顧夢鶴，謝澤慧，王春暉，周立華,3

(1.中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省膜科學(xué)技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730020； 3.中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院，北京 100190)

庫布其沙漠8種防護(hù)林的土壤水分特征

顧夢鶴1，謝澤慧2，王春暉2，周立華1,3

(1.中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省膜科學(xué)技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730020； 3.中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院，北京 100190)

通過野外取樣，對庫布其沙漠七星湖旅游專線兩側(cè)8種防護(hù)林0-100 cm土層深度的土壤水分進(jìn)行測定，分析了不同防護(hù)林不同土層的土壤水分變化特征及變異系數(shù)，旨在了解和掌握庫布其防護(hù)林的土壤水分特征及變異規(guī)律。結(jié)果表明，0-20、20-40、40-60、60-80和80-100 cm 5個(gè)土層的土壤水分隨著土層深度增加逐漸增加；5個(gè)土層的土壤水分變異系數(shù)分別為0.70、0.94、0.92、0.94和0.90，土壤水分的變異系數(shù)隨著土層深度增加逐漸增大。8種防護(hù)林的土壤水分從高到低依次為旱柳(Salixmatsudana)+小美旱楊(Populuspopular's)混交林(9.31%)>旱柳純林(8.93%)>沙棗(Elaeagnusangustifolia)+沙柳(Salixpsammophila)混交林(5.69%)>沙棗純林(3.31%)>速生楊(Populusspp.)純林(2.12%)>速生楊+羊柴(Hedysarumlaeve)混交林(1.90%)>檸條(Caraganakorshinskii)純林(1.60%)>羊柴純林(1.02%)；8種防護(hù)林的土壤水分變異系數(shù)為：檸條純林(0.08)為弱變異，羊柴純林(0.11)、速生楊純林(0.11)、速生楊+羊柴(0.36)混交林和沙棗+沙柳混交林(0.39)為低等變異，旱柳純林(0.64)、旱柳+小美旱楊混交林(0.67)和沙棗純林(0.79)為中等變異。旱柳純林、旱柳+小美旱楊混交林和沙棗+沙柳混交林是比較好的防護(hù)林配置，沙棗純林和檸條純林次之，羊柴純林、速生楊純林和羊柴+速生楊混交林3種防護(hù)林屬于不理想的防護(hù)林配置。

七星湖;防護(hù)林配置;植被調(diào)查;土壤水分變異系數(shù)

