寧夏壓砂地不同植被類型土壤干燥化特征

王幼奇，張 興,陸學(xué)娥，趙云鵬，包維斌，白一茹*

(1 寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，銀川 750021；2 旱區(qū)特色資源與環(huán)境治理教育部國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，銀川 750021)

寧夏中部旱區(qū)位于黃土高原西部邊緣，屬荒漠草原氣候帶，降水少且蒸發(fā)旺盛，生態(tài)環(huán)境十分脆弱[1]。壓砂地是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民為對抗惡劣自然環(huán)境，利用礫石和粗細(xì)砂的混合體作為覆蓋材料，依賴天然降水創(chuàng)造出的一種西北獨(dú)特的旱作保護(hù)性耕作方式[2-3]，在改善土壤環(huán)境、抑制水分蒸發(fā)和增加入滲等方面有顯著作用[4-5]。但隨著氣候干旱化趨勢的日益顯現(xiàn)，以及農(nóng)作物和林草等土壤耗水量的持續(xù)提高，壓砂地土壤干燥化和生產(chǎn)力退化問題日益引起重視。

土壤干燥化現(xiàn)象是由于農(nóng)作物和林草植被過度耗水導(dǎo)致土壤深層水分虧缺，土層剖面在一定深度內(nèi)形成長期存在的干燥化土層[6-10]。其產(chǎn)生會導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量波動加劇和林草生長衰敗等現(xiàn)象[11-12]，同時也會阻隔土壤水分垂直入滲，影響陸地水分循環(huán)過程[13-14]。由于植被的耗水能力(根系耗水、蒸散發(fā)能力和冠層效應(yīng))是影響土壤干燥化現(xiàn)象的重要因素[11, 13]，因此，眾多專家學(xué)者對黃土高原地區(qū)不同植被類型區(qū)土壤干燥化現(xiàn)象進(jìn)行了研究。其中，黃土塬區(qū)農(nóng)田、草地和林地等土地利用方式下深層土壤均產(chǎn)生了不同程度的干燥化[15]，黃土丘陵區(qū)林地和苜蓿地也均存在不同程度的干燥化現(xiàn)象，且人工植被密度過大是造成其干化的重要原因[16]?？v觀整個黃土高原地區(qū)，北部及中部干旱半干旱地區(qū)林草地的土壤干燥化現(xiàn)象較南部半濕潤區(qū)嚴(yán)重[17-19]。近50年來的氣候暖干化趨勢可能是導(dǎo)致該區(qū)土壤干層形成的直接原因，而植被類型選擇不當(dāng)、群落密度過大以及生產(chǎn)力過高是加劇深層土壤干燥化進(jìn)程的重要因素[20]。可見，目前在黃土高原地區(qū)關(guān)于不同植被類型下土壤干燥化問題研究都較為系統(tǒng)深入[15-20]，但針對寧夏中部旱區(qū)壓砂地土壤干燥化問題研究較少，且缺乏對不同植被類型下壓砂地土壤干燥化強(qiáng)度的定量評價。

寧夏中部旱區(qū)是壓砂地集中分布區(qū)域之一。土壤水分不足一直是制約壓砂地農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因子，土壤干燥化作為一種特殊的土壤水分現(xiàn)象，是對土壤水文過程演變的一種綜合響應(yīng)[21-22]，對探索該區(qū)域土壤水分狀況以及壓砂地可持續(xù)利用具有重要的意義。因此，本研究以寧夏中部旱區(qū)壓砂地為對象，通過對不同植被類型區(qū)土壤含水量剖面分布特征進(jìn)行實(shí)地觀測，分析比較不同植被類型下土壤含水量、水分過耗量、干燥化指數(shù)、干層厚度等土壤干燥化指標(biāo)，揭示寧夏中部旱區(qū)壓砂地不同植被類型區(qū)土壤干燥化特征，為寧夏中部旱區(qū)壓砂地植被恢復(fù)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及可持續(xù)利用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于寧夏環(huán)香山地區(qū)(104°57′22″～105°14′38″E，36°58′48″～37°06′43″N)，海拔1 620.8～1 872.4 m，屬荒漠草原氣候帶，夏季酷熱，冬季寒冷，氣候干燥，年均太陽輻射量5 642 J/m2，年日照時數(shù)2710 h，年均氣溫13.5 ℃，≥10 ℃積溫2 398 ℃，無霜期149～171 d。年均降水量247 mm，年均蒸發(fā)量2 250 mm。土壤為黃綿土，土質(zhì)疏松，質(zhì)地均勻，容重為1.38 g/cm3，土壤田間持水量為17.45%，土壤穩(wěn)定濕度為10.47%，凋萎濕度為4.89%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

