修剪高度对半干旱地区城市草坪秋季蒸散的影响

廖忠兴，王建光，黄海洋，徐 军

(内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古呼和浩特 010019)

修剪高度对半干旱地区城市草坪秋季蒸散的影响

廖忠兴，王建光*，黄海洋，徐 军

(内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古呼和浩特 010019)

为了解半干旱地区城市草坪的节水途径，对草地早熟禾(PoapratensisL.)庭院休闲草坪在不同修剪高度下秋季水分的蒸散状态进行了研究。结果表明：随着秋季气温的逐渐降低，在修剪高度为5cm、8cm和12cm的草地早熟禾草坪中，草坪蒸散量随着修剪高度的增加而逐渐增加；修剪高度对控制草坪0～15cm土层土壤失水的影响最大，其次是15～30cm土层，而对30～60cm土层的土壤失水基本没有影响。

草地早熟禾；草坪；修剪高度；秋季；蒸散；土壤水分

草坪具有净化空气、涵养水源、保持水土、防尘固沙、调节小气候、降低噪音等方面的重要生态涵养功能，已成为城市绿地的重要组成部分〔1〕。我国大部分城市水资源不足〔2〕，而建植草坪一般被认为是耗水量较大的绿化方式〔3〕，因而草坪耗水已成为限制我国草坪业发展的重要问题。国外很早就对草坪耗水规律进行了研究，并在上世纪七八十年代达到高潮，且根据研究结果制定出了许多先进的节水灌溉制度〔4～6〕。虽然我国草坪业起步较晚，但是随着关注度的不断增高，国内学者在草坪蒸散方面也进行了大量研究〔7～13〕，但在草坪修剪高度与其蒸散的相关性方面的研究罕见报道。草坪蒸散是制定节水灌溉制度的重要依据。本试验通过对半干旱地区不同修剪高度下草地早熟禾草坪蒸散的研究，旨在为当地草坪节水灌溉制度的制定提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区自然概况

试验地位于内蒙古呼和浩特市内蒙古农业大学东校区住宅楼间的庭院草坪，地处东经111°41′、北纬40°48′，海拔1060m，属典型的蒙古高原大陆性气候，年均降水量400mm左右，主要集中在7～8月份，年平均气温6.7℃。

1.2 试验设计

选用于2004年建植的草地早熟禾成熟草坪，采用单因素随机区组设计，依据广场景观草坪、庭院休闲草坪、路侧界标草坪和坡地生态草坪的养护水平设置了4个修剪高度处理，分别为5cm、8cm、12cm及不修剪，以空白裸地为对照，重复3次，小区面积5m×10m，共15个小区。每个小区四周嵌入30cm深的防渗膜作为隔离，并设置1m宽的保护行。

2015年7月初将各处理小区草坪草高度统一修剪为5cm，之后按照草坪修剪的1/3原则，对各处理小区的草坪进行相应高度(5cm、8cm和12cm)的修剪。在各小区草坪植株达到相应处理高度后，于9月30日对各处理草坪进行统一充足灌溉并开始对草坪土壤水分的状况进行监测。

1.3 测定内容及方法

2015年7月中旬，在每个小区中随机选取3个测试样点(共计45个测试样点)，每个样点嵌入地下60cm深1根套管，10月2日至11月15日利用智能TDR感应器探头(TRIME-PIOC-IPH T3)，对位于0～15cm、15～30cm、30～45cm、45～60cm土层的土壤容积含水量进行测量。

依据水分平衡原理可得草坪蒸散量公式〔14〕：

E∑=r+W1-W2

式中：E∑——蒸散量；r——降雨量或灌溉量；W1——某一时期开始时的土壤含水量；W2——某一时期终止时的土壤含水量。

1.4 数据分析

使用SAS 9.0和Excel 2010软件进行数据统计分析

2 结果与分析

2.1 有无草坪草对土壤水分的影响

草坪草对草坪水分蒸散究竟有多大影响，本试验对修剪之前拟实施试验的各处理小区草坪的土壤含水量及裸地对照(CK)土壤含水量进行了监测(见表1)。

表1 施加处理前不同处理小区土壤含水量Table1 soil water content in different treatment area before Appling treatments

注：同列中字母不同表示同一土层不同修剪高度草地早熟禾草坪土壤含水量差异显著(p<0.05)

