特日格勒, 馮 偉, 楊文斌, 李鋼鐵, 李 衛(wèi)
(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018;2.錫林郭勒職業(yè)學(xué)院, 內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000; 3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 荒漠化研究所, 北京 100091)
水分是影響固沙植被生長(zhǎng)發(fā)育的最重要限制因素,同時(shí)也是沙地生態(tài)環(huán)境中最容易受到影響的生態(tài)因子,多數(shù)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題都與水分有關(guān)[1]。沙丘水分狀況直接決定了沙地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的方向[2],降雨入滲是沙區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源,也是沙地水分循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[3-4]。降雨入滲過(guò)程隨著降雨的停止而結(jié)束,但是水分在土壤中的轉(zhuǎn)移并沒(méi)有因此而停止,而是發(fā)生著相當(dāng)復(fù)雜的再分配過(guò)程,一方面是土壤水分由于地表蒸發(fā)而減少,另一方面一部分水分由于土壤層水勢(shì)的差異而繼續(xù)補(bǔ)給到下層土壤[5]。降水進(jìn)入土體后從某一深度的土層滲漏出去的過(guò)程叫土壤水分深層滲漏[6]。土壤水分深層滲漏是沙區(qū)水循環(huán)及水量平衡中的重要因子,深層土壤水分的補(bǔ)給能夠緩解極端干旱年份固沙植被對(duì)水分的需求,減輕水分虧缺,維持生命活動(dòng),渡過(guò)極端干旱年份,因此,可為固沙植被穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供參考[7]。
目前,在土壤水分深層滲漏研究方法和監(jiān)測(cè)手段上,主要有經(jīng)驗(yàn)方程、物理方法(蒸滲儀法、土壤水分通量法、水量平衡方法、達(dá)西方法、地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)法)、示蹤方法和數(shù)值模擬方法等[8]。近年來(lái),在土壤水分深層滲漏監(jiān)測(cè)上一種新型儀器YWB-01土壤深層水量滲漏測(cè)試記錄儀深受廣大學(xué)者們的歡迎。土壤深層水量滲漏測(cè)試記錄儀為直接監(jiān)測(cè)土壤滲漏量的儀器,具有定點(diǎn)、實(shí)時(shí)、連續(xù)記錄滲漏量的優(yōu)點(diǎn),它適應(yīng)于沙漠、森林、農(nóng)田、河道等多種土壤類(lèi)型深層滲漏水量監(jiān)測(cè),并在沙漠水分深層滲漏監(jiān)測(cè)方面取得了較為準(zhǔn)確的滲漏量數(shù)據(jù)及滲漏過(guò)程動(dòng)態(tài)特征[3-4,6-11]。本文利用YWB-01土壤深層水量滲漏測(cè)試記錄儀對(duì)渾善達(dá)克沙地流動(dòng)、半固定、固定沙地200 cm以下的土壤滲漏量進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析沙地土壤水分深層滲漏的時(shí)空分布特征及飽和條件下的土壤水分深層滲漏,為渾善達(dá)克沙地水分循環(huán)、水量平衡、水資源評(píng)估以及沙地合理開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供理論依據(jù)。
研究區(qū)位于半干旱區(qū)渾善達(dá)克沙地南緣,行政區(qū)劃隸屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)正鑲白旗伊和淖爾蘇木(42°44 N,115°09 E,海拔高度1 250 m),年均氣溫1.9 ℃,最冷月(1月)平均氣溫-19.1 ℃,最熱月(7月)平均氣溫17.6 ℃,年均降雨量268 mm;年均蒸發(fā)量2 300 mm;無(wú)霜期135 d;日照時(shí)數(shù)3 200 h;年平均風(fēng)速4 m/s,屬中溫帶干旱大陸性氣候。
