一种旱生植被土壤适生水分的调查方法技术

本申请涉及一种旱生植被土壤适生水分的调查方法，通过在天然植被样带剖面上选取典型样方，进行植被种类、生长状况、生物量等陆表生态调查，在样方中心挖掘浅井采取土壤原状样，测试含水率，从而筛选出剖面，即地下水流向上土壤水分在定埋深的阈值和植被长势最优样方对应的定埋深含水率为峰值，根据阈值和峰值的权重来确定植被生长所需的水分。这样不仅可以量化植被在干旱区的适生水分，更可以将这种量化方法应用于其它干旱区域，极具应用价值。

An Investigation Method of Soil Suitable Moisture for Dry Vegetation

【技术实现步骤摘要】
一种旱生植被土壤适生水分的调查方法
本申请涉及一种旱生植被土壤适生水分的调查方法。
技术介绍
新疆吐鲁番盆地是极端干旱区的典型代表，艾丁湖北缘旱生植被在区内的生长和演替在盆地生态功能健康维系方面起到了不可或缺的作用。尽管人们对于沙化、荒漠化的治理取得了一些成就，同时对干旱区优势植被的保护投入巨大，但由于自然和人为多因素的综合影响，近几年来，艾丁湖流域湖区面积骤减，地下水位持续下降，旱生植被在局部出现长势衰败、分布面积消减的现象，土壤水分对旱生植被的生长和分布影响举足轻重，植被在生长过程中对根植土壤水分的响应也最为直接。因此，探索并建立普遍应用于干旱区，特别是极端干旱区天然植被生长所需土壤含水量的调查方法至关重要。新疆吐鲁番盆地属于大陆性暖温带干旱沙漠气候。冬冷夏热，降水稀少，蒸发强烈，春秋短暂且多风沙，昼夜温差大。多年平均气温11～17℃，并在1月最低，为-25.2℃，7月最高，可达48.0℃，气温年较差40～47.5℃。艾丁湖以北的细土平原区，即旱生植被最为茂盛的一带年降水量小于10mm，年蒸发量却高达1600-1800mm。吐鲁番盆地生长着以疏叶骆驼刺为典型代表，花花柴、柽柳、白刺、碱蓬、盐节木、盐穗木、盐爪爪等多种旱生植被共存的植被群落。单在吐鲁番南盆地的骆驼刺保护区就分布着面积达177.6万亩的野生骆驼刺，其它几种优势植被也在不同区域或呈条带分布，或呈斑状分布。然而，极端干旱条件下植被对土壤水分的响应很难量化、天然植被生长得不到长效保护、生态功能恶化得不到有效控制。因此，在吐鲁番南盆地探索一种旱生植被土壤适生水分的调查方法将为其它干旱区或极端干旱区土壤适生水分研究提供实践方法。
技术实现思路
本申请的目的在于提供了一种基于样方物种数量及长势调查和土壤含水量测试，进行定埋深研究的旱生植被土壤适生水分的划分和量化；基于植被样带样方调查的土壤含水率测试结果的耦合关系研究，利用阈值、峰值的分割进行植物适生水分确定的一种旱生植被土壤适生水分的调查方法。本申请的目的是这样实现的：一种旱生植被土壤适生水分的调查方法包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：选择天然植被生长良好的区域，沿地下水流向在陆表布设一条植被样带；在植被样带剖面上间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、浅井施工、采样及称重：步骤一结束后，在样方中心进行浅井施工作业，挖掘过程中及时定深采取土壤样品并装铝盒，即刻利用电子天平进行土壤样品（含铝盒）的湿重测量，重复3次，取平均值，以M1表示；室内将土壤样品（含铝盒）置于105℃下烘干至恒重，重复3次测定土壤样品（含铝盒）的干重，取平均值，以M2表示；步骤三、阈值和峰值的确定：土壤的重量含水率以θg表示，则利用公式θg=（M1-M2）/M2计算可得所有采样点的土壤含水量，多个采样点集合成一条样带在不同样方、不同埋深点位上的土壤含水率测试值数据库。