不同退化濕地土壤含水量縱向變化分析

李 玫，曾永剛，高 珊

(成都大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，四川 成都 610106)

不同退化濕地土壤含水量縱向變化分析

李 玫，曾永剛，高 珊

(成都大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，四川 成都 610106)

以若爾蓋濕地作為研究對(duì)象，測(cè)定了不同退化程度濕地的土壤水分含量，并分析其隨土壤深度變化的縱向變化規(guī)律.結(jié)果表明，在典型苔草濕地中，土壤含水量主要受植被根系蓄水影響，在20 cm深度左右含水量達(dá)最大.在輕度和中度退化濕地中，土壤含水量受植被根系蓄水和地下水的共同影響，土壤深度在20 cm以內(nèi)，隨土壤深度增加而增加;土壤深度在20～65 cm之間，土壤含水量隨深度增加而減少;土壤深度在65 cm以下，土壤含水量隨深度增加而增加.在嚴(yán)重退化濕地中土壤含水量主要受地下水影響，隨深度增加持續(xù)增加.

若爾蓋;土壤含水量;植被蓄水;地下水

0 引言

若爾蓋濕地是全球最大的高原高寒沼澤濕地分布區(qū)，其泥炭分布面積達(dá)5 000多km2，也是長(zhǎng)江、黃河上游源頭地區(qū)最重要的水源供給區(qū)，其蓄水總量近100億m3，被中外專家譽(yù)為“中國(guó)西部高原之腎”.近年來，由于受氣候變化、干旱等自然因素［1］，以及過度放牧、人工開挖排水溝等人為因素影響［2］，若爾蓋濕地的生態(tài)、水文狀況發(fā)生了一系列變化，很多沼澤地表僅呈過濕狀態(tài)，甚至干枯.濕地水文狀況的變化導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)的不斷惡化，部分沼澤濕地已經(jīng)呈現(xiàn)出沼澤→沼澤化草甸→草甸→沙漠化→荒漠化的演化趨勢(shì).針對(duì)此種情況，一些學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了一些成果，例如，陳敏建［3］分析了濕地水文連接度下降引起的濕地消退效應(yīng)，王根緒［4］、張寶雷［5］等從濕地格局和景觀分布等方面研究了高寒濕地的退化，此外，還有學(xué)者利用水文模型、遙感分析等手段對(duì)濕地退化機(jī)理進(jìn)行了探討［6－7］.本研究選取若爾蓋濕地的龍日壩區(qū)域作為研究對(duì)象，對(duì)區(qū)域內(nèi)的土壤水分縱向變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，旨在為濕地生態(tài)水文及退化機(jī)理的深入研究提供基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù).

1 濕地類型劃分

根據(jù)若爾蓋濕地龍日壩區(qū)域的形態(tài)和特征，在研究中，首先，確定以烏拉苔草和木里苔草為主的典型濕地區(qū)作為參照系，研究未退化濕地(相對(duì)而言)的土壤含水量變化趨勢(shì).烏拉苔草和木里苔草為主的典型濕地植被、水分等生態(tài)條件如圖1所示.其次，根據(jù)退化程度的不同，將龍日壩濕地分為3種不同類型，作為對(duì)照系來研究不同退化程度濕地的土壤含水量變化.3種不同退化程度濕地的類型分別是:較多地表積水且苔草生長(zhǎng)相對(duì)茂盛的輕度退化濕地區(qū);少量地表積水且苔草稀疏生長(zhǎng)的中度退化濕地區(qū);干旱且無苔草生長(zhǎng)的嚴(yán)重退化濕地區(qū).3種類型濕地的植被、水分等生態(tài)條件如圖2～4所示.

2 土壤含水量測(cè)定方法

本研究土壤含水量采用TDR土壤水分測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定，具體步驟為:首先，將土壤水分測(cè)定儀組裝好，檢查測(cè)量棒是否位于管子的中心;其次，打孔，將測(cè)量棒插入，穩(wěn)定一段時(shí)間;然后，按照120°旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定，直至旋轉(zhuǎn)360°左右;最后，讀數(shù)求平均，即得到此深度下的土壤含水量.

3 不同類型濕地土壤含水量分析

3.1 典型苔草濕地

在典型苔草濕地樣地中選取土壤水分測(cè)定樣點(diǎn)，對(duì)每個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行土壤含水量的測(cè)量.本樣地中測(cè)定結(jié)果代表未退化的典型苔草濕地的土壤含水量，其測(cè)定結(jié)果如圖5所示.

圖5 典型苔草濕地中土壤含水量隨土壤深度的變化趨勢(shì)圖

由圖5可以看出，典型苔草濕地的土壤含水量隨著土壤深度的增加按照一定規(guī)律變化:先升后降，剛開始緩慢上升，直至20 cm深度左右.出現(xiàn)這種趨勢(shì)的原因?yàn)?在此種生態(tài)水文條件下，由于地表水分充足，在最初的一定深度內(nèi)，土壤含水量不受地下水補(bǔ)給，主要受根系蓄水影響.根系蓄水作用在土壤水分補(bǔ)給中占主導(dǎo)地位，越靠近根系最大蓄水位置15～20 cm左右，土壤含水量越大，到根系最大蓄水位置處土壤含水量最大;當(dāng)越過植被最大蓄水位置后，由于地表積水對(duì)土壤水分的含量仍然起主導(dǎo)作用，隨著深度的增加，土壤含水量一直下降，越接近地下水位置，土壤含水量的降低趨勢(shì)越平緩，直至達(dá)到平衡.

