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河西走廊沙漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤物理性质及持水特性

付鹏程 胡广录 巩炜 李浩然 周川

付鹏程, 胡广录, 巩 炜, 李浩然, 周 川. 河西走廊沙漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤物理性质及持水特性[J]. 土壤通报, 2021, 52(4): 811 − 820 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020071101
引用本文: 付鹏程, 胡广录, 巩 炜, 李浩然, 周 川. 河西走廊沙漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤物理性质及持水特性[J]. 土壤通报, 2021, 52(4): 811 − 820 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020071101
FU Peng-cheng, HU Guang-lu, GONG Wei, LI Hao-ran, ZHOU Chuan. Soil Physical Properties and Water Retention Characteristics of the Sand-Fixing Plant Root Zone in the Desert-Oasis Transition Area of Gansu Corridor[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(4): 811 − 820 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020071101
Citation: FU Peng-cheng, HU Guang-lu, GONG Wei, LI Hao-ran, ZHOU Chuan. Soil Physical Properties and Water Retention Characteristics of the Sand-Fixing Plant Root Zone in the Desert-Oasis Transition Area of Gansu Corridor[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(4): 811 − 820 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020071101

河西走廊沙漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤物理性质及持水特性

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020071101
基金项目: 国家自然科学基金项目(41561102、41867074)资助
详细信息
    作者简介:

    付鹏程(1995−),男,山东烟台人,硕士研究生,主要研究方向为干旱区生态修复。E-mail: 514219563@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: hgl0814@163.com

  • 中图分类号: S151

Soil Physical Properties and Water Retention Characteristics of the Sand-Fixing Plant Root Zone in the Desert-Oasis Transition Area of Gansu Corridor

  • 摘要: 河西走廊中部的临泽绿洲位于巴丹吉林沙漠西南缘,在沙漠-绿洲过渡带上生长发育了大量的防风固沙植物。以梭梭、沙拐枣、泡泡刺三种固沙植物根区的土壤为研究对象,探究不同固沙植物根区土壤物理性质指标和持水特性的变化规律及其相互间的关系,旨在为防沙治沙工程实践中固沙植物的选择和空间配置提供科学依据。结果表明:(1)三种固沙植物根区的土壤容重均随土层深度增加而降低,均值表现为:沙拐枣 > 泡泡刺 > 梭梭;土壤孔隙度均随土层深度增加而增大,均值表现为:梭梭 > 泡泡刺 > 沙拐枣;三种固沙植物根区的土壤物理性质指标随土层加深差异性增大。(2)0 ~ 120 cm土层深度范围内,梭梭根区的土壤持水特性最好,泡泡刺次之,沙拐枣最低;0 ~ 40 cm土层深度范围内三种固沙植物根区的土壤持水特性均不存在显著差异;40 ~ 60 cm土层深度范围内梭梭与沙拐枣根区的土壤持水特性存在显著差异;60 ~ 80 cm土层深度范围内三种固沙植物根区的土壤持水特性均存在显著差异。(3)三种固沙植物根区的土壤持水特性均与土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度呈显著相关关系(P < 0.01),但与非毛管孔隙度的相关性却不同,其中梭梭根区的土壤持水特性非与毛管孔隙度呈显著正相关(P < 0.01),而沙拐枣、泡泡刺根区的则呈不显著相关关系。
  • 图  1  研究区地理位置图

    Figure  1.  Map of the study area

    图  2  三种沙漠植物根区土壤物理性质差异性比较

    Figure  2.  Comparison of differences in the soil physical properties of three desert plants

    图  3  三种沙漠植物根区土壤持水特性差异性比较

    Figure  3.  Comparison of differences in the soil water retention characteristics of three desert plants

    表  1  三种固沙植物根区土壤物理性质的描述性统计

    Table  1.   Descriptive statistics of soil physical properties of three sand-fixing plants

    植物类型
    Vegetation type
    土层深度
    Soil depth
    (cm)
    容重
    Bulk density
    总孔隙度
    Total porosity
    毛管孔隙度
    Capillary porosity
    非毛管孔隙度
    Non-capillary porosity
    均值
    Mean
    (g cm−3
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    均值
    Mean
    (%)
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    均值
    Mean
    (%)
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    均值
    Mean
    (%)
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    梭梭
    Haloxylon ammodendron
    0 ~ 20 1.56 0.06 40.82 0.04 34.63 0.07 6.10 0.31
    20 ~ 40 1.58 0.04 40.93 0.04 35.68 0.05 5.54 0.24
    40 ~ 60 1.53 0.05 41.61 0.04 36.43 0.05 5.21 0.28
    60 ~ 80 1.47 0.14 46.9 0.20 41.13 0.20 5.65 0.47
    80 ~ 100 1.42 0.17 48.3 0.21 41.52 0.21 6.48 0.30
    100 ~ 120 1.43 0.16 48.86 0.24 42.26 0.25 6.31 0.32
    均值 1.50 44.57 38.61 5.88
    沙拐枣
    Calligonum mongolicum
    0 ~ 20 1.62 0.02 40.44 0.03 35.39 0.07 5.04 0.34
    20 ~ 40 1.59 0.03 41.38 0.05 36.07 0.06 5.31 0.24
    40 ~ 60 1.61 0.03 39.69 0.04 35.30 0.08 4.39 0.42
    60 ~ 80 1.57 0.05 40.81 0.06 36.03 0.10 4.77 0.34
    80 ~ 100 1.57 0.04 41.16 0.07 35.76 0.05 5.40 0.56
    100 ~ 120 1.59 0.04 40.75 0.08 35.00 0.11 5.74 0.32
    均值 1.59 40.71 35.59 5.11
    泡泡刺
    Nitraria sphaerocarpa
    0 ~ 20 1.59 0.04 40.44 0.03 35.56 0.05 4.88 0.28
    20 ~ 40 1.57 0.05 41.03 0.04 35.57 0.06 5.46 0.18
    40 ~ 60 1.57 0.06 40.10 0.07 35.13 0.09 4.97 0.43
    60 ~ 80 1.54 0.08 41.97 0.14 36.52 0.15 5.44 0.26
    80 ~ 100 1.54 0.08 45.03 0.22 37.85 0.30 5.97 0.37
    100 ~ 120 1.54 0.09 43.78 0.17 38.19 0.22 5.59 0.23
    均值 1.56 42.06 36.47 5.39
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    表  2  三种固沙植物根区土壤持水特征指标的描述性统计