土壤水分是植物生長和植被恢復(fù)的重要影響因素，也是流域水量平衡和區(qū)域水文循環(huán)的重要因子，準(zhǔn)確掌握土壤水分變化特征，可以更好地利用和配置水資源[1-6]。區(qū)域土壤水分變化在一定程度上可以反映出該區(qū)域植被對水分的利用現(xiàn)狀和利用強(qiáng)度，同時(shí)有助于幫助人們認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)的水文過程以及在水文過程與生態(tài)格局之間建立定量的聯(lián)系[2,7-8]。在沙漠生態(tài)系統(tǒng)中，土壤水分是沙漠防護(hù)林建設(shè)中重要的生態(tài)制約因子，也是維持沙漠生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和功能正常發(fā)揮的關(guān)鍵因子[2-3,8-13]。土壤水分的空間分布既是制約區(qū)域植被分布的原因，同時(shí)又受到植被覆蓋度及生長狀況的影響，二者相互作用又相互制約。在治理沙漠的過程中，防護(hù)林作為一種能夠有效防止風(fēng)沙危害和荒漠化危害的防護(hù)措施，與人類生存生活休戚相關(guān)，它在固沙緊土，改良土壤結(jié)構(gòu)，阻截、固定、控制流沙，改善生產(chǎn)生活環(huán)境，防止土壤風(fēng)蝕等方面起到了巨大的作用，因此，防護(hù)林建設(shè)對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義[5-6,14-15]。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對荒漠區(qū)人工植被土壤水分的時(shí)空變化、黃土丘陵區(qū)不同土地利用方式對土壤水分的影響、荒漠區(qū)土壤水分時(shí)空變異、荒漠區(qū)土壤水分對人工林生長的影響等進(jìn)行了大量研究[4-6,9,14,18]，這些研究為后續(xù)的防護(hù)林建設(shè)和管理提供了重要資料和科學(xué)依據(jù)。防護(hù)林建設(shè)如果缺乏科學(xué)指導(dǎo)和長遠(yuǎn)規(guī)劃，將會加劇土壤水分耗竭，造成土壤水分虧缺，嚴(yán)重阻礙區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[14-16]。已經(jīng)有研究表明，一些脆弱生態(tài)區(qū)的水資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以維持大規(guī)模的生態(tài)工程建設(shè)，甚至?xí)?dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化[2,8,17-18]。因此，了解和掌握不同配置庫布其防護(hù)林的土壤水分特征及土壤水分變異，對于庫布其地區(qū)的防護(hù)林建設(shè)和規(guī)劃具有重要意義。本研究通過調(diào)查庫布其沙漠七星湖旅游專線兩側(cè)防護(hù)林的土壤水分分布特征，分析不同配置防護(hù)林的土壤水分差異及土壤水分變異系數(shù)，以期為庫布其沙漠公路防護(hù)林建設(shè)中優(yōu)選更加適合該地區(qū)的防護(hù)林配置以及防護(hù)林的合理規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)杭錦旗獨(dú)貴塔拉鎮(zhèn)，地理位置為108°42′ E，40°36′ N，海拔1 016 m。屬大陸性沙漠氣候，冬季嚴(yán)寒而漫長，春季干旱且風(fēng)沙大，年平均氣溫5.5～8.0 ℃，無霜期135 d，極端最高氣溫38.1 ℃，極端最低氣溫-30.5 ℃。年平均降水量144～366 mm，降水量主要集中在7-8月，占全年降水量的49%，年平均蒸發(fā)量2 100～2 955 mm。土壤類型主要是風(fēng)沙土，地貌類型主要是固定沙地、流動和半流動沙丘，植被以沙地植物為主，主要有甘草(Glycyrrhizauralensis)、沙米(Agriophyllumsquarrosum)、沙蒿(Artemisiadesertorum)、豬毛菜(Salsolacollina)、砂藍(lán)刺頭(Echinopsgmelini)、羊柴(Hedysarumfruticosum)、小葉錦雞兒(Caraganamicrophylla)等。試驗(yàn)地點(diǎn)選在通往七星湖景區(qū)的旅游專線兩側(cè)的防護(hù)林，專線是通往景區(qū)的穿沙公路，專線兩旁自1999年以來陸續(xù)營建了大面積的防護(hù)林，專線自獨(dú)貴塔拉鎮(zhèn)大轉(zhuǎn)盤起至七星湖景區(qū)共22 km，專線兩側(cè)地勢較平坦，為固定沙地，土壤主要是風(fēng)沙土，林下植被主要有甘草、羊柴、花棒(Hedysarumscoparium)、豬毛菜和霧冰藜(Bassiadasyphylla)等沙生植物。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法

在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)選擇8種不同配置的防護(hù)林作為樣地，分別為沙棗(Elaeagnusangustifolia)純林、檸條(Caraganakorshinskii)純林、羊柴純林、速生楊(Populusspp.)純林、旱柳(Salixmatsudana)純林、沙棗+沙柳(Salixpsammophila)混交林、速生楊+羊柴混交林、旱柳+小美旱楊(Populuspopular)混交林，每種樣地面積選擇30 m×30 m。試驗(yàn)區(qū)防護(hù)林的營建時(shí)間為2005年前后，采取苗木移栽，定期灌溉至成活后自然生長，羊柴例外，采取飛播撒種，每隔1年飛播1次，由于萌發(fā)和成活率低，后期進(jìn)行人工栽植，因此，個(gè)體相對其他林木而言較小，取樣的防護(hù)林基本處于穩(wěn)定生長狀態(tài)。

