寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤水鹽時空變化：特征、機(jī)制與生態(tài)啟示一、引言1.1研究背景與意義寧夏鹽漬區(qū)作為我國北方生態(tài)脆弱帶的重要組成部分，其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于區(qū)域生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。該區(qū)域地處干旱、半干旱氣候區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，加之不合理的灌溉和農(nóng)業(yè)活動，導(dǎo)致土壤鹽漬化問題日益嚴(yán)重。土壤鹽漬化不僅影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，降低土壤肥力和生產(chǎn)力，還對植被生長、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)而威脅到區(qū)域的生態(tài)平衡和生物多樣性。據(jù)統(tǒng)計，寧夏現(xiàn)有不同程度鹽漬化耕地248.7萬畝，輕度、中度、重度鹽漬化耕地分別占比56%、30%、14%，鹽漬化問題已成為制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)的主要因素之一。檉柳（Tamarixchinensis）作為鹽漬土生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵植物種，具有耐鹽堿、耐干旱、抗風(fēng)沙等優(yōu)良特性，在鹽漬地改良、固沙、水土保持等方面發(fā)揮著重要作用。檉柳根系發(fā)達(dá)，能夠深入土壤深層吸收水分和養(yǎng)分，同時其根系分泌物和凋落物可以改善土壤結(jié)構(gòu)和微生物群落，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)。此外，檉柳還具有較高的生物量和碳積累能力，對提高生態(tài)系統(tǒng)碳儲存和減緩氣候變化具有積極作用。在寧夏鹽漬區(qū)，檉柳林廣泛分布，成為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對于維持區(qū)域生態(tài)平衡和生態(tài)服務(wù)功能具有不可替代的作用。土壤水鹽動態(tài)是鹽漬土生態(tài)系統(tǒng)的核心過程，直接影響著土壤的理化性質(zhì)、植被生長和生態(tài)系統(tǒng)功能。研究檉柳林下土壤水鹽時空變化規(guī)律，對于深入理解鹽漬土生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，揭示檉柳對鹽漬環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制，以及制定科學(xué)合理的鹽漬地生態(tài)修復(fù)和管理策略具有重要的理論和實(shí)踐意義。一方面，通過研究土壤水鹽時空變化，可以了解鹽漬土的形成和演化過程，為鹽漬土的分類、評價和預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)；另一方面，掌握檉柳林下土壤水鹽動態(tài)規(guī)律，有助于優(yōu)化檉柳的種植和管理模式，提高檉柳林的生態(tài)功能和穩(wěn)定性，促進(jìn)鹽漬地的生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)利用。同時，這也有助于豐富和完善鹽漬土生態(tài)學(xué)的理論體系，為解決全球土壤鹽漬化問題提供有益的參考和借鑒。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀土壤鹽漬化是一個全球性的生態(tài)環(huán)境問題，長期以來受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國外對鹽漬土水鹽變化的研究起步較早，在水鹽運(yùn)動機(jī)制、模型模擬等方面取得了豐碩成果。早期研究主要集中在水鹽運(yùn)移的基本理論和實(shí)驗(yàn)研究，如Richards建立了土壤水分運(yùn)動的基本方程，為水鹽運(yùn)移研究奠定了理論基礎(chǔ)；Childs等通過實(shí)驗(yàn)研究了土壤水分特征曲線與鹽分運(yùn)移的關(guān)系。隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)模型的發(fā)展，國外學(xué)者開發(fā)了一系列用于模擬土壤水鹽動態(tài)的模型，如HYDRUS系列模型、SWAP模型等，這些模型能夠綜合考慮土壤質(zhì)地、氣象條件、灌溉排水等因素對水鹽運(yùn)移的影響，在鹽漬土地區(qū)的水資源管理、灌溉制度優(yōu)化等方面發(fā)揮了重要作用。在檉柳相關(guān)研究方面，國外學(xué)者主要關(guān)注檉柳的生態(tài)適應(yīng)性、生理特性以及在生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，檉柳能夠通過調(diào)節(jié)自身的滲透勢、離子平衡和抗氧化系統(tǒng)來適應(yīng)鹽漬環(huán)境，其根系分泌物還可以影響根際微生物群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)和植物生長。此外，檉柳在干旱、半干旱地區(qū)的防風(fēng)固沙、水土保持等方面也具有重要作用，被廣泛應(yīng)用于生態(tài)修復(fù)工程。國內(nèi)對鹽漬土水鹽變化及檉柳的研究也取得了顯著進(jìn)展。在鹽漬土水鹽變化研究方面，我國學(xué)者結(jié)合國內(nèi)鹽漬土的特點(diǎn)，開展了大量的野外調(diào)查、定位監(jiān)測和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，深入探討了不同地區(qū)鹽漬土水鹽運(yùn)移規(guī)律及其影響因素。例如，在干旱、半干旱地區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)土壤水鹽動態(tài)受降水、蒸發(fā)、灌溉等因素的強(qiáng)烈影響，水鹽運(yùn)移具有明顯的季節(jié)性和空間變異性；在濱海地區(qū)，海水入侵和潮汐作用是影響土壤水鹽動態(tài)的重要因素。同時，我國學(xué)者還在水鹽模型的改進(jìn)和應(yīng)用方面取得了一定成果，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對土壤水鹽動態(tài)的可視化表達(dá)和空間分析，為鹽漬土的精準(zhǔn)管理提供了技術(shù)支持。在檉柳研究方面，國內(nèi)學(xué)者對檉柳的生物學(xué)特性、生態(tài)功能、遺傳多樣性等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究表明，檉柳具有耐鹽堿、耐干旱、抗風(fēng)沙等多種優(yōu)良特性，在鹽漬地改良、固沙造林、生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)等方面具有重要應(yīng)用價值。此外，國內(nèi)學(xué)者還在檉柳的引種馴化、栽培技術(shù)、資源開發(fā)利用等方面開展了大量工作，為檉柳的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)保障。盡管國內(nèi)外在鹽漬土水鹽變化及檉柳相關(guān)研究方面取得了眾多成果，但仍存在一些不足之處?，F(xiàn)有研究多集中在單一因素對土壤水鹽動態(tài)的影響，而對多因素交互作用的研究相對較少；在檉柳研究方面，對檉柳與土壤水鹽之間的相互作用機(jī)制尚缺乏深入系統(tǒng)的研究，尤其是在寧夏鹽漬區(qū)這一特定生態(tài)環(huán)境下，檉柳林下土壤水鹽時空變化規(guī)律及其影響因素的研究還較為薄弱。此外，目前的研究多以短期觀測和實(shí)驗(yàn)為主，缺乏長期定位監(jiān)測數(shù)據(jù)，難以全面揭示土壤水鹽動態(tài)的長期演變趨勢和檉柳的生態(tài)適應(yīng)性變化。本研究將針對這些不足，以寧夏鹽漬區(qū)檉柳林為研究對象，通過長期定位監(jiān)測和多因素綜合分析，深入探討檉柳林下土壤水鹽時空變化規(guī)律及其影響因素，以期為寧夏鹽漬區(qū)的生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容1.3.1研究目標(biāo)本研究旨在深入探究寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤水鹽的時空變化規(guī)律，明確其主要影響因素，并揭示土壤水鹽之間的耦合關(guān)系，為寧夏鹽漬區(qū)的生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。具體目標(biāo)如下：揭示檉柳林下土壤水鹽在不同時間尺度（日、月、季節(jié)、年際）和空間尺度（水平方向、垂直方向）上的變化特征，包括土壤含水量和鹽分含量的動態(tài)變化規(guī)律、空間分布格局及其變異性。分析氣象因素（降水、蒸發(fā)、氣溫等）、地形地貌因素（海拔、坡度、坡向等）、土壤性質(zhì)因素（質(zhì)地、孔隙度、陽離子交換容量等）以及植被因素（檉柳生長狀況、覆蓋度、根系分布等）對檉柳林下土壤水鹽時空變化的影響，明確各因素的作用機(jī)制和相對貢獻(xiàn)。建立檉柳林下土壤水鹽耦合模型，定量描述土壤水鹽之間的相互作用關(guān)系，預(yù)測不同情景下土壤水鹽的動態(tài)變化趨勢，為鹽漬地的合理管理和生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)預(yù)測和決策依據(jù)。1.3.2研究內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將開展以下內(nèi)容的研究：檉柳林下土壤水鹽時空變化特征研究在寧夏鹽漬區(qū)選擇具有代表性的檉柳林樣地，采用定位監(jiān)測與野外調(diào)查相結(jié)合的方法，利用時域反射儀（TDR）、中子儀等先進(jìn)設(shè)備，定期測定不同土層深度（0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm）的土壤含水量和鹽分含量，獲取連續(xù)的時間序列數(shù)據(jù)，分析土壤水鹽的日變化、月變化、季節(jié)變化和年際變化規(guī)律。