基本介紹
- 中文名：生態水位
- 外文名：Ecological Water Level
關係,沙柳灌叢,沙蒿灌叢,小葉楊,旱柳,重要文獻,
關係
地下水水位埋深與植被演替的關係
地下水水位埋深對植被長勢有明顯的影響，以陝北地區毛烏素沙漠地區為例，分別敘述各代表性植物與地下水水位埋深的關係。
沙柳灌叢
隨著地下水水位埋深的增加，沙柳的各生長指標逐漸降低，長勢由好變差。沙柳的平均冠幅、平均冠高、平均新枝長度、植被總蓋度、沙柳蓋度分別與地下水水位埋深間呈顯著負對數相關，沙柳蓋度占植被總蓋度百分比與地下水水位埋深間呈顯著負線性相關（r(13,0.01)=0.641）。演變規律如下：
1）地下水水位埋深小於1.5m時，沙柳生長指標值為最大值，如平均冠幅達到3.5m，平均冠高為3.75m，平均新枝長度為0.75m，植被總蓋度達到95%，在此埋深區間內沙柳生長旺盛。
2）埋深在1.5~3m之間的沙柳的生長指標次於0~1.5m之間，沙柳的平均冠高為2.75m，平均新枝長度為0.65~0.70m，沙柳蓋度占植被總蓋度百分比達到83.33%，其值較其他埋深區要高。在此埋深區內沙柳長勢良好。
3）埋深在3~5m時，沙柳蓋度占植被總蓋度的百分比從85.71%降到71.43%。此時沙柳生長正常。
4）埋深小於8m和大於8m時有較大差異，主要反映在平均新枝長度從0.30m降到0.25m，沙柳蓋度占植被總蓋度的百分比從71.43%~80%降到60%。水位埋深在5~8m時沙柳生長較差，在大於8m時生長最差（圖4-30）。
上述表明，沙柳的各生長指標隨著地下水水位埋深的增加逐漸降低，其長勢由好變差，在埋深小於1.5m時，沙柳長勢旺盛；埋深大於8m時沙柳長勢最差。
沙蒿灌叢
隨著地下水水位埋深增加，沙蒿的平均冠幅和平均冠高逐漸下降，沙蒿蓋度和其占植被總蓋度百分比逐漸增加，而沙柳蓋度逐漸減小，反映出沙柳灌叢逐漸演變為沙蒿灌叢的趨勢。沙蒿的平均冠幅、平均冠高分別與地下水水位埋深間呈顯著負對數相關，沙蒿蓋度及其占植被總蓋度百分比分別與地下水水位埋深間呈顯著二次多項式相關（r(15,0.01)=0.606）。其演變規律如下：
1）地下水水位埋深在0~1.5m時，沙蒿的平均冠幅達到1.75m，平均冠高為1.0m，植被總蓋度達到95%，明顯高於其他埋深條件，達到最大值，但沙蒿蓋度和沙蒿蓋度占植被總蓋度的百分比則是最低的。在這個埋深區間內沙蒿雖然生長旺盛，但不是主要種屬。
2）埋深在1.5~3m之間，其生長指標次於0~1.5m之間，但高於其他埋深區的值。沙蒿的平均冠幅為1.25~1.5m，平均冠高為0.90~0.95m，沙蒿蓋度占植被總蓋度百分比升高到16.67%， 沙蒿生長良好。
3）埋深在3~9m時，主要反映在沙蒿冠高從0.7~0.55m，沙蒿蓋度從10%上升到30%，沙蒿蓋度占植被總蓋度的百分比從20%上升到30%。沙蒿生長正常。
4）埋深在9~15m時，主要反映在平均冠幅從1.0m降到0.55m，沙蒿蓋度占植被總蓋度的百分比從30%上升到50%。沙蒿生長較差。
5）埋深大於15m時，主要反映在平均冠高很低，為0.35m，植被總蓋度有所升高，達到80%~90%，沙蒿蓋度占植被總蓋度的百分比也較高，達到62.5%~77.78%，沙蒿生長狀況差。
上述表明，隨著地下水水位埋深增加，沙蒿的生長指標總體下降，長勢變差，與沙柳相比，沙蒿蓋度逐漸增加，而沙柳蓋度逐漸減小，反映出沙柳灌叢逐漸演變為沙蒿灌叢的趨勢。
小葉楊
小葉楊的平均樹高與地下水水位埋深間呈顯著的負線性相關；其平均胸徑、樹高年均生長量、胸徑年均生長量分別與地下水水位埋深間呈顯著的負對數相關（r(14,0.01)=0.623）。其演變規律如下：
1）地下水水位埋深在0~1.5m之間時，小葉楊的平均樹高為12~15m，平均胸徑為0.2~0.26m，樹高年均生長量0.75~1.2m，胸徑年均生長量為0.014~0.02m，明顯高於其他埋深條件，達到最大值。在此埋深區間內小葉楊生長旺盛。
2）埋深在1.5~3m之間的小葉楊的生長指標僅次於0~1.5m之間，但高於其他埋深區的值。小葉楊的平均樹高為12.25m，平均胸徑為0.18~0.2m，樹高年均生長量為0.5~1.0m，胸徑年均生長量為0.01~0.012m，小葉楊生長良好。
