伊吾縣鹽池谷地植被單元與地下水位、含水率關(guān)系分析

呂國華，雷勇軍

(新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊，新疆 昌吉831100)

新疆伊吾縣鹽池谷地位于縣城以西的鹽池鄉(xiāng)，為一四面環(huán)山的封閉盆地，谷地面積507 km2。中部的托勒庫勒湖(當(dāng)?shù)胤Q為鹽池)為谷地的最低處，海拔1 896 m，湖區(qū)面積約29 km2。鹽池谷地寒冷多雪，降水較多，蒸發(fā)相對較小，草原植被較發(fā)育。地下水位、土壤含水率與植被單元之間存在密切的關(guān)系，是決定植被單元交替與演化的控制性因素。隨著水位埋深及含水率的變化，植被單元類型、生長狀態(tài)及覆蓋度發(fā)生相應(yīng)的變化。為保護當(dāng)?shù)剌^為脆弱的生態(tài)環(huán)境，防止植被的退化及土地的荒漠化，應(yīng)控制地下水開發(fā)利用的程度。

1 植被類型

鹽池谷地處于溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，植被以草原為主體，根據(jù)生物學(xué)及生態(tài)特點，自山前向湖心依次劃分為荒漠化草原、典型草原及草甸草原三個類型:

1.1 荒漠化草原

主要分布于山前洪積礫質(zhì)平原，地形傾斜，面積422 km2。生長優(yōu)勢植物種類為戈壁藜、琵琶柴、巖蒿、麻黃草、白刺、駱駝刺等低矮灌叢，株高 0.3 ～0.5 m，冠徑 0.3 ～0.6 m，株距0.5～4.0 m;伴生植物為羊草、芨芨草、羊茅、克氏針茅等，株高 0.05 ～1.0 m，株距 0.5 ～5.0 m。植被長勢一般，植被覆蓋度10%～30%。地表土壤類型為灰棕漠土，地下水位埋藏較深，無泉水溢出及地表徑流。

1.2 典型草原

主要分布于托勒庫勒湖外圍，面積32 km2。生長優(yōu)勢植物種類為芨芨草、羊草、針茅等草本，株高0.05～1.2 m，株距0.05～0.5 m;伴生植物為鹽爪爪、白刺等低矮半灌木，株高0.3 ～0.5 m，冠徑 0.3～0.6 m，株距 0.5～1.5 m。植被長勢較好，覆蓋率60%～80%。地表土壤類型為草甸土，地下水位埋藏較淺，附近有泉水溢出或地表徑流。

1.3 草甸草原

主要分布在托勒庫勒湖周邊泉水溢出帶，面積24 km2。生長優(yōu)勢植物為苔草，株高 0.05～0.20 m，株距 0.1～1.0 cm;伴生植物為羊草，株高 0.1 ～0.3 m，株距 0.1 ～0.5 m。植被長勢良好，覆蓋度80%～90%。地表土壤類型為潮土及草甸土，地下水位埋藏淺，為泉水溢出帶，河(溝)谷內(nèi)有地表徑流。

2 植被單元與水位埋深關(guān)系

為研究植被類型與地下水位埋深關(guān)系，在托勒庫勒湖周邊開展了地面植被類型、覆蓋度、長勢等方面的調(diào)查，并通過探井揭露地下水位，根據(jù)水位與地表植被情況的對比分析，揭示植被類型與地下水位埋深存在的規(guī)律性(見圖1)。各植被單元與水位埋深關(guān)系見表1。

圖1 潛水埋深與植被單元關(guān)系曲線圖

表1 潛水埋深與植被類型關(guān)系對應(yīng)表

2.1 水位埋深與草甸草原植被關(guān)系

草甸草原水位埋深小于3.0 m，地表主要分布喜水的草甸植被，所占比例大于90%，水位埋深在3 m以內(nèi)變化時，會出現(xiàn)植被群系的演替，但仍會保持草甸草原植被的格局。表現(xiàn)為當(dāng)水位小于1.0 m時，植被主要為苔草，植被覆蓋度約90%;水位在1～3 m時，植被仍以苔草為主，伴生羊草及鹽爪爪等植物，植被覆蓋度約80% ～85%;隨著水位埋深的增加，苔草所占的比例逐步減少，羊草所占比例逐步增加，水位埋深大于3 m后，出現(xiàn)草甸草原植被的退化、消失，植被覆蓋度小于80%。

2.2 水位埋深與典型草原植被關(guān)系

典型草原水位埋深3.0～5.0 m，屬草甸草原與荒漠化草原植被的過渡帶，地表植被主要為羊草、芨芨草等。水位埋深3～4 m以羊草、羊茅、賴草、堿蓬為主，植被覆蓋度約70%～80%;水位埋深4－5米以芨芨草為主，并出現(xiàn)白剌、檸條等少量地帶性植被，植被覆蓋度約60% ～70%;水位埋深大于5.0 m后，會出現(xiàn)典型草原植被的消失，植被覆蓋度小于50%。