在研究區(qū)內(nèi)選擇流動(dòng)沙地、小葉錦雞兒半固定沙地〔植被覆蓋度20%~30%,冠幅60 cm×65 cm,沙地上零星分布有羊草(Leymuschinensis)、沙鞭(Psammochloavillosa)等草本植物〕、小葉錦雞兒固定沙地〔植被覆蓋度40%~50%,冠幅60 cm×65 cm,沙地上零星分布有羊草(Leymuschinensis)、沙鞭(Psammochloavillosa)、沙藍(lán)刺頭(Leontopodiumleontopodioides)、扁蓿豆(Melissitusruthenicus)等草本植物〕3種類(lèi)型沙地試驗(yàn)樣地作為研究對(duì)象。
本文采用YWB-01土壤深層水量滲漏測(cè)試記錄儀[12](自主研發(fā),專(zhuān)利號(hào)CN 102331282 B,分辨率0.2 mm,精度±2%)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)200 cm深層的滲漏水量。首先在選定的監(jiān)測(cè)區(qū)挖取320 cm深土壤剖面,從下到上依次將土壤深層水量滲漏測(cè)試記錄儀(YWB-01)排水部(15 cm)、計(jì)量部(35 cm)、集流部(5 cm,礫石、陶粒填充)、毛管持水部(65 cm,原狀土填充)緊靠完整剖面一側(cè)裝入,此時(shí)毛管持水部上沿在土壤200 cm深度,計(jì)量部將記錄滲漏到200 cm以下的水量,踏實(shí)回填的沙土。定期對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)。該儀器原理在于調(diào)整目標(biāo)測(cè)量土層對(duì)應(yīng)的儀器毛管持水部高度高于該土壤結(jié)層的毛管持水高度。這樣便保證了儀器內(nèi)部的土壤水分不會(huì)因毛管作用攀爬外泄,能夠確保滲漏水量記錄儀上口內(nèi)側(cè)的土壤含水率與其外圍周邊的土壤含水率保持一致。進(jìn)而保證了測(cè)量前儀器上口處內(nèi)外土壤沒(méi)有含水量的差異。因此就可以保證目標(biāo)土壤層進(jìn)入儀器的滲漏水分均會(huì)下滲并被記錄[11]。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)選用流動(dòng)沙地為2018年1月1日至2020年7月31日的連續(xù)數(shù)據(jù),小葉錦雞兒半固定沙地(植被覆蓋度20%~30%)為2018年5月1日至2018年8月9日的連續(xù)數(shù)據(jù)(由于儀器故障部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失),小葉錦雞兒固定沙地(植被覆蓋度40%~50%)為2019年1月1日至2020年7月31日的連續(xù)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)1 h記錄1次。
在土壤深層水量滲漏記錄儀右側(cè)按 10,30,60,90,150,200 cm深度分別插入6個(gè)土壤水分傳感器 EC-5的探頭,連續(xù)監(jiān)測(cè)土壤的體積含水率,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)1 h記錄1次。
采用AVALON公司AV-3665 R型雨量傳感器;流動(dòng)沙地采用RR-1008數(shù)據(jù)采集器、半固定和固定沙地分別采用美國(guó)產(chǎn)CR300和CR1000數(shù)據(jù)采集器記錄降雨量,降雨量1 h記錄1次。