根據(jù)植被調(diào)查狀況，于2017年3月在研究區(qū)內(nèi)，分別選取沙棗(ElaeagnusangustifoliaL.)、檸條(Caraganakorshinskii)、西瓜(Citrulluslanatus)、枸杞(Lyciumchinense)和草地5種具有代表性的壓砂地植被類型進(jìn)行深層土壤水分測定，樣點(diǎn)的土壤基本物理性質(zhì)見表1。采用直徑為5 cm土鉆采集土壤樣品，在0～100 cm之間每10 cm土層取樣1次，在100 cm以下每20 cm土層取樣1次，采樣最大觀測深度為600 cm。田間持水量(FC)和凋萎濕度(WM)均采用Van Genuchten模型擬合，獲取擬合參數(shù)后，分別計算30 kPa和1 500 kPa時對應(yīng)的土壤含水量。土壤砂粒、粉粒、粘粒含量采用MS3000激光粒度儀測定，土壤容重、飽和含水率和飽和導(dǎo)水率由環(huán)刀法測定。

表1 不同植被類型下壓砂地土壤的基本物理性質(zhì)比較

由于土壤水分(特別是表層土壤水分)與灌溉(西瓜和枸杞每年春夏兩季都會定期進(jìn)行灌溉)、降雨的關(guān)系密切，雖然采樣時間在3月，減少了灌溉和雨季對土壤水分的影響，但由于不同植被(特別是有無灌溉措施)所得到的結(jié)果可能會存在一定差異。為了減小灌溉和降水對本研究結(jié)果的影響，在充分考慮當(dāng)年灌溉措施、降水量和黃土高原土壤水分入滲補(bǔ)給相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，我們在分析土壤干層狀況時不考慮表層0～60 cm的水分?jǐn)?shù)據(jù)。

1.3 土壤含水量及相關(guān)參數(shù)計算

土壤含水量采用烘干法測定。通過以下公式計算相關(guān)參數(shù)：

SW=SM×BD×D

(1)

SWe=SW-WM

(2)

SWr=SSM-SW

(3)

式中，SW為土壤貯水量；SM為土壤含水量；BD為土壤容重；D為土層深度(cm)；SWe為土壤有效貯水量；WM為凋萎濕度，是指當(dāng)植物因根系無法吸水而發(fā)生永久萎蔫時的土壤含水量，它是植物利用土壤水分的下限；SWr為土壤水分過耗量；SSM為土壤穩(wěn)定濕度，是在氣候、土壤質(zhì)地、自然植被等因素的綜合作用下土壤能長期維持的濕度，通常作為判斷土壤干燥化的上限指標(biāo)，其值約為土壤田間持水量的50%～70%，本研究中統(tǒng)一取值為60%。

