毛烏素沙地中部不同類型沙丘土壤水分分布特征

符超峰趙景波卞子浩左俊

摘要：通過對位于毛烏素沙地中部的烏審旗地區(qū)進行實地考察采樣和室內(nèi)試驗測試分析， 研究了裸露流動沙丘、灌木覆蓋沙丘及喬木覆蓋沙丘在迎風坡、背風坡和丘間洼地3種微地貌類型下0～4 m深度內(nèi)土壤水分的變化及分布特征。結(jié)果表明：灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘微地貌平均土壤含水量從大到小依次為丘間洼地、迎風坡、背風坡；裸露流動沙丘丘間洼地平均土壤含水量較高，但迎風坡和背風坡平均土壤含水量變化無明顯規(guī)律；不同類型沙丘在各微地貌采樣點不同層段土壤含水量變化差異明顯，變化趨勢不統(tǒng)一；同一沙丘微地貌條件下，植被對土壤含水量在垂向上的變化有較大影響，且灌木植被的影響大于喬木植被；迎風坡和背風坡土壤含水量表現(xiàn)為有植被覆蓋的沙丘普遍大于裸露流動沙丘，而丘間洼地處淺層基巖的存在對土壤含水量的影響更大；有植被覆蓋的沙丘土壤含水量與土壤黏粒和粉砂等細粒級組分呈明顯的正相關關系，沙丘地表植被通過攔截空氣中的粉塵提高了土壤黏土和粉砂體積分數(shù)，從而提高了土壤含水量。

關鍵詞：土壤含水量；沙丘；丘間洼地；迎風坡；背風坡；植被；粒度；毛烏素沙地

中圖分類號：P641.69文獻標志碼：A

0引言

在干旱地區(qū)，土壤水分是植被生長和風沙侵蝕的主要影響因素[13]。近幾十年來，很多研究關注到影響土壤水分時空分布的影響因素。這些因素歸納起來主要有土壤性質(zhì)[45]、地貌[611] 、植被[1217] 、地表覆蓋及利用[4，18]等。這些因素對水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護都有著非常重要的影響 [1921]，然而即使土壤水分的時空變化率很大，影響因素復雜多變且相互關聯(lián)，但是從區(qū)域水文、生態(tài)和地質(zhì)綜合環(huán)境角度來研究土壤水分變化及分布特征依然非常必要[11，2223]。干旱—半干旱地區(qū)土壤水分是影響生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關鍵因素，有限的水資源常成為植物生長的關鍵限制因子[4，15]，因此，加強干旱—半干旱地區(qū)砂質(zhì)土壤水分分布特征的研究，對水資源的有效管理、植被的健康生長和防沙治沙具有重要價值。然而，在干旱—半干旱氣候區(qū)，由于中長期氣象資料和水文記錄的缺乏，人類對沙漠地區(qū)土壤水分分布特征及其控制因素還知之甚少。