Note：The different letters show significant at 0.05 level for Soil water content of Kentucky bluegrass turf at the same soil depth with different mowed heights

结果表明，未进行修剪处理的整片草坪的土壤含水量在各个层位中均不存在显著性差异(p<0.05)，但在表层(0～15cm)有草坪草的土壤含水量显著高于对照裸地的土壤含水量，而在15cm以下土层含水量有否草坪草均不存在显著性差异。由此表明，草坪草对控制15cm浅层土壤水分的蒸散有显著作用。

2.2 不同修剪高度下草坪土壤各层水分秋季的动态变化

草坪土壤水分的来源主要是降水和灌溉，而土壤水分的流失主要是由于草坪的蒸散作用，所以草坪土壤含水量的变化在一定程度上也能反映草坪的蒸散情况。在秋季测量期间未对草坪进行灌溉浇水，但是该期间有4次降雨分别在10月21日、10月25日、11月5日和11月7日，降雨量分别为6mm、5mm、31mm和3mm，对草坪土壤含水量有明显影响(见图1)。

图1 不同修剪高度草地早熟禾草坪土壤水分的动态变化

从图1中可以看出，5cm、8cm、12cm和不修剪4种不同修剪高度下的草地早熟禾草坪以及裸地的土壤水分变化趋势基本一致，土壤含水量随着蒸散的消耗不断降低，而在降雨后又骤然上升，这在0～15cm、15～30cm、30～45cm和45～60cm四个不同土层中表现有所不同。土壤含水量在0～15cm土层中变化最为剧烈，15～30cm次之，30～45cm和45～60cm则趋缓。由此可以看出主要影响草坪功能的土壤层位水分为0～30cm土层土壤水分。

10月21日降雨之前，4种不同修剪高度下的草坪在0～15cm土层土壤水分随时间推移不断下降，而且下降的趋势逐渐减小。这反映出随着土壤含水量的降低草坪的蒸散量也逐渐减小。裸地的0～15cm土层土壤含水量变化的总体趋势与4种不同修剪高度草坪土壤含水量变化一致，但是在土壤含水量较高的时期其土壤含水量下降的趋势要明显大于4种不同修剪高度草坪土壤含水量下降的趋势，这表明了草坪草的覆盖能有效减少土壤水分的蒸发。

2.3 修剪高度对秋季草坪土壤水分的影响

施加修剪处理后，对各修剪高度草坪土壤含水量进行了连续45d的监测，平均各土层含水量见表2。

表2 不同修剪高度下草地早熟禾草坪土壤含水量Table2 Soil water content of Kentucky bluegrass turf under different mowed heights

注：同列中字母不同表示同一土层不同修剪高度草地早熟禾草坪土壤含水量差异显著(p<0.05)

Note：The different letters show significant at 0.05 level for Soil water content of Kentucky bluegrass turf at the same soil depth with different mowed heights

由表2可以看出，修剪高度为5cm的处理，其坪床土壤含水量在0～15cm、15～30cm和30～45cm土层都显著高于8cm、12cm和不修剪处理，仅在45～60cm土层与修剪高度为8cm处理不存在显著差异，但却与12cm处理存在显著性差异。在0～60cm土层，土壤含水量随着修剪高度的增加逐渐减少，4种修剪高度处理中修剪高度为5cm的草坪土壤含水量最高。由此说明修剪高度为5cm的草坪对土壤水分的保持作用最好。裸地对照各土层的土壤含水量显著低于各修剪高度处理，此也进一步说明草坪的蓄水保水能力。

2.4 修剪高度对草坪秋季蒸散量的影响

草坪土壤含水量在大量降雨或充足灌水后又迅速恢复到原来状态。依据水分平衡原理将草坪0～30cm土层的土壤含水量日变化量作为草坪的日蒸散量，不同修剪高度草坪在11月5日大量降雨前后及整个观测期间的平均日蒸散量见表3。

表3 不同修剪高度下草地早熟禾草坪蒸散量Table3 evapotranspirationof Kentucky bluegrass turf under different mowed heights

注：同列中小写字母不同表示不同修剪高度草地早熟禾草坪蒸散量差异显著(p<0.05)

Note：The different lower-case letters show significant at 0.05 level for evapotranspiration of Kentucky bluegrass turf with different mowed heights

