半干旱区低覆盖度固沙林的水分动态及其应对极旱年的调节机理

本项目是在研究并提出低覆盖度（15～25%）行带式人工林或灌丛能够完全控制地表侵蚀、形成界面生态效益和促进带间植被自然修复的原理后，进一步针对半干旱区水分这个最重要的生态制约因子，在已建立的的低覆盖度（15～25%）示范样地，通过野外连续实地测试、理论分析和室内试验，对不同植物种组合、带间宽度、龄级的行带式人工林或灌丛，系统监测降雨、截留、渗透、深层疏漏量与土壤含水率的时空变化规律和种的抗旱的生理生态水分关系；结合林木生长、植被修复与土壤发育过程的调查资料、研究不同格局（以行带式为主）低覆盖度固沙林或灌丛的耗水特征、动态过程与效率的差异性与机理，主要种的抗旱的生理生态水分关系、极端（干旱和雨涝）年份水分渗透移动与调节互补机理，以及雨养条件下基于降水的动态模型与优化模式。为进一步推广低覆盖度的固沙林提供科技支撑。

本项目是针对半干旱区水分这个最重要的生态制约因子，在已建立的低覆盖度（15%～25%）示范样地，通过系统监测降雨、截留、渗透、深层渗漏量与土壤含水率的时空变化规律和主要固沙林树种的抗旱生理生态水分关系，研究不同格局固沙林耗水特征、动态过程及抗旱机理。研究结果表明：低覆盖度行带式分布格局的固沙林林带内存在水分利用带和入渗补给带，在固沙林受到水分胁迫时，入渗补给带对水分利用带的土壤水分进行侧渗补给，从而使固沙林具有一定的水分自调控机制；低覆盖度行带式固沙林的这种水分空间分布特征，使其对带间植被的恢复和自然演替具有促进作用；对比研究表明带间距越宽其生物多样性指数越大，稳定性越强；通过对主要固沙林树种赤峰杨、梭梭、柠条的抗旱指标测定，得出赤峰杨适宜生长的水分阈值区间为17.72%±2.75%，柠条、梭梭固沙林能够维持正常生长的“经济水阈”分别为沙土含水率4.5%、2.0%附近区域。