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高寒草甸不同退化演替状态下水源涵养功能的分异特征
李 婧
2013
摘要高寒草甸占青藏高原面积的60%,是高原水源涵养功能发挥的主体基质。近几十年来
高寒草甸呈现多模式、多途径、重危害的退化特征,已对我国水资源安全造成威胁。因此,
在青海省果洛州和海北州,以典型高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为研究对象,采取时
空互代的方法,对其草毡表层厚度对土壤持水功能的影响进行研究,探讨生物结皮对土壤
水分入渗速率的影响,植被群落对草地水源涵养功能的作用,并分析影响水源涵养功能发
挥的土壤因子,明晰人类活动干扰对高寒草甸水源涵养功能的作用。结果表明:
(1)随着高寒矮嵩草草甸由禾草-嵩草群落向矮嵩草群落、小嵩草(Kobresia pygmaea)
群落和杂类草-黑土型次生裸地的演替,其土壤表层草毡表层饱和持水量与田间持水量均呈
单峰变化曲线,最高值出现于小嵩草群落时期(草毡表层开裂期),分别为117.08%和
105.75%,最低值出现于杂类草-黑土型退化草地时期,分别为70.00%和60.92%;在自然
条件下,草地自然含水量表现出则随退化演替持续降低的趋势,土壤持水能力和草地自然
含水量呈现出不同的行为分异特征。草毡表层的加厚,有利于土壤持水能力的提高,高寒
草地0-50cm 土层的水分涵养和有效蓄水能力在小嵩草群落阶段最强,可分别达到160.30
mm 和129.45 mm,而涵蓄降水量在矮嵩草群落最低为23.45 mm,有效蓄水量在禾草-矮嵩
草群落阶段最低为50.29 mm。
(2)不同退化演替状态下,饱和持水量、田间持水量和自然含水率均随土层深度的
加深呈呈现逐渐降低的变化趋势。且随土层的加深各土层土壤水分特性的差异性越来越不
显著,即外力作用对于草地退化的驱动力随着土层的加深而呈减小趋势,草地退化仅影响
到草地表层水源涵养功能的发挥。
(3)随着草地由禾草-矮嵩草群落向矮嵩草群落、小嵩草群落和杂类草-黑土型退化草
地的演化,土壤水分入渗能力呈现逐渐减弱的变化趋势,其值由3.19 mm·min-1 减小到1.18
mm·min-1 。杂类草-黑土型次生裸地状态下的土壤水分入渗能力最强,达到52.86
mm·min-1 ,此时,土壤的保水能力最弱,降水渗漏到土体底部,而成为无效水。伴随着
生物结皮扩张与老化,生物结皮的发育会降低降水入渗速率的63%。保持适度厚度的草毡
表层是保障高寒矮嵩草草甸水源涵养生态功能发挥的关键。
(4)夜露形成具有明显的日变化规律,夜露发生于夜间21:00,23:00 逐渐增大,持
续至凌晨07:00,露水量达到最大。在5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm 高度梯度下,露水的生
成量随高度的增加而呈对数增多关系,在30 cm 达到最大值为0.21 mm,在5 cm 的值最小
为0.17 mm。牧草高度的增加,有利于夜露的形成和夜露向土壤的传输。
(5)土壤容重、孔隙度、活根/土体积比、草毡表层厚度和地表生物结皮发育程度均是影响高寒矮嵩草草甸水源涵养功能发挥的主要因子,持水量与土壤孔隙度和活根/土体积
比成正比,与土壤容重成反比,土壤中牧草活根对水分的吸附是高寒矮嵩草草甸水源涵养
的主要机制。
文献类型学位论文
条目标识符http://210.75.249.4/handle/363003/42233
专题中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
李 婧. 高寒草甸不同退化演替状态下水源涵养功能的分异特征[D],2013.
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