運(yùn)用地統(tǒng)計學(xué)方法和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對不同空間位置的土壤水鹽數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制土壤水鹽含量的空間分布圖，研究土壤水鹽在水平方向和垂直方向上的空間變異特征，包括變異函數(shù)的計算、空間自相關(guān)性分析以及克里金插值等，揭示土壤水鹽的空間分布格局及其異質(zhì)性。檉柳林下土壤水鹽時空變化影響因素分析同步收集樣地的氣象數(shù)據(jù)（降水、蒸發(fā)、氣溫、相對濕度、風(fēng)速等），通過相關(guān)性分析、主成分分析等統(tǒng)計方法，研究氣象因素對土壤水鹽時空變化的影響，明確降水和蒸發(fā)等氣象因素在不同時間尺度上對土壤水分和鹽分動態(tài)的作用機(jī)制。測定樣地的地形地貌參數(shù)（海拔、坡度、坡向等），分析地形地貌因素對土壤水鹽再分配的影響，探討地形如何通過影響水分的徑流、入滲和蒸發(fā)等過程，進(jìn)而影響土壤水鹽的空間分布格局。分析土壤質(zhì)地、孔隙度、陽離子交換容量等土壤性質(zhì)指標(biāo)與土壤水鹽含量之間的關(guān)系，研究土壤性質(zhì)對土壤水鹽運(yùn)移和儲存的影響機(jī)制，明確不同土壤性質(zhì)條件下土壤水鹽的動態(tài)變化特征。調(diào)查檉柳的生長狀況（樹高、胸徑、冠幅、生物量等）、覆蓋度和根系分布特征，通過野外控制實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，研究檉柳根系吸水、蒸騰作用以及根系分泌物對土壤水鹽動態(tài)的影響，揭示植被因素在土壤水鹽時空變化中的作用。檉柳林下土壤水鹽耦合關(guān)系研究根據(jù)土壤水鹽時空變化特征和影響因素分析結(jié)果，建立基于物理過程的土壤水鹽耦合模型，考慮水分運(yùn)動方程（Richards方程）和鹽分運(yùn)移方程（對流-彌散方程），并結(jié)合檉柳根系吸水模型和氣象因素等邊界條件，對土壤水鹽的動態(tài)變化進(jìn)行數(shù)值模擬。利用實(shí)測數(shù)據(jù)對建立的土壤水鹽耦合模型進(jìn)行參數(shù)率定和驗(yàn)證，通過對比模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)，評估模型的準(zhǔn)確性和可靠性，不斷優(yōu)化模型參數(shù)，提高模型的模擬精度。運(yùn)用驗(yàn)證后的土壤水鹽耦合模型，設(shè)置不同的情景（如氣候變化情景、灌溉情景、植被變化情景等），預(yù)測未來不同條件下檉柳林下土壤水鹽的動態(tài)變化趨勢，分析各種情景對土壤水鹽平衡的影響，為鹽漬地的合理管理和生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。1.4研究方法與技術(shù)路線1.4.1研究方法野外調(diào)查與定位監(jiān)測：在寧夏鹽漬區(qū)根據(jù)地形地貌、土壤類型和檉柳分布狀況，采用典型抽樣與隨機(jī)抽樣相結(jié)合的方法，選取具有代表性的檉柳林樣地10個，每個樣地面積為100m×100m。在每個樣地內(nèi)，按照“S”型布點(diǎn)法設(shè)置10個采樣點(diǎn)，使用TDR（時域反射儀）定期（每月1次）測定0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm土層深度的土壤含水量；同時，采集土壤樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室采用烘干法測定土壤含水量，采用電位滴定法測定土壤鹽分含量，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在樣地內(nèi)安裝氣象站，實(shí)時監(jiān)測降水、蒸發(fā)、氣溫、相對濕度、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)；使用全站儀測定樣地的海拔、坡度、坡向等地形地貌參數(shù)；采用生長錐測定檉柳的胸徑，使用測高儀測定樹高，通過樣方調(diào)查法測定冠幅和覆蓋度，并挖掘檉柳根系，分析根系分布特征。室內(nèi)分析：將采集的土壤樣品自然風(fēng)干后，過2mm篩，去除雜物，用于測定土壤質(zhì)地、孔隙度、陽離子交換容量等理化性質(zhì)。土壤質(zhì)地采用激光粒度分析儀測定；孔隙度通過環(huán)刀法測定；陽離子交換容量采用醋酸銨交換法測定。利用元素分析儀分析土壤全氮、全磷、全鉀等養(yǎng)分含量；采用重鉻酸鉀氧化法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量。通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，研究檉柳根系分泌物對土壤水鹽動態(tài)的影響。采集檉柳根系，洗凈后放入無菌水中培養(yǎng)，收集根系分泌物。將根系分泌物添加到不同鹽分含量的土壤樣品中，模擬不同的土壤水鹽條件，定期測定土壤水鹽含量，分析根系分泌物對土壤水鹽運(yùn)移和轉(zhuǎn)化的影響機(jī)制。數(shù)據(jù)分析：運(yùn)用Excel軟件對野外調(diào)查和室內(nèi)分析獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和初步統(tǒng)計分析，計算土壤水鹽含量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等統(tǒng)計參數(shù)，描述其基本特征。采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，研究土壤水鹽含量與氣象因素、地形地貌因素、土壤性質(zhì)因素以及植被因素之間的相關(guān)關(guān)系，確定各因素對土壤水鹽時空變化的影響程度。運(yùn)用主成分分析（PCA）方法，對多個影響因素進(jìn)行降維處理，提取主要成分，明確各因素的相對重要性和綜合作用?；诘亟y(tǒng)計學(xué)理論，利用GS+軟件計算土壤水鹽含量的半方差函數(shù)，分析其空間變異特征，包括塊金效應(yīng)、基臺值、變程等參數(shù)。采用克里金插值法，利用ArcGIS軟件繪制土壤水鹽含量的空間分布圖，直觀展示其空間分布格局。建立基于物理過程的土壤水鹽耦合模型，利用Hydrus-1D軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)研究區(qū)域的土壤物理性質(zhì)、氣象條件、植被參數(shù)等，設(shè)置模型的初始條件和邊界條件，輸入實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)率定和驗(yàn)證，通過不斷調(diào)整模型參數(shù)，使模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)達(dá)到最佳擬合效果，以確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。1.4.2技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線如圖1-1所示，首先通過文獻(xiàn)調(diào)研，全面了解寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤水鹽時空變化的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，明確研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行野外調(diào)查與定位監(jiān)測，獲取檉柳林下土壤水鹽含量、氣象數(shù)據(jù)、地形地貌參數(shù)以及植被特征等多源數(shù)據(jù)。將采集的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行土壤理化性質(zhì)分析和根系分泌物實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步深入研究土壤水鹽的內(nèi)在特性和影響因素。對野外調(diào)查和室內(nèi)分析獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計分析，運(yùn)用相關(guān)性分析、主成分分析等方法，明確各因素對土壤水鹽時空變化的影響機(jī)制；利用地統(tǒng)計學(xué)方法和ArcGIS技術(shù)，研究土壤水鹽的空間變異特征和分布格局。根據(jù)土壤水鹽時空變化特征和影響因素分析結(jié)果，建立土壤水鹽耦合模型，進(jìn)行數(shù)值模擬，并利用實(shí)測數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行參數(shù)率定和驗(yàn)證。最后，運(yùn)用驗(yàn)證后的模型預(yù)測不同情景下土壤水鹽的動態(tài)變化趨勢，為寧夏鹽漬區(qū)的生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。\FloatBarrier\begin{figure}[H]\centering\includegraphics[width=12cm]{技術(shù)路線圖.jpg}\caption{研究技術(shù)路線圖}\label{fig:技術(shù)路線圖}\end{figure}\FloatBarrier二、研究區(qū)域概況2.1寧夏鹽漬區(qū)地理環(huán)境寧夏鹽漬區(qū)位于我國西北部，地處北緯35°14′-39°23′，東經(jīng)104°17′-107°39′之間。該區(qū)域處于干旱、半干旱氣候區(qū)，是我國北方生態(tài)脆弱帶的重要組成部分，其特殊的地理位置和自然條件導(dǎo)致土壤鹽漬化問題較為嚴(yán)重。寧夏鹽漬區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，整體地勢南高北低，自西南向東北傾斜。南部為黃土高原，地勢起伏較大，溝壑縱橫；北部為寧夏平原，地勢平坦開闊，是引黃灌溉的主要區(qū)域。在寧夏鹽漬區(qū)內(nèi)，分布著眾多的河流、湖泊和濕地，如黃河、清水河、苦水河、沙湖等。這些水體為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)系統(tǒng)提供了重要的水源支持，但同時也對土壤水鹽動態(tài)產(chǎn)生了顯著影響。黃河作為寧夏的母親河，其過境水量豐富，為寧夏平原的灌溉農(nóng)業(yè)提供了充足的水源。然而，由于不合理的灌溉方式和排水系統(tǒng)不完善，導(dǎo)致地下水位上升，鹽分在土壤表層積累，加劇了土壤鹽漬化的程度。在一些低洼地區(qū)，由于排水不暢，容易形成積水，水分蒸發(fā)后，鹽分殘留，使得土壤鹽漬化問題更為突出。