2.3 水位埋深與荒漠化草原植被關(guān)系

荒漠化草原水位埋深大于5.0 m，與地下水埋深關(guān)聯(lián)密切的植被比重很少(小于10%)，且隨水位埋深增加漸次消失，地帶性植被比重也會隨水位埋深增加而增大?；哪菰乇碇脖恢饕獮楦瓯谵?、錦雞兒、琵琶柴等低矮灌叢及羊草、芨芨草、羊茅、克氏針茅等草本，植被覆蓋度約10% ～30%。洪積礫質(zhì)平原中上部水位埋深大，地下水對地表植被的影響可忽略不計，對地表植被影響的因素為降水量。

3 含水率與植被單元關(guān)系

植物通過根系吸收土壤中的水份和養(yǎng)分進行生長，地表生長植物的種類、蓋度及狀態(tài)都與土壤的含水率密切相關(guān)。本次在不同的植被單元中開挖探井，采取不同深度的土壤樣品測定含水率，研究土壤含水率與各植被單元關(guān)系。通過對土壤含水率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，反映出由草甸草原→典型草原→荒漠化草原的過渡中，土壤含水率呈遞減的趨勢(見圖2)。

圖2 含水率與植被單元關(guān)系曲線圖

3.1 土壤含水率與草甸草原草原植被關(guān)系

草甸草原土壤含水率最高，0～3 m深度土壤含水率平均值20.63%。地表生長優(yōu)勢植物為苔草，根系深度0.2～0.3 m。地表0～0.5 m土壤含水率最高，為20.37% ～28.47%，與苔草喜水的特性相適應(yīng)。1.0～2.0 m土壤含水率遞減，為15.77% ～17.50%。3.0 m時接近地下水位，因此含水率略有增大。表明隨著水位埋深的增大，地下水位以上土壤中的含水率逐步下降，并引發(fā)草甸草原優(yōu)勢植被的逐步退化，向典型草原植被過渡，植被的蓋度及長勢發(fā)生相應(yīng)的變化。根據(jù)對含水率與植被覆蓋度對應(yīng)關(guān)系的分析，當(dāng)0～0.5 m土壤含水率大于28%時，植被長勢良好，覆蓋度90%;含水率為20% ～28%時，植被長勢較好，覆蓋度80% ～90%;含水率小于20%時，植被長勢一般，覆蓋度小于80%。

3.2 土壤含水率與典型草原草原植被關(guān)系

典型草原土壤含水率次之，0～5 m深度土壤含水率平均值14.82%。地表生長優(yōu)勢植物為羊草、芨芨草，根系深度0.3～0.7 m。地表0～0.5 m 土壤含水率最高，為16.14% ～20.57%。1.0 ～5.0 m 土壤含水率 遞減，為 8.37% ～15.15%。當(dāng)?shù)乇硗寥乐泻氏陆禃r，會引發(fā)典型草原優(yōu)勢植被的逐步退化，向荒漠化草原植被過渡。根據(jù)對含水率與植被覆蓋度對應(yīng)關(guān)系的分析，當(dāng)0～0.7 m土壤含水率大于19%時，植被長勢良好，覆蓋度80%;含水率為15% ～19%時，植被長勢較好，覆蓋度60% ～80%;含水率小于15%時，植被長勢一般，覆蓋度小于60%。

3.3 土壤含水率與荒漠化草原植被關(guān)系

荒漠化草原水位埋深大于5.0 m，決定了地表土壤中的含水率最低，0～5 m深度土壤含水率平均值4.40%。由于含水率低，地表能生長的優(yōu)勢植物為戈壁藜、錦雞兒、琵琶柴等，根系深度0.5～1.0 m。據(jù)統(tǒng)計，地表0～0.1 m土壤含水率最低，為 1.98%，0.5～1.0 m 含水率最高，為 5.95% ～6.50%。1.0 m以下土壤含水率略有下降，隨土壤顆粒粗細的變化而有所起伏。根據(jù)對含水率與植被覆蓋度對應(yīng)關(guān)系的分析，當(dāng)0～1.0 m土壤含水率大于6%時，植被長勢較好，覆蓋度20% ～30%;含水率為3% ～6%時，植被長勢一般，覆蓋度10% ～20%;含水率小于3%時，植被長勢較差，覆蓋度小于10%。

4 結(jié)語

綜上所述，鹽池谷地由湖區(qū)向山前隨著地下水位埋深的增加，0～5 m土壤中的含水率呈遞減的趨勢，植被單元類型由草甸草原→典型草原→荒漠化草原的過渡，植被的生長狀態(tài)及覆蓋度也逐步降低。鑒于鹽池谷地植被類型與地下水位、土壤含水率存在著緊密的聯(lián)系，應(yīng)控制谷地內(nèi)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)對地下水的開采量，避免地下水位出現(xiàn)較大幅度的下降或持續(xù)下降，防止湖區(qū)周邊草甸草原及典型草原面積的萎縮，維護鹽池谷地較為脆弱的生態(tài)環(huán)境，通過保護生態(tài)環(huán)境促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

［1］諶天德，陳旭光，王文科，等.準噶爾盆地地下水資源及其環(huán)境問題調(diào)查評價.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院.2006.

［2］侯光才，張茂省，劉方，等.鄂爾多斯盆地地下水勘查報告.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心.2006.

［3］梁紅濤，白銘，呂國華，等.新疆東疆地區(qū)煤炭基地巴里坤—伊吾盆地地下水勘查報告.新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊.2012.