2014年5月，首先使用手持GPS對防護(hù)林定位，然后在每個(gè)樣地拉樣線進(jìn)行植被調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括防護(hù)林的種植規(guī)格、生長指標(biāo)和林下草本植被，生長指標(biāo)主要調(diào)查高度、冠幅以及胸徑，林下草本植被主要調(diào)查物種多樣性以及植被蓋度。同年7月測定土壤水分，測定之前近1個(gè)月無降雨，可以保證野外取樣的土壤水分為正常水平，樣品通過挖取土壤剖面獲取，在樣地中按兩條對角線兩端及交點(diǎn)處選擇5個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)沿土壤剖面分5層取土樣，分別為0-20、20-40、40-60、60-80和80-100 cm。取出的土樣裝鋁盒當(dāng)天稱土壤濕重后105 ℃烘干48 h，稱取土壤干重，逐一計(jì)算土壤水分。每個(gè)樣地25個(gè)土樣，8個(gè)樣地總計(jì)200個(gè)土樣。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析方法

利用SPSS 21統(tǒng)計(jì)軟件對2014年8種防護(hù)林0-100 cm不同土層的土壤水分進(jìn)行方差分析，并對不同土層的土壤水分進(jìn)行多重比較(LSD多重比較)，繪圖亦采用該軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 防護(hù)林的植被特征

2014年5月，對8種防護(hù)林進(jìn)行野外植被調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明(表1)，沙棗純林、檸條純林、沙棗+沙柳混交林3種防護(hù)林的林下植被物種多樣性較高，植被分布均勻，植被蓋度分別達(dá)到60%、40%和40%，3種防護(hù)林地面均已形成土壤結(jié)皮；旱柳純林、旱柳+小美旱楊混交林兩種防護(hù)林的林下物種多樣性相對較低，植被分布不均勻，植被蓋度均達(dá)到30%，防護(hù)林地面偶見土壤結(jié)皮；羊柴純林、速生楊純林和羊柴+速生楊混交林3種防護(hù)林物種多樣性較低，植被分布不均勻，植被蓋度分別為<2%、<5%和<5%，防護(hù)林地面是松軟的沙粒。不同防護(hù)林林木生長指標(biāo)差別較大，這主要是因?yàn)楫?dāng)初建植防護(hù)林所選苗木大小有差異，林下植被物種多樣性以及植被蓋度差異較大，這表明，在沙漠環(huán)境中，不同防護(hù)林在生長發(fā)育的過程中，對土壤以及環(huán)境的改造作用有較大差異，因而造成不同防護(hù)林林下植被的較大差異，因此，在防沙治沙過程中，選擇適宜的防護(hù)林配置，才能有效保護(hù)沙漠公路，更好地使其發(fā)揮防風(fēng)固沙和改善環(huán)境的效用。

2.2 土壤水分垂直變化特征

8種不同防護(hù)林樣地0-100 cm土壤層中的土壤水分變化特征如表2所列，沙棗純林的土壤水分變化范圍為1.43%～7.40%，隨著土層深度逐漸增大，在80-100 cm達(dá)到最大值7.40%；檸條純林的土壤水分變化范圍為1.29%～1.99%，60-80 cm土層的土壤水分最大，為1.99%；羊柴純林的土壤水分變化范圍為0.78%～1.56%，在不同的土層中變化較??；速生楊純林的土壤水分變化范圍為1.42%～3.26%，在0-60 cm的土壤層中較低，60 cm以下有較大增加，80-100 cm達(dá)到最大值3.26%；旱柳純林的土壤水分變化范圍為4.77%～13.66%，隨著土層深度有較大增加，在80-100 cm達(dá)到最大值13.66%；沙棗+沙柳混交林的土壤水分變化范圍為2.40%～11.32%，隨著土層深度有較大增加，80-100 cm達(dá)到最大值11.32%；速生楊+羊柴混交林的土壤水分變化范圍為1.14%～2.63%，在各土層深度變化較?。缓盗?小美旱楊混交林的土壤水分變化范圍為2.72%～16.36%，變化趨勢和旱柳純林相似，隨著土層深度有較大增加，在80-100 cm處土壤水分達(dá)到最大值16.36%。0-100 cm的土壤層中，土壤表面的土壤水分最小，隨著土層深度逐漸增加。單因子方差分析表明，不同防護(hù)林之間的土壤水分有顯著差異(F=69.41，P<0.001)。