寧夏鹽漬區(qū)屬于溫帶大陸性干旱、半干旱氣候，其氣候特點(diǎn)對土壤鹽漬化的形成和發(fā)展具有重要影響。該地區(qū)降水稀少，年降水量一般在200-400毫米之間，且降水分布不均，主要集中在夏季，占全年降水量的60%-70%。而蒸發(fā)量卻很大，年蒸發(fā)量高達(dá)1500-2500毫米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過降水量。這種干旱的氣候條件使得土壤中的水分不斷蒸發(fā)，鹽分隨著水分的上升而在土壤表層積累，從而導(dǎo)致土壤鹽漬化。在春季和秋季，氣溫回升較快，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤鹽分積累明顯；而在夏季，雖然降水相對較多，但由于降水時間短、強(qiáng)度大，大部分降水形成地表徑流流失，未能充分淋洗土壤中的鹽分，反而可能會將鹽分帶到地勢較低的區(qū)域，進(jìn)一步加重土壤鹽漬化。寧夏鹽漬區(qū)的光照資源豐富，年日照時數(shù)在2800-3200小時之間，充足的光照有利于植物的光合作用和生長發(fā)育。但同時，強(qiáng)烈的光照也會加速土壤水分的蒸發(fā)，促進(jìn)鹽分在土壤表層的積累。該地區(qū)的氣溫年較差和日較差較大，年平均氣溫在5-9℃之間，1月平均氣溫在-10℃左右，7月平均氣溫在22-24℃之間。氣溫的劇烈變化對土壤水鹽動態(tài)也有一定的影響，在低溫季節(jié)，土壤水分凍結(jié)，鹽分濃度升高，可能會對植物造成鹽害；而在高溫季節(jié)，土壤水分蒸發(fā)加快，鹽分積累加劇。此外，寧夏鹽漬區(qū)多大風(fēng)天氣，尤其是在春季和冬季，大風(fēng)不僅會加速土壤水分的蒸發(fā)，還可能會將土壤中的鹽分吹揚(yáng)起來，進(jìn)一步擴(kuò)散鹽漬化范圍。寧夏鹽漬區(qū)的地理位置、地形地貌和氣候條件相互作用，共同影響著土壤鹽漬化的形成和發(fā)展。復(fù)雜的地形地貌導(dǎo)致水分和鹽分在土壤中的分布不均，而干旱的氣候條件和豐富的光照資源則加劇了土壤水分的蒸發(fā)和鹽分的積累，使得該區(qū)域成為我國土壤鹽漬化較為嚴(yán)重的地區(qū)之一。2.2檉柳在寧夏鹽漬區(qū)的分布與生態(tài)作用檉柳在寧夏鹽漬區(qū)分布廣泛，主要集中在北部的寧夏平原以及中部干旱帶的低洼地帶、河流沿岸和湖泊周邊等區(qū)域。在寧夏平原的引黃灌區(qū)，由于灌溉水源充足，地下水位相對較高，土壤鹽漬化程度不一，檉柳能夠在不同鹽漬化程度的土壤上生長，形成大小不一的檉柳群落。在一些鹽堿荒地、河灘地以及溝渠邊，檉柳常呈片狀或帶狀分布，成為這些區(qū)域植被的主要組成部分。在中部干旱帶，檉柳則多分布在靠近水源的地方，如泉水溢出帶、河流兩岸等，這些地方水分條件相對較好，能夠滿足檉柳生長的需求。寧夏鹽漬區(qū)的檉柳群落具有一定的特點(diǎn)。檉柳群落的物種組成相對簡單，除檉柳外，常見的伴生植物有堿蓬、鹽爪爪、白刺等，這些植物也都具有較強(qiáng)的耐鹽堿能力，它們與檉柳共同構(gòu)成了鹽漬區(qū)獨(dú)特的植被景觀。檉柳群落的結(jié)構(gòu)較為單一，一般可分為灌木層和草本層。灌木層主要由檉柳構(gòu)成，其高度和密度因生長環(huán)境而異，在水分和土壤條件較好的地方，檉柳生長較為高大茂密，高度可達(dá)3-5米，而在條件較差的地方，檉柳則相對矮小稀疏，高度多在1-2米。草本層則主要由一些耐鹽堿的草本植物組成，如蘆葦、賴草等，其覆蓋度和生物量相對較低。檉柳群落的穩(wěn)定性相對較高，由于檉柳具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和抗逆性，能夠在鹽漬環(huán)境中長期生存和繁衍，因此檉柳群落能夠在一定程度上保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。但隨著環(huán)境條件的變化，如地下水位下降、土壤鹽漬化加重等，檉柳群落也可能會發(fā)生退化和演替。檉柳在寧夏鹽漬區(qū)具有重要的生態(tài)作用，首先體現(xiàn)在耐鹽堿特性上。檉柳對鹽堿環(huán)境具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，其根系能夠吸收土壤中的鹽分，并通過自身的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，將鹽分排出體外或儲存于特定的組織器官中，從而避免鹽分對細(xì)胞造成傷害。檉柳還能夠通過調(diào)節(jié)自身的滲透壓，保持細(xì)胞內(nèi)的水分平衡，以適應(yīng)高鹽環(huán)境。這種耐鹽堿特性使得檉柳能夠在寧夏鹽漬區(qū)的惡劣土壤條件下生長繁衍，成為鹽漬地植被恢復(fù)和生態(tài)重建的先鋒樹種。在改良土壤方面，檉柳也發(fā)揮著重要作用。檉柳的根系發(fā)達(dá)，能夠深入土壤深層，增加土壤的通氣性和透水性，改善土壤結(jié)構(gòu)。檉柳的根系分泌物和凋落物含有豐富的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，在微生物的作用下，能夠分解轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，提高土壤肥力。研究表明，檉柳林下土壤的有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷等養(yǎng)分含量明顯高于周邊無植被覆蓋的鹽堿地，土壤的理化性質(zhì)得到顯著改善。檉柳還能夠降低土壤的pH值和鹽分含量，通過根系吸收和生物轉(zhuǎn)化作用，減少土壤中的可溶性鹽分，緩解土壤鹽漬化程度，為其他植物的生長創(chuàng)造有利條件。寧夏鹽漬區(qū)氣候干旱，風(fēng)沙較大，水土流失問題較為嚴(yán)重。檉柳的樹冠茂密，能夠有效阻擋風(fēng)沙，降低風(fēng)速，減少風(fēng)沙對土壤的侵蝕。檉柳的根系發(fā)達(dá)，能夠牢固地固定土壤，防止土壤被風(fēng)吹走或被雨水沖刷。在一些風(fēng)沙危害嚴(yán)重的地區(qū)，種植檉柳后，風(fēng)沙侵蝕得到明顯遏制，土壤流失量大幅減少。檉柳還能夠通過增加土壤的持水能力，減少地表徑流，起到保持水土的作用。在雨季，檉柳能夠吸收和儲存大量的雨水，減少雨水對土壤的直接沖擊，避免土壤被沖刷，從而保護(hù)了土壤資源和生態(tài)環(huán)境。三、研究方法3.1樣地設(shè)置與樣品采集本研究于2020年在寧夏鹽漬區(qū)開展樣地設(shè)置與樣品采集工作，綜合考慮地形地貌、土壤類型、檉柳分布狀況以及人類活動干擾程度等因素，采用典型抽樣與隨機(jī)抽樣相結(jié)合的方法，選取具有代表性的檉柳林樣地10個。每個樣地面積為100m×100m，樣地之間的距離盡量保持在500m以上，以確保樣地的獨(dú)立性和代表性。在每個樣地內(nèi)，按照“S”型布點(diǎn)法設(shè)置10個采樣點(diǎn)，以全面反映樣地內(nèi)土壤水鹽的空間變異性。在土壤樣品采集過程中，充分考慮土層深度和季節(jié)變化對土壤水鹽含量的影響。在每個采樣點(diǎn)，使用土鉆分別采集0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm土層深度的土壤樣品。為保證樣品的準(zhǔn)確性和可靠性，每個土層采集3個重復(fù)樣品，將同土層的重復(fù)樣品混合均勻后作為該土層的代表樣品。采集的土壤樣品立即裝入密封袋中，貼上標(biāo)簽，記錄采樣點(diǎn)編號、土層深度、采樣時間等信息，并盡快帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。為研究土壤水鹽的季節(jié)變化規(guī)律，在2020-2022年期間，每月進(jìn)行一次土壤樣品采集，全年共采集12次。在不同季節(jié)，土壤水鹽含量受到降水、蒸發(fā)、氣溫等氣象因素以及植被生長狀況的影響，呈現(xiàn)出不同的變化特征。春季，氣溫回升，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤鹽分隨著水分的蒸發(fā)向表層積累；夏季，降水相對較多，部分鹽分被淋溶到土壤深層，但由于降水分布不均，局部地區(qū)仍可能出現(xiàn)鹽分積累現(xiàn)象；秋季，氣溫逐漸降低，蒸發(fā)減弱，土壤水鹽相對穩(wěn)定；冬季，土壤凍結(jié)，水分和鹽分的運(yùn)移受到限制，但在凍結(jié)和解凍過程中，土壤水鹽也會發(fā)生一定的變化。通過連續(xù)多年的月度采樣，能夠獲取土壤水鹽含量在不同季節(jié)的動態(tài)變化數(shù)據(jù)，為深入分析土壤水鹽的季節(jié)變化規(guī)律提供充足的數(shù)據(jù)支持。此外，在每次采樣時，同步記錄采樣點(diǎn)的地理位置信息，使用GPS定位儀測定采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度和海拔高度，確保每個采樣點(diǎn)的位置準(zhǔn)確無誤。這些地理位置信息將為后續(xù)的土壤水鹽空間變異分析提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有助于揭示土壤水鹽在水平方向上的分布規(guī)律。3.2土壤水分與鹽分測定方法土壤水分含量的測定采用烘干法，這是一種經(jīng)典且廣泛應(yīng)用的方法，能夠準(zhǔn)確地測定土壤中的含水量。將采集的新鮮土壤樣品迅速放入已知重量的鋁盒中，立即蓋上盒蓋，以防止水分蒸發(fā)。使用精度為0.01g的電子天平準(zhǔn)確稱取鋁盒與濕土的總質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)。揭開盒蓋，將裝有土壤樣品的鋁盒放入恒溫烘箱中，在105-110℃的溫度下烘干至恒重。對于細(xì)粒土，烘干時間一般不得少于8小時；對于砂類土，烘干時間不得少于6小時。若土壤中含有機(jī)質(zhì)超過5%，為避免有機(jī)質(zhì)分解對結(jié)果產(chǎn)生影響，應(yīng)將溫度控制在65-70℃的恒溫下烘干，干燥時間以12-15小時為宜。烘干完成后，取出鋁盒放入干燥器中冷卻，冷卻時間一般為0.5-1小時，待冷卻后蓋好盒蓋，再次用電子天平稱取鋁盒與烘干土的總質(zhì)量。根據(jù)前后兩次稱重的數(shù)據(jù)，按照公式計算土壤含水量：以風(fēng)干土為基數(shù)的水分百分?jǐn)?shù)（通常用于化學(xué)分析計算）WCF\%=\frac{W2-W3}{W2-W1}×100；以烘干土為基數(shù)的水分百分?jǐn)?shù)WCH\%=\frac{W2-W3}{W3-W1}×100。式中，W為含水率（%）；W1為稱皿重（克）；W2為稱皿+風(fēng)干土重（克）；W3為稱皿+烘干土重（克）。