第43卷第2期2023年3月中国沙漠JOURNALOFDESERTRESEARCHVol.43No.2Mar.2023贾鸿飞，贾荣亮，吴秀丽，等.干旱沙区生物结皮对土壤膨胀的影响［J］.中国沙漠，2023，43（2）：28-36.干旱沙区生物结皮对土壤膨胀的影响贾鸿飞1，2，贾荣亮1，吴秀丽3，赵芸1，刘立超1，高艳红1，杨昊天1，张甜1（1.中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站，甘肃兰州730000；2.中国科学院大学，北京100049；3.银川知微生物科技有限公司，宁夏银川750200）摘要：土壤膨胀通过改变土壤结构和水文过程影响土壤系统抵抗力和恢复力。生物结皮可以加速土壤形成，改变土壤理化性质，但生物结皮的形成和发育过程如何影响土壤膨胀还不清楚。本文借助空间取样替代时间的方法和模拟降水（0、1、3、5、10mm）法，以腾格里沙漠南缘4个年代的固沙植被带（64、39、33、0年）的5种演替阶段的生物结皮（蓝藻、藻-地衣混生、真藓、土生对齿藓和齿肋赤藓）及其土壤为研究对象，旨在阐明生物结皮的形成和发育过程对土壤膨胀的影响及其对降水的响应。结果表明：（1）生物结皮的形成增加了土壤膨胀高度，结皮后土壤的平均膨胀高度是流沙的94倍，平均0.939mm；（2）不同演替阶段生物结皮均随着其发育年龄的增加显著增加土壤膨胀高度（P<0.05），主要体现在两个方面，在同一植被区，从初级阶段到高级阶段生物结皮的膨胀高度逐渐增加（P<0.05），其中土生对齿藓结皮最显著，同一种结皮在不同植被区，随植被年龄的增加，发育39年的生物结皮膨胀高度增加最显著，其中以藻-地衣混生结皮最显著（P<0.05）；（3）降水量增加显著增加生物结皮覆盖下土壤的膨胀高度（P<0.05），藓类结皮对降水量的敏感性最强，特别是对3mm以内的降水；（4）冗余分析表明生物结皮演替阶段是干旱沙区土壤膨胀的最关键因子（RDA1：88.21%，RDA2：6.49%）。关键词：土壤膨胀；生物结皮；结皮演替；腾格里沙漠文章编号：1000-694X（2023）02-028-09DOI：10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00111中图分类号：S152.9文献标志码：A0引言胀缩性是土壤的重要物理性质，即土壤在干湿交替中表现出的土壤容积变化的现象［1］。土壤膨胀会引起土壤总孔隙度增加、孔径减小、膨胀压增大，显著影响生态水文过程，如影响土壤的水分入渗和保水能力及工程建设、生态保护和农业种植［2-4］。当前，土壤膨胀的研究集中于土壤膨胀影响因素［5］、胀缩特性［6-9］、膨胀曲线的分析［10］。涉及到的土壤类型以分布于东南沿海地区及高寒草...