0-20、20-40、40-60、60-80和80-100 cm土層的土壤水分變異系數(shù)分別為0.70、0.94、0.92、0.94和0.90，土壤水分的變異系數(shù)隨著土層深度逐漸增大。從5個(gè)土壤層的土壤水分變異系數(shù)可得，土壤表層0-20 cm的土壤水分變化相對較小，20-100 cm的土壤中，土壤水分的變化較大，5個(gè)土層的土壤水分均屬于中等變異。

2.3 不同配置防護(hù)林土壤水分均值差異顯著性分析

沙棗純林、檸條純林、羊柴純林、速生楊純林、旱柳純林、沙棗+沙柳混交林、速生楊+羊柴混交林、旱柳+小美旱楊混交林8種防護(hù)林樣地土壤水分有較大差異，土壤水分均值分別為3.31%、1.60%、1.02%、2.12%、8.93%、5.69%、1.90%和9.31%，從大到小依次為旱柳+小美旱揚(yáng)混交林>旱柳純林>沙棗+沙柳混交林>沙棗純林>速生楊純林>速生楊+羊柴混交林>檸條純林>羊柴純林。方差分析結(jié)果表明，不同防護(hù)林類型的土壤水分有顯著差異(P<0.05)(表3)，對其進(jìn)一步進(jìn)行多重比較(LSD)，結(jié)果表明，沙棗純林的土壤水分與羊柴純林和沙棗+沙柳混交林間顯著差異(P<0.05)，與旱柳純林和旱柳+小美旱楊混交林有極顯著差異(P<0.001)，與其余3種樣地?zé)o顯著差異；檸條純林的土壤水分與沙棗+沙柳混交林、旱柳純林和旱柳+小美旱楊混交林有極顯著差異(P<0.01)，與其余4種樣地?zé)o顯著差異；羊柴純林的土壤水分與沙棗純林有顯著差異(P<0.05)，與旱柳純林、沙棗+沙柳混交林和旱柳+小美旱楊混交林有極顯著差異(P<0.001)，與其他3種樣地?zé)o顯著差異；速生楊純林的土壤水分與旱柳純林、沙棗+沙柳混交林和旱柳+小美旱楊混交林有極顯著差異(P<0.01)，與其他4種樣地?zé)o顯著差異；旱柳純林土壤水分與除旱柳+小美旱楊混交林外的其他6種樣地均有極顯著差異(P<0.01)；沙棗+沙柳混交林的土壤水分與除沙棗純林外的其他6種樣地均有極顯著差異(P<0.01)；速生楊+羊柴混交林的土壤水分與旱柳純林、旱柳+小美旱楊混交林和速生楊+羊柴混交林有極顯著差異(P<0.01)，與其他4種樣地?zé)o顯著差異；旱柳+小美旱楊混交林的土壤水分與除旱柳純林外的其他6種防護(hù)林均有極顯著差異(P<0.01)。

表1 8種防護(hù)林的植被特征Table 1 Vegetation characteristics of eight kinds of shelter forest