Berndtsson等對干旱—半干旱地區(qū)及毛烏素沙地地區(qū)土壤水分已進行了大量的研究工作[2432]，但都集中在地表或淺層土壤內(nèi)（距離地表小于1 m）。以往研究認為，在固定沙丘或有茂密植被的沙丘中，土壤含水量很低，但在移動沙丘或植被稀疏的沙丘中，土壤含水量高。然而，對地表超過2 m深度的砂質(zhì)土壤含水量的研究缺乏。土壤水分及其影響因素之間的關系需要在不同區(qū)域和范圍內(nèi)進行研究[33]，因此，本文在毛烏素沙地東南緣不同類型沙丘土壤水分研究的基礎上，進一步研究毛烏素沙地中部地區(qū)不同類型沙丘地表4 m深度以內(nèi)的土壤水分特征，以期在更大范圍內(nèi)了解毛烏素沙地土壤水分的空間分布，為荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護與恢復提供科學依據(jù)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于毛烏素沙地中部烏審旗。該區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市西南部，地處毛烏素沙地腹部，經(jīng)度范圍為108°17′36″E～109°40′22″E，緯度范圍為37°38′54″N～39°23′50″N。烏審旗境內(nèi)屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫為68 ℃，全年日照為2 800～3 000 h，年降水量為350～400 mm，年蒸發(fā)量為2 200～2 800 mm，年平均風速為34 m·s-1，年無霜期為113～156 d。降雨是季節(jié)性的，冬、春季降雪稀少，夏、秋季雨水集中。降水量年際和年內(nèi)變化很大，風沙頻繁，多刮西北大風，屬于半干旱地區(qū)。烏審旗境內(nèi)堿水湖泊較多，部分地區(qū)基巖較淺。烏審旗屬于典型草原帶，沙地廣布，沙生植被是本地植被主體，以沙蒿（Artemisia arenaria）、檸條（Caragana intermedia intermedia）群落為最廣泛，沙蓬（Agriophynum）、豬毛菜（Salsola collina Pall）、燭臺蟲實（Corispermum candelabrum）、沙鞭（Psammochloa villosa （Trin.） Bor）等組成固定、半固定沙地優(yōu)勢群落，有時夾雜偏中生成分，如斜莖黃芪（Astragalus adsurgens Pall）、香青蘭（Dracocepha Jum inoldavica L.）、牛心樸子（Cynanchum komarovii Al）、紅柳（Tamarix ramosissima Ledeb）等；納林河、黃陶勒蓋、圖克地區(qū)尚殘存成片的沙地柏（Sabina vulgaris）；丘間低地和柳灣以沙柳（Salix psammophila）、烏柳（Salix cheilophila）、沙棘（Hippophae rhamnoides）、針茅（Stipa capillata Linn）為主，還出現(xiàn)旋復花（Inula britannica L.var.chinensis （Rupr.） Reg）、綬草（Spiranthes sinensis）等喜濕植物；針茅（Stipa glareosa）、興安胡枝子（Lespedeza davurica）、冷蒿（Artemisia frigida）等零星出現(xiàn)在個別沙梁頂或沙梁坡上[34]；還有一定數(shù)量的稀疏人工喬木林，通常以楊樹為多。該區(qū)植被覆蓋度為中等水平（約20%），人工喬木林地略高，但不超過25%。地貌以起伏的沙丘為主；根據(jù)植被類型和植被覆蓋度，可將沙丘類型分為裸露流動沙丘、灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘[3536]。

2材料與方法

2.1野外采樣描述

圖1烏審旗采樣點分布

Fig.1Location of Sampling Sites in Uxin Banner

為了避免降水和生長期植物蒸騰作用對土壤含水量的影響，筆者在2009年春季對研究區(qū)域進行實地考察，選取烏審旗境內(nèi)裸露流動沙丘、灌木覆蓋沙丘及喬木覆蓋沙丘3種不同類型的沙丘作為樣地，分別沿主流沙丘的空間展布方向（NW—SE向）在每種類型沙丘的迎風坡、背風坡中部及丘間洼地中部等不同微地貌選取樣點，利用人力鉆（由中國科學院水利部水土保持研究所研發(fā)，靠人力轉(zhuǎn)動鉆桿鉆孔采樣）鉆孔采樣。每種類型沙丘各選2個平行樣點分別進行系統(tǒng)采樣，并將測試結(jié)果進行對比分析。研究區(qū)地質(zhì)概況及樣點分布見圖1，各類型沙丘采樣點編號、海拔高程及經(jīng)緯度詳見表1，鉆孔最大深度為4 m，采樣間距為10 cm，樣品質(zhì)量一般為50～60 g。

2.2土壤含水量測定

土壤含水量測定利用經(jīng)典的烘干稱重法。土壤烘干前、后，每個樣品稱重3次，誤差小于03%。為防止水分散失，在現(xiàn)場進行烘干前的樣品稱重。樣品帶回實驗室，在溫度105 ℃的條件下烘干至恒重。土壤含水量計算公式為

