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土壤斥水性是重要的土壤物理属性,对土壤水文过程和地貌过程有重要的影响,同时还会影响植物种子的萌发以及植物的生长,是近年来国际上的一个研究热点。
选择腾格里沙漠东南缘植被建设区为主要研究区,利用毛细上升法研究了腾格里沙漠东南缘沙丘固定后土壤的斥水性特征,分析了不同小地形、不同土壤深度和不同土壤粒径土壤的斥水性差异。并利用水滴渗透时间法原位监测四种生物土壤结皮和流沙表面的斥水性,研究其随时间的变化特征,分析了生物土壤结皮斥水性与表层水分含量,表面温度和空气相对湿度之间的关系。主要结果如下:
1)固沙植被建立后显著地改变了沙丘的土壤斥水性,且随沙丘固定时间增加而呈增强的趋势。丘间地和迎风坡的土壤斥水性大于丘顶和背风坡的斥水性。0~3 cm土层的土壤斥水性显著大于3~6 cm。不同粒径段土壤斥水性差异显著,随着粒径的不断增大,土壤斥水性呈减小趋势。且土壤斥水性与粒径分别为0~0.05 mm、0.05~0.01 mm、0.01~0.15 mm的含量呈极显著正相关线性关系,与粒径大于0.15 min的含量呈显著负相关线性关系。植被区土壤斥水性的增加可能与大气降尘在固定沙丘表面不断沉积、生物土壤结皮形成,尤其是藻类和地衣的形成有关,斥水性的增强将影响到植物种在沙丘上的有效水分利用。
2)降雨后一个月内生物土壤结皮斥水性的变化特征为:生物土壤结皮斥水性远远大于流沙。降雨充足后的短期时间内,生物土壤结皮斥水性很小,并在之后两天内达到较高的水平,之后随着表层水分含量、温度和湿度的变化,生物土壤结皮斥水性总体上不断减小。在降雨一个月后,四种生物土壤结皮斥水性均趋于稳定,达到较低的水平。
3)表层水分含量与土壤斥水性的关系:结皮表层水分含量对结皮斥水性有重要影响。统计结果表明,在不同的水分含量范围内,四种生物土壤结皮斥水性与水分含量相关性不同。水分含量小于1%时,齿藓结皮和藻类结皮斥水性与水分含量呈正相关线性关系;水分含量小于2%时,地衣结皮斥水性与水分含量呈正相关线性关系;水分含量小于3%时,真藓结皮斥水性与水分含呈正相关线性关系;水分含量大于1%时,齿藓结皮和藻类结皮斥水性与水分含量呈正相关关系;水分含量大于2%时,地衣结皮斥水性与水分含量呈正相关线性关系;水分含量大于3%时,真藓结皮斥水性与水分含量呈负相关线性关系。
4)温度与结皮斥水性的关系:结皮表面温度是结皮斥水性的重要影响因子。在不同的水分含量范围内,四种生物土壤结皮斥水性与温度的相关性不同。水分含量小于2%时,四种生物土壤结皮均与温度呈负相关线性关系。水分含量大于2%时,四种生物土壤结皮斥水性均与温度呈正相关线性关系。
5)相对空气湿度与结皮斥水性的关系:空气相对湿度也是生物土壤结皮表面斥水性重要的影响因子之一。统计结果显示,在一定的湿度范围内(<90%),四种结皮均与湿度呈显著正相关线性关系。