為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本試驗(yàn)須進(jìn)行二次平行測定，取兩次平行試驗(yàn)的平均值作為含水率，允許平行差應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。土壤鹽分含量及離子組成的測定采用電導(dǎo)率法和離子色譜法相結(jié)合的方式。電導(dǎo)率法可快速估算土壤中的鹽分含量，其原理是土壤溶液中的離子濃度越高，土壤的電導(dǎo)率就越大。將風(fēng)干后的土壤樣品研磨并過篩，取適量土壤放入燒杯中，按照土水比1:5的比例加入去離子水，使用攪拌器攪拌均勻，使土壤充分浸提，靜置一段時間，讓土壤顆粒沉淀，取上清液。用電導(dǎo)率儀測量浸提液的電導(dǎo)率，根據(jù)預(yù)先建立的電導(dǎo)率與土壤鹽分含量的關(guān)系曲線，估算土壤鹽分含量。然而，電導(dǎo)率法只能得到土壤鹽分的總量，無法確定具體的離子組成。為了深入了解土壤鹽分的離子組成，采用離子色譜法進(jìn)行進(jìn)一步分析。將土壤浸提液通過0.45μm的微孔濾膜過濾，去除其中的雜質(zhì)和顆粒物，然后將濾液注入離子色譜儀中。離子色譜儀利用離子交換原理，能夠分離和測定土壤浸提液中的各種陰離子（如Cl^-、SO_4^{2-}、HCO_3^-等）和陽離子（如Na^+、K^+、Ca^{2+}、Mg^{2+}等）的含量。通過離子色譜法的測定，可以全面了解土壤鹽分的離子組成，為研究土壤鹽漬化的成因和機(jī)制提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。3.3數(shù)據(jù)分析方法運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法對土壤水鹽含量及相關(guān)影響因素數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，利用Excel軟件計算各指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等統(tǒng)計參數(shù)，以描述數(shù)據(jù)的集中趨勢、離散程度和變異程度。平均值能夠反映數(shù)據(jù)的總體水平，標(biāo)準(zhǔn)差用于衡量數(shù)據(jù)相對于平均值的離散程度，變異系數(shù)則消除了數(shù)據(jù)量綱的影響，更便于比較不同指標(biāo)的變異程度。計算不同土層土壤含水量和鹽分含量的平均值，以了解土壤水鹽的總體水平；通過計算標(biāo)準(zhǔn)差，可判斷各土層土壤水鹽含量的波動情況；變異系數(shù)的計算則有助于明確不同土層土壤水鹽變異性的相對大小，從而為后續(xù)分析提供基礎(chǔ)。利用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，研究土壤水鹽含量與氣象因素（降水、蒸發(fā)、氣溫等）、地形地貌因素（海拔、坡度、坡向等）、土壤性質(zhì)因素（質(zhì)地、孔隙度、陽離子交換容量等）以及植被因素（檉柳生長狀況、覆蓋度、根系分布等）之間的相關(guān)關(guān)系，確定各因素對土壤水鹽時空變化的影響程度。計算土壤含水量與降水量之間的相關(guān)系數(shù)，若相關(guān)系數(shù)為正且絕對值較大，說明降水量增加會導(dǎo)致土壤含水量上升，兩者呈顯著正相關(guān)；反之，若相關(guān)系數(shù)為負(fù)，則表明兩者呈負(fù)相關(guān)。通過相關(guān)性分析，能夠初步篩選出對土壤水鹽時空變化影響較大的因素，為進(jìn)一步深入研究提供方向?；诘亟y(tǒng)計學(xué)理論，利用GS+軟件計算土壤水鹽含量的半方差函數(shù)，以此分析其空間變異特征，包括塊金效應(yīng)、基臺值、變程等參數(shù)。半方差函數(shù)能夠描述區(qū)域化變量在空間上的變異程度和自相關(guān)性質(zhì)，塊金效應(yīng)反映了隨機(jī)因素和測量誤差對空間變異的影響；基臺值表示區(qū)域化變量在一定空間范圍內(nèi)的總變異程度；變程則表示區(qū)域化變量在空間上的自相關(guān)范圍。計算土壤鹽分含量的半方差函數(shù)，得到塊金值、基臺值和變程等參數(shù)，通過分析這些參數(shù)，可以了解土壤鹽分在空間上的變異特征，判斷其空間自相關(guān)性的強(qiáng)弱以及自相關(guān)范圍的大小。采用克里金插值法，借助ArcGIS軟件繪制土壤水鹽含量的空間分布圖，直觀展示其空間分布格局?？死锝鸩逯捣ㄊ且环N基于地統(tǒng)計學(xué)的空間插值方法，能夠利用已知采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)對未知區(qū)域進(jìn)行最優(yōu)無偏估計，從而生成連續(xù)的空間分布圖像。將土壤水鹽含量數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS軟件，運(yùn)用克里金插值法生成土壤水鹽含量的空間分布圖，圖中不同的顏色或等值線可以直觀地反映土壤水鹽含量在水平方向和垂直方向上的分布差異，為研究土壤水鹽的空間分布規(guī)律提供直觀依據(jù)。構(gòu)建基于物理過程的土壤水鹽耦合模型，利用Hydrus-1D軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。該模型考慮水分運(yùn)動方程（Richards方程）和鹽分運(yùn)移方程（對流-彌散方程），并結(jié)合檉柳根系吸水模型和氣象因素等邊界條件，對土壤水鹽的動態(tài)變化進(jìn)行模擬。Richards方程描述了土壤中水分的運(yùn)動過程，考慮了土壤基質(zhì)勢、重力勢等因素對水分運(yùn)動的影響；對流-彌散方程則用于描述鹽分在土壤中的運(yùn)移，包括對流作用和彌散作用。將研究區(qū)域的土壤物理性質(zhì)（如土壤質(zhì)地、孔隙度等）、氣象條件（降水、蒸發(fā)、氣溫等）、植被參數(shù)（檉柳根系分布、蒸騰速率等）等數(shù)據(jù)輸入Hydrus-1D軟件，設(shè)置模型的初始條件和邊界條件，運(yùn)行模型進(jìn)行數(shù)值模擬，以預(yù)測土壤水鹽在不同條件下的動態(tài)變化趨勢。利用實(shí)測數(shù)據(jù)對建立的土壤水鹽耦合模型進(jìn)行參數(shù)率定和驗(yàn)證，通過對比模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)，評估模型的準(zhǔn)確性和可靠性。參數(shù)率定是通過調(diào)整模型中的參數(shù)，使模型模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)達(dá)到最佳擬合效果；驗(yàn)證則是利用另一組獨(dú)立的實(shí)測數(shù)據(jù)對率定后的模型進(jìn)行檢驗(yàn)，評估模型的泛化能力。計算模擬值與實(shí)測值之間的均方根誤差（RMSE）、平均絕對誤差（MAE）、決定系數(shù)（R2）等指標(biāo)，以評估模型的精度和可靠性。若RMSE和MAE較小，R2接近1，則說明模型的模擬效果較好，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測土壤水鹽的動態(tài)變化。四、檉柳林下土壤水分時空變化特征4.1土壤水分的時間變化規(guī)律對2020-2022年寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下不同土層土壤水分含量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，土壤水分含量隨季節(jié)變化呈現(xiàn)出明顯的動態(tài)變化特征。在春季（3-5月），隨著氣溫的回升，土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，檉柳林下土壤水分含量整體呈下降趨勢。0-20cm土層的土壤水分含量從3月的[X1]%逐漸下降至5月的[X2]%，下降幅度較為明顯。這是因?yàn)榇杭窘邓∩?，而太陽輻射增?qiáng)，氣溫升高，導(dǎo)致土壤水分大量蒸發(fā)。檉柳在春季開始生長，根系吸水能力逐漸增強(qiáng)，也會消耗一定量的土壤水分，進(jìn)一步加劇了土壤水分的減少。由于土壤表層直接與大氣接觸，受蒸發(fā)影響最大，所以0-20cm土層的水分下降幅度大于深層土壤。在這一季節(jié)，土壤水分主要通過蒸發(fā)和植被蒸騰的方式散失，而降水補(bǔ)充較少，使得土壤水分處于虧缺狀態(tài)。進(jìn)入夏季（6-8月），寧夏鹽漬區(qū)迎來雨季，降水增多，土壤水分含量有所回升。6-8月期間，0-20cm土層的土壤水分含量平均為[X3]%，較春季有所增加。降水是夏季土壤水分的主要補(bǔ)給來源，大量的降水通過地表入滲進(jìn)入土壤，增加了土壤含水量。不同年份夏季的降水情況存在差異，導(dǎo)致土壤水分含量的變化也有所不同。在降水較多的年份，土壤水分含量的回升幅度較大；而在降水相對較少的年份，土壤水分含量的增加則相對有限。夏季氣溫高，植被生長旺盛，檉柳的蒸騰作用也較為強(qiáng)烈，會消耗部分土壤水分。雖然降水增加了土壤水分，但植被蒸騰和蒸發(fā)作用也在持續(xù)進(jìn)行，使得土壤水分處于動態(tài)平衡之中。秋季（9-11月），氣溫逐漸降低，蒸發(fā)減弱，檉柳生長速度減緩，蒸騰作用也相應(yīng)減弱，土壤水分含量相對穩(wěn)定。0-20cm土層的土壤水分含量基本維持在[X4]%左右。此時，降水逐漸減少，土壤水分的主要支出為植被的少量蒸騰和微弱的蒸發(fā)。由于氣溫下降，土壤水分蒸發(fā)量減少，而檉柳的生長活動也逐漸減弱，對水分的需求降低，因此土壤水分能夠保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。冬季（12月-次年2月），土壤凍結(jié)，水分運(yùn)動受到限制，土壤水分含量變化較小。0-20cm土層的土壤水分含量保持在[X5]%左右。在冬季，低溫使得土壤中的水分凍結(jié)成冰，土壤孔隙被冰填充，水分難以在土壤中自由移動。檉柳處于休眠期，對水分的吸收和蒸騰作用幾乎停止，所以土壤水分含量相對穩(wěn)定，變化幅度較小。通過對不同土層土壤水分含量的季節(jié)變化進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)各土層土壤水分含量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。0-20cm土層與20-40cm土層土壤水分含量的相關(guān)系數(shù)為[R1]（P<0.01），20-40cm土層與40-60cm土層土壤水分含量的相關(guān)系數(shù)為[R2]（P<0.01），表明土壤水分在垂直方向上具有一定的連續(xù)性和一致性。當(dāng)表層土壤水分含量發(fā)生變化時，會通過水分的垂直運(yùn)移影響到深層土壤的水分含量，反之亦然。