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水既是引发石漠化的驱动力之一,也是喀斯特生境重建与植被恢复的关键限制因子。喀斯特地区土壤保水能力差,地表水资源匮乏,传统的混农林模式由于配置不合理,导致了一系列生态问题。根据地理学、水文学、生态学等交叉学科为理论支撑,在代表中国南方喀斯特环境总体结构的贵州高原山区,针对混农林配置机理不清、结构配置不合理、配置技术匮乏的问题,选择毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江、施秉喀斯特为研究区,通过间作试验,围绕石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从混农林业在持续干旱条件下的土壤水赋存效应、土壤水赋存的混农林配置机理、土壤水的赋存机制、节水型混农林的配置技术研发与应用示范验证等方面进行系统研究,以期为国家石漠化治理工程提供科技参考。(1)混农林的配置机理主要体现在混农林对喀斯特异质土壤水分环境的适应性。持续干旱条件下,土壤水分从表层开始被消耗,与单作相比,各混农林模式的土壤水分损失率较低,表明混农林业通过延缓土壤水分的损失速度,来适应喀斯特持续干旱的土壤水分环境。在关岭-贞丰花江,表层及第二层土壤水分在持续干旱4天左右的损失率较大,而毕节撒拉溪与施秉喀斯特区表层及第二层土壤水分在持续干旱7天左右损失率较大,持续干旱10天后,各混农林模式土壤水分含量仍高于相应单作模式,表明经果林下间作可增强混农林系统的抗旱能力,产生良好的土壤水赋存效应。(2)混农林业可增强土壤水的赋存能力。从水源涵养功能指数来看,撒拉溪表现为:核桃+黑麦草(0.9)>核桃+高羊茅(0.48)>核桃+大豆(0.4)>核桃+土豆(0.28)>核桃单作(0.08),花江:花椒+辣椒(0.83)>花椒+花生(0.79)>火龙果+红薯(0.5)>花椒单作(0.36)>火龙果单作(0.17),施秉:梨+黑麦草(0.78)>梨+太子参(0.73)>梨+大豆(0.61)>梨单作(0.01),可见混农林模式具有比单作模式更强的土壤水赋存能力,其中,间作黑麦草表现的土壤水赋存能力最为突出。研究表明,混农林对土壤水赋存的影响机制表现为,混农林通过改善土壤物理结构,增加土壤水的赋存能力,降低土壤无效蒸发来促进土壤水的赋存。(3)混农林具有改善经济林地土壤入渗性能的作用,但改善程度因经济林下不同的间作植被而存在差异。通过主成分分析,得到了计算土壤入渗性能的综合参数,撒拉溪为:0.251β1+0.249β2+0.257β3+0.257β4,花江为:0.251β1+0.25β2+0.253β3+0.252β4,施秉为:0.25β1+0.25β2+0.252β3+0.251β4。模式综合得分在撒拉溪为:核桃+高羊茅(1.6035)>核桃+黑麦草(1.2283)>核桃+大豆(0.8123)>核桃+土豆(0.8084)>核桃单作(0.6522),花江为:花椒+辣椒(1.4199)>花椒+花生(1.3345)>火龙果+红薯(1.2881)>花椒单作(0.8439)>火龙果单作(0.5996),施秉为:梨+太子参(0.4046)>梨+黑麦草(0.3563)>梨+大豆(0.2088)>梨单作(0.1746)。(4)混农林对土壤蒸发具有抑制作用,但因不同的混农林模式而存在差异。混农林复合经营在土壤表面形成一道植物隔离层,阻碍了土壤与大气间的水热交换,具有明显降低地温、辐射的作用,并可提高空气的相对湿度。晴天,各模式的日蒸发量在14:00左右存在一个明显的峰值,而阴天,各模式的变化曲线较为平滑,未出现明显的峰值。混农林业对土壤蒸发具有抑制作用,但不同的混农林模式存在差异,在花江火龙果下间作红薯具有最强的土壤蒸发抑制能力,撒拉溪和施秉林草模式的蒸发抑制能力最强。(5)提出并优化了基于土壤水赋存的混农林配置技术,且技术验证效果良好。通过在喀斯特高原峡谷区、喀斯特高原山地区及白云岩喀斯特区进行应用验证,共建成山地混农林配置示范面积约23 hm2,在生态、产出及老百姓认可度方面产生了明显成效。示范点生态得到明显改善,混农林地土壤容重减小,孔隙度得以改善,土壤水的赋存能力得到整体提升;提高了单位面积土地的产出率,在一定程度上增加了老百姓的获得感;最后,老百姓积极地参加混农林复合经营。