續(xù)表1

防護(hù)林類型Shelterforest地理位置Geographicalposition株距×行距Rowspacing×linespacing林下植被及蓋度Understoryvegetationandcoverage生長指標(biāo)Growthindex速生楊+羊柴Populus+Hedysarumlaeve40°30′36．01″N108°40′22．24″E2m×4m1．7m×5m零星點(diǎn)綴沙蒿、甘草、蘆葦?shù)?，林下植被蓋度小于5%。Artemisiadesertorum，GlycyrrhizauralensisandPhragmitesaustralisetc．occasionallydistributed，andcoveragewaslessthan5%．速生楊平均株高3．1m，胸徑23cm，羊柴平均株高1．2m，冠幅1．1m×1．2m。PopulusAverageheight：3．1m；Diameteratbreastheight：23cm；HedysarumleaveAver?ageheight：1．2m；Canopydi?ameter：1．1m×1．2m．旱柳+小美旱楊Salixmatsudana+Populuspopular40°31′47．97″N108°38′46．08″E2m×6m5m×5m苦豆子、豬毛菜、蘆葦、沙蒿、紫穗槐等，林下植被分布不均勻，蓋度達(dá)到30%。Sophoraalopecuroide，Salsolacollina，PhragmitesaustralisArtemisiadeserto?rumandAmorphafruticosaetc．equallydistributed，andcoveragereached30%．旱柳平均株高4．6m，胸徑31cm，小美旱楊，平均株高5．2m，胸徑35cm。Salixmatsudana；Averageheight：4．6m；Diameteratbreastheight：31cm；Averageheight：5．2m；Diameteratbreastheight：35cm．

表2 8種不同配置防護(hù)林的土壤水分(%)Table 2 Soil moisture(%) of eight kinds of shelter forest

表3 8種防護(hù)林的土壤水分均值差異顯著性分析 Table 3 Multiple comparisons among soil moisture means of eight kinds of shelter forests

注：*，P< 0.05；**，P< 0.01；***，P< 0.001；N，無顯著性。樣地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ分別為沙棗純林樣地、檸條純林樣地、羊柴純林樣地、速生楊純林樣地、旱柳純林樣地、沙棗+沙柳混交林樣地、速生楊+羊柴混交林樣地、旱柳+小美旱楊混交林樣地。

Note：*，P< 0.05；**，P< 0.01；***，P< 0.001；N，No significant. Plot Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ and ⅧElaeagnusangustifoliaplot,Caraganakorshinskiiplot,Hedysarumleaveplot,Populusspp. plot,Salixatsudanaplot,Elaeagnusangustifolia+Salixpsammophilaplot,Populus+Hedysarumleave plot,Salixmatsudana+Populuspopularplot, respectively.

計(jì)算沙棗純林、檸條純林、羊柴純林、速生楊純林、旱柳純林、沙棗+沙柳混交林、速生楊+羊柴混交林、旱柳+小美旱楊混交林8種樣地的土壤水分變異系數(shù)分別為0.79、0.08、0.11、0.36、0.39、0.64、0.11、0.67。根據(jù)變異系數(shù)強(qiáng)弱區(qū)間的劃分，可以將8種防護(hù)林的土壤水分分為以下3組：檸條純林(0.08)為弱變異，在5個(gè)土層中土壤水分變化很小；羊柴(0.11)、速生楊純林(0.11)、速生楊+羊柴混交林(0.36)、沙棗+沙柳混交林(0.39)4種防護(hù)林的土壤水分屬于低等變異，在5個(gè)土層中土壤水分較小且在整個(gè)土層中變化較??；旱柳純林(0.64)、旱柳+小美旱楊混交林(0.67)、沙棗純林(0.79)為中等變異，土壤水分較大且在0-100 cm的土層中有較大變化。研究結(jié)果表明，不同土層的土壤水分有較大變化，不同配置的防護(hù)林之間土壤水分也有較大差異，配置合理的防護(hù)林可以較好地保持土壤水分，使土壤水分形成良性循環(huán)，林木能夠較好的生長，配置不合理的防護(hù)林則不能很好的保持土壤水分，致使土壤水無效蒸發(fā)而降低，從而影響林木的生長。

