滴灌水盐调控盐碱地造林适宜生境和植物群落形成过程研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱文东 |
| 答辩日期 | 2022-11 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 康跃虎 |
| 关键词 | 滴灌水盐调控 植被构建 林下植被 刈割 盐碱地 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 盐碱地作为一类退化的生态系统广泛分布于世界各地，改善盐碱地生态环境，开发盐碱地生产力对全球生态建设具有重要意义。内蒙古河套灌区气候干旱，降水量少，蒸发强烈，盐分在土壤表层聚集明显，土壤盐渍化问题严重，生态建设较为困难。多年来研究发现“垄作+滴灌水盐调控”的模式是盐碱地原土造林的有效途径，滴灌水盐调控盐碱地原土造林后土壤环境的变化和林下植被的形成与发展对盐碱地人工林生态稳定性和可持续性具有重要的意义。本文针对“垄作+滴灌水盐调控”模式下重度盐碱地原土造林适宜生境形成和林下植被群落结构形成演替机理尚不明晰的问题，在内蒙古五原县开展3年的系统的田间试验，研究了“垄作+滴灌水盐调控”原土造林模式下强化淋洗阶段土壤水分和盐分离子的运移规律，不同滴灌水盐调控年限适宜生境和林下植被群落的形成过程，适宜生境下植被群落的演替过程与机理，最后综合生境条件和生态群落的发展规律，提出了一套滴灌水盐调控盐碱地植被群落的刈割管理措施。主要取得以下成果：
（1）阐明了垄作滴灌水盐调控重度盐碱地强化淋洗阶段的水盐运移规律。滴灌水盐调控盐碱地原土造林强化淋洗阶段垄面以非饱和土壤水入渗为主，垄沟以饱和土壤水分入渗过程为主。强化淋洗阶段垄面脱盐最快，脱盐的均匀度最高，滴灌水盐调控48h后垄面0-10 cm土层的ECe降低至4 dS/m；垄沟受垄体滴灌水分径流的影响，易行成均匀度高的积盐区；垄坡土壤水分的滞留性较弱，淋洗效果不佳，坡面盐分空间分布不均匀。强化淋洗阶段，土壤Na+随着滴灌水盐调控的运移效率要高于Ca2+和Mg2+，土壤pH无明显变化。
（2）揭示了垄作滴灌水盐调控对重度盐碱地土壤物理，化学和生物学特性的影响。垄体土壤含水量呈现垄沟含水量高，垄面含水量低的特征。滴灌水盐调控2月后，土壤盐分被迅速淋洗，剖面平均含盐量降幅超过75%，土壤由重度盐渍土变成中度或轻度盐渍土。随着滴灌水盐调控年限的增加，土壤剖面0-120 cm土层盐分始终维持在相对较低的水平。滴灌水盐调控2年后土壤剖面平均ECe低于2 dS/m, 土壤均由初始的重度盐碱地变为轻度或非盐碱地。土壤SAR的变化趋势与盐分含量的变化趋势近似。土壤pH值的变化与原位土壤的pH值关系密切，土壤pH值均随着滴灌水盐调控时间的延长，呈现出先减小，然后缓慢增大的趋势。滴灌水盐调控盐碱地原土造林能够显著改变土壤微生物的数量和多样性。土壤细菌，真菌和放线菌显著增加。不同土层土壤微生物的数量不同，原始地貌往往呈现0-10 cm土层微生物的数量低于10-20 cm，随着滴灌水盐调控的进行，土壤0-10 cm土层的微生物数量逐渐高于10-20 cm的土层。滴灌水盐调控第三年后，土壤盐分将不再是限制土壤细菌与真菌变化的主要因子。
（3）从新疆杨和旱柳的成活率可以看出旱柳和新疆杨均可作为干旱区盐碱地绿化植被。试验期各处理旱柳成活率均高于90%；盐地各处理新疆杨的成活率略低于旱柳，整体高于85%。滴灌水盐调控三年后，旱柳的株高、胸径和根径分别为469.8 cm、54.88 mm和72.40 mm，相比于种植前，分别增加了206.5 cm，8.68 mm，和14.06 mm，分别增长78.4%，18.79%和24.10%。从旱柳和新疆杨的成活率和长势看出，相比于新疆杨，旱柳更适宜作为盐碱地生态构建的选育树种。
（4）揭示了滴灌水盐调控盐碱地原土造林林下植被群落结构的形成和演替机制。研究发现随着滴灌水盐调控年限的增长，林下植被的盖度，植被密度和植被种数均呈现逐渐增加的趋势。经过三年的滴灌水盐调控，林下植被的植被密度由最初的15株/m2增加到400株/ m2以上，盖度由最初的5.7%增加到90%以上，植被种类由开始的2种增加至20种以上，且植被类型逐渐由一年生植被向多年生植被演替。地上生物量呈现出先增加后降低最终趋于稳定的趋势。林下植被的群落结构逐渐由优势度较为明显的一年生藜科植被（碱蓬、灰菜、地肤子等）向优势度较为明显的多年生禾本科植被（羊草、芦苇、虎尾草、碱茅等）的方向演替。分析发现，当土壤ECe超过4.5 dS/m时，植被稀疏，形成主要以矮小极其耐盐碱的碱蓬为优势种群的群落结构；在盐度较低（2.6 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 173 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199786]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱文东. 滴灌水盐调控盐碱地造林适宜生境和植物群落形成过程研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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