稳渗率以2490丛/hm~2和3330丛/hm~2柠条草地较大。达稳渗的时间以2490丛/hm~2和3330丛/hm~2柠条草地较短。总之,以1665丛/hm~2和2490丛/hm~2柠条草地的入渗性能比自然恢复草地和3330丛/hm~2柠条草地要好。(7)不同密度柠条草地蒸散特征和草地群落主要植物蒸腾特征:①主要植物种柠条、沙蒿、白草、赖草的蒸腾速率、气孔导度日变化规律均为“双峰”型曲线,都出现了明显的午间蒸腾午休现象。②蒸散季节变化规律表现出在春季和初夏蒸散失水量并不太大,在7~9月份,土壤的水分条件较好,土壤供水能力强,气温较高,这时植物生长旺盛,蒸散加快。③蒸散量以2490丛/hm~2柠条草地最大,其次是33300丛/hm~2和1665丛/hm~2柠条草地,自然恢复草地蒸散量最小。但2490丛/hm~2和1665丛/hm~2柠条草地水分利用率最大。(8)不同密度柠条草地植被群落特征:①2490丛/hm~2和1665丛/hm~2密度柠条草地地上总生物量、柠条林间草地地下生物量、柠条根地下生物量、根幅、主根长以2490丛/hm~2和1665丛/hm~2密度较大②2490丛/hm~2柠条林间草地盖度在6~8月份、10月份一直较大,明显地高于其它草地。9月份,2490丛/hm~2柠条草地盖度稍低于自然恢复草地。③1665丛/hm~2和2490丛/hm~2柠条草地物种丰富度、植物多样性指数和均匀度较高。1665丛/hm~2生态优势度最低,反映其由多物种组成,群落结构稳定。 2490丛/hm~2和1665丛/hm~2柠条灌丛草地,增大了植被盖度和生物产量。虽然草地蒸散量失水增大,但并没有引起土壤水分亏缺。因此,宁夏盐池干旱风沙区退化草场治理过程中,补种2490丛/hm~2和1665丛/hm~2柠条,达到了最优调控和充分利用水土资源,提高草地生产力的目的。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S812

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