青藏高原斑块退化草甸自然恢复过程中表层土壤水分的动态变化与分布机制

本研究揭示了青藏高原斑块退化草甸恢复过程中土壤水分的时空动态规律，通过双因素随机区组设计（高原鼠兔Ochotona curzoniae和过度放牧）阐明了退化斑块面积超过土壤水分侧向再分配区的临界阈值，为高寒草甸生态修复提供理论依据。

　　

Highlight

健康草甸土壤水分特征

图2显示2019年7月至2023年8月健康草甸的土壤温湿度数据。夏季10 cm土层含水量最高（32.31±4.64%），30 cm层次之（24.75±1.35%），20 cm层最低（20.46±2.57%）。随着深度增加，水分波动幅度递减。强降雨时10 cm土层出现瞬时水分饱和，而20 cm层响应滞后3-5天，30 cm层则保持稳定。这种分层差异源于莎草植物发达的根系（mattic epipedon）形成的"海绵层"，其吸水能力是退化斑块的2.3倍（P<0.05）。

土壤水分空间异质性机制

青藏高原年蒸发量（>1300 mm）远超降水量（450 mm）。刈割和鼠兔处理对10-20 cm土层水分下降速率无显著影响（P>0.05）。关键发现：退化斑块通过"水分虹吸效应"从健康草甸夺取水分，形成宽度1.2-2.5 m的侧向再分配区（P<0.05）。鼠兔高密度会使该区宽度缩减38%（P<0.05），而放牧会加速其水分流失。

Conclusions

退化斑块土壤水分的高变异性导致不同处理间无显著差异（P>0.05）。水分侧向再分配区的存在是核心发现——当退化斑块直径超过该区极限距离（约3.2 m）时，草甸恢复会出现迟滞现象。这解释了为何大面积黑土滩（Heitutan）难以自然修复，为生态恢复工程提供了关键的阈值参数。