W=（W1-W2）/W2×100%

式中： W為所測樣品的土壤含水量（質(zhì)量分數(shù)，下同）； W1為烘干前土壤樣品質(zhì)量； W2為烘干后土壤樣品質(zhì)量。

使用軟件Origin8對不同采樣點土壤含水量隨深度變化的情況進行分析；在軟件Excel中進行含水量參數(shù)的統(tǒng)計計算。

2.3粒度測試

沙丘樣品的粒度分析采用Mastersizer2000型激光粒度儀測定。首先，在實驗室取1～2 g樣品分別用稀鹽酸和雙氧水處理，去除樣品中的碳酸鹽和有機質(zhì)等膠結(jié)物質(zhì)，再加入分散劑六偏磷酸鈉使沙粒由復粒充分擴散為單個顆粒；然后，把分散處理的樣品用激光粒度儀測定其不同粒級的粒度分布特征[3738]，每個樣品重復測量3次，取平均值。平均粒度、黏粒、粉砂和細砂等粒級分布的概率密度分布參數(shù)用軟件Excel來計算統(tǒng)計。

3結(jié)果分析

3.1裸露流動沙丘不同微地貌水分垂向分布

圖2裸露流動沙丘不同微地貌土壤含水量變化

Fig.2Changes of Soil Moistures of Different Microtopographies for Bare Migratory Dunes

圖2為2個裸露流動沙丘不同微地貌土壤含水量的變化。裸露流動沙丘迎風坡采樣點WS11a土壤含水量為191%～621%，均值為3.40%；采樣點WS12a土壤含水量為2.21%～4.12%，均值為308%；2個裸露流動沙丘迎風坡土壤含水量變化基本一致，采樣點WS11a土壤含水量比采樣點WS12a更大。裸露流動沙丘背風坡采樣點WS11b土壤含水量為058%～424%，均值為268%；采樣點WS12b土壤含水量為075%～515%，均值為359%；2個裸露流動沙丘背風坡土壤含水量差距較大，采樣點WS12b土壤含水量在大部分深度高于采樣點WS11b，且采樣點WS12b在接近4 m深的位置土壤含水量突變，并出現(xiàn)極大值。裸露流動沙丘丘間洼地采樣點WS11w土壤含水量為522%～26.99%，均值為1678%；采樣點WS12w土壤含水量為1941%～2703%，均值為2328%；2個裸露流動沙丘丘間洼地土壤含水量已經(jīng)遠遠超過沙土的田間持水量峰值（約5%）[39]，土壤水類型為重力水，這與隔水層基巖埋深較淺直接相關。裸露流動沙丘丘間洼地2個采樣點基巖埋深較淺，采樣深度未能達到4 m，土壤含水量均較大，而采樣點WS12w海拔比采樣點WS11w低，更接近基巖，土壤層較薄，因此，采樣點WS12w土壤含水量變化趨勢與采樣點WS11w在一定深度后的變化趨勢有明顯一致性。比較裸露流動沙丘不同微地貌平均土壤含水量，丘間洼地土壤含水量最大，但迎風坡和背風坡的平均土壤含水量存在一定差異，這和該地區(qū)整體干旱、局地氣象變化、沙丘移動和淺層基巖隔水有關。

根據(jù)土壤含水量的變化，可將裸露流動沙丘3種不同微地貌鉆孔土壤含水量分為3 段（表2）。

0～80、80～170 cm深度的土壤含水量表現(xiàn)為丘間洼地土壤含水量大于迎風坡和背風坡，迎風坡和背風坡土壤含水量變化無明顯規(guī)律； 170～400 cm深度的迎風坡和背風坡土壤含水量變化也無明顯規(guī)律。迎風坡土壤含水量隨深度的變化相對較??；背風坡采樣點WS11b土壤含水量變化不大，而采樣點WS12b變化幅度較大，為1.23%～4.04%，且深度越大土壤含水量越大；丘間洼地各段土壤含水量均較大，且變化幅度較為劇烈。這種特征和該區(qū)氣候整體干旱、沙丘移動及基巖埋深較淺有關。

表2裸露流動沙丘采樣點垂向分段平均土壤含水量

Tab.2Average Soil Moistures of Sampling Sites in Vertical Subsections for Bare Migratory Dunes