1.4 土壤干燥化強(qiáng)度評價方法

為更好地描述壓砂地不同植被類型下的土壤干燥化強(qiáng)度及其剖面分布特征，借鑒文獻(xiàn)[21-24]提出的土壤干層厚度(DSLT)、干層內(nèi)的平均剖面土壤含水量(DSL-SWC)、土壤干層在剖面上的起始形成深度(DSLFD)和土壤干燥化指數(shù)(SDI)來定量評價土壤的干燥化強(qiáng)度。其中，DSLT即土壤剖面上含水量小于土壤穩(wěn)定濕度的土層厚度；DSL-SWC即當(dāng)DSLT確定后，位于該層次內(nèi)的平均含水量；DSLFD即位于降雨和灌溉滲深以下的剖面水分含量小于土壤穩(wěn)定濕度的第一個測定點(diǎn)；SDI為某一土層有效含水量占該層土壤穩(wěn)定有效含水量的比重，即該土層可供植物吸收利用的含水量占該層土壤有效含水量的百分比，表示為:SDI=(SM-WM)/(SSM-WM)×100%。

依據(jù)SDI的大小，通常將土壤干燥化強(qiáng)度劃分為6級:(1)若SDI> 100%，為無干燥化；(2)若75% ≤SDI≤ 100%，為輕度干燥化；(3)若50% ≤SDI≤ 75%，為中度干燥化；(4)若25% ≤SDI≤ 50%，為嚴(yán)重干燥化；(5)若0≤SDI≤ 25%為強(qiáng)烈干燥化；(6)若SDI< 0，為極度干燥化。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被類型下壓砂地土壤含水量比較

表2顯示，寧夏中部旱區(qū)5種壓砂地植被類型中，西瓜地0～600 cm土層的土壤含水量和貯水量均最大，其次為荒草地、枸杞地、沙棗地，檸條地最低，且5種壓砂地植被類型間存在顯著差異(P<0.05)，各植被類型土壤水分過耗量表現(xiàn)與之相反。其中，5種植被類型下土壤含水量均值都低于當(dāng)?shù)赝寥婪€(wěn)定濕度值(10.47%)；西瓜地、草地均與其他植被類型的土壤含水量均存在顯著差異，枸杞地與檸條地、沙棗地也存在顯著差異，檸條地和沙棗地土壤含水量差異不顯著。同時，各植被類型土壤貯水量和有效貯水量均值及其植被平均值均明顯低于當(dāng)?shù)赝寥婪€(wěn)定濕度時的貯水量和有效貯水量。西瓜地與草地的土壤貯水量差異不顯著，而與枸杞地、檸條地和沙棗地存在顯著差異；草地土壤貯水量與枸杞地差異不顯著，而與檸條地和沙棗地存在顯著差異。這與不同植被類型下土壤含水量表現(xiàn)存在一定差異，可能與樣點(diǎn)土壤容重不同有關(guān)。另外，各植被類型下土壤水分過耗量均值為274.942 mm，且超過了研究區(qū)年均降水量。以上結(jié)果說明寧夏中部旱區(qū)不同植被類型下壓砂地土壤均發(fā)生了不同程度的水分過耗現(xiàn)象，且植被類型間存在顯著差異，并以西瓜地較輕，檸條地較重。