這種相關(guān)性也反映了土壤水分在整個土壤剖面中的相互聯(lián)系和動態(tài)平衡。將2020-2022年各月的土壤水分含量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析土壤水分的年際變化特征。結(jié)果顯示，不同年份同一月份的土壤水分含量存在一定差異，但整體變化趨勢相似。以0-20cm土層為例，2020年5月土壤水分含量為[X6]%，2021年5月為[X7]%，2022年5月為[X8]%。這種年際差異主要是由于不同年份的氣象條件，尤其是降水和蒸發(fā)的差異所導(dǎo)致。在降水較多的年份，土壤水分含量相對較高；而在蒸發(fā)較強(qiáng)、降水較少的年份，土壤水分含量則相對較低。人類活動如灌溉、放牧等也可能對土壤水分的年際變化產(chǎn)生一定影響。在靠近農(nóng)田的檉柳林樣地，由于農(nóng)田灌溉可能會導(dǎo)致地下水位上升，從而影響檉柳林下土壤水分含量。通過多年的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤水分含量在時間尺度上受氣象因素、植被生長狀況等多種因素的綜合影響，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化和年際變化特征。了解這些變化規(guī)律，對于深入理解鹽漬區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的水分循環(huán)和植被生長與水分的關(guān)系具有重要意義。4.2土壤水分的空間分布特征對寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下不同土層土壤水分含量的空間分布進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，土壤水分含量在垂直方向上呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。在0-20cm土層，土壤水分含量相對較低，平均值為[X1]%。這主要是因?yàn)樵撏翆又苯优c大氣接觸，受太陽輻射、氣溫和風(fēng)力等因素的影響較大，水分蒸發(fā)強(qiáng)烈。該土層也是檉柳根系分布較為密集的區(qū)域，檉柳根系的吸水作用會消耗一定量的土壤水分，進(jìn)一步降低了土壤水分含量。在靠近檉柳樹干的位置，由于檉柳根系對水分的吸收更為集中，土壤水分含量相對較低；而在遠(yuǎn)離樹干的位置，土壤水分含量相對較高，這表明檉柳根系的分布和吸水模式對土壤水分在水平方向上的分布產(chǎn)生了顯著影響。隨著土層深度的增加，土壤水分含量逐漸升高。在20-40cm土層，土壤水分含量平均值為[X2]%，較0-20cm土層有所增加。這是因?yàn)樵撏翆邮艽髿庹舭l(fā)的影響相對較小，水分蒸發(fā)損失較少。該土層的根系分布相對上層有所減少，檉柳根系對水分的吸收強(qiáng)度降低，使得土壤水分能夠得到較好的保存。在40-60cm土層，土壤水分含量繼續(xù)升高，平均值達(dá)到[X3]%。這一土層處于土壤剖面的較深層，水分蒸發(fā)微弱，且降水和灌溉水在向下滲透的過程中，會在該土層積累一定量的水分。深層土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)也可能對水分的儲存和保持產(chǎn)生影響，使得該土層能夠儲存較多的水分。在60-80cm和80-100cm土層，土壤水分含量相對穩(wěn)定，平均值分別為[X4]%和[X5]%。這兩個土層位于土壤深層，受外界環(huán)境因素的影響較小，土壤水分的變化主要受地下水水位和土壤質(zhì)地的影響。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，深層土壤能夠得到地下水的補(bǔ)給，保持較高的水分含量；而當(dāng)?shù)叵滤惠^低時，深層土壤的水分含量則主要取決于土壤自身的持水能力。在水平方向上，由于檉柳林的植被分布和地形地貌的差異，土壤水分含量也存在一定的空間變異性。在地勢低洼的區(qū)域，水分容易聚集，土壤水分含量相對較高；而在地勢較高的區(qū)域，水分容易流失，土壤水分含量相對較低。在檉柳林邊緣與空曠地相鄰的區(qū)域，由于受到空曠地的影響，土壤水分蒸發(fā)較快，土壤水分含量相對較低；而在檉柳林內(nèi)部，由于植被的覆蓋和遮蔭作用，土壤水分蒸發(fā)相對較慢，土壤水分含量相對較高。通過地統(tǒng)計學(xué)方法對土壤水分含量的空間變異特征進(jìn)行分析，計算得到不同土層土壤水分含量的半方差函數(shù)參數(shù)。結(jié)果表明，各土層土壤水分含量均具有一定的空間自相關(guān)性，且變程在[X6]-[X7]m之間。這意味著在一定的空間范圍內(nèi)，土壤水分含量具有相似性，隨著距離的增加，這種相似性逐漸減弱。塊金值與基臺值的比值反映了隨機(jī)因素和結(jié)構(gòu)性因素對土壤水分空間變異的影響程度。在0-20cm土層，塊金值與基臺值的比值相對較大，說明該土層土壤水分的空間變異受隨機(jī)因素的影響較大，如降水的不均勻分布、檉柳根系分布的局部差異等；而在深層土層，塊金值與基臺值的比值相對較小，表明結(jié)構(gòu)性因素，如土壤質(zhì)地、地形地貌等對土壤水分的空間變異起主導(dǎo)作用。利用克里金插值法繪制檉柳林下土壤水分含量的空間分布圖，從圖中可以直觀地看出土壤水分含量在水平方向和垂直方向上的分布特征。在水平方向上，土壤水分含量呈現(xiàn)出斑塊狀分布，高值區(qū)和低值區(qū)相互交錯，這與檉柳的分布格局以及地形地貌的變化密切相關(guān)。在垂直方向上，土壤水分含量隨著土層深度的增加而逐漸升高，形成明顯的垂直梯度。在地勢低洼處，土壤水分含量較高，呈現(xiàn)出紅色或橙色區(qū)域；而在地勢較高處，土壤水分含量較低，呈現(xiàn)出藍(lán)色或綠色區(qū)域。在檉柳生長茂密的區(qū)域，由于植被對水分的截留和蒸騰作用，土壤水分含量相對較低；而在植被稀疏的區(qū)域，土壤水分含量相對較高。綜上所述，寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤水分含量在空間分布上具有明顯的垂直和水平變化特征，受土壤質(zhì)地、地形地貌、植被分布等多種因素的綜合影響。了解這些空間分布特征，對于深入理解鹽漬區(qū)土壤水分的運(yùn)移規(guī)律和植被生長與水分的關(guān)系具有重要意義。4.3影響土壤水分時空變化的因素分析寧夏鹽漬區(qū)屬溫帶大陸性干旱、半干旱氣候，降水稀少且分布不均，蒸發(fā)強(qiáng)烈，這種氣候條件對檉柳林下土壤水分的時空變化產(chǎn)生了顯著影響。降水是土壤水分的主要補(bǔ)給來源，在2020-2022年的監(jiān)測期間，降水主要集中在夏季（6-8月），占全年降水量的60%-70%。夏季降水量與土壤水分含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到[X1]（P<0.01）。在2021年7月，降水量較常年偏多，檉柳林下0-20cm土層的土壤水分含量較上月增加了[X2]%，這表明降水能夠直接增加土壤水分，且降水對表層土壤水分的影響更為明顯。然而，由于寧夏鹽漬區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，年蒸發(fā)量高達(dá)1500-2500毫米，是降水量的數(shù)倍，強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使得土壤水分大量散失。在春季和秋季，氣溫回升或較高，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤水分蒸發(fā)損失明顯，導(dǎo)致土壤水分含量下降。在2020年4月，氣溫升高，蒸發(fā)量增大，0-20cm土層的土壤水分含量較上月下降了[X3]%，說明蒸發(fā)是導(dǎo)致土壤水分減少的重要因素。降水和蒸發(fā)的季節(jié)性變化共同作用，導(dǎo)致土壤水分含量呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征。寧夏鹽漬區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，包括山地、平原、丘陵等多種地形，不同的地形地貌條件影響著水分的再分配，進(jìn)而對檉柳林下土壤水分的空間分布產(chǎn)生重要影響。在地勢低洼的區(qū)域，如寧夏平原的一些低洼地段和河流沿岸的低洼處，水分容易聚集，土壤水分含量相對較高。這是因?yàn)樵诮邓蚬喔群?，水分會向地勢低洼處流動并積聚，使得這些區(qū)域的土壤能夠保持較高的水分含量。在地勢較高的區(qū)域，如山地和丘陵的頂部，水分容易流失，土壤水分含量相對較低。由于重力作用，降水和灌溉水難以在高處積聚，且這些區(qū)域的地表徑流速度較快，水分迅速流失，導(dǎo)致土壤水分含量較低。地形的坡度和坡向也會影響土壤水分的分布。在坡度較大的區(qū)域，水分容易沿坡面流失，土壤水分含量較低；而在坡度較小的區(qū)域，水分能夠較好地滲透和儲存，土壤水分含量相對較高。坡向不同，接受的太陽輻射和蒸發(fā)強(qiáng)度也不同，從而影響土壤水分含量。陽坡接受的太陽輻射多，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤水分含量相對較低；陰坡則相反，土壤水分含量相對較高。在研究區(qū)域內(nèi)，位于陽坡的檉柳林樣地，0-20cm土層的土壤水分含量平均比陰坡樣地低[X4]%，這充分說明了地形地貌因素對土壤水分空間分布的顯著影響。檉柳作為鹽漬區(qū)的優(yōu)勢植被，其生長狀況和根系分布對林下土壤水分的時空變化具有重要作用。檉柳的根系發(fā)達(dá)，能夠深入土壤深層吸收水分，根系分布深度可達(dá)1-2米甚至更深。在生長季節(jié)，檉柳通過根系吸收土壤水分，并通過蒸騰作用將水分散失到大氣中，從而影響土壤水分含量。檉柳的蒸騰作用強(qiáng)度與土壤水分含量密切相關(guān)，當(dāng)土壤水分含量較高時，檉柳的蒸騰作用較強(qiáng)，能夠消耗更多的土壤水分；當(dāng)土壤水分含量較低時，檉柳會通過調(diào)節(jié)自身的生理過程，降低蒸騰作用強(qiáng)度，以減少水分消耗。在夏季，檉柳生長旺盛，蒸騰作用強(qiáng)烈，對土壤水分的消耗較大，導(dǎo)致林下土壤水分含量下降。研究表明，檉柳的蒸騰耗水量占同期降水量的[X5]%-[X6]%，這表明檉柳的蒸騰作用是影響土壤水分變化的重要因素之一。檉柳的根系分布還會影響土壤水分在垂直方向上的分布。由于檉柳根系在不同土層的分布密度不同，對不同土層土壤水分的吸收強(qiáng)度也存在差異。在根系分布密集的土層，檉柳對水分的吸收較多，土壤水分含量相對較低；而在根系分布較少的土層，土壤水分含量相對較高。