    Table  2.   Descriptive statistics of soil water retention characteristics of three sand-fixing plants

    植物类型
    Vegetation type
    土层深度
    Soil depth
    (cm)
    饱和持水量
    Saturated water
    毛管持水量
    Capillary water capacity
    田间持水量
    Field capacity
    均值
    Mean
    (%)
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    均值
    Mean
    (%)
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    均值
    Mean
    (%)
    变异系数
    Coefficient of
    variation
    梭梭
    Haloxylon ammodendron
    0 ~ 20 26.26 0.09 24.71 0.10 22.31 0.11
    20 ~ 40 25.92 0.06 24.39 0.05 22.60 0.06
    40 ~ 60 27.12 0.07 25.79 0.05 23.73 0.06
    60 ~ 80 33.68 0.39 31.53 0.39 29.49 0.38
    80 ~ 100 36.17 0.42 33.90 0.41 31.08 0.41
    100 ~ 120 36.32 0.40 34.56 0.41 31.45 0.41
    均值 30.91 29.15 26.78
    沙拐枣
    Calligonum mongolicum
    0 ~ 20 24.99 0.05 23.85 0.08 21.90 0.09
    20 ~ 40 26.00 0.06 24.52 0.05 22.68 0.06
    40 ~ 60 24.53 0.05 23.64 0.09 21.84 0.09
    60 ~ 80 26.11 0.08 24.94 0.11 23.09 0.12
    80 ~ 100 26.26 0.11 25.35 0.12 22.80 0.06
    100 ~ 120 25.70 0.11 24.68 0.13 22.11 0.13
    均值 25.60 24.50 22.41
    泡泡刺
    Nitraria sphaerocarpa
    0 ~ 20 25.47 0.05 24.38 0.06 22.42 0.08
    20 ~ 40 26.26 0.08 25.12 0.09 22.79 0.09
    40 ~ 60 25.58 0.07 24.42 0.11 22.46 0.11
    60 ~ 80 27.53 0.19 26.33 0.22 24.02 0.22
    80 ~ 100 29.99 0.34 28.93 0.37 25.37 0.43
    100 ~ 120 29.14 0.29 28.04 0.32 25.57 0.34
    均值 27.33 26.21 23.77
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    表  3  三种固沙植物根区土壤物理性质与持水特征指标之间的相关性分析

    Table  3.   Correlation analysis between soil physical properties and water retention characteristics of three sand-fixing plants

    植物种类
    Vegetation type
    指标类型
    Index type
    容重
    Bulk density
    总孔隙度
    Total porosity
    毛管孔隙度
    Capillary porosity
    非毛管孔隙度
    Non-Capillary
    porosity
    饱和持水量
    Saturated water
    毛管持水量
    Capillary water
    capacity
    田间持水量
    Field capacity
    梭梭
    Haloxylon
    ammodendron
    容重 1
    总孔隙度 −0.882** 1
    毛管孔隙度 −0.846** 0.973** 1
    非毛管孔隙度 −0.479** 0.409** 0.210 1
    饱和持水量 −0.955** 0.972** 0.942** 0.452** 1
    毛管持水量 −0.949** 0.970** 0.951** 0.410** 0.996** 1
    田间持水量 −0.945** 0.968** 0.963** 0.361** 0.994** 0.995** 1
    沙拐枣
    Calligonum
    mongolicum
    容重 1
    总孔隙度 −0.651** 1
    毛管孔隙度 −0.697** 0.955** 1
    非毛管孔隙度 0.301* −0.076 −0.367** 1
    饱和持水量 −0.814** 0.968** 0.948** −0.150 1
    毛管持水量 −0.817** 0.957** 0.952** −0.202 0.991** 1
    田间持水量 −0.828** 0.940** 0.975** −0.332** 0.982** 0.984** 1
    泡泡刺
    Nitraria
    sphaerocarpa
    容重 1
    总孔隙度 −0.435** 1
    毛管孔隙度 −0.334** 0.716** 1
    非毛管孔隙度 −0.041 0.168 −0.568** 1
    饱和持水量 −0.780** 0.901** 0.632** 0.170 1
    毛管持水量 −0.732** 0.844** 0.733** −0.040 0.932** 1
    田间持水量 −0.674** 0.752** 0.920** −0.413** 0.826** 0.882** 1
      注:**在0.01级别(双尾),相关性显著;*在0.05级别(双尾),相关性显著。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-11
  • 修回日期:  2021-05-06
  • 刊出日期:  2021-08-06

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