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使用土壤墒情监测仪研究不同立地条件下土壤水分和植物根系的关系

来源: http://www.cnny17.com.cn  类别:技术文章  更新时间:2012-11-29  阅读

      浙江托普仪器使用土壤墒情监测仪对不同立地条件下的土壤样本进行长期的监测观察,得出以下结论。

      (1)不同立地条件下土壤水分现状存在差异,半湿润区样地的土壤水分状况优于半干旱地区,同一水分生态区内,阴坡土壤水分含量高于阳坡,且在半湿润区,阴阳坡土壤水分差异较半干旱地区明显,长武阴阳坡土壤水分差异显著,土壤含水量平均差值为5%,而安塞林地中阴阳坡土壤水分差异不明显,平均差异不足1%。
      (2)土壤水分状况影响根系分布空间,在所调查的试验地中水分条件好的阴坡根系分布空间和根表面积密度大于水分条件差的阳坡。而在水分生态环境差异大的区域尺度却表现为,处于半湿润地区长武县的刺槐人工林根系的水平、垂直分布以及根表面积密度不及处于半干旱地区安塞县的刺槐根系。在半湿润区不同坡向立地条件下,细根的数值特征值存在明显差异(阴坡>阳坡),并随垂直深度的增加而呈现递减的趋势。阴坡在所测水平范围内无显著差异(均达到2m的深度),阳坡表现为随树干距离的增加,根系分布深度明显变浅,在距树干O.Sm处的分布深度可达到2m,在距树干2m处的分布深度仅为1.4m。半干旱安塞地区的刺槐人工林根系,无论是在阴坡立地还是在阳坡立地上,刺槐细根表面积密度基本在0.2m左右的土层中达到最大值,之后随土壤深度的增加缓慢减少,最大分布深度均为2.5m,这种最大分布深度在所调查的水平方向上无差异
  (距树干1.5m范围内),即在距树干0.5m处和距树干1.5m处细根的分布深度均达到2.5m。阴坡立地上的细根分布密度均呈现出明显大于阳坡立地上的值,这种差异在距树干0.5m处的0.4}1.Sm的土层范围明显,水平距离的增加,在距树干1.5m处这种明显的差异存在0.2}2.Om左右的土层范围内。在半干旱地区根系表面积密度最大值出现的土层(C 0.2m土层处)就比半湿润地区(C 0.6m土层处)的浅,且阴阳坡根系表面积平均密度分别是半湿润地区的5和8倍
      (3)生长期内,林地土壤水分在垂直剖面上可划分为土壤水分活跃层,土壤水分利用层,土壤水分稳定层三个层次,各层次的划分因不同水分生态区,不同坡向立地条件下根系分布不同而存在差异。土壤水分利用层是根系对深层土壤水分利用的主要土层,故使得该层土壤水分变化具有明显的季节性,即生长前期,土壤水分含量水平最高,随着林木生长,土壤含水量按月份逐渐降低,到生长末期土壤水分含量被消耗到最低水平,且随着土层深度的增加,土壤水分的这种季节性波动减弱,土壤水分趋于稳定状态。因此,根系对深层土壤水分的影响范围有限,在处于半湿润地区阳坡立地上,刺槐根系对深层土壤水分的影响仅局限在根系分布层以下的0. 8m范围内(距表层2. 7m处的土层),在阴坡立地上这种影响也仅深至根系分布层以下1.3m(距表层3. 3m处的土层),在土壤水分利用以下的土层中土壤水分稳定在一定水平(阳坡14.83%,阴坡22.02%月季间几乎没有差异。而在半干旱区的阴阳坡立地上,刺槐根系对深层土壤水分影响深度可达3. 5m土层以下某一深度土层范围以内。
      (4)结合土壤水分和根系两者的分析,可知黄土高原特有干层现象,特别是深层的干化,不是人工林根系大量消耗深层的土壤水分而形成并不断加剧的,干层的形成是由于黄土特殊的沉积过程的历史原因,加之气候逐渐干旱、降雨量趋于减少,以及人为高密度粗放经营、不合理的种植方式等破坏活动加剧了土壤的干化,且土壤干层的出现有明显的地域性。
      (5)对黄土高原的生态恢复建设,要慎重,不要盲目求快,求效率,而应以长远发展为目标,在保护好现有植被的同时,按自然演替规律,宜林则林,宜草则草,林草的选择应以当地生长慢,耗水少的品种为主,同时采取各种工程措施,增加雨水蓄积和下渗,改善土壤水分状况。
    1根系作为植被吸收土壤水分的主要器官,因此,根系与水分之间的密切关系成为各个领域研究的点特别是近年来,植物深层根系吸水的研究,尤其是森林生态系统中。森林是地球陆面生态系统的主体,是研究全球变化和陆地物质、能量循环的主要场所,森林系统物质和能量转化和传输对局地大气环流、能量平衡和碳循环等起着重要的作用,因此研究不同尺度、不同物理过程的森林系统深层根系吸水过程和模型成为国际前沿科学中的热点问题。此问题的研究在国内的研究甚少。
    2不同植被根系在不同的水分环境下有着不同根系分布特征,前人多以根系活力,根系长度、根系生物量等指标来说明根系对不同水分条件的适应,特别是在干旱条件下。而对不同植被在不同干旱条件下根系的微观结构、生化方面研究很少,尤其是在林木根系方面。因此,应对不同林木根系在不同干旱程度下的微观结构、生化方面的研究来说明根系对干旱的反应。

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