2.2 不同植被類型下壓砂地土壤含水量剖面分布特征

寧夏中部旱區(qū)土層厚、地下水位深，因此土壤水分沒有地下水的補(bǔ)給，土壤含水量主要受灌溉、降雨入滲、地表蒸發(fā)以及植物蒸騰等因素的影響。不同植被類型下壓砂地0～600 cm土層土壤含水量剖面分布特征如圖1所示，并以土壤穩(wěn)定濕度和凋萎濕度作為對照。不同植被類型下壓砂地土壤剖面含水量隨土層深度的增加呈先減小后增大的趨勢。其中，在0～60 cm土層中，西瓜地和枸杞地的土壤含水量隨深度的增加而迅速降低，檸條地、沙棗地和草地的含水量呈現(xiàn)為先增加后減小的趨勢；在60～600 cm深度內(nèi)，土壤水分含量隨深度的增加呈波浪式緩慢增加。土壤含水量的最大值出現(xiàn)在0～30 cm土層內(nèi)，這主要是由于在25 cm處存在堅硬的犁底層，阻礙土壤水分交換，其下土層受灌溉和降雨等因素影響較小，且植被根系對土壤水分的強(qiáng)烈吸收也會形成土壤水分含量上高下低的情況[25]。同時，通過對比不同植被類型的土壤含水量剖面，發(fā)現(xiàn)其土壤剖面含水量由高到低依次為西瓜地、草地、枸杞地、沙棗地、檸條地。西瓜地僅在80～320 cm和400～500 cm之間土層含水量低于當(dāng)?shù)赝寥婪€(wěn)定濕度，最大耗水深度為500 cm；草地和枸杞地除淺層土壤外，土壤剖面含水量均低于當(dāng)?shù)赝寥婪€(wěn)定濕度；沙棗地和檸條地的土壤剖面含水量明顯低于土壤穩(wěn)定濕度值。整體上，在寧夏中部旱區(qū)，除西瓜地外，其余植被類型下壓砂地土壤最大耗水深度均超過600 cm，土壤水分消耗嚴(yán)重。

由于采樣期間研究區(qū)經(jīng)歷了一次弱降雨過程，表層土壤水分受到一定影響，為更好地反映不同植被類型下土壤剖面含水量變化情況，分別對各植被類型0～60 cm及60～600 cm的土壤水分含量進(jìn)行描述性統(tǒng)計(表3)。在0～60 cm土層中，西瓜地、枸杞地和草地土壤含水量顯著高于檸條地和沙棗地(P<0.05)，表明在同等降雨條件下，西瓜地、枸杞地和草地的土壤水分能得到較好的補(bǔ)充。從變異系數(shù)看，除西瓜地外，各植被類型0～60 cm土壤的土壤含水量變異系數(shù)明顯低于深層土壤；而在60～600 cm土層，不同植被類型土壤含水量的變異系數(shù)均低于淺層，且除檸條和沙棗地外，其他植被土壤間均呈現(xiàn)顯著差異(P<0.05)。各植被類型深層土壤含水量變異系數(shù)的變化特征同淺層相反，主要原因是土壤表層水分受到外界自然條件影響比較大，表層土壤比深層土壤可以接受更多水分補(bǔ)給，也更易受到植被蒸散和土壤蒸發(fā)的影響。

表2 不同植被類型下壓砂地0～600 cm土層土壤含水量比較

注：同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母者表示在0.05水平差異顯著；表3同

Note: Different normal letters within the same column indicate significant differences at 0.05 level; The same as Table 3

2.3 不同植被類型下壓砂地土壤干燥化強(qiáng)度評價

不同植被類型下壓砂地60～600 cm土壤干燥化強(qiáng)度及其干層厚度調(diào)查結(jié)果如表4所示。其中，西瓜地屬于輕度干燥化強(qiáng)度，干層起始厚度為80 cm，干層厚度為366.67 cm，干層內(nèi)平均含水量為8.668 mm，主要耗水土層位于80～280 cm之間。草地屬于中度干燥化強(qiáng)度，干層起始厚度為60 cm，干層厚度超過513.33 cm，干層內(nèi)平均含水量為7.82 mm，其中強(qiáng)烈耗水層位于160～360 cm之間，嚴(yán)重耗水層位于80～400 cm之間。檸條地和沙棗地均屬于強(qiáng)烈干燥化強(qiáng)度，60～600 cm之間均為土壤干層。檸條地干層厚度超過540 cm，干層內(nèi)平均含水量為5.241 mm，其中極度干燥層位于60～220 cm和300～400 cm之間；沙棗地干層內(nèi)平均含水量為5.62 mm，其中極度耗水層位于70～140 cm和300～400 cm之間，強(qiáng)烈耗水層主要位于70～520 cm之間。枸杞地屬于嚴(yán)重干燥化強(qiáng)度，干層起始厚度為60 cm，干層厚度超過540 cm，干層內(nèi)平均含水量為7.25 mm，其中強(qiáng)烈耗水層位于60～80 cm和280～380 cm之間，嚴(yán)重耗水層位于120～520 cm之間。總體上，寧夏中部旱區(qū)土壤屬于嚴(yán)重干燥化程度，干層厚度均達(dá)到或超過366.67 cm，其中枸杞、檸條和沙棗地的干層厚度均超過540 cm，不同植被類型下壓砂地均發(fā)生了不同程度的干燥化現(xiàn)象，其干燥化強(qiáng)度由強(qiáng)到弱依次為檸條地、 沙棗地、 枸杞地、草地、西瓜地。

