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本文研究了玛河流域扇缘带不同先锋作物对弃耕地植被恢复过程的土壤理化性质的影响,找出适合研究区域弃耕地的先锋作物。从宏观和微观角度出发,通过建立苜蓿个体-土壤水盐系统的模拟模型,分析苜蓿个体-土壤水盐的关系;期望通过建立人工苜蓿草地的途径改变其生态环境。选择弃耕地上连续种植3年的紫花苜蓿(简称苜蓿)、加工番茄、辣椒、小麦、油葵、棉花6种作物进行土壤质量指标分析:通过建立水盐关系的模型对紫花苜蓿个体进行水盐关系分析;通过土壤基础生态位适宜度值对环境改变状况进行评价。结果表明:
⑴土壤肥力存在偏低现象。土壤肥力1级仅有一块苜蓿地,2级的主要有油葵、苜蓿、加工番茄土壤,3级的为棉花、辣椒土壤;4级的为小麦土壤。对6种先锋作物土壤理化性质进行了比较:6种先锋作物土壤的pH值均呈碱性,在土层间呈倒梯型分布,土壤全盐量均土壤表层的最高,说明土壤全盐量具有向上聚集的特点。有机质和全氮、碱解氮含量波动规律较一致,油葵土壤的有机质和全氮含量较高,相反全磷含量最低。加工番茄、辣椒作物的速效磷含量较高,而速效钾含量较低,苜蓿、棉花土壤的速效钾含量较高。弃耕地植被恢复初期的土壤肥力低,应该针对不同等级土壤的特征,实施相应的措施。在6种植被恢复弃耕地中,苜蓿作物的表现最好,可作为扇缘带弃耕地大面积恢复的优选植被。
⑵6种先锋作物各养分含量在土层间差异较大,土层越深,养分含量越低。苜蓿个体的土壤含水量在生长季节因为植株蒸腾和土壤蒸发大,造成植株根系所在的土壤水分减少,而在非生长季节,由于土壤蒸发量减少,潜水处于储存状态,土壤含水量趋于平衡时的含水量。非生长季节中盐分呈表聚现象,生长季节盐分聚集区移至-40cm到-60cm附近区域,随着土壤含盐量的增加,土壤含水量逐渐下降,当土壤潜水蒸发量增大,盐分向上运输,根区积盐量下降,最终形成一个新的水盐平衡关系。
⑶在生长季节,苜蓿个体与土体消耗水分262.6mm,潜水补给水分63mm,根区运输盐分为44.5g;每平米的苜蓿草地与土体消耗水分456.5mm,潜水补给水分112mm,根区运输盐分为52g。在非生长季节,苜蓿个体与土体消耗水分216.6mm,潜水补给水分136.7mm,根区运输盐分46.7g;每平米的苜蓿草地与土体消耗水分176.1mm,潜水补给水分96.2mm,根区运输盐分72g。植物蒸腾在生长季节所消耗的水分主要来源于降雨,占55.4%。