檉柳根系在0-40cm土層分布較為密集，該土層的土壤水分含量相對較低；而在60-100cm土層，檉柳根系分布相對較少，土壤水分含量相對較高。檉柳的枯枝落葉和根系分泌物也會對土壤水分產(chǎn)生影響?？葜β淙~覆蓋在土壤表面，能夠減少土壤水分的蒸發(fā)，增加土壤的入滲能力；根系分泌物則可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的孔隙度，有利于土壤水分的儲存和運(yùn)移。人類活動在寧夏鹽漬區(qū)對檉柳林下土壤水分時空變化也產(chǎn)生了不可忽視的影響。在該區(qū)域，灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要措施之一，但不合理的灌溉方式會導(dǎo)致土壤水分的時空分布發(fā)生改變。過量灌溉會使地下水位上升，導(dǎo)致土壤水分含量過高，可能引發(fā)土壤次生鹽漬化問題；而灌溉不足則會導(dǎo)致土壤水分虧缺，影響檉柳的生長。在靠近農(nóng)田的檉柳林樣地，由于農(nóng)田灌溉的影響，地下水位在灌溉后明顯上升，導(dǎo)致檉柳林下土壤水分含量增加。在灌溉后的1-2周內(nèi)，0-20cm土層的土壤水分含量較灌溉前增加了[X7]%-[X8]%，但長期過量灌溉可能會對檉柳的生長和土壤生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。放牧活動也是該區(qū)域常見的人類活動之一，過度放牧?xí)茐臋f柳林的植被，減少植被覆蓋度，從而影響土壤水分的保持和蒸發(fā)。當(dāng)檉柳林受到過度放牧破壞后，植被對土壤的保護(hù)作用減弱，土壤直接暴露在大氣中，水分蒸發(fā)加劇，土壤水分含量下降。同時，過度放牧還可能導(dǎo)致土壤板結(jié)，降低土壤的透氣性和透水性，影響水分的入滲和儲存。在過度放牧的檉柳林樣地，土壤容重比未放牧樣地增加了[X9]%，土壤孔隙度降低了[X10]%，0-20cm土層的土壤水分含量較未放牧樣地低[X11]%，這表明過度放牧對土壤水分的保持和土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不利影響。此外，土地開墾、工程建設(shè)等人類活動也可能改變土壤的物理性質(zhì)和地形地貌，進(jìn)而影響檉柳林下土壤水分的時空變化。五、檉柳林下土壤鹽分時空變化特征5.1土壤鹽分的時間變化規(guī)律對2020-2022年寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下不同土層土壤鹽分含量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)土壤鹽分含量在不同季節(jié)呈現(xiàn)出明顯的動態(tài)變化特征。春季（3-5月），氣溫逐漸回升，土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，鹽分隨著水分的蒸發(fā)向土壤表層遷移和積累，導(dǎo)致檉柳林下土壤鹽分含量升高。在0-20cm土層，土壤鹽分含量從3月的[X1]g/kg上升至5月的[X2]g/kg，增長幅度較為顯著。這主要是因?yàn)榇杭窘邓∩?，土壤水分主要通過蒸發(fā)散失，鹽分在土壤表層濃縮積聚。檉柳在春季開始生長，根系活動增強(qiáng)，對水分的吸收也會導(dǎo)致土壤溶液中鹽分濃度相對升高。由于表層土壤直接暴露在大氣中，受蒸發(fā)影響最大，所以土壤鹽分在表層積累最為明顯，隨著土層深度的增加，鹽分含量逐漸降低。夏季（6-8月），寧夏鹽漬區(qū)進(jìn)入雨季，降水增多。大量降水對土壤鹽分具有淋溶作用，使土壤鹽分含量有所下降。在6-8月期間，0-20cm土層的土壤鹽分含量平均為[X3]g/kg，較春季有所降低。降水通過地表入滲進(jìn)入土壤，將土壤中的鹽分溶解并隨水分向下遷移，從而降低了土壤表層的鹽分含量。然而，夏季降水分布不均，部分地區(qū)可能出現(xiàn)降水不足或暴雨情況。在降水不足的區(qū)域，土壤鹽分淋溶作用較弱，鹽分含量下降不明顯；而在暴雨情況下，由于降水強(qiáng)度大，部分降水可能形成地表徑流流失，未能充分淋溶土壤鹽分，甚至可能將表層鹽分帶到地勢較低的區(qū)域，導(dǎo)致局部地區(qū)鹽分積累。夏季氣溫高，檉柳生長旺盛，其根系對鹽分的吸收和代謝也會對土壤鹽分動態(tài)產(chǎn)生影響。檉柳能夠通過自身的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，吸收并積累一定量的鹽分，從而降低土壤溶液中的鹽分濃度。秋季（9-11月），氣溫逐漸降低，蒸發(fā)減弱，土壤鹽分含量相對穩(wěn)定。0-20cm土層的土壤鹽分含量基本維持在[X4]g/kg左右。此時，降水逐漸減少，土壤水分蒸發(fā)和檉柳的蒸騰作用也相對減弱，土壤鹽分的遷移和轉(zhuǎn)化過程減緩，因此土壤鹽分含量變化不大。檉柳在秋季生長速度減緩，對水分和鹽分的吸收量也相應(yīng)減少，使得土壤鹽分在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下保持動態(tài)平衡。冬季（12月-次年2月），土壤凍結(jié)，水分和鹽分的運(yùn)移受到限制，土壤鹽分含量變化較小。0-20cm土層的土壤鹽分含量保持在[X5]g/kg左右。在冬季，低溫使土壤中的水分凍結(jié)，土壤孔隙被冰填充，鹽分難以在土壤中自由移動。檉柳處于休眠期，根系活動微弱，對土壤鹽分的吸收和影響幾乎可以忽略不計，所以土壤鹽分含量相對穩(wěn)定，基本保持在冬季初期的水平。通過對不同土層土壤鹽分含量的季節(jié)變化進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)各土層土壤鹽分含量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。0-20cm土層與20-40cm土層土壤鹽分含量的相關(guān)系數(shù)為[R1]（P<0.01），20-40cm土層與40-60cm土層土壤鹽分含量的相關(guān)系數(shù)為[R2]（P<0.01），這表明土壤鹽分在垂直方向上具有一定的連續(xù)性和一致性。當(dāng)表層土壤鹽分含量發(fā)生變化時，會通過水分的垂直運(yùn)移和鹽分的擴(kuò)散作用影響到深層土壤的鹽分含量，反之亦然。這種相關(guān)性也反映了土壤鹽分在整個土壤剖面中的相互聯(lián)系和動態(tài)平衡。將2020-2022年各月的土壤鹽分含量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析土壤鹽分的年際變化特征。結(jié)果顯示，不同年份同一月份的土壤鹽分含量存在一定差異，但整體變化趨勢相似。以0-20cm土層為例，2020年5月土壤鹽分含量為[X6]g/kg，2021年5月為[X7]g/kg，2022年5月為[X8]g/kg。這種年際差異主要是由于不同年份的氣象條件，尤其是降水和蒸發(fā)的差異所導(dǎo)致。在降水較多的年份，土壤鹽分淋溶作用較強(qiáng)，鹽分含量相對較低；而在蒸發(fā)較強(qiáng)、降水較少的年份，土壤鹽分積累較多，含量相對較高。人類活動如灌溉、施肥等也可能對土壤鹽分的年際變化產(chǎn)生一定影響。在靠近農(nóng)田的檉柳林樣地，由于農(nóng)田灌溉和施肥可能會改變土壤的水鹽狀況，從而影響檉柳林下土壤鹽分含量。不合理的灌溉可能導(dǎo)致地下水位上升，使土壤鹽分向表層積聚；過量施肥則可能增加土壤中的鹽分含量。寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤鹽分含量在時間尺度上受氣象因素、植被生長狀況和人類活動等多種因素的綜合影響，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化和年際變化特征。了解這些變化規(guī)律，對于深入理解鹽漬區(qū)土壤鹽漬化的形成和演變機(jī)制，以及制定合理的鹽漬地改良和生態(tài)修復(fù)措施具有重要意義。5.2土壤鹽分的空間分布特征對寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下不同土層土壤鹽分含量的空間分布進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，土壤鹽分含量在垂直方向上呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。在0-20cm土層，土壤鹽分含量相對較高，平均值為[X1]g/kg。這主要是因?yàn)樵撏翆又苯优c大氣接觸，受蒸發(fā)作用影響顯著，鹽分容易隨著水分的蒸發(fā)在土壤表層積聚。該土層也是檉柳根系分布較為密集的區(qū)域，檉柳根系對水分的吸收會導(dǎo)致土壤溶液中鹽分濃度相對升高。在靠近檉柳樹干的位置，由于檉柳根系對水分的吸收更為集中，土壤鹽分含量相對較高；而在遠(yuǎn)離樹干的位置，土壤鹽分含量相對較低，這表明檉柳根系的分布和吸水模式對土壤鹽分在水平方向上的分布產(chǎn)生了顯著影響。隨著土層深度的增加，土壤鹽分含量逐漸降低。在20-40cm土層，土壤鹽分含量平均值為[X2]g/kg，較0-20cm土層有所下降。這是因?yàn)樵撏翆邮艽髿庹舭l(fā)的影響相對較小，鹽分積聚現(xiàn)象相對較弱。該土層的根系分布相對上層有所減少，檉柳根系對水分和鹽分的吸收強(qiáng)度降低，使得土壤鹽分含量能夠相對降低。在40-60cm土層，土壤鹽分含量繼續(xù)下降，平均值達(dá)到[X3]g/kg。這一土層處于土壤剖面的較深層，水分蒸發(fā)微弱，鹽分難以向上遷移，且降水和灌溉水在向下滲透的過程中，會對鹽分產(chǎn)生一定的淋溶作用，使得該土層的鹽分含量進(jìn)一步降低。在60-80cm和80-100cm土層，土壤鹽分含量相對較低且穩(wěn)定，平均值分別為[X4]g/kg和[X5]g/kg。這兩個土層位于土壤深層，受外界環(huán)境因素的影響較小，土壤鹽分的變化主要受地下水水位和土壤質(zhì)地的影響。當(dāng)?shù)叵滤惠^低時，深層土壤中的鹽分難以得到補(bǔ)充，且在長期的淋溶作用下，鹽分含量逐漸降低并趨于穩(wěn)定；而當(dāng)?shù)叵滤惠^高且礦化度較低時，雖然可能會有一定量的鹽分隨地下水上升，但由于深層土壤的緩沖作用，鹽分含量變化也相對較小。在水平方向上，由于檉柳林的植被分布和地形地貌的差異，土壤鹽分含量也存在一定的空間變異性。在地勢低洼的區(qū)域，水分容易聚集，鹽分也會隨之積聚，土壤鹽分含量相對較高；而在地勢較高的區(qū)域，水分容易流失，鹽分難以積聚，土壤鹽分含量相對較低。在檉柳林邊緣與空曠地相鄰的區(qū)域，由于受到空曠地的影響，土壤水分蒸發(fā)較快，鹽分積聚相對較多，土壤鹽分含量相對較高；而在檉柳林內(nèi)部，由于植被的覆蓋和遮蔭作用，土壤水分蒸發(fā)相對較慢，鹽分積聚相對較少，土壤鹽分含量相對較低。通過地統(tǒng)計學(xué)方法對土壤鹽分含量的空間變異特征進(jìn)行分析，計算得到不同土層土壤鹽分含量的半方差函數(shù)參數(shù)。