分段深度/cm各采樣點平均土壤含水量/%

WS11aWS12aWS11bWS12bWS11wWS12w0～802.913.082.941.2314.2723.28

80～1702.933.002.903.6019.00

170～4003.753.112.514.04

圖3灌木覆蓋沙丘不同微地貌土壤含水量變化

Fig.3Changes of Soil Moistures of Different Microtopographies for Shrubcovered Dunes

3.2灌木覆蓋沙丘不同微地貌水分垂向分布

圖3為灌木覆蓋沙丘不同微地貌土壤含水量的變化。灌木覆蓋沙丘迎風坡采樣點WS21a土壤含水量為201%～2584%，均值為7.82%；采樣點WS22a土壤含水量為219%～2314%，均值為640%。灌木覆蓋沙丘背風坡采樣點WS21b土壤含水量為2.48%～8.50%，均值為3.57%；采樣點WS22b土壤含水量為1.80%～22.01%，均值為5.34%。灌木覆蓋沙丘丘間洼地采樣點WS21w土壤含水量為1.39%～2464%，均值為11.08%；采樣點WS22w土壤含水量為2.66%～27.85%，均值為1586%。迎風坡和丘間洼地采樣點海拔較低，距離基巖較近，采樣深度未達到4 m，因此，迎風坡和丘間洼地土壤水在一定深度接近基巖處表現(xiàn)為重力水，這與淺層基巖隔水阻滲有關。

根據(jù)土壤含水量的變化，可將灌木覆蓋沙丘3種不同微地貌鉆孔土壤含水量分為4段（表3）。

0～60 cm深度灌木覆蓋沙丘土壤含水量變化無明顯規(guī)律；60～250、250～360 cm深度不同微地貌平均土壤含水量從大到小依次為丘間洼地、迎風坡、背風坡。迎風坡土壤含水量前期變化幅度不大，但在250 cm深度處發(fā)生突變，土壤含水量劇增；背風坡土壤含水量前期變化也相對較小，但在360 cm深度處土壤含水量劇增；丘間洼地土壤含水量變化劇烈，且隨深度的增加而劇烈增加。灌木覆蓋沙丘不同微地貌土壤含水量的突然躍增與其接近淺層基巖隔水層有關。

表3灌木覆蓋沙丘采樣點垂向分段平均土壤含水量

Tab.3Average Soil Moistures of Sampling Sites in Vertical Subsections for Shrubcovered Dunes

分段深度/cm各采樣點平均土壤含水量/%

WS21aWS22aWS21bWS22bWS21wWS22w

0～602.783.652.852.392.055.48

60～2503.573.943.413.5916.4922.78

250～36017.9219.063.224.92

360～4006.3919.34

3.3喬木覆蓋沙丘不同微地貌水分垂向分布

圖4為喬木覆蓋沙丘不同微地貌土壤含水量的變化。喬木覆蓋沙丘迎風坡采樣點WS31a土壤含水量為2.3%～20.7%，均值為6.71%；采樣點WS32a土壤含水量為1.42%～8.37%，均值為454%；2個采樣點土壤含水量變化趨勢一致，但前者變化范圍大于后者。喬木覆蓋沙丘背風坡采樣點WS31b土壤含水量為116%～1179%，均值為431%；采樣點WS32b土壤含水量為169%～716%，均值為3.45%；前者的波動幅度比后者大。

圖4喬木覆蓋沙丘不同微地貌土壤含水量變化

Fig.4Changes of Soil Moistures of Different

Microtopographies for Treecovered Dunes

喬木覆蓋沙丘丘間洼地采樣點WS31w土壤含水量為214%～23.50%，均值為10.24%；采樣點WS32w土壤含水量為1.50%～27.68%，均值為749%；丘間洼地采樣深度未達到4 m，2個采樣點變化趨勢一致，但是采樣點WS31w土壤含水量開始劇烈增加的深度明顯淺于采樣點WS32w。整體來看，不同微地貌土壤含水量均值從大到小依次為丘間洼地、迎風坡、背風坡。

