古尔班通古特沙漠南缘典型荒漠植被水分传输过程对不同潜水埋深的响应研究

Shallow groundwater affect the natural vegetation root sopping and water transportation processes directly in arid regions, and then affecting the growth of vegetation. It is closely related to fragile ecological environment conservation. Discusses the ecological response of vegetation water transportation process for shallow groundwater fluctuations form ecological hydrology is important for regional ecological security. With falling Shallow groundwater tables and the death of large areas of natural vegetation problems in south Gurbantunggut desert, this study takes tamarix and haloxylon as typical desert vegetation, measure groundwater depth, soil moisture,soil salt rate, vegetation growth and water transportation long-term, and then establish ecological hydrology model between groundwater depth and soil moisture, water transportaion with multi-scale information - model fusion technology to indicate vegetation water transportation ecological hydrology response for shallow groundwater depth. In the result, we determine the shallow groundwater ecological safety limens according to the vegetation salt endure and liquid flow rate. It provides the scientific basis for regional groundwater resources rational use and ecological construction.

干旱区地下水潜水埋深直接影响着天然植被水分传输过程，进而影响植被的生长发育,与脆弱生态环境的保育有着密切的关系，从生态水文学角度更深层次探讨植被水分传输过程对不同地下水潜水埋深的生态响应机理，对于区域生态安全具有重要意义。本研究针对古尔班通古特沙漠南缘地下水位下降、天然植被大面积死亡的生态水文问题，以典型荒漠植被柽柳和梭梭为研究对象，通过对绿洲-荒漠交错带地下水、土壤、天然植被的定位长期观测，通过多尺度信息-模型融合技术建立地下水潜水埋深与土壤含水量、土壤含盐量、天然植被生长发育之间的生态水文耦合模型，揭示天然植被水分传输过程对不同地下水潜水埋深的生态水文响应机理，依据土壤含盐量范围和植被液流速率确定古尔班通古特沙漠南缘地下水埋深生态安全上、下限阈值，为区域地下水资源的合理利用及生态建设提供科学依据。

项目以古尔班通古特沙漠南缘典型荒漠植物梭梭、柽柳为研究对象，分析得出了天然植被耗水规律以及对气象因子的相关关系，得出了典型植物生理、生长对不同潜水埋深的响应，确定了古尔班通古特沙漠南缘荒漠植物梭梭、柽柳的地下水埋深生态安全阈值。主要成果如下：.1、梭梭和柽柳林地土壤含水量随深度的变化趋势呈倒“S”型。这主要由于沙地土壤表层易受气象因子的影响，春季土壤湿润，夏季蒸发强烈，表层土壤含水量明显下降，深层土壤蒸发较小。梭梭和柽柳液流速率均表现了明显的昼夜变化规律，其日变化曲线呈多峰型。日间树干液流速率远高于夜间，夜间仍有较小的液流，这对于荒漠树木补充白天消耗的水分具有重要的意义。.2、梭梭不同部位茎流速率的变化与气象因子之间的相关性大小依次为：总辐射＞温度＞湿度＞风速；而柽柳不同部位茎流速率与气象因子之间的关系不同。柽柳基径茎流速率与气象因子之间的相关性大小是：湿度＞温度＞总辐射＞风速，柽柳枝条茎流速率与气象因子之间的相关性大小是：总辐射＞温度＞湿度＞风速。.3、明确了影响梭梭净光合速率的环境因子主次关系为：有效辐射、空气温度、CO2浓度、空气湿度。影响柽柳净光合速率的环境因子主次关系为：有效辐射、空气温度、空气湿度、CO2浓度。.4、对不同潜水埋深条件下荒漠植物胸周、新枝长等生长指标进行监测，同时分析不同潜水埋深下荒漠植物生理指标叶绿素、脯氨酸、丙二醛变化趋势。得出潜水埋深超过15m时，梭梭体内生理指标尤其是丙二醛积累出现异常，潜水埋深6m时，柽柳体内生理指标尤其是丙二醛积累出现异常,因此梭梭和柽柳抵抗干旱胁迫的地下潜水埋深为阈值15m和6m。