黄土高原水蚀风蚀交错区生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响

[目的]为研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。[方法]采用原状土柱试验,以裸土为对照,设置灌草(单株灌木-20%盖度草本)、灌草-30%生物结皮和灌草-50%生物结皮3个处理,研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。[结果]模拟30 mm降水12 h后,灌草-生物结皮处理0-20 cm土层水分含量较裸土处理平均提高15.4%,较灌草处理平均提高12.8%。与裸土相比,灌草及灌草与2个盖度生物结皮处理显著增加土壤水分耗散,其中灌草处理较裸土增加120.3%,灌草-生物结皮较裸土平均增加116.5%。生物结皮降低灌草生态系统的水分耗散。与灌草处理相比,灌草-生物结皮水分耗散平均降低1.7%,降低程度与生物结皮盖度、时段及土层深度有关。其中,灌草-50%生物结皮的水分耗散量较灌草-30%生物结皮处理降低13.4%。生物结皮对灌草生态系统水分耗散的降低作用在雨后1~4天表现明显。生物结皮对灌草生态系统水分耗散的降低主要取决于20-45 cm土层耗散的降低。与灌草处理相比,灌草-生物结皮的0-20 cm土层水分蒸散损耗平均提高14.4%,而20 cm以下土层水分耗散平均降低15.5%。[结论]30 mm降雨量条件下生物结皮降低灌草生态系统的水分耗散,有利于缓解风蚀水蚀交错区灌草植被的水分亏缺。研究结果揭示生物结皮对灌草生态系统水分耗散影响,可为旱区生态恢复提供理论依据。

黄土高原风蚀水蚀交错区农田生物结皮对土壤渗透性的影响

为了明确黄土高原风蚀水蚀交错区农田生物结皮的分布状况及其对土壤渗透性的影响,本文以该区农田(春玉米)土壤自然发育的生物结皮为对象,通过野外调查,探索了该区农田生物结皮盖度及组成。并在此基础上,以裸土为对照,采用环刀法和双环法测定了土壤水分入渗参数,研究了农田藻结皮及藓结皮对土壤渗透性的影响。结果表明:风蚀水蚀交错区水浇地和旱地中均有生物结皮分布,平均盖度为42.11%,其中藻结皮盖度为33.74%,藓结皮盖度为8.37%。生物结皮显著降低了农田土壤饱和导水率,与裸土相比,藓结皮和藻结皮覆盖下土壤0~5 cm土层土壤饱和导水率分别降低55.14%和23.54%;藓结皮使土壤的稳定入渗速率、平均入渗速率及累积入渗量分别显著降低了51.11%、47.71%和46.50%,藻结皮使土壤的稳定入渗速率、平均入渗速率及累积入渗量分别降低了25.56%、21.10%和20.91%,但与裸土差异不显著。藓结皮的形成能够降低农田土壤砂粒含量,提高土壤黏粒含量,进而降低农田土壤渗透性。综上,生物结皮的形成导致了农田土壤渗透性的降低,这可能会进一步影响农作物对土壤水分的有效利用。