根據(jù)土壤含水量的變化，可將喬木覆蓋沙丘3種不同微地貌鉆孔土壤含水量分為3段（表4）。喬木覆蓋沙丘不同微地貌各段平均土壤含水量大多數(shù)從大到小依次為丘間洼地、迎風坡和背風坡，少部分不同微地貌土壤含水量大小排列順序與此不同，主要與該區(qū)氣候干旱、局地氣象變化及淺層基巖的隔水有關。喬木覆蓋沙丘迎風坡土壤含水量變化幅度較大，采樣點WS31a為2.92%～11.10%，采樣點WS32a為3.04%～6.02%。背風坡采樣點WS32b土壤含水量變化幅度較小，為3.02%～4.53%；而采樣點WS31b土壤含水量

變化幅度較大，為288%～775%，并在310 cm深度處發(fā)生劇烈變化。丘間洼地土壤含水量變化十分劇烈，2個采樣點土壤含水量均隨深度的增加而增加；采樣點WS31w土壤含水量為673%～1875%，在70 cm深度處土壤含水量開始明顯增加；采樣點WS32w土壤含水量為511%～1727%，在260 cm深度處土壤含水量開始明顯增加。

表4喬木覆蓋沙丘采樣點垂向分段平均土壤含水量

Tab.4Average Soil Moistures of Sampling Sites in Vertical Subsections for Treecovered Dunes

分段深度/cm各采樣點平均土壤含水量/%

WS31aWS32aWS31bWS32bWS31wWS32w0～1702.923.042.883.146.735.11

170～30011.106.023.553.0218.756.09

300～4007.475.157.754.5317.27

3.43種類型沙丘相同微地貌土壤水分變化比較

由表5可以看出：不同類型沙丘迎風坡平均土壤含水量從大到小依次為灌木覆蓋沙丘、喬木覆蓋沙丘、裸露流動沙丘；不同類型沙丘背風坡土壤含水量存在差異，但無明顯規(guī)律；不同類型沙丘丘間洼地平均土壤含水量從大到小依次為裸露流動沙丘、灌木覆蓋沙丘、喬木覆蓋沙丘。微地貌土壤含水量的變異系數(shù)整體顯示出灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘土壤含水量的波動變化比裸露流動沙丘大。不同類型沙丘相同微地貌土壤含水量隨深度變化的趨勢基本一致，海拔較低的采樣點土壤含水量在相對較淺的深度開始變化。

表5不同類型沙丘各微地貌土壤含水量統(tǒng)計結(jié)果

Tab.5Statistical Results of Soil Moistures of Different Microtopographies for Different Types of Sand Dunes

采樣點位置裸露流動沙丘土壤含水量灌木覆蓋沙丘土壤含水量喬木覆蓋沙丘土壤含水量

均值/%標準差/%變異系數(shù)/%均值/%標準差/%變異系數(shù)/%均值/%標準差/%變異系數(shù)/%

迎風坡13.400.7622.337.827.91101.096.714.7770.99

迎風坡23.080.4414.276.406.2397.364.541.8039.63

背風坡12.680.7126.463.571.1532.144.312.6260.73

背風坡23.591.8551.475.345.2798.683.451.1533.41

丘間洼地116.785.8134.6211.089.7087.6110.246.2861.38

丘間洼地223.282.9812.7915.869.2958.607.495.6375.24

0～4 m土壤含水量變化可以明顯反映出不同微地貌對不同類型沙地土壤水分分布的影響。在有灌木和喬木等覆蓋的沙丘，不同微地貌土壤含水量從大到小依次為丘間洼地、迎風坡和背風坡；而對于裸露流動沙丘，丘間洼地土壤含水量遠高于迎風坡和背風坡，由于裸露流動沙丘迎風坡和背風坡土壤含水量低，迎風坡被剝蝕，背風坡被沙埋，地表裸露，極容易受天氣、地形等局部外界條件的影響，所以不同采樣點所反映的不同微地貌土壤含水量大小規(guī)律存在一定差異。喬木與灌木植被主要分布在固定沙丘上，背風坡受到的日照時間更長，因此，土壤水分蒸發(fā)作用也更為明顯，大量土壤水在蒸發(fā)中損失，致使背風坡土壤含水量低于迎風坡。而丘間洼地的地勢相對較低，部分采樣點基巖較淺，可能導致地表水被基巖阻擋，運移到低洼處滲出，因此，丘間洼地處土壤含水量相對高于迎風坡和背風坡。不同類型沙丘各微地貌不同層段土壤含水量的變化存在差異，變化趨勢不統(tǒng)一。