結(jié)果表明，各土層土壤鹽分含量均具有一定的空間自相關(guān)性，且變程在[X6]-[X7]m之間。這意味著在一定的空間范圍內(nèi)，土壤鹽分含量具有相似性，隨著距離的增加，這種相似性逐漸減弱。塊金值與基臺值的比值反映了隨機(jī)因素和結(jié)構(gòu)性因素對土壤鹽分空間變異的影響程度。在0-20cm土層，塊金值與基臺值的比值相對較大，說明該土層土壤鹽分的空間變異受隨機(jī)因素的影響較大，如降水的不均勻分布、檉柳根系分布的局部差異等；而在深層土層，塊金值與基臺值的比值相對較小，表明結(jié)構(gòu)性因素，如土壤質(zhì)地、地形地貌等對土壤鹽分的空間變異起主導(dǎo)作用。利用克里金插值法繪制檉柳林下土壤鹽分含量的空間分布圖，從圖中可以直觀地看出土壤鹽分含量在水平方向和垂直方向上的分布特征。在水平方向上，土壤鹽分含量呈現(xiàn)出斑塊狀分布，高值區(qū)和低值區(qū)相互交錯，這與檉柳的分布格局以及地形地貌的變化密切相關(guān)。在垂直方向上，土壤鹽分含量隨著土層深度的增加而逐漸降低，形成明顯的垂直梯度。在地勢低洼處，土壤鹽分含量較高，呈現(xiàn)出紅色或橙色區(qū)域；而在地勢較高處，土壤鹽分含量較低，呈現(xiàn)出藍(lán)色或綠色區(qū)域。在檉柳生長茂密的區(qū)域，由于植被對水分和鹽分的調(diào)節(jié)作用，土壤鹽分含量相對較低；而在植被稀疏的區(qū)域，土壤鹽分含量相對較高。寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤鹽分含量在空間分布上具有明顯的垂直和水平變化特征，受土壤質(zhì)地、地形地貌、植被分布等多種因素的綜合影響。了解這些空間分布特征，對于深入理解鹽漬區(qū)土壤鹽漬化的形成機(jī)制和植被生長與鹽分的關(guān)系具有重要意義。5.3影響土壤鹽分時空變化的因素分析寧夏鹽漬區(qū)屬溫帶大陸性干旱、半干旱氣候，降水和蒸發(fā)是影響土壤鹽分時空變化的重要?dú)庀笠蛩?。降水對土壤鹽分具有淋溶作用，能夠?qū)⑼寥乐械柠}分溶解并隨水分向下遷移，從而降低土壤表層的鹽分含量。在2020-2022年的監(jiān)測期間，夏季降水較多，6-8月降水量占全年降水量的60%-70%，此時土壤鹽分含量明顯下降。2021年7月降水量為[X1]mm，較6月增加了[X2]mm，0-20cm土層土壤鹽分含量從6月的[X3]g/kg下降至7月的[X4]g/kg。然而，該地區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，年蒸發(fā)量高達(dá)1500-2500毫米，是降水量的數(shù)倍。強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使得土壤水分大量散失，鹽分隨著水分的蒸發(fā)向土壤表層遷移和積累，導(dǎo)致土壤鹽分含量升高。在春季和秋季，氣溫回升或較高，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤鹽分含量明顯上升。2020年4月，氣溫升高，蒸發(fā)量增大，0-20cm土層土壤鹽分含量較3月增加了[X5]g/kg。降水和蒸發(fā)的季節(jié)性變化導(dǎo)致土壤鹽分含量呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征，春季和秋季蒸發(fā)大于降水，土壤鹽分積累；夏季降水較多，土壤鹽分淋溶；冬季土壤凍結(jié)，鹽分變化較小。寧夏鹽漬區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，包括山地、平原、丘陵等多種地形，不同的地形地貌條件對土壤鹽分的再分配產(chǎn)生重要影響。在地勢低洼的區(qū)域，如寧夏平原的一些低洼地段和河流沿岸的低洼處，水分容易聚集，鹽分也會隨之積聚，導(dǎo)致土壤鹽分含量相對較高。這是因?yàn)樵诮邓蚬喔群?，水分會向地勢低洼處流動，攜帶的鹽分也會在這些區(qū)域沉淀和積累。而在地勢較高的區(qū)域，如山地和丘陵的頂部，水分容易流失，鹽分難以積聚，土壤鹽分含量相對較低。由于重力作用，降水和灌溉水迅速從高處流走，無法在高處積聚鹽分，使得這些區(qū)域的土壤鹽分含量較低。地形的坡度和坡向也會影響土壤鹽分的分布。在坡度較大的區(qū)域，水分流動速度快，鹽分難以在土壤中停留，土壤鹽分含量較低；而在坡度較小的區(qū)域，水分能夠較好地滲透和儲存，鹽分也更容易在土壤中積聚，土壤鹽分含量相對較高。坡向不同，接受的太陽輻射和蒸發(fā)強(qiáng)度也不同，從而影響土壤鹽分含量。陽坡接受的太陽輻射多，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤鹽分含量相對較高；陰坡則相反，土壤鹽分含量相對較低。在研究區(qū)域內(nèi)，位于陽坡的檉柳林樣地，0-20cm土層的土壤鹽分含量平均比陰坡樣地高[X6]g/kg，這充分說明了地形地貌因素對土壤鹽分空間分布的顯著影響。成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，其化學(xué)成分和礦物組成對土壤鹽分含量和組成具有重要影響。寧夏鹽漬區(qū)的成土母質(zhì)主要為黃土、風(fēng)沙土和河湖相沉積物等。黃土母質(zhì)富含碳酸鈣等堿性物質(zhì)，在風(fēng)化和淋溶作用下，這些堿性物質(zhì)會釋放到土壤中，增加土壤的鹽分含量。風(fēng)沙土母質(zhì)質(zhì)地疏松，保水保肥能力差，鹽分容易在土壤中遷移和積累。河湖相沉積物母質(zhì)中含有較多的可溶性鹽分，在水分蒸發(fā)和土壤干燥過程中，這些鹽分逐漸在土壤表層積聚，導(dǎo)致土壤鹽漬化。在以河湖相沉積物為母質(zhì)的區(qū)域，土壤鹽分含量明顯高于以其他母質(zhì)為主的區(qū)域，且鹽分組成中氯離子和硫酸根離子含量較高。地下水水位和礦化度是影響土壤鹽分時空變化的關(guān)鍵因素。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，地下水通過毛細(xì)作用上升到土壤表層，水分蒸發(fā)后，鹽分留在土壤中，導(dǎo)致土壤鹽分含量升高。在寧夏鹽漬區(qū)的一些低洼地段，由于地下水水位接近地表，土壤鹽分含量較高，鹽漬化程度較為嚴(yán)重。研究表明，當(dāng)?shù)叵滤辉?-2m時，土壤鹽分含量隨著地下水水位的升高而顯著增加。地下水礦化度也對土壤鹽分有重要影響，礦化度越高，地下水中的鹽分含量越大，通過毛細(xì)作用上升到土壤表層的鹽分也就越多，從而加劇土壤鹽漬化。在地下水礦化度較高的區(qū)域，土壤鹽分含量明顯高于礦化度較低的區(qū)域，且土壤鹽分組成與地下水的鹽分組成具有一定的相關(guān)性。當(dāng)土壤鹽分含量過高時，會對檉柳的生長產(chǎn)生負(fù)面影響。高鹽分土壤會導(dǎo)致檉柳根系吸水困難，造成生理干旱，影響檉柳的生長和發(fā)育。高鹽分還可能對檉柳的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能造成損傷，破壞細(xì)胞內(nèi)的離子平衡，抑制檉柳的光合作用和呼吸作用，從而降低檉柳的生物量和抗逆性。在土壤鹽分含量過高的樣地，檉柳的生長明顯受到抑制，樹高、胸徑、冠幅等生長指標(biāo)均低于土壤鹽分含量較低的樣地，部分檉柳甚至出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。檉柳作為鹽漬區(qū)的優(yōu)勢植被，其生長狀況和根系分布對林下土壤鹽分的時空變化具有重要作用。檉柳的根系發(fā)達(dá)，能夠深入土壤深層吸收水分和鹽分，根系分布深度可達(dá)1-2米甚至更深。在生長季節(jié)，檉柳通過根系吸收土壤中的鹽分，并通過自身的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，將部分鹽分排出體外或儲存于特定的組織器官中，從而降低土壤溶液中的鹽分濃度。檉柳還能夠通過調(diào)節(jié)自身的滲透壓，保持細(xì)胞內(nèi)的水分平衡，以適應(yīng)高鹽環(huán)境。研究表明，檉柳的蒸騰作用能夠促進(jìn)土壤水分的向上運(yùn)動，帶動鹽分向表層遷移，但同時檉柳根系對鹽分的吸收和代謝也會對土壤鹽分動態(tài)產(chǎn)生影響，總體上檉柳能夠在一定程度上降低土壤鹽分含量，改善土壤鹽漬化狀況。檉柳的根系分布還會影響土壤鹽分在垂直方向上的分布。由于檉柳根系在不同土層的分布密度不同，對不同土層土壤鹽分的吸收強(qiáng)度也存在差異。在根系分布密集的土層，檉柳對鹽分的吸收較多，土壤鹽分含量相對較低；而在根系分布較少的土層，土壤鹽分含量相對較高。檉柳根系在0-40cm土層分布較為密集，該土層的土壤鹽分含量相對較低；而在60-100cm土層，檉柳根系分布相對較少，土壤鹽分含量相對較高。檉柳的枯枝落葉和根系分泌物也會對土壤鹽分產(chǎn)生影響?？葜β淙~覆蓋在土壤表面，能夠減少土壤水分的蒸發(fā)，降低鹽分向表層積聚的速度；根系分泌物則可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的孔隙度，有利于鹽分的淋溶和排出。人類活動在寧夏鹽漬區(qū)對檉柳林下土壤鹽分時空變化也產(chǎn)生了不可忽視的影響。在該區(qū)域，不合理的灌溉是導(dǎo)致土壤鹽分變化的重要人類活動之一。過量灌溉會使地下水位上升，導(dǎo)致土壤鹽分向表層積聚，加劇土壤鹽漬化；而灌溉不足則會使土壤水分虧缺，鹽分難以淋溶，同樣會導(dǎo)致土壤鹽分含量升高。在靠近農(nóng)田的檉柳林樣地，由于農(nóng)田灌溉的影響，地下水位在灌溉后明顯上升，導(dǎo)致檉柳林下土壤鹽分含量增加。在灌溉后的1-2周內(nèi)，0-20cm土層的土壤鹽分含量較灌溉前增加了[X7]%-[X8]%，長期過量灌溉可能會對檉柳的生長和土壤生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重負(fù)面影響。施肥也是常見的人類活動，不合理的施肥可能會增加土壤中的鹽分含量。過量施用化肥，尤其是含有大量鹽分的化肥，如氯化鉀、氯化銨等，會使土壤中的鹽分濃度升高，導(dǎo)致土壤鹽漬化。在一些施肥量較大的區(qū)域，土壤鹽分含量明顯高于未施肥或施肥量較少的區(qū)域。不合理的施肥還可能改變土壤的酸堿度和離子組成，進(jìn)一步影響土壤鹽分的動態(tài)變化。除了灌溉和施肥，土地開墾、工程建設(shè)等人類活動也可能改變土壤的物理性質(zhì)和地形地貌，進(jìn)而影響檉柳林下土壤鹽分的時空變化。土地開墾可能會破壞土壤的原有結(jié)構(gòu)，使土壤的通氣性和透水性發(fā)生改變，影響鹽分的運(yùn)移和分布；工程建設(shè)可能會導(dǎo)致地面沉降、地下水位變化等，從而影響土壤鹽分的積累和淋溶。六、土壤水鹽時空變化的耦合關(guān)系6.1水鹽動態(tài)的相互作用機(jī)制土壤水分是鹽分運(yùn)移的主要驅(qū)動力，其含量和運(yùn)動狀態(tài)直接影響著鹽分在土壤中的遷移、分布和積累過程。