采用灌水的方式進(jìn)行流動(dòng)、半固定、固定3種類(lèi)型沙地土壤水分飽和條件下的入滲試驗(yàn),通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得出入滲速率、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)以及入滲量等。試驗(yàn)時(shí)間為2020年8月4日和5日。在3種類(lèi)型沙地土壤水分傳感器附近挖深約50 cm坑,便于水分迅速入滲,進(jìn)行灌水時(shí)觀察10,30,60,90,150,200 cm層土壤水分含水率的變化,從上到下依次上升均到達(dá)最大值時(shí)停止灌水,3個(gè)樣地灌水時(shí)間為35~40 min。
本研究用Excel及SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2018開(kāi)始至2020年7月,研究區(qū)降雨180 d(2018年66 d,2019年59 d,2020年1—7月55 d),占總天數(shù)的19%,累計(jì)降雨量672 mm(2018年294 mm,2019年203.4 mm,2020年1—7月174.6 mm),各年降雨天數(shù)均超過(guò)50 d,年降雨量均超過(guò)200 mm,降雨月份主要集中在5—9月。單日最大降雨量為 34.6 mm( 2018年9月1日),最大一場(chǎng)降雨累計(jì)量43.2 mm(2018年8月26—29日)。研究區(qū)2018年降雨量、降雨天數(shù)及日最大降雨量最多,對(duì)總降雨貢獻(xiàn)最大,為豐水年(見(jiàn)圖1)。
圖1 2018-2020年研究區(qū)降雨分布特征
日降雨量≤10 mm的降雨161 d,占總降雨天數(shù)的89.5%,累積量為352.2 mm,占總降雨量的52.4%;10~20 mm的降雨14 d,占總降雨天數(shù)的7.8%,累積量為194 mm,占總降雨量的28.9%;≥20 mm的降雨5 d,占總降雨天數(shù)的2.7%,累積量為126.6 mm,占總降雨量的18.7%。各年日降雨量超過(guò)20 mm的降雨天數(shù)極少,2018年3 d(大于30 mm的1 d),2019年和2020年(1—7月)都僅1 d。日降雨量小于10 mm的降雨天數(shù)最多,各年占比均超過(guò)89%以上。表明研究區(qū)以小降雨事件為主,大降雨事件發(fā)生頻次低。
3.2.1 空間分布特征 從表1不同類(lèi)型沙地在監(jiān)測(cè)期間降雨量與深層滲漏量特征和表2不同類(lèi)型沙地滲漏量天數(shù)分布特征可看出,研究區(qū)流動(dòng)沙地在2018年1月至2020年7月200 cm以下深層滲漏量25 mm,各年深層滲漏量分別為2018年18.5 mm,2019年4.3 mm,2020年1—7月2.2 mm,占同期降雨量的3.7%,各年占同期降雨量的比例分別為2018年6.3%,2019年2.1%,2020年1—7月1.3%。單日最大滲漏量為0.6 mm/d (2018年9月6日和8日),日均滲漏量為0.12 mm/d。日滲漏量≤0.1 mm的182 d,占總滲漏天數(shù)的86.3%,累積量為16.4 mm,占總滲漏量的65.6%;2018年滲漏量18.5 mm,占總滲漏量的74%;2018年出現(xiàn)單日最大滲漏量,該年滲漏量對(duì)觀測(cè)期總滲漏的貢獻(xiàn)最大,且研究區(qū)流動(dòng)沙地日滲漏以≤0.1 mm的小滲漏為主,與降雨特征一致。
表1 2018-2020年渾善達(dá)克不同類(lèi)型沙地在監(jiān)測(cè)期間降雨量與深層滲漏量特征
表2 2018-2020年渾善達(dá)克不同類(lèi)型沙地滲漏量日數(shù)分布特征
半固定沙地在2018年5月1日至8月9日,200 cm以下深層滲漏量2.8 mm,占同期降雨量的2%。日均滲漏量為0.09 mm/d,以≤0.1 mm的小滲漏為主,與該期間小降雨特征一致。
固定沙地在2019年1月至2020年7月200 cm以下深層滲漏量?jī)H3.4 mm,占同期降雨量的0.9%。單日最大滲漏量為 0.3 mm/d ( 2019年4月26日),日均滲漏量為0.1 mm/d。日滲漏量≤0.1 mm的29 d,占總滲漏天數(shù)的87.9%,累積量為2.5 mm,占總滲漏量的73.6%; 2019年滲漏量2.3 mm,占總滲漏量的67.6%;2020年滲漏量2.2 mm,占總滲漏量的43.4%。日滲漏量以≤0.1 mm的小滲漏為主,與研究區(qū)小降雨特征一致。