灌木覆蓋沙丘土壤含水量的變異系數(shù)相對較大，裸露流動沙丘相對較小，喬木覆蓋沙丘居中。與沙丘坡向和微尺度地貌差異等因素相比，植被覆蓋類型對沙丘水分垂向變化的影響更顯著。灌木覆蓋沙丘平均土壤含水量和變異系數(shù)普遍高于喬木覆蓋沙丘，說明灌木對沙丘土壤含水量的影響大于喬木。迎風坡和背風坡土壤含水量表現(xiàn)為灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘普遍大于裸露流動沙丘，而對于丘間洼地，由于采樣深度均未達到4 m，部分采樣點基巖較淺，水分容易在基巖上部蓄積，所以土壤含水量受采樣點位置的基巖深度影響更大，裸露流動沙丘土壤含水量變化高于植被覆蓋地區(qū)。

3.5沙丘土壤粒度組成及其對土壤含水量的影響

分別在裸露流動沙丘、灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘迎風坡的3個鉆孔中，以20 cm間距分別取20 個樣品在激光粒度儀進行分析測試，得到不同類型沙丘0～4 m 沙土層的粒度頻率累積曲線和粒度組成特征（表6、圖5）。

對比表6和圖5裸露流動沙丘、灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘的粒度組成數(shù)據(jù)，可以看出3種類型沙丘具有相近的粒度組成，均以極細砂為主，含有少量細砂與粉砂，而黏土體積分數(shù)很少，中砂以上的

顆粒幾乎沒有，這與研究區(qū)域的風沙動力過程有關。裸露流動沙丘與灌木覆蓋沙丘的粒度頻率累積曲線變化趨勢基本一致，而喬木覆蓋沙丘極細砂體積分數(shù)相對偏少，粉砂與黏土體積分數(shù)相對偏多。

將土壤含水量與土壤不同顆粒體積分數(shù)進行對比分析（圖6）。對于不同類型沙丘，在沙地中粒徑小于4 μm的黏土體積分數(shù)小于2%的情況下，土壤含水量一般低于沙層的田間持水量，和粉砂體積分數(shù)呈正相關關系，和極細砂、細砂體積分數(shù)及平均粒徑大小呈負相關關系，土壤含水量超過最大田間持水量，含水量劇增，水分類型變成重力水時，這往往和淺層基巖隔水層有關；在沙地中粒徑小于4 μm的黏土體積分數(shù)大于2%的情況下，土壤含水量遠遠超過沙層的田間持水量，甚至超過10%，這主要是黏土體積分數(shù)增加所致，含水量與黏土和粉砂體積分數(shù)相關性很好，與極細砂、細砂及平均粒徑呈負相關關系，這在圖6（c）中表現(xiàn)尤為明顯。

由于灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘采樣點土壤含水量在一定深度受基巖影響顯著，為了測算土壤顆粒大小對土壤含水量的影響，在灌木覆蓋沙丘采樣點選取0～250 cm深度樣品，在喬木覆蓋沙丘選取0～230 cm深度樣品進行相關性分析（表7）。