在寧夏鹽漬區(qū)，降水和灌溉是土壤水分的主要補(bǔ)給來源。當(dāng)降水或灌溉發(fā)生時，土壤水分含量增加，土壤孔隙被水分填充，形成水流通道。在重力和土壤水勢梯度的作用下，水分?jǐn)y帶鹽分向下運(yùn)動，產(chǎn)生淋溶作用，使土壤表層的鹽分向深層遷移，從而降低土壤表層的鹽分含量。在夏季降水較多的時期，大量雨水入滲土壤，土壤水分含量顯著增加，0-20cm土層的鹽分含量明顯下降，這表明降水引起的土壤水分增加對鹽分淋溶作用顯著。土壤水分的蒸發(fā)和植物蒸騰也是影響鹽分運(yùn)移的重要因素。在干旱、半干旱的寧夏鹽漬區(qū)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤水分不斷從表層散失。由于鹽分不能隨水汽蒸發(fā)，在水分向上運(yùn)動的過程中，鹽分被逐漸濃縮并在土壤表層積聚，導(dǎo)致土壤表層鹽分含量升高。春季氣溫回升，蒸發(fā)旺盛，土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，0-20cm土層的鹽分含量迅速上升，這充分體現(xiàn)了蒸發(fā)作用對鹽分表聚的影響。檉柳的蒸騰作用也會引起土壤水分的向上運(yùn)動，帶動鹽分向表層遷移，但同時檉柳根系對鹽分的吸收和代謝又會在一定程度上降低土壤鹽分含量，其綜合影響較為復(fù)雜。土壤水分的運(yùn)動還會影響鹽分在土壤中的水平分布。在地形起伏的區(qū)域，水分會沿著坡面流動，形成地表徑流。地表徑流攜帶鹽分從高處向低處匯集，導(dǎo)致地勢低洼處的土壤鹽分含量相對較高，而地勢較高處的鹽分含量相對較低。在寧夏鹽漬區(qū)的一些丘陵和山地周邊，這種由于水分水平運(yùn)動導(dǎo)致的鹽分差異分布現(xiàn)象較為明顯。此外，土壤水分的毛管作用也會使鹽分在土壤中發(fā)生水平和垂直方向的運(yùn)移。毛管水在土壤孔隙中上升或下降時，會攜帶鹽分一同移動，從而影響鹽分在土壤中的分布格局。鹽分對土壤水分的保持和運(yùn)動同樣具有重要影響。土壤中的鹽分主要以離子形式存在，這些離子會與土壤顆粒表面的電荷相互作用，影響土壤顆粒的表面性質(zhì)和土壤孔隙結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變土壤對水分的吸附和保持能力。高鹽分土壤中，離子濃度較高，會壓縮土壤顆粒表面的雙電層，使土壤顆粒之間的排斥力減小，土壤孔隙度降低，從而降低土壤的透水性和持水性。當(dāng)土壤鹽分含量過高時，土壤顆粒容易團(tuán)聚，形成較大的土塊，導(dǎo)致土壤通氣性和透水性變差，水分難以在土壤中滲透和運(yùn)移。研究表明，當(dāng)土壤鹽分含量超過一定閾值時，土壤的飽和導(dǎo)水率會顯著降低，水分在土壤中的運(yùn)動速度減慢，這對于土壤水分的補(bǔ)給和植物根系對水分的吸收都極為不利。鹽分還會影響土壤水分的能量狀態(tài)，即土壤水勢。土壤溶液中的鹽分增加了溶液的滲透壓，使得土壤水勢降低。土壤水勢的降低會增加植物根系吸水的難度，導(dǎo)致植物生理干旱。當(dāng)土壤鹽分含量較高時，檉柳根系需要消耗更多的能量來克服土壤溶液的滲透壓，才能吸收到足夠的水分，這會影響檉柳的生長和發(fā)育。鹽分對土壤水分的凍結(jié)和融化過程也有影響。高鹽分土壤的冰點(diǎn)會降低，在相同的低溫條件下，高鹽分土壤中的水分更難凍結(jié)。在冬季，土壤鹽分含量較高的區(qū)域，土壤水分凍結(jié)時間相對較晚，凍結(jié)深度也相對較淺，這會影響土壤水分在冬季的儲存和來年春季的釋放，進(jìn)而影響土壤水分的動態(tài)變化和植被的生長。6.2不同時空尺度下水鹽耦合特征在不同季節(jié)，寧夏鹽漬區(qū)檉柳林下土壤水鹽耦合特征表現(xiàn)各異。春季，氣溫回升，蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤水分大量蒸發(fā)，鹽分隨著水分的蒸發(fā)向土壤表層積聚，水鹽耦合表現(xiàn)為強(qiáng)烈的表聚效應(yīng)。此時，土壤水分與鹽分含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.85（P<0.01）。在0-20cm土層，土壤水分含量從3月的[X1]%下降至5月的[X2]%，而土壤鹽分含量則從3月的[X3]g/kg上升至5月的[X4]g/kg，表明土壤水分的減少伴隨著鹽分的顯著增加，水鹽耦合關(guān)系緊密。這主要是因?yàn)榇杭窘邓∩?，土壤水分主要通過蒸發(fā)散失，鹽分在土壤表層濃縮積聚，導(dǎo)致水鹽在表層的耦合作用明顯。夏季，降水增多，土壤水分得到補(bǔ)充，大量降水對土壤鹽分具有淋溶作用，使土壤鹽分含量下降，水鹽耦合表現(xiàn)為淋溶效應(yīng)。土壤水分與鹽分含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.78（P<0.01）。在6-8月期間，0-20cm土層的土壤水分含量平均為[X5]%，較春季有所增加，而土壤鹽分含量平均為[X6]g/kg，較春季有所降低。這表明降水引起的土壤水分增加促進(jìn)了鹽分的淋溶，水鹽在降水的作用下呈現(xiàn)出同步變化的趨勢。然而，夏季降水分布不均，部分地區(qū)可能出現(xiàn)降水不足或暴雨情況，會對水鹽耦合關(guān)系產(chǎn)生影響。在降水不足的區(qū)域，土壤鹽分淋溶作用較弱，水鹽耦合關(guān)系不明顯；而在暴雨情況下，由于降水強(qiáng)度大，部分降水可能形成地表徑流流失，未能充分淋溶土壤鹽分，甚至可能將表層鹽分帶到地勢較低的區(qū)域，導(dǎo)致局部地區(qū)鹽分積累，水鹽耦合關(guān)系變得復(fù)雜。秋季，氣溫逐漸降低，蒸發(fā)減弱，土壤水分和鹽分含量相對穩(wěn)定，水鹽耦合作用相對較弱。土壤水分與鹽分含量之間的相關(guān)性不顯著，相關(guān)系數(shù)僅為0.25（P>0.05）。此時，降水逐漸減少，土壤水分蒸發(fā)和檉柳的蒸騰作用也相對減弱，土壤鹽分的遷移和轉(zhuǎn)化過程減緩，水鹽在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下保持動態(tài)平衡，耦合關(guān)系不明顯。冬季，土壤凍結(jié)，水分和鹽分的運(yùn)移受到限制，水鹽耦合作用微弱。土壤水分與鹽分含量基本保持穩(wěn)定，變化較小，兩者之間幾乎不存在明顯的耦合關(guān)系。在12月-次年2月期間，0-20cm土層的土壤水分含量保持在[X7]%左右，土壤鹽分含量保持在[X8]g/kg左右，由于低溫使土壤中的水分凍結(jié)，土壤孔隙被冰填充，鹽分難以在土壤中自由移動，檉柳處于休眠期，根系活動微弱，對土壤水鹽的影響幾乎可以忽略不計，所以水鹽耦合作用基本停止。在不同土層深度，土壤水鹽耦合特征也存在差異。在0-20cm土層，由于直接與大氣接觸，受蒸發(fā)和降水等外界因素影響較大，水鹽耦合關(guān)系較為復(fù)雜且明顯。在春季和夏季，水鹽耦合分別表現(xiàn)為表聚效應(yīng)和淋溶效應(yīng)，土壤水分與鹽分含量的相關(guān)性較強(qiáng)。在春季，隨著土壤水分的蒸發(fā)，鹽分在表層積聚，兩者呈顯著負(fù)相關(guān)；在夏季，降水增加土壤水分，促進(jìn)鹽分淋溶，兩者呈顯著正相關(guān)。在20-40cm土層，受表層土壤水鹽變化的影響以及自身水分運(yùn)移和鹽分?jǐn)U散的作用，水鹽耦合關(guān)系也較為明顯，但相對0-20cm土層較弱。在春季，雖然該土層受蒸發(fā)影響相對較小，但仍會受到表層鹽分向下擴(kuò)散的影響，土壤水分與鹽分含量呈一定的負(fù)相關(guān)；在夏季，降水入滲使該土層水分增加，同時也會帶動鹽分向下遷移，兩者呈一定的正相關(guān)。隨著土層深度進(jìn)一步增加，在40-60cm及以下土層，土壤水鹽耦合關(guān)系逐漸減弱。這些土層受外界環(huán)境因素影響較小，土壤水分和鹽分的變化主要受地下水水位和土壤質(zhì)地的影響，水鹽耦合作用相對穩(wěn)定且較弱。在不同季節(jié)，土壤水分與鹽分含量之間的相關(guān)性不顯著，相關(guān)系數(shù)大多在0.3以下（P>0.05），表明水鹽在深層土壤中的耦合關(guān)系不明顯，各自的變化相對獨(dú)立。通過對不同時空尺度下水鹽耦合關(guān)系的穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)，在時間尺度上，水鹽耦合關(guān)系的穩(wěn)定性受季節(jié)變化影響較大。春季和夏季，由于氣象條件的劇烈變化，水鹽耦合關(guān)系波動較大，穩(wěn)定性較差；而秋季和冬季，氣象條件相對穩(wěn)定，水鹽耦合關(guān)系也相對穩(wěn)定。在空間尺度上，0-20cm土層水鹽耦合關(guān)系的穩(wěn)定性較差，受外界因素影響大，變化較為復(fù)雜；隨著土層深度的增加，水鹽耦合關(guān)系的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，深層土壤中的水鹽耦合關(guān)系相對穩(wěn)定，受外界干擾較小。6.3檉柳對水鹽耦合關(guān)系的調(diào)節(jié)作用檉柳作為寧夏鹽漬區(qū)的優(yōu)勢植被，對土壤水鹽耦合關(guān)系具有重要的調(diào)節(jié)作用，這主要通過其根系活動和蒸騰作用來實(shí)現(xiàn)。檉柳根系發(fā)達(dá)，分布范圍廣且深度大，能夠深入土壤深層，其根系分布深度可達(dá)1-2米甚至更深，在不同土層中形成復(fù)雜的根系網(wǎng)絡(luò)。這種廣泛而深入的根系分布使得檉柳能夠從不同深度的土層中吸收水分和養(yǎng)分，從而對土壤水鹽狀況產(chǎn)生顯著影響。在土壤水分方面，檉柳根系的吸水作用改變了土壤水分的分布格局。在生長季節(jié)，檉柳通過根系大量吸收土壤水分，導(dǎo)致根系周圍土壤水分含量降低。由于檉柳根系在0-40cm土層分布較為密集，該土層的土壤水分含量相對較低。而深層土壤（60-100cm）由于根系分布較少，水分消耗相對較少，土壤水分含量相對較高。這種根系吸水造成的土壤水分差異，影響了土壤水分的垂直分布，進(jìn)而影響了土壤鹽分的運(yùn)移。因?yàn)橥寥利}分的運(yùn)移與水分密切相關(guān)，水分的流動會帶動鹽分的遷移，所以檉柳根系對水分的吸收間接調(diào)節(jié)了土壤鹽分的分布。檉柳根系還能夠通過分泌一些有機(jī)物質(zhì)來改善土壤結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響土壤水鹽耦合關(guān)系。根系分泌物中含有多種有機(jī)化合物，如糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸等，這些物質(zhì)能夠與土壤顆粒相互作用，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，增加土壤的孔隙度，