研究區(qū)流動(dòng)、半固定、固定不同類(lèi)型沙地的土壤水分深層滲漏均以≤0.1 mm的小滲漏為主,與降雨特征一致,各年滲漏量對(duì)總滲漏量的貢獻(xiàn)與各年降雨量對(duì)總降雨量的貢獻(xiàn)一致,表明深層滲漏特征與降雨特征均有一致性。但不同類(lèi)型沙地的土壤水分深層滲漏量存在明顯的空間分布差異,200 cm以下深層滲漏量為:流動(dòng)>固定>半固定,同期降雨量的比例為:流動(dòng)>半固定>固定,由于固定沙地的觀測(cè)期遠(yuǎn)大于半固定沙地,因此滲漏量大于半固定沙地,而從同期降雨量的占比看出半固定沙地的深層滲漏高于固定沙地。流動(dòng)沙地的單日最大滲漏量及日均滲漏量分別0.6 mm/d和0.12 mm/d,為最高;半固定沙地單日最大滲漏量和日均滲漏量均為0.09 mm/d;固定沙地單日最大滲漏量及日均滲漏量分別為 0.3 mm/d和0.1 mm/d;由于半固定沙地的觀測(cè)期較短,未出現(xiàn)單日最大滲漏量,以穩(wěn)定滲漏為主;固定沙地單日最大滲漏量出現(xiàn)在4月份,且該月的深層滲漏量占全年總滲漏量的44%,這可能是由春季凍融交替,積雪融化增加了入滲量。
3.2.2 時(shí)間分布特征 圖2為流動(dòng)沙地在監(jiān)測(cè)期間降雨量與土壤水分深層滲漏量的月變化。流動(dòng)沙地2018—2020年各年200 cm以下深層滲漏峰值均出現(xiàn)在雨季(2018年9月,2019年8月,2020年7月),這說(shuō)明流動(dòng)沙地的深層滲漏與降雨月變化具有相對(duì)一致性,主要集中在雨季。流動(dòng)沙地深層滲漏天數(shù)為211 d(表1),為降雨總天數(shù)的1.17倍,2018年(豐水年)深層滲漏峰值比降雨峰值出現(xiàn)月份延遲一個(gè)月,表明降雨入滲具有滯后性和延時(shí)性。
圖2 2018-2020年渾善達(dá)克流動(dòng)沙地2022-4-5 10:52降雨量與深層滲漏量的月變化
半固定沙地2018年5月1日至2018年8月9日期間,降雨35 d,累積量為146 mm,200 cm以下深層滲漏31 d,占同期降雨天數(shù)的88.6%(表1)。由于儀器故障未獲得較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)數(shù)據(jù),故未能觀察出半固沙地的集中滲漏補(bǔ)給期。
固定沙地2019年1月至2020年7月,200 cm以下深層滲漏天數(shù)僅33 d,占同期降雨總天數(shù)的29.8%(表1),2019年5—9月和2020年5—7月雨季的深層滲漏量分別占同年總滲漏量12%,15.4%。深層滲漏與降雨在時(shí)間上沒(méi)有相對(duì)一致性,無(wú)明顯集中滲漏補(bǔ)給期,由于降雨被生長(zhǎng)季的植被所利用,導(dǎo)致固定沙地的深層滲漏量極少。
研究區(qū)流動(dòng)、半固定、固定不同類(lèi)型沙地土壤水分深層滲漏存在明顯的時(shí)間分布差異,同期降雨天數(shù)的比例:流動(dòng)>半固定>固定,且流動(dòng)沙地滲漏天數(shù)為降雨天數(shù)的1.17倍,這是由降雨入滲的滯后性和延時(shí)性導(dǎo)致的。流動(dòng)沙地深層滲漏與降雨月變化具有相對(duì)一致性,主要集中在雨季,對(duì)流動(dòng)沙地的日、月、季降雨量分別與日、月、季深層滲漏量之間進(jìn)行Pearson相關(guān)分析,結(jié)果顯示,月降雨量、季降雨量和對(duì)應(yīng)深層滲漏量之間具有顯著相關(guān)性(p<0.05),而日降雨量和對(duì)應(yīng)深層滲漏量之間相關(guān)性不顯著 (p>0.05)。固定沙地深層滲漏與降雨在時(shí)間上沒(méi)有相對(duì)一致性,無(wú)明顯集中滲漏補(bǔ)給期。半固定沙地需要完整連續(xù)至少1 a的數(shù)據(jù)來(lái)分析是否有集中滲漏補(bǔ)給期,故該觀測(cè)期內(nèi)未監(jiān)測(cè)出。