3.2 不同退化程度濕地

按照生態(tài)水文條件，將退化濕地分為3種類型，即輕度退化濕地、中度退化濕地、重度退化濕地.在不同退化程度濕地樣地中布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)定不同深度處的土壤含水量，測(cè)定結(jié)果如圖6～8所示.

圖6 輕度退化濕地樣地中土壤含水量隨土壤深度的變化趨勢(shì)圖

圖7 中等退化程度濕地樣地中土壤含水量隨土壤深度的變化趨勢(shì)圖

圖8 嚴(yán)重退化濕地樣地中土壤含水量隨土壤深度的變化趨勢(shì)圖

一般而言，對(duì)于輕度退化和中等退化的濕地樣地，仍然屬于地面積水的半濕地狀態(tài).從圖6、7可以看出，該部分樣地中土壤含水量，隨深度增加先升后降再升.其原因?yàn)?在這種生態(tài)水文條件下，土壤水分受植被根系蓄水和地下水共同補(bǔ)給、共同影響.從土壤表層往下，植被根系蓄水占主導(dǎo)，越靠近根系最大蓄水位置土壤含水量越大，至最大蓄水位置處土壤含水量達(dá)最大;越來越遠(yuǎn)離根系，土壤含水量開始下降，直至一定深度后地下水作用開始占主導(dǎo)，含水量又開始逐漸增加.此外，還可以初步判斷出:在輕度和中等退化的濕地樣地中，土壤含水量在20 cm深度左右達(dá)到最大，故其根系最大蓄水位置為20 cm深度左右，這與典型的苔草濕地的根系最大蓄水位置基本一致.

對(duì)于嚴(yán)重退化的濕地樣地，基本屬于干旱的草地形態(tài).由圖8可以看出，該樣地中土壤含水量隨深度的增加而增加.其原因?yàn)?，在這種生態(tài)水文條件下，土壤水分主要是由地下水進(jìn)行補(bǔ)給的，所以土壤含水量隨深度的增加而增加.

4 結(jié)論

根據(jù)植被和水分條件，將若爾蓋濕地龍日壩區(qū)域分為典型苔草濕地、輕度退化濕地、中度退化濕地和重度退化濕地4種類型，并將典型苔草濕地作為未退化濕地用以建立參照系.在典型的苔草濕地樣地中，土壤含水量主要受植被根系蓄水影響，最大含水量出現(xiàn)在根系最大蓄水位置20 cm左右.在輕度和中等退化濕地樣地中，土壤含水量受植被根系蓄水和地下水的共同影響，在土壤20 cm深度以上，隨土壤深度增加而增加;土壤含水量在土壤深度20～65 cm之間隨深度增加而減少;土壤深度在65 cm以下，土壤含水量隨深度增加而增加.在嚴(yán)重退化濕地樣地中，土壤含水量主要受地下水影響，隨深度增加而增加.

［1］郭潔，李國(guó)平.若爾蓋氣候變化及其對(duì)濕地退化的影響［J］.高原氣象，2007，26(2):422 －428.

［2］楊永興.若爾蓋高原生態(tài)環(huán)境惡化與沼澤退化及其形成機(jī)制［J］.山地學(xué)報(bào)，1999，17(4):318 －323.

［3］陳敏建，王立群，豐華麗，等.濕地生態(tài)水文結(jié)構(gòu)理論與分析［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，6(28):2887 －2893.

［4］王根緒，李元壽，王一博，等.近40年來青藏高原典型高寒濕地系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化［J］.地理學(xué)報(bào)，2007，62(5):481－491.

［5］張寶雷，張淑敏，周萬村.基于多源數(shù)據(jù)的若爾蓋濕地土地利用遙感自動(dòng)調(diào)查［J］.土壤，2008，40(2):283 －287.

［6］Li M，Xu R，Huang W D，et al.A study on the effects of the surrounding faults on water loss in the Zoige Wetland，China［J］.Journal of Mountain Science，2011，8(4):518 －524.

［7］LI Mei，Li Lianxia，Liao Huasheng，et al.The influence of drainage on wetland degradation in zoige plateau［J］.Disaster Advances，2012，5(4):659 －666.

Analysis of Longitudinal Change of Soil Water Content in Different Degraded Wetlands

LI Mei，ZENG Yonggang，GAO Shan
(School of Urban and Rural Construction，Chengdu University，Chengdu 610106，China)

Taking the Zoige Wetland for example，the soil water content in different wetlands with different degradation was measured and its longitudinal change with soil depth was also studied in this paper.It is found that soil water content in the typical carex meyeriana wetland is affected mainly by plant storage and is amount to the maximum at 20 cm depth.In wetlands with mild and moderate degradation degree，soil water content is affected by plant storage as well as ground water.Soil water content rises with soil depth within 20 cm depth，falls from 20 cm to 65 cm and then rises again when the depth exceeds 65 cm.In wetlands with heavy degradation agree，soil water content is affected mainly by ground water and keeps rising with soil depth.

Zoige wetland;soil water content;plant storage;ground water

X143

A

1004－5422(2014)01－0076－03

2013－12－03.

成都大學(xué)?？萍蓟?2013XJZ05)資助項(xiàng)目.

李 玫(1977—)，女，博士，講師，從事水資源及濕地生態(tài)保護(hù)研究.