3）埋深在3~5m時，小葉楊生長情況的差異主要反映在平均樹高為9~11m，平均胸徑為0.16~0.165m，胸徑年均生長量為0.0075~0.012m。小葉楊生長正常，無枯梢現象。
4）埋深為5~8m時有較大差異，主要反映在平均樹高從8.5降到7.5m，平均胸徑從0.15m降到0.13m，胸徑年均生長量為0.004~0.0064m。此時，小葉楊出現部分枯梢、禿頭，或形成小老頭樹，長勢較差。例如，當地下水水位埋深為5.04 m時，發生枯梢的小葉楊樹占40%~60%。
5）埋深大於8m時有較大差異，主要反映在平均樹高從7.2m降到小於 2.0m，平均胸徑從0.13降到0.06m，胸徑年平均生長量從0.0047m降到0.003m。小葉楊易形成獨樹，絕大部分枯死，鬱閉度低，長勢差。例如，當地下水水位埋深為9.84m時，70%的小葉楊樹發生枯梢現象，鬱閉度為0.5；當地下水水位埋深為11.36m時，樹梢大部分枯死，85%的小葉楊樹枯死，鬱閉度小於0.3。
旱柳
旱柳的平均樹高與地下水水位埋深呈顯著的負線性相關，其線性趨勢線的斜率明顯小於小葉楊，說明旱柳比小葉楊更耐旱，隨著地下水水位埋深增加，小葉楊逐漸向旱柳演替；其平均胸徑、樹高年均生長量、胸徑年均生長量分別與地下水水位埋深間呈顯著負對數相關（r(6,0.01)=0.834）。其演變規律如下：
1）地下水水位埋深在小於3m時，旱柳的平均樹高為12~15m，平均胸徑為0.28~0.5m，樹高年均生長量0.7~0.8m，胸徑年均生長量為0.008~0.033m，明顯高於其他埋深條件，達到最大值。在此埋深區間內旱柳生長旺盛。尤其是在大泉或泉集河附近，形成旱柳灣。
2） 埋深在3~7m時，旱柳的生長指標僅次於小於3m的埋深區間，旱柳的平均胸徑為0.25~0.28m，樹高年均生長量從0.75m降到0.333m。旱柳生長良好。
3）埋深在7~12m時，旱柳生長情況的差異主要反映在平均樹高從11m降到9m，平均胸徑從0.25m降到0.23m，胸徑年均生長量從0.0083降到0.0077m。旱柳生長正常，無枯梢現象。
4）埋深為12~19m時，主要反映在平均樹高從9m降到8m，平均胸徑從0.23m降到0.22m，胸徑年均生長量為0.0077降到0.006m。旱柳出現部分枯梢、禿頭，或形成小老頭樹，長勢較差。
5）埋深在大於12m時，主要反映在平均樹高降為5~7m，平均胸徑降為0.18~0.2m，胸徑年平均生長量降為0.004~0.0057m。旱柳易形成獨樹，絕大部分枯死，鬱閉度低，長勢差。例如，當地下水水位埋深為24.8m時，每株旱柳75%的樹枝幹枯死亡，90%的旱柳枯梢。
綜合上述分析，結合野外調查可知，隨著地下水水位埋深增加，植被從沙柳灌叢—沙蒿灌叢演替；從小葉楊向旱柳演替。區內各典型植物長勢與地下水水位埋深的關係如表1所示。從表1可以看出，當地下水水位埋深較小時，所有典型植被的長勢都較好，而隨著地下水水位埋深增加，植被的長勢變差或根本無法生存；沙柳灌叢與小葉楊是相對比較喜水的植物，適宜的地下水水位埋深區間較窄，而沙蒿灌叢與旱柳耐旱能力強，適宜的地下水水位埋深區間較寬。禿尾河流域是陝北風沙灘地區的重要組成部分之一，地跨湖群高平原區、沙漠區和蓋沙丘陵區，因而禿尾河流域的典型植物可以代表風沙灘地區的典型植被，同理，其長勢與地下水水位埋深的關係也具有代表性。
表1 陝北風沙灘地區4種主要植物長勢與地下水水位埋深的關係
植物 種屬 | 地下水水位埋深與長勢 | ||||
沙柳 | <1.5m， 生長旺盛 | 1.5~3m， 生長良好 | 3~5m， 生長正常 | 5~8m， 生長較差 | >8m，生長差 |
沙蒿 | <1.5m， 生長旺盛 | 1.5~3m， 生長良好 | 3~9m， 生長正常 | 9~15m， 生長較差 | >15m，生長差 |
小葉楊 | <1.5m， 生長旺盛 | 1.5~3m， 生長良好 | 3~5m， 生長正常，無枯梢現象 | 5~8m，生長較差，部分枯梢、禿頭，或形成小老頭樹 | >8m，生長差，易形成獨樹，絕大部分枯死，鬱閉度低 |
旱柳 | <3m， 生長旺盛 | 3~7m， 生長良好 | 7~12m， 生長正常，無枯梢現象 | 12~19m，生長較差，部分枯梢、禿頭，或形成小老頭樹 | >19m，生長差，易形成獨樹，絕大部分枯死，鬱閉度低 |
重要文獻
楊澤元. 地下水引起的表生生態效應及其評價研究[D].長安大學博士學位論文，2004；