2020年8月4日和5日分別對(duì)研究區(qū)流動(dòng)、半固定、固定沙地進(jìn)行灌水監(jiān)測(cè)了飽和條件下的入滲。在此期間伴有<0.6 mm小降雨,均對(duì)深層滲漏未有影響,故忽略不計(jì)。圖3為流動(dòng)、半固定、固定沙地飽和條件下的土壤水分前48 h的深層滲漏特征。2020年8月4日17:00開(kāi)始對(duì)流動(dòng)沙地進(jìn)行灌水,開(kāi)始灌水1 h后出現(xiàn)滲漏,入滲速率迅速增加,第2 h達(dá)到滲漏峰值,最大入滲速率為20.88 mm/h,前2 h累計(jì)滲漏量為32.94 mm,平均入滲速率為16.47 mm/h,第2 h后入滲速率迅速下降,達(dá)9 h后入滲速率穩(wěn)定下降,滲漏持續(xù)時(shí)長(zhǎng)571 h后回到灌水前的滲漏狀態(tài),滲漏量為90.36 mm。
圖3 渾善達(dá)克流動(dòng)、半固定、固定沙地飽和條件下的土壤水分前48 h的深層滲漏特征
2020年8月5日12:00開(kāi)始對(duì)半固定沙地進(jìn)行灌水,開(kāi)始灌水3 h后出現(xiàn)滲漏,入滲速率緩慢增加,第4 h達(dá)到滲漏峰值,最大入滲速率為8.91 mm/h,前4 h累計(jì)滲漏量為15.93 mm,平均入滲速率為4.0 mm/h,第4 h后入滲速率緩慢下降,滲漏持續(xù)時(shí)長(zhǎng)300 h后回到灌水前的滲漏狀態(tài),滲漏量為81.05 mm。
2020年8月4日15:00開(kāi)始對(duì)固定沙地進(jìn)行灌水,開(kāi)始灌水8 h后出現(xiàn)滲漏,入滲速率緩慢增加,第9 h達(dá)到滲漏峰值,最大入滲速率為5.49 mm/h,前9 h累計(jì)滲漏量為9.99 mm,平均入滲速率為1.11 mm/h,第9 h后入滲速率穩(wěn)定下降,滲漏持續(xù)時(shí)長(zhǎng)210 h后滲漏回到灌水前的滲漏狀態(tài),滲漏量為67.14 mm。
研究區(qū)流動(dòng)、半固定、固定不同類(lèi)型沙地飽和條件下的土壤水分深層滲漏存在明顯的差異,通過(guò)灌水試驗(yàn)對(duì)3種不同類(lèi)型的飽和條件下的入滲進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),達(dá)到滲漏峰值流動(dòng)沙地2 h為最快,半固定4 h為次,固定9 h為最慢,最大入滲速率為:流動(dòng)20.88 mm/h>半固定8.91 mm/h>固定5.49 mm/h,平均入滲速率為:流動(dòng)16.47 mm/h>半固定4.0 mm/h>固定1.11 mm/h,滲漏持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為:流動(dòng)571 h>半固定300 h>固定210 h,滲漏量為:流動(dòng)90.36 mm>半固定81.05 mm>固定67.14 mm。這些結(jié)果表明,飽和條件下的流動(dòng)沙地的入滲速率為最快、滲漏持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、滲漏量最大,半固定沙地為次,固定沙地為后。
因本研究未監(jiān)測(cè)降雪,且0—90 cm深土壤受結(jié)凍作用易導(dǎo)致土壤體積含水率測(cè)定數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,因此選用2019年生長(zhǎng)季(4月1日至10月31日)數(shù)據(jù)。從測(cè)量深層土壤水分滲漏量出發(fā),利用實(shí)際測(cè)量的深層土壤水分滲漏量、土壤蓄水量、降雨補(bǔ)給量,根據(jù)水量平衡公式直接推算蒸散發(fā)量[11]。故水量平衡公式簡(jiǎn)化為如下:
Et=P-D-ΔS
(1)
式中:Et為蒸散發(fā)量(mm);P為降雨補(bǔ)給量(mm);D為200 cm深層土壤水分滲漏量(mm); ΔS為0—200 cm土壤蓄水量變化(mm)。
