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

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/hm2草地土壤含水量最高，2490丛/hm2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/hm2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/hm2次之。2490丛/hm2柠条草地毛管孔隙度最大，土壤物理特性得到了改善。2490丛/hm2和1665丛/hm2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/hm2柠条草地，0～20cm土层的土壤水扩散率D（θ）较大，1665丛/hm2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/hm2柠条草地持水性最好，2490丛/hm2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/hm2和1665丛/hm2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/hm2和1665丛/hm2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/hm2和3330丛/hm2柠条草地较大。达稳渗的时间以2490丛/hm2和3330丛/hm2柠条草地较短。总之，以1665丛/hm2和2490丛/hm2柠条草地的入渗性能比自然恢复草地和3330丛/hm2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/hm2柠条草地最大，其次是33300丛/hm2和1665丛/hm2柠条草地，自然恢复草地蒸散量最小。但2490丛/hm2和1665丛/hm2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/hm2和1665丛/hm2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/hm2和1665丛/hm2密度较大②2490丛/hm2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/hm2柠条草地盖度稍低于自然恢复草地。③1665丛/hm2和2490丛/hm2柠条草地物种丰富度、植物多样性指数和均匀度较高。1665丛/hm2生态优势度最低，反映其由多物种组成，群落结构稳定。 2490丛/hm2和1665丛/hm2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/hm2和1665丛/hm2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。