陕北黄土丘陵沟壑区人工草地的土壤水分植被承载力.pdf

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1、第28卷第18期农业工程学报V01．28No．181342012年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep．2012陕北黄土丘陵沟壑区人工草地的土壤水分植被承载力王延平1，一，邵明安2(1．西北农林科技大学资源环境学院，杨凌712100；2．中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌712100；3．农业部西北植物营养与农业环境重点实验室，杨凌712100)摘要：土壤水分植被承载力是黄土高原生态环境建设和可持续发展的核心。该文根据陕北黄土区4种不同立

2、地条件下曹蓿地(MedicagosativaL．)连续3a的降雨、径流、土壤水分动态和生物产量的小区定位观测结果，研究分析了自然降水与土壤水分补给、土壤水分补给与地上部生物量、地上部生物量与土壤水分消耗的关系；并采用FAO法和水量平衡法分别计算出了苜蓿地土壤水分的承载力。结果表明：苜蓿地土壤水分补给量与地上部生物量呈线性关系，地上部生物量与土壤水分消耗量呈二次函数关系。用FAO法估算可得陕北黄土区土壤水分可承载的苜蓿最大产量为3992．2～4173．7kg／hm2；而根据水量平衡原理计算可得陕北黄土区苜蓿地可承载的地上部生物量为2600～3500kg／hm2

3、，比FAO法低16．07％～33．52％。坡向、坡位相同时，坡度增大，承载力降低；坡向、坡度相同时，下坡承载力大于上坡；坡度、坡位相同时，南坡承载力小于北坡。关键词：土壤水分，蒸散量，动态分析，陕北黄土区，苜蓿，土壤水分植被承载力doi：10．3969，j．issn．1002—6819．2012，18．020中图分类号：S152．7+5文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一18一0134—08王延平，邵明安。陕北黄土丘陵沟壑区人工草地的土壤水分植被承载力[J]．农业工程学报，2012，28(18)：134—141。WangYanping，S

4、haoMingan．VegetationsoilwatercarryingcapacityofartificialpastureinloessregioninNorthernShaanxi，China[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(18)：134—141．(inChinesewithEnglishabstract)0引言陕北黄土区是中国黄土高原地区水土流失最严重的区域，土壤侵蚀模数1．6x104t／(1ma2

5、·a1以上，入黄沙量占黄河总输沙量的56％。植树种草是该区改善生态环境的重要途径⋯。紫花苜蓿(MedicagosativaL．)抗旱、耐瘠薄，生长快，水土保持效果好，同时因其适口性好，有利于牛、羊等草食畜牧业的舍饲养殖，有利于封山禁牧的落实，获得较高的生态、经济效益，是近年来该区植被重建的主要植物种类。但由于降水资源短缺，土壤水分补给量有限，蒸发量和蒸腾耗水量较大，在土壤深层常出现干化现象12J，使水分成为植被建设的首要限制因子。一方面是生长量低，生长不稳定，在环境条件有较大波动时会出现生长衰退、死亡等现象：另一方面是植被建设的布局缺乏水量平衡的基础，生物量

6、、覆被率与水资源的承载力不相适应，往往由于收稿日期：2011-07—13修订日期：2012．07．15基金项目：国家自然科学基金重大研究计划项目(90502006)；西北农林科技大学“创新团队”项目；陕西省科技攻关项目(2009K01—19)；西北农林科技大学人科研专项资金资助作者简介：王延平(1968一)，男，陕西子长人，博士。副教授，主要从事土壤水分与植物生长方面的研究。杨凌西北农林科技大学资源环境学院，中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，712100。Email：ylwangyp@163．corn过载使植被的水量平衡失调而

7、造成植被生长衰退，降低生态经济效益。但是，植物群落要获得持续稳定的生产力和较好的生态经济效益，就必须遵循环境的气候生产力限制(主要是水分的限制)，追求过高的生产力，必然导致土壤水分的超限度耗损。黄土高原的草地生产要改高产目标为适度生产力目标，以减缓或阻止土壤干层的形成，是当前生态环境建设中急需解决的问题【3】。因此，科学地研究和分析雨水资源和土壤水分转化的特点、土壤水分与苜蓿生长的关系，找出土壤水分适宜的承载力，是实现坡地苜蓿地可持续发展的关键。其不仅可为黄土高原退耕还林还草和植被恢复提供重要的科学依据，而且对促进区域草食畜牧业的发展，以及生态、经济、社会的

8、可持续发展，防治林草地大面积土壤旱化，具有重要的现实