圖1 不同植被類型下壓砂地土壤含水量剖面分布特征比較Fig.1 Comparison of soil moisture distribution on different vegetation types of the gravel mulched field

表3 不同植被類型下壓砂地0～60和60～600 cm土層土壤含水量比較

表4 不同植被類型下壓砂地土壤干燥化強(qiáng)度及其土壤干層厚度

注：A. 輕度干燥化；B. 中度干燥化C. 嚴(yán)重干燥化；D. 強(qiáng)烈干燥化

Notes: A. Slight desiccated； B. Medium desiccated；C. Serious desiccated；D. Strong desiccated

2.4 壓砂地土壤干燥化指標(biāo)與環(huán)境因子的典型相關(guān)性分析

DSLFD.干層起始形成深度；DSLT.干層厚度；DSL-SWC.干層內(nèi)土壤平均含水量；SDI.土壤干燥化指數(shù)圖2 土壤干燥化指標(biāo)與環(huán)境因子的典型相關(guān)關(guān)系DSLFD.Forming depth of desiccated soil layer；DSLT.Thicknesses of desiccated soil layer；DSL-SWC. Soil water content in the inner of desiccated soil layer；SDI.Soil desiccation indexFig.2 Canonical correlations of soil desiccation and environmental factors

設(shè)環(huán)境因子為變量x，其中經(jīng)度為x1、緯度為x2、高程為x3、植被類型為x4、種植年限為x5、土壤容重為x6、粉粒含量為x7、砂粒含量為x8；土壤干燥化指標(biāo)為變量y，其中干燥化指數(shù)(SDI)為y1，干層起始形成深度(DSLFD)為y2，干層厚度(DSLT)為y3，干層內(nèi)土壤平均含水量(DSL-SWC)為y4。通過典型相關(guān)分析(圖2)，得到4組典型變量，其中U表示環(huán)境因子綜合指數(shù)，V表示土壤干燥化指標(biāo)，其相關(guān)系數(shù)分別為λ1=0.965*、λ2=0.955、λ3=0.859、λ4=0.577，其中只有第一相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著水平，提取其典型變量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過對土壤干燥化指標(biāo)與環(huán)境因子進(jìn)行典型相關(guān)分析，得到其典型變量的線性組合為：U1=-2.625x1-2.747x2+1.847x3-0.852x4+0.558x5+0.197x6-2.176x7-1.77x8；V1=-10.374y1- 0.202y2-2.519y3+8.084y4。在U1各系數(shù)中經(jīng)緯度、高程、植被類型、粉粒及砂粒含量等環(huán)境因子起決定性作用，在V1各系數(shù)中起決定性作用的為干燥化指數(shù)(SDI)和干層內(nèi)土壤平均含水量(DSL-SWC)，說明寧夏中部旱區(qū)植被類型、種植年限、粉粒及砂粒含量等環(huán)境因子與土壤的干燥化指數(shù)(SDI)和干層內(nèi)土壤平均含水量(DSL-SWC)關(guān)系更密切。