由表3可以看出，在不同修剪高度处理中随着修剪高度的增加草坪蒸散量逐渐增加，不修剪的草坪蒸散量在各处理间最大。11月5日大量降雨后10d内4种修剪高度草坪的平均日蒸散量都大于降雨前10d内的平均日蒸散量，这说明在土壤含水量较高的时期草坪蒸散量要大于土壤含水量较低的时期。

3 讨论

草坪草与草坪土壤水分的蒸发有很大关联。本试验结果表明，草坪草对控制草坪土壤水分的蒸散有显著作用，此种作用主要在0～30cm土层，其中对0～15cm土层土壤水分的作用占主导地位。分析其原因，主要与草地早熟禾根系浅，85%以上的根系都位于0～30cm土层有关，且主要集中在0～15cm土层，这样茂密的根系固水和繁茂的地上茎叶遮阴有助于降低土壤水分蒸发。这可从孙强在草地早熟禾草坪土壤水分动态与根系生长分布研究中找到依据〔15〕。

土壤水分状况对草坪蒸散量有显著影响〔16～19〕。通过对不同修剪高度下草坪土壤各层水分动态变化的分析，结果表明不同修剪高度下草坪都表现出随着土壤含水量的降低草坪蒸散量逐渐减小，这与全艳嫦等的研究结果一致〔20〕。

草坪修剪高度与草坪水分蒸散的关系也有相关报道〔21～22〕。朱钦等的研究表明修剪留茬高的草地早熟禾草坪具有较高的蒸散量〔23〕。本试验结果与此相一致，主要是由于草坪草能有效覆盖地表，在不同修剪高度下的草坪蒸散中草坪草的蒸腾起主要作用，而随着修剪高度的增加草坪草的蒸腾作用加强。还有研究表明草坪草冠层对降雨的截留量与修剪高度呈正相关〔24〕，因而降雨或灌溉后修剪留茬高的草坪其草坪草茎叶表面蒸发的水分大于修剪留茬低的草坪。

前人对草坪蒸散的研究都是通过室内盆栽试验或者室外小型蒸渗仪法进行的〔9～13，16，17，19～23〕。草坪蒸散受环境因素的影响，通过室内盆栽试验测定的草坪蒸散量难以准确反应草坪的实际蒸散量。而利用小型蒸渗仪法在室外对草坪蒸散量进行的测定，由于草坪根系的生长在蒸渗仪中会受到限制从而影响草坪草对土壤水分的吸收，所以室外小型蒸渗仪法也难以准确测定草坪的实际蒸散量。本试验利用智能TDR感应器探头(TRIME-PIOC-IPH T3)对室外草坪土壤容积含水量进行测量，依据水分平衡原理可有效测定草坪的实际蒸散量。

4 结论

草坪土壤水分的变化自下往上逐层加剧，草坪草可有效控制0～30cm土层水分的蒸发，0～15cm土层更为有效。草坪修剪高度与草坪蒸散量之间呈正相关，随着修剪高度5cm、8cm、12cm的递增，草坪日蒸散量显著增加。

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Effects of mowed heights on evapotranspiration of urban turf in semi arid areain autumn

Liao zhongxing,Wang jianguang*,Huang haiyang,Xujun

(College of Grassland Resources and Environment，Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,China)

evapotranspiration of Kentucky bluegrass turf under different mowed heights in autumn is studied in this paper in order to save water solution in semi arid area city of the turf.The results show that in autumn the evapotranspiration of Kentucky bluegrass turfincreased with increasing mowing heights(5cm,8cm and 12cm). The Effects of mowed heights on the loss of soil moisture of Kentucky bluegrass turf is mainly in 0～30cm soil layer of the grass and which in the 0～15cm soil layer is dominant.While the loss of soil moisture in the 30～60cm soil layer is difficult to be affected by Kentucky bluegrass.

Kentucky bluegrass；turf；mowed heights；autumn；evapotranspiration；soil moisture

S688.4

A

2095—5952(2016)04—0028—06

2016-10-18

国家自然科学基金(31460633)

廖忠兴(1991-)，男，浙江丽水人，硕士研究生，主要从事植被恢复与城乡绿化研究，E-mail：1243719308@qq.com

[*通讯作者]王建光E-mail：wangjg8580@163.com。