w0為土壤含水量；G1為黏土體積分數(shù)；G2為粉砂體積分數(shù)；

G3為極細砂體積分數(shù)；G4為細砂體積分數(shù)；D為平均粒徑

圖6不同類型沙丘土壤含水量及各粒級序列曲線

Fig.6Curves of Soil Moistures and Different Grain Size

Sequences for Different Types of Sand Dunes

從理論上來說，各種土壤顆粒的持水能力從大到小依次為黏土、粉砂、極細砂、細砂。由表4可知，裸露流動沙丘迎風坡采樣點的土壤含水量很低，受土壤顆粒大小的影響不顯著，計算所得的土壤含水量與各土壤顆粒體積分數(shù)的相關性普遍較低，而且與理論預期值存在一定差異。重新計算灌木覆蓋沙丘采樣點0～250 cm深度樣品及喬木覆蓋沙丘0～230 cm深度樣品的平均土壤含水量，灌木覆蓋沙丘為346%，喬木覆蓋沙丘為398%，表現(xiàn)為喬木覆蓋沙丘土壤含水量大于灌木覆蓋沙丘。由于喬木覆蓋沙丘土壤顆粒中黏土與粉砂體積分數(shù)相對較高，所以其對土壤含水量的影響相對較大。而灌木覆蓋沙丘土壤顆粒中黏土與粉砂含量很少，因此，其對土壤含水量的影響相對較小。

表7不同類型沙丘迎風坡土壤含水量與各粒級顆粒體積分數(shù)的相關系數(shù)

Tab.7Correlation Coefficients Between Soil Moistures of

Windward Slopes for Different Types of Sand Dunes and

Volume Fractions of Different Grain Sizes

參數(shù)不同類型沙丘迎風坡土壤含水量

裸露流動沙丘灌木覆蓋沙丘喬木覆蓋沙丘

細砂體積分數(shù)0.500.090.13

極細砂體積分數(shù)0.360.620.86

粉砂體積分數(shù)0.620.380.61

黏土體積分數(shù)0.390.780.97

烏審旗地區(qū)沙丘表面的植被覆蓋對土壤含水量有明顯影響。植被對土壤含水量的影響與植被攔截近地表氣流中懸浮的粉砂和黏土，從而增加了植被覆蓋區(qū)域沙丘中粉砂體積分數(shù)有關[3738]，進而提高了土壤的持水能力。采樣區(qū)人工喬木林覆蓋沙丘土壤的黏土體積分數(shù)高于灌木覆蓋沙丘，這可能與人工喬木林多出現(xiàn)在人口聚居區(qū)及相近區(qū)域，放牧或耕種引起沙地土壤化有關。裸露流動沙丘和灌木覆蓋沙丘的粒度頻率累積曲線基本一致，說明灌木覆蓋沙丘為植被較為稀疏的半固定沙丘。

4結(jié)語

（1）毛烏素沙地中部地區(qū)灌木覆蓋沙丘和喬木覆蓋沙丘不同微地貌土壤含水量差異較為明顯，平均土壤含水量從大到小依次為丘間洼地、迎風坡、背風坡。裸露流動沙丘丘間洼地土壤含水量遠高于迎風坡和背風坡，但是由于迎風坡和背風坡土壤含水量較低，且因地表裸露，容易受天氣或地形等局部外界條件影響，導致不同采樣點土壤含水量變化無明顯規(guī)律。各微地貌不同層段土壤含水量垂向變化也有差異。

（2）毛烏素沙地中部地區(qū)相同類型沙丘微地貌，植被覆蓋類型對于土壤含水量的垂向變化有較大影響，且灌木植被的影響大于喬木植被。迎風坡和背風坡土壤含水量表現(xiàn)為有植被覆蓋的沙丘普遍大于裸露流動沙丘，而丘間洼地處淺層基巖隔水作用對土壤含水量的影響更大。

（3）毛烏素沙地中部地區(qū)有植被覆蓋的固定、半固定沙丘土壤含水量與沙層土壤粒度存在明顯關聯(lián)性，其中土壤含水量與土壤中黏土和粉砂體積分數(shù)呈正相關關系。植被的存在影響了沙丘的移動，固化了沙丘，同時植被本身通過攔截地表大氣中懸浮的粉塵粒子而增加了沙丘中粉砂和黏土體積分數(shù)，進而提高了沙丘土壤的持水能力。不同植被覆蓋類型沙丘攔截粉砂和黏土顆粒的能力有差異，這與植被的數(shù)量和分布特征有關。

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