3 討 論

環(huán)香山地區(qū)是寧夏中部旱區(qū)的核心區(qū)域，通過對該區(qū)不同植被類型下壓砂地土壤含水量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)農(nóng)田(西瓜)、草地和人工林地(枸杞、檸條和沙棗)的土壤含水量的均值較低(<10%)，與李軍等對黃土高原北部半干旱偏旱區(qū)(海原)土壤含水量以及貯水量的研究結(jié)果相近，是由該區(qū)干旱少雨的自然環(huán)境所導(dǎo)致的。根據(jù)不同植被類型下壓砂地土壤剖面含水量分布狀況可知，在淺層土壤中西瓜地和枸杞地土壤含水量隨深度增加而迅速降低，檸條地、沙棗地和草地含水量呈現(xiàn)為先增加后減小的趨勢。其主要原因是由于西瓜地和枸杞地的種植年限較短，且農(nóng)田管理措施較完善，土壤表層砂石覆蓋較好，能較好地截留雨水，增加水分下滲量[26]，同時也會減弱風(fēng)吹日曬的影響，抑制土壤水分蒸發(fā)[27]。而檸條地、沙棗地和草地的壓砂地種植年限長，人為因素影響小，砂石層的含土量增加，滲水能力減弱，土壤水分蒸發(fā)較明顯，導(dǎo)致含水量呈現(xiàn)為先增加后減小的趨勢。深層土壤中，土壤水分含量隨深度增加呈波浪式緩慢增加，其主要原因是由于土壤深層水分主要受到植被根系和剖面土壤質(zhì)地的共同影響，隨土壤深度的增加土壤根系逐漸減少，對土壤水分影響逐漸減弱，土壤含水量有所恢復(fù)[28]。

通過對寧夏中部旱區(qū)不同植被類型下壓砂地土壤干燥化現(xiàn)象研究發(fā)現(xiàn)，植被類型是影響其干燥化現(xiàn)象的重要因素。分析原因可能是不同植物的根系分布深度、密度及地上生物量具有很大差異，導(dǎo)致植物耗水的異質(zhì)性，同時改變土壤入滲和持水能力，影響土壤水分循環(huán)[1,29]。眾多學(xué)者對不同植被類型下土壤干燥化現(xiàn)象進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)土壤干燥化強(qiáng)度和干層厚度通常表現(xiàn)為林地>草地>農(nóng)地，干層起始深度為林地<草地<農(nóng)地，本研究中寧夏中部旱區(qū)壓砂地土壤干燥化現(xiàn)象的表現(xiàn)與之相一致[15, 30-33]。其主要原因是在相同的氣候和土壤環(huán)境下，檸條、沙棗和枸杞等灌木林的生長期長，地上生物量大且根系分布深，長期根系吸水導(dǎo)致土壤深層水分虧缺嚴(yán)重，形成與根系延伸一致的土壤干層，其土壤干層分布深厚度大，干燥化程度嚴(yán)重；草地雖然植物生長期長，密度較大，但其地上生物量較小且根系分布淺，植株耗水量較灌木林地少，土壤深層水分虧缺相對較輕；西瓜等一年生作物農(nóng)田干燥化的成因是由于耕作層和下層土壤水勢梯度差所引起的水分向根系層逐年上移導(dǎo)致的[13, 34]，干層分布較淺，干燥化程度較輕。同時，本研究通過對比枸杞地、檸條地和沙棗地土壤含水量剖面發(fā)現(xiàn)，枸杞地的土壤含水量明顯高于檸條地和沙棗地，這可能與作物的種植年限、植株密度、冠層效應(yīng)以及農(nóng)田管理措施(除草、施肥和灌溉)有關(guān)，枸杞作為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，種植密度較小且種植年限較短，同時除草、翻耕等會中斷毛管水的連續(xù)性，減少水分蒸發(fā)，灌溉和施肥會增加土壤的水分含量，而檸條地和沙棗地受人為因素影響少，種植年限較長，根系密度大分布深，同時檸條種植密度大，沙棗的植株高，增強(qiáng)了作物蒸散能力，導(dǎo)致植株的耗水能力的增大。除此之外，地形地貌、集水措施和土壤性質(zhì)等因素都是影響壓砂地土壤水分狀況的重要因素，具體情況還需要進(jìn)一步研究[28]。