根据植物物种资源样方调查结果，筛选出有植被a生长出现的所有样方记为集合A；取A所对应的土壤含水率的最小值，以θ1表示和最大值以θ2表示，作为植被a生长的土壤含水率单一指数的阈值；植被长势最优样方对应的定埋深含水率称为峰值，以F表示，F可直接对应样方调查结果选中；步骤四：利用阈值和峰值确定适生水分区间：土壤适生水分即植物适合生长的土壤含水率，为一个数值区间，记为S；定义某种植被生长的土壤含水率的峰值和阈值权重各占50%情况下的水分区间作为该植被的适生水分区间，则S=［（F+θ1）/2，（F+θ2）/2］。本申请为极端干旱区天然植被生长所需土壤水分的量化过程提供技术保障和数据支持，从而在干旱区绿洲湿地的保护和繁衍中起到催化作用，尤其为人工控制单优势物种的生长提供技术渠道。植物根系所依赖的包气带具有一定水分，包气带水分的增长来源于其上界面的降水或灌溉，还来源于下界面地下水的补给。但极端干旱区的特点是降水极少、蒸发极强，大气降雨接触地表来不及入渗就已经蒸发完全，可忽略不计。这样一来，地下水则成为土壤包气带水分的唯一补给源。正是基于这一特点对极端干旱区天然植被的土壤适生水分调查方法进行研究。本技术的特色是：通过在天然植被样带剖面上选取典型样方，进行植被种类、生长状况、生物量等陆表生态调查，在样方中心挖掘浅井采取土壤原状样，测试含水率，从而筛选出剖面，即地下水流向上土壤水分在定埋深的阈值和植被长势最优样方对应的定埋深含水率（称为“峰值”），根据阈值和峰值的权重来确定植被生长所需的水分。这样不仅可以量化植被在干旱区的适生水分，更可以将这种量化方法应用于其它干旱区域，极具应用价值。附图说明本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：图1是本申请中样带样方调查及采样示意图；图2是土壤适生含水率计算示意图。图例：“L”代表样带总长度；“b”代表样方间距；“YF1”代表样方编号，数字为样方序号，以此类推；“S”代表某植物生长环境的土壤适生水分；“F”代表某植物生长环境最优极值对应的土壤含水率，即峰值；“θ1”代表某植物生长环境的土壤水分下限值，即水分＜θ1时，则无该种植被生长；“θ2”代表某植物生长环境的土壤水分上限值，即水分＞θ2时，则无该种植被生长；“θ3”代表某植物土壤适生水分的低值，定义为θ3=（F+θ1）/2；“θ4”代表某植物土壤适生水分的高值，定义为θ4=（F+θ2）/2；“Y”代表某植物生长环境的土壤水分阈值，定义为Y=［θ1，θ2］；“Q”代表大气降水入渗补给量，极端干旱区Q=0；“陆”代表地面；“水”代表地下水位。具体实施方式本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。实施例1：一种旱生植被土壤适生水分的调查方法包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：选择天然植被生长良好的区域，沿地下水流向在陆表布设一条植被样带；在植被样带剖面上间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、浅井施工、采样及称重：步骤一结束后，在样方中心进行浅井施工作业，挖掘过程中及时定深采取土壤样品并装铝盒，即刻利用电子天平进行土壤样品（含铝盒）的湿重测量，重复3次，取平均值，以M1表示；室内将土壤样品（含铝盒）置于105℃下烘干至恒重，此时土壤有机质不会分解，而土壤中的自由水和吸湿水全被驱除，重复3次测定土壤样品（含铝盒）的干重，取平均值，以M2表示；步骤三、阈值和峰值的确定：土壤的重量含水率以θg表示，则利用公式θg=（M1-M2）/M2计算可得所有采样点的土壤含水量，多个采样点集合成一条样带在不同样方、不同埋深点位上的土壤含水率测试值数据库。