荒漠绿洲过渡带白刺沙堆地表结皮生态水文效应研究

The sand-pile of nitraria widely distributes along the desert and oasis ecotone of the lower shi-yang river,which is a important ecological barrier of MinQin.The most obvious evidence during the evolution is the change of surface crust which certainly influences the water cycle and use,and then influences the vegetation change and stability of the sandy beach probably.But by now, no final conclusion has yet been reached on this matter.This project studies the surface crust of sand-pile of nitraria.Through observing and studing the type、structure characteristics and Hydrological characteristics of the surface crusts, moreover the vegetation change and the sand-pile evolvement,to clarify the relationship between the Eco-hydrological effects and stability of the surface crust of the sand-pile nitraria. and finally provides the scientific basis for preventing the beach degradation under rain-fed condition，and also provides the theoretical support for the country's ecological projects such as Shi-yang river comprehensive management ,sand prevention and control and degraded vegetation recovery.

白刺沙堆广泛分布于石羊河下游的荒漠-绿洲过渡带，是民勤绿洲一道重要的生态屏障。在其发展和演化过程中最明显的特征表现为地表结皮的形成与演化。这一结皮的形成必然影响沙堆水分的循环和利用，进而可能影响沙堆植被演化及其沙堆的稳定性。但到目前为止尚无定论。本项目以白刺沙堆地表结皮为研究对象，通过对结皮类型、结构特征、水文特征、植被变化及沙堆演化的观测研究，阐明白刺沙堆地表结皮的生态水文效应及其与沙堆稳定性之间的关系。为雨养条件下防治白刺沙堆退化提供科学依据，同时为石羊河流域生态综合治理、防沙治沙及退化植被恢复等重大生态工程提供理论支撑。

白刺广泛分布，但活化严重，威胁绿洲安全；在白刺沙堆的发展和演化过程中最明显的特征表现为地表结皮的形成与演化，其成为大气土壤的分界面，影响沙堆水分的循环和利用，进而可能影响沙堆植被演化及其沙堆的稳定性，但到目前为止结皮水文效应尚无定论。本项目针对上述问题，以荒漠绿洲过渡带白刺沙堆为研究对象，采用野外调查及定位观测，室内测定与分析及人工模拟等手段，研究其分布格局及环境解释、结皮类型及微结构、结皮基本水分性质及再分配过程及其植被生态响应。研究结果显示：1）灌丛沙堆沿短轴方向的横断面均呈对称的拱形，但沿长轴方向沙堆的横断面不对称，迎风坡陡而短，背风坡缓而长，从荒漠区、过渡区到绿洲区，灌丛沙堆的坡度均逐渐变大；绿洲区的灌丛沙堆的平均高度、纵（横）断面积、底面积及体积均最大，过渡区均最小；荒漠区和绿洲区主要为随机分布，过渡区以集群分布为主。2）白刺沙堆地表结皮类型有物理结皮、盐结皮、地衣结皮、藻类接皮和苔藓结皮，其形成和演化取决于区域环境条件，只有在一定条件下才能完成流沙—物理结皮— 藻类结皮—地衣结皮—苔藓的结皮的演化进程，而不能一概而论；沙堆的自然活化是其发育到一定程度的自然坍塌，并不影响其稳定性。3）在小降雨事件下（<15mm），结皮降低入渗，而在大降雨事件条件下（>15mm），结皮能促进入渗，但结皮的发育对沙堆整体水分影响不明显；4）沙堆地表结皮的演化及活化会诱发浅根性的草本植物的入侵和定居，增加物种多样性，有利于其稳定性的维持。项目结论可为荒漠绿洲过渡带白刺沙堆的科学保育提供理论依据。