寧夏中部旱區(qū)壓砂地土壤干燥化現(xiàn)象究其根本原因是由于該區(qū)自然降水偏少、蒸發(fā)旺盛和植物強(qiáng)烈耗水，導(dǎo)致土壤水分負(fù)平衡，虧缺到一定程度的結(jié)果。本研究發(fā)現(xiàn)，除西瓜地外，該區(qū)不同植被類型下土壤深層均呈現(xiàn)出較明顯的干燥化現(xiàn)象，特別是檸條、沙棗和枸杞林地。長此以往，干燥化程度加劇和深層永久性土壤干層產(chǎn)生將成為一種必然趨勢。永久性土壤干層形成后，土壤水庫效應(yīng)會逐漸減弱，甚至消失，植物生長將完全依賴于自然降水，作物產(chǎn)量隨降水波動加劇，并呈逐漸減少趨勢，最終會失去生產(chǎn)利用價值[16]。即使將改變耕作方式和土地利用方式，降水入滲層很少能超過植物耗水量，其深層土壤干層的濕度很難得到恢復(fù)，即使可以恢復(fù)，也需要相當(dāng)漫長的時間。因此，一旦深層土壤干燥化達(dá)到嚴(yán)重程度，其后果不僅表現(xiàn)為當(dāng)前土壤退化而失去生產(chǎn)價值，而且意味著今后相當(dāng)長的時間內(nèi)不宜再發(fā)展生產(chǎn)。

4 結(jié) 論

本研究在觀測寧夏中部旱區(qū)壓砂地沙棗、檸條、西瓜、枸杞及草地土壤含水量的基礎(chǔ)上，分析比較不同植被類型下土壤含水量、水分過耗量、干燥化指數(shù)、干層厚度等土壤干燥化指標(biāo)。結(jié)果表明：1)寧夏中部旱區(qū)不同植被類型下壓砂地土壤含水量在0～600 cm的均值為7.163%，土壤貯水量和土壤有效貯水量均值分別為591.978 mm和187.088 mm，均明顯低于當(dāng)?shù)赝寥婪€(wěn)定濕度的含水量值和貯水量。西瓜地的土壤含水量和貯水量最大，其次為荒草、枸杞、沙棗，檸條地最低。不同植被類型下壓砂地土壤均發(fā)生了不同程度的水分過耗現(xiàn)象，且植被類型間存在顯著差異。2)依據(jù)土壤含水量剖面分布特征，不同植被類型下土壤含水量隨深度的增加呈先減小后增大的趨勢，除西瓜外，其余植被土壤剖面含水量明顯低于當(dāng)?shù)赝寥婪€(wěn)定濕度，最大耗水深度均超過600 cm，但深層土壤含水量呈較明顯的恢復(fù)趨勢。3)不同植被類型下壓砂地土壤平均干燥化系數(shù)介于2.152%～85.026%之間，平均干燥化系數(shù)為37.674%，屬于嚴(yán)重干燥化強(qiáng)度，其中檸條地和沙棗地均達(dá)到強(qiáng)烈干燥化強(qiáng)度。土壤平均干層厚度達(dá)到或超過500 cm，其干燥化程度由強(qiáng)到弱依次為檸條地、 沙棗地、 枸杞地、草地、 西瓜地。4)通過對壓砂地土壤干燥化指標(biāo)與環(huán)境因子進(jìn)行典型相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)緯度、高程、植被類型、粉粒及砂粒含量等環(huán)境因子是影響干燥化指數(shù)、干層內(nèi)土壤含水量等干燥化指標(biāo)的重要因素。