封育草地土壤生物结皮对水分入渗与植物多样性的影响

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1、生态环境学报2010,19(4):853-856http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com封育草地土壤生物结皮对水分入渗与植物多样性的影响*杨秀莲，张克斌，曹永翔北京林业大学水土保持学院//水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京100083摘要：盐池县柳杨堡乡从2000年开始采取封育措施，长期的无人为干扰使封育区内产生土壤生物结皮，结皮对水分有一定影响，进而影响封育区植被的恢复。采用双环入渗

2、法分析生物结皮对土壤水分的影响，并通过对人工封育区内的植被调查测定去除土壤结皮前后的植物多样性变化。结果表明：有生物结皮覆盖的土壤入渗曲线的最高峰比无生物结皮覆盖的低约5-1-1cm，有生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为0.8cm·min，而无生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为2.6cm·min，随着封育年限的增加，土壤生物结皮的覆盖面积及厚度逐年增加，结构也更紧密，影响土壤的水分入渗，不利于植被的生长，而通过对封育区内新翻耕土层和未翻耕的土层的植物多样性比较，新翻耕的土层中的植物多样性指数明显高于未翻耕土

3、层。因此对封育区内采取适度翻耕，能够减少生物结皮对土壤水分入渗的负面影响，能够更有效的利用降水，促进植被恢复。关键词：土壤生物结皮，水分入渗，植物多样性中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：1674-5906（2010）04-0853-04土壤生物结皮是微生物、藻类、地衣、苔藓植1研究区概况[1]物类群与土壤共同形成的有机复合体,土壤生物盐池县位于宁夏回族自治区东部，37°04′~结皮的出现是固定沙丘形成的重要标志，其预示着38°10′N和106°30′~107°41′E之间，年平均降水荒漠化生境

4、的转变，有效地阻止了流沙的移动，同250～350mm，从南向北，从东南向西北递减。在时也对以后的植被演替进程起到了积极的作用，因降水时间的分配上，80%以上的降水量分布于5—9此，如何合理利用这一资源对荒漠化地区生态环境月，其中7—9三个月又占年降雨的60%以上。春的恢复与重建具有重要的意义。季降水偏少（占年降水的10%~15%），年平均蒸发国内外对生物结皮对土壤养分、水分及结皮对量为2180mm。风对盐池县的自然环境的影响十分地表的稳定作用都有研究，生物土壤结皮能保持土明显，是荒漠化的主要成因之一，全

5、年主风向为干-1壤湿度并限制一年生草本植物的生长，并可以减少燥的西风和西北风，年平均风速北部为2.8m·s，-1-1风蚀和水蚀，固定大气中的N并增加土壤的有机质南部为4.1m·s；大风（风速大于17m·s）日数，[2]；生物结皮能通过截获来自大气和降雨的养分颗北部24.2d，南部45.8d，主要发生在春季。土壤粒而创造养分富集的微生境，增加土壤中的C、N、结构松散，肥力较低，含沙量大，易受风蚀而沙化。[3]P的含量；许多学者认为生物结皮对水分的入渗本文选择从2000年底开始封育的柳杨堡人工封育[4-12

6、]和蒸发有影响，有利于沙地植被的恢复。而示范区，植被类型以干草原、草甸植被为主，群落[13]Graetz和Tongway则在澳大利亚新南威尔士州的中常见植物种类为旱生和中旱生植物，其中菊科研究中发现，在沙质土壤上移掉微生物结皮后，入(Compositae)和豆科(Leguminosaesp.)植物占多数，[14]渗能力比移掉前提高了3倍，张克斌等也证明在如阿尔泰狗哇花(Heteropappusaltaicus(Willd.)No-北方半干旱区生物结皮对植物生长存在先促进、后vopokr.)、苦豆子(So

7、phoraalopec-uroidesLinn.)、达抑制的过程，随着外界环境的改善，生物结皮与周乌里胡枝子(Lespedezadavurica(Laxm.)Schindl.)围植物之间开始出现相互抑制的趋势，当环境条件等。土壤生物结皮的覆盖度在70%~90%，厚度平变得适合植物生长时，植被开始大量繁衍，并与生均为0.735cm，且人为干扰较小，封育区内从2007物结皮争水争肥且互相争夺生存空间。年开始实行翻耕，每隔10m进行带状翻耕。盐池县境内多围封禁牧区，长时期的围封及少人2研究方法为干扰导致土壤表

8、层产生大量的生物结皮，本文通过在有结皮和去除结皮的土壤中分别进行入渗对宁夏盐池县封育区内的植被及土壤进行调查，分析试验，入渗试验采用自制双套环入渗仪进行，内环盐池县人工封育区内的土壤生物结皮对植被、水分的直径30cm，外环直径80cm，在不破坏土壤原状情影响，旨在为生态修复工程提供依据。况下，一次性插入试验地块，其中内环供水用量筒基金项目：国家林业局荒漠化定位监测项目（30771764）作者简介：杨秀莲（1985年生），女，硕士，主要研究方