论文部分内容阅读
梭梭(Haloxylon ammodendron)作为古尔班通古特沙漠的主要建群种,研究天然条件下梭梭群落水分来源有利于更深入地认识其耗水机制,更好地探讨在气候变化下水文特征的变化对梭梭生态过程的影响,进而预测梭梭对气候变化的水分利用动态变化及适应策略,为研究气候变化条件下干旱区植物多样性的保护与恢复提供科学依据。本文利用稳定同位素技术结合直接相关法、Iso-source模型以及平均深度模型,定量研究了古尔班通古特沙漠南缘梭梭群落水分来源。主要结果如下: (1)梭梭水分来源特征 梭梭根系具有“二态性”特征,水分利用存在明显的季节性差异。梭梭在4-5月主要利用的潜在水源为含水量较高浅层土壤水、相对稳定的深层土壤水以及地下水。随着温度的增高,强烈的蒸发作用以及植物的耗水作用,浅层土壤水含水量明显降低,此时梭梭主要利用土壤水的土层深度逐渐向下移动。 幼龄梭梭根系发育不成熟,对表层土壤水的利用明显低于中龄梭梭以及成熟梭梭。6月中龄梭梭与幼龄梭梭主要利用250-350 cm土层土壤水,成熟梭梭主要利用土壤水的土层范围更大,主要集中于180-350 cm土层,且对地下水的利用比例约是中龄梭梭及幼龄梭梭的2倍。7月至9月,成熟梭梭主要利用土壤水的土层范围最集中,中龄梭梭次之,幼龄梭梭范围最广。4-5月,土壤含水量较高的浅层土壤水是梭梭重要水分来源之一;深层土壤水及地下水一直是成熟梭梭的主要水分来源,深层土壤水是中龄梭梭及幼龄梭梭主要水分来源。 (2)梭梭群落植物水分来源特征 尖喙牻牛儿苗、多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬水分来源主要集中在8-65 cm土层土壤水,主要利用的水分土层仍存在一定的差异,沙漠绢蒿及碱蓬土壤水分利用季节变化明显。5月,生长于空地的碱蓬主要水分来源集中于0-10 cm土层土壤水,土壤水利用平均深度为8.43 cm,至8月,主要利用土壤水分深度明显向下移动,集中利用30-100 cm土层土壤水,对土壤水利用的平均深度为41.2 cm。生长于空地的沙漠绢蒿与碱蓬,5月主要利用的水源集中于20-40 cm土层,土壤水平均利用深度为22.3cm,57.6 cm,8月主要利用的土壤水分深度上升,集中于0-20 cm土层土壤水,平均利用深度为12.2 cm。 尖喙牻牛儿苗、多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬利用土壤水的平均深度都浅于梭梭,5月,碱蓬利用土壤水的平均深度最浅,多型大蒜芥对土壤水的平均利用深度最深。梭梭不影响多型大蒜芥水分利用特征;5月尖喙牻牛儿苗与沙漠绢蒿及8月碱蓬土壤水分利用情况受梭梭影响较小;5月碱蓬以及8月沙漠绢蒿土壤水分利用受梭梭影响较大。 空地尖喙牻牛儿苗、多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬之间不存在土壤水分竞争关系;冠下多型大蒜芥、沙漠绢蒿、碱蓬三者之间存在土壤水分竞争关系。