干旱沙区土壤－植被系统修复的生态水文学机理-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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干旱沙区土壤－植被系统修复的生态水文学机理

项目名称：干旱沙区土壤－植被系统修复的生态水文学机理
项目类别：国家杰出青年科学基金
批准号：40825001
申请代码：D010106
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2012-12-31

项目负责人：李新荣
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
批准年度：2008

中文摘要：

研究了腾格里沙漠固沙植被的演变特征，提出了两个物种周转速率最快的演替阶段及其土壤水分时空变异驱动演替的观点；根据地统计学的理论与方法，通过对土壤理化性质参数的异质性变化分析提出了退化草地生态恢复的概念模型；论证了降水小于200mm地区人工促进生态恢复的可行性，理论计算和预测了人工促进下生态恢复的特征和速率；分析了生物土壤结皮在温带荒漠和沙区生态恢复中的功能与地位，特别是对土壤生态水文过程和对维管束植物影响，以及结皮对荒漠昆虫生物多样性影响是国内外较早的研究；提出并阐明了鄂尔多斯高原是我国温带草原灌木多样性起源与分布中心的观点；对干旱区植被格局与过程对荒漠化的响应进行了生态水文学解释，并对国际上相关假说和模型进行解释和修正，定量研究了植被与沙地土壤水分动态关系，解释了沙地植物生物量地下大比例分配的生态水文机理，提出了降水<200mm沙区植被盖度<30%,调节结皮水文功能的水分管理措施。

中文主题词：土壤-植被系统；水循环；植被格局；水分平衡；生物土壤结皮

英文摘要：

soil-vegetation systems；water cycle；vegetation patterns；water balance；biological soil crust

英文主题词： soil-vegetation systems；water cycle；vegetation patterns；water balance；biological soil crust

结论摘要：

以腾格里沙漠南缘、阿拉善荒漠和鄂尔多斯高原的固沙植被为研究对象和研究区域(不同降水梯度)，开展了沙区土壤-植被系统恢复过程中水循环的演变特征、荒漠区木本植物(旱生灌木)对土壤水分长期变化的时空响应和其多样性的维持机制、植被对水分的生态适应对策与演替规律研究，探讨了水循环演变对植被格局与过程的驱动作用。确定了干旱沙区植被灌层对降水的截留、蒸发耗水、沙地水分入渗与蒸散、以及植物根系水分和茎干液流等水分传输重要环节的阈值。建立了植被-土壤水分的确定性模型，解释了沙地自然植被的分布格局特征，提出了人工植被建设的理论范式。生物土壤结皮的存在改变了沙地土壤-植被系统原有的水分平衡关系。结皮生物体本身的水分利用和对降水的时空再分配，改变了沙地土壤水循环，致使深层土壤得到降水入渗的补给减少了50-70%，土壤水分浅层化明显，此外，生物土壤结皮参与的植被系统，通过增加凝结水的捕获、改变土壤表层结构影响水分蒸发而改变了土壤浅层的水分含量，这种改变驱动了固沙植被在组成、结构和功能上对水分变化的响应。

成果综合统计