3 討論與結(jié)論

對庫布其沙漠七星湖旅游專線公路防護(hù)林0-20、20-40、40-60、60-80和80-100 cm 5個(gè)土層的土壤水分分析表明，土壤水分隨著土層深度逐漸增加，5個(gè)土層的土壤水分均屬于中等變異。0-20 cm的土壤水分較小且變化較小，20-100 cm土壤水分逐漸增加且變化較大。表層土壤水分低于其他土層土壤水分，這主要是由于在沙漠地區(qū)，太陽輻射對土壤水分的影響較大，土壤表層的土壤水分蒸發(fā)量較大，導(dǎo)致土壤表面的土壤水分減小，隨著土層向下，太陽輻射的影響逐漸減小，這和許多研究結(jié)果是一致的[4,14,17-19]。有研究表明防護(hù)林的林下植被會通過植被覆蓋影響土壤表面蒸發(fā)率而影響土壤水分變化，土壤被零星覆蓋時(shí)，土壤水分的變異性較高，土壤被完全覆蓋時(shí)，土壤水分的變異性最低[5]。本研究中，檸條純林、沙棗純林、沙棗+沙柳混交林3種防護(hù)林的林下植被分布均勻且植被蓋度較高，前者的土壤水分屬于弱變異，后兩種林地的均為低等變異，旱柳純林和旱柳+小美旱楊混交林的植被覆蓋度較高，林下植被分布不均勻，土壤水分屬于中等變異，羊柴純林和速生楊+羊柴混交林的林下植被較少，蓋度較低，土壤水分屬于低等變異，可見，植被分布及植被蓋度對土壤水分有一定影響，這和前人的研究結(jié)果是一致的[5,20-22]。

8種防護(hù)林之間的土壤水分有顯著差異，旱柳純林和旱柳+小美旱楊混交林的土壤水分顯著高于其他防護(hù)林，羊柴純林和羊柴+速生楊混交林的土壤水分顯著低于其他防護(hù)林。這和馬全林等[5]、楊艷鳳等[23]的研究結(jié)果一致，其研究表明，土壤水會隨著植被種類、防護(hù)林密度的變化而變化，不同防護(hù)林之間的土壤水分會有較大差異。張曉艷和周正朝[15]和胡偉等[21]對黃土高原水土保持林的研究有相似結(jié)果且有進(jìn)一步的分析，他們認(rèn)為不同防護(hù)林的土壤水分有較大差異，主要是由于不同林木的根系分布有較大差異，有些林木根系分布較淺，主要消耗淺層的土壤水，有些林木根系分布較深，主要消耗深層的土壤水，因而造成土壤水分的變異。潘艷霞和王新平[2]和趙從舉等[4]的研究結(jié)果還表明，防護(hù)林不僅通過植物蒸騰作用影響土壤水分變化，同時(shí)還通過根的分布和根活性影響土壤水分變化。本研究中，旱柳純林和旱柳+小美旱楊混交林兩種防護(hù)林中物種的高度、冠幅以及林下草本植被的蓋度相近，后者在40 cm土層以下有更好的土壤水分條件，表明旱柳純林比旱柳+小美旱楊混交林能更好地保持土壤水分。沙棗純林和沙棗+沙柳混交林兩種防護(hù)林相比較，在0-20 cm土層，土壤水分差異小，在40 cm以下兩種防護(hù)林的土壤水分有較大差異，沙棗+沙柳混交林有較好的土壤水分條件。本研究中，8種防護(hù)林的地理環(huán)境、土壤質(zhì)地和水分條件都是一致的，研究結(jié)果中不同配置防護(hù)林的土壤水分有較大差異，可能與不同植物根系分布的差異有關(guān)系，有關(guān)根系分布的差異對土壤水分的影響有待于進(jìn)行更深入細(xì)致的研究。