從表3可看出,2019年195 mm降雨量對(duì)小葉錦雞兒固定沙地未出現(xiàn)水分虧缺現(xiàn)象,0—200 cm土層生長(zhǎng)季結(jié)束時(shí)(10月31日)蓄水量高于生長(zhǎng)季初始(4月1日)蓄水量,蓄水量變化為4.25 mm;降雨對(duì)流動(dòng)沙地和小葉錦雞兒固定沙地的補(bǔ)給量分別為53.53 mm和5.51 mm,流動(dòng)沙地高于固定沙地;而固定沙地的蒸散量是流動(dòng)沙地的1.34倍,與流動(dòng)沙地對(duì)比,固定沙地消耗了48.02 mm水分。以上結(jié)果表明,流動(dòng)沙地比固定沙地更能儲(chǔ)存水分,且2019年195 mm降雨能夠滿(mǎn)足小葉錦雞兒(植被覆蓋度40%~50%)固定沙地水分蒸散量,并對(duì)土壤水分具有少量補(bǔ)給作用,能夠維持水量平衡。
表3 渾善達(dá)克沙地水量平衡估算 mm
以小降雨事件為主的半干旱區(qū)渾善達(dá)克沙地流動(dòng)、小葉錦雞兒(植被覆蓋度20%~30%)半固定、小葉錦雞兒(植被覆蓋度40%~50%)固定不同類(lèi)型沙地的土壤水分深層滲漏特征與降雨特征均有一致性,均以≤0.1 mm的小滲漏為主,各年滲漏量對(duì)總滲漏量的貢獻(xiàn)與各年降雨量對(duì)總降雨量的貢獻(xiàn)一致。降雨是中國(guó)沙漠、沙地水分的主要來(lái)源,而降雨入滲到沙漠(沙地)風(fēng)沙土中的水分基本上是深層滲漏水量的唯一水源,滲漏到150 cm以下深層土壤水分與降水量及頻度關(guān)系緊密[3]。
流動(dòng)、半固定、固定不同類(lèi)型沙地的土壤水分深層滲漏量存在明顯的時(shí)空分布差異。200 cm以下深層滲漏量為:流動(dòng)>半固定>固定,單日最大滲漏量及日均滲漏量均流動(dòng)沙地為最高。同期降雨天數(shù)的比例為:流動(dòng)>半固定>固定,且流動(dòng)沙地滲漏天數(shù)為降雨天數(shù)的1.17倍,說(shuō)明流動(dòng)沙地具有降雨入滲的滯后性和延時(shí)性。這與馮偉等[13]的研究結(jié)果均一致。流動(dòng)沙地深層滲漏與降雨月變化具有相對(duì)一致性,主要集中在雨季,月降雨量、季節(jié)降雨量和對(duì)應(yīng)深層滲漏量之間具有顯著相關(guān)性(p<0.05),而日降雨量和對(duì)應(yīng)深層滲漏量之間相關(guān)性不顯著 (p>0.05)。季節(jié)尺度下降雨量和深層滲漏量的相關(guān)性最好,這主要是滲漏的滯后性和延時(shí)性所造成[9]。固定沙地降雨量與深層滲漏量在時(shí)間上沒(méi)有相對(duì)一致性,無(wú)明顯集中滲漏補(bǔ)給期,固定沙地在觀測(cè)期間滲漏極少,這是由于研究區(qū)大部分降雨被蒸發(fā)和植被所利用導(dǎo)致的。
飽和條件下的流動(dòng)沙地的土壤水分深層入滲速率為最快、滲漏持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、滲漏量最大,半固定沙地為次,固定沙地為后。降水的入滲速率主要受到入滲前土壤含水量的影響,相對(duì)于固定沙丘和半固定沙丘,流動(dòng)沙丘的含水量較高,而且穩(wěn)定[4]。半固定和固定沙地的植被影響了土壤水分的深層滲漏,植被覆蓋度越高影響力度越大,從而流動(dòng)沙地比半固定和固定沙地更能儲(chǔ)存水分,并能對(duì)地下水有補(bǔ)給作用。固沙植被要維持水量平衡,才能可持續(xù)發(fā)展,因此也必須考慮到土壤水植被承載能力,土壤水分承載力是指在有限的土壤水分條件下所能承載的最大植被蓋度[10]。195 mm降雨能夠滿(mǎn)足小葉錦雞兒(植被覆蓋度40%~50%)固定沙地水分蒸散量,并對(duì)土壤水分具有少量(5.51 mm)補(bǔ)給作用,如該地區(qū)遇到極端干旱或連續(xù)欠水年,小葉錦雞兒固定沙地必然出現(xiàn)水分虧缺現(xiàn)象,然而要得出小葉錦雞兒(植被覆蓋度40%~50%)固定沙地維持水量平衡的臨界值及適宜覆蓋度還需要進(jìn)一步研究。
本文研究了半干旱區(qū)流動(dòng)、半固定、固定沙地200 cm以下深層土壤水分滲漏量動(dòng)態(tài)特征,而深層入滲是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程,土壤體積含水率及降雨格局對(duì)深層滲漏影響的研究將是下一步研究的重點(diǎn)。