根据植物物种资源样方调查结果，筛选出有植被a生长出现的所有样方记为集合A；取A所对应的土壤含水率的最小值，以θ1表示和最大值以θ2表示，作为植被a生长的土壤含水率单一指数的阈值；植被长势最优样方对应的定埋深含水率称为峰值，以F表示，F可直接对应样方调查结果选中；步骤四：利用阈值和峰值确定适生水分区间：土壤适生水分即植物适合生长的土壤含水率，为一个数值区间，记为S；定义某种植被生长的土壤含水率的峰值和阈值权重各占50%情况下的水分区间作为该植被的适生水分区间，则S=［（F+θ1）/2，（F+θ2）/2］。步骤一中，典型样带剖面的选取应兼具植物物种长势的梯度变化规律和地下水位埋深有明显分异格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旱生植被土壤适生水分的调查方法，包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：选择天然植被生长良好的区域，沿地下水流向在陆表布设一条植被样带；在植被样带剖面上间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、浅井施工、采样及称重：步骤一结束后，在样方中心进行浅井施工作业，挖掘过程中及时定深采取土壤样品并装铝盒，即刻利用电子天平进行土壤样品（含铝盒）的湿重测量，重复3次，取平均值，以M1表示；室内将土壤样品（含铝盒）置于105℃下烘干至恒重，重复3次测定土壤样品（含铝盒）的干重，取平均值，以M2表示；步骤三、阈值和峰值的确定：计算可得所有采样点的土壤含水量，多个采样点集合成一条样带在不同样方、不同埋深点位上的土壤含水率测试值数据库；根据步骤一中植物物种资源样方调查结果，筛选出有植被a生长出现的所有样方记为集合A；取A所对应的土壤含水率的最小值，以θ1表示和最大值以θ2表示，作为植被a生长的土壤含水率单一指数的阈值；植被长势最优样方对应的定埋深含水率称为峰值，以F表示，F可直接对应样方调查结果选中；步骤四：利用阈值和峰值确定适生水分区间：土壤适生水分即植物适合生长的土壤含水率，为一个数值区间，记为S；定义某种植被生长的土壤含水率的峰值和阈值权重各占50%情况下的水分区间作为该植被的适生水分区间。...

【技术特征摘要】
1.一种旱生植被土壤适生水分的调查方法，包括以下步骤：步骤一、样带样方调查：选择天然植被生长良好的区域，沿地下水流向在陆表布设一条植被样带；在植被样带剖面上间隔选取样方，对样方内的植被进行陆表生态调查；步骤二、浅井施工、采样及称重：步骤一结束后，在样方中心进行浅井施工作业，挖掘过程中及时定深采取土壤样品并装铝盒，即刻利用电子天平进行土壤样品（含铝盒）的湿重测量，重复3次，取平均值，以M1表示；室内将土壤样品（含铝盒）置于105℃下烘干至恒重，重复3次测定土壤样品（含铝盒）的干重，取平均值，以M2表示；步骤三、阈值和峰值的确定：计算可得所有采样点的土壤含水量，多个采样点集合成一条样带在不同样方、不同埋深点位上的土壤含水率测试值数据库；根据步骤一中植物物种资源样方调查结果，筛选出有植被a生长出现的所有样方记为集合A；取A所对应的土壤含水率的最小值，以θ1表示和最大值以θ2表示，作为植被a生长的土壤含水率单一指数的阈值；植被长势最优样方对应的定埋深含水率称为峰值，以F表示，F可直接对应样方调查结果选中；步骤四：利用阈值和峰值确定适生水分区间：土壤适生水分即植物适合生长的土壤含水率，为一个数值区间，记为S；定义某种植被生长的土壤含水率的峰值和阈值权重各占50%情况下的水分区间作为该植...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，陈立，张明江，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一水文工程地质大队，
类型：发明
国别省市：新疆,65