防護(hù)林具有防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、改善環(huán)境、保持水土等重要作用，防護(hù)林的設(shè)計(jì)己逐漸從簡單的栽種配置模式發(fā)展到以保持水土、涵養(yǎng)水源和生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益并重的新階段[2,5,23]。本研究區(qū)位于沙漠區(qū)域，水土保持尤為重要，研究結(jié)果表明，旱柳純林、旱柳+小美旱楊混交林土壤水分高，植被蓋度高且植被分布均勻，沙棗+沙柳混交林的土壤水分較低，但在不同土層中變異系數(shù)小，植被蓋度較高且分布均勻，能夠較好的發(fā)揮防護(hù)林防風(fēng)固沙和水土保持的作用，是比較好的防護(hù)林配置；沙棗純林和檸條純林次之，土壤水分相對較低，在土層中變異小，植被蓋度較大且分布較均勻，能較好的發(fā)揮防風(fēng)固沙和水土保持的作用；速生楊純林、羊柴純林和羊柴+速生楊混交林3種防護(hù)林的土壤水分較低，林下植被稀少且植被蓋度偏低，植被生長容易受限，不能很好地發(fā)揮防護(hù)林防風(fēng)固沙和水土保持的作用，屬于不理想的防護(hù)林配置。

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SoilmoisturecharacteristicsofeighttypesofshelterforestintheKubuqidesert

Gu Meng-he1, Xie Ze-hui2, Wang Chun-hui2, Zhou Li-hua1,3

(1.Key Laboratory of Desert and Desertification, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources , CAS, Lanzhou 730000, Gansu, China;2.Gansu Academy of Membrane Science and Technology, Lanzhou 730020, Gansu, China；3.Institutes of Science and Development, CAS, Beijing, 100190, China)

In this paper, we analyzed the variation characteristics and variable coefficient of soil moisture among eight kinds of travel highway shelter forest at Qixinghu Lakes in the Kubuqi desert by field investigation, to study the soil moisture characteristics and soil moisture variability of shelter forest in the Kubuqi area. The results showed that the soil moisture, measured in five soil layers (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 cm depth), gradually increased with soil depth. The soil moisture coefficients of variation were 0.70, 0.94, 0.92, 0.94, and 0.90, respectively, and increased gradually with soil depth. From big to small, the soil moisture in the eight types of shelter forest were, respectively:Salixmatsudana+Populuspopular’s(9.31%),S.matsudana(8.93%),Elaeagnusangustifolia+S.psammophila(5.69%),E.angustifolia(3.31%),Populusspp.(2.12%),Populusspp.+Hedysarumlaeve(1.90%),Caraganakorshinskii(1.60%), andH.laeve(1.02%). According to the soil moisture coefficients of variation, the eight kinds shelter forest were divided into three groups:Caraganakorshinskii(0.08) was weak variation;H.laeve(0.11),Populusspp. (0.11),Populusspp.+H.laeve(0.36), andE.angustifolia+S.psammophila(0.39) were low variation;S.matsudana(0.64),S.matsudana+P.popular’s(0.67), andE.angustifolia(0.79) were medium variation. We find thatS.matsudana+P.popular’s,S.matsudana, andE.angustifolia+S.psammophilawere the most suitable choices to conserve soil water.E.angustifoliandC.korshinskiiwere the next.H.leave,Populusspp. andH.laeve+Populusspp. were not satisfactory choice.

Seven Star Lake; shelter forest structure; vegetation investigation; variable coefficient of soil moisture

Zhou Li-hua E-mail:lhzhou@lzb.ac.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0615

顧夢鶴,謝澤慧,王春暉,周立華.庫布其沙漠8種防護(hù)林的土壤水分特征.草業(yè)科學(xué),2017,34(12)：2437-2444.

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S727,22;S152.7

A

1001-0629(2017)12-2437-08

2016-12-15接受日期2017-10-10

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC0500902);國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAC06B01);甘肅省科技支撐計(jì)劃(1504FKCA096)

顧夢鶴(1974-)，女，甘肅白銀人，助理研究員，博士，主要從事恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究。E-mail:gumenghe@lzb.ac.cn

周立華(1974-)，男，山東費(fèi)縣人，研究員，博士，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究。E-mail:lhzhou@lzb.ac.cn

(責(zé)任編輯 武艷培)