近日，中国科学院西北生态环境资源研究院张志山研究员团队在沙漠生态修复领域取得进展。研究团队依托沙坡头沙漠研究试验站，通过量化分析不同沙漠生态系统（有无地下水）的水量平衡组分及植物生长动态，揭示了地下水对沙漠水量平衡和植被生长的关键作用，为干旱沙区的生态修复提供了科学依据。相关成果发表于国际期刊《水资源研究》。

干旱沙区因降雨量低、蒸散量高，常呈现负水量平衡状态，水分成为植物生存与生长的主要限制因素。地下水作为沙漠生态系统中的重要水源，其存在与否直接影响水量平衡和植物生长特性。然而，此前关于沙漠生态系统中水量平衡与植物生长特性随地下水变化的规律研究较少。

研究团队利用“中国北方沙区水量平衡自动模拟监测系统——沙坡头蒸渗仪群”中的12个大型称重式蒸渗仪，系统量化了2019年至2023年间不同沙漠生态系统的水量平衡组分及植物生长动态。

论文通讯作者张志山表示：“研究发现，地下水补给（-2.5米地下水位）显著改变了土壤水储量，增加了实际蒸散发量和渗漏量。线性混合效应模型表明，地下水对水量平衡组分具有显著影响，并能促进植物生长。增强回归树模型进一步显示，地下水可缓解干旱和降水稀少对沙漠水量平衡的影响。”

研究特别关注了不同植物配置的水分利用效率（WUE）。结果显示，在无地下水的沙漠生态系统中，油蒿半灌木单一栽植的WUE最高，达3.10 kg m^?3；而在有地下水的生态系统中，油蒿单一栽植、柠条锦鸡儿灌木单一栽植以及油蒿与柠条锦鸡儿混合栽植的WUE分别为6.74、3.05和2.64 kg m^?3。这些数据表明，半灌木在有无地下水的沙漠生态系统中均发挥着重要作用。

基于上述发现，研究团队提出了针对不同地下水条件的植被重建策略：对于无地下水的沙漠生态系统，推荐采用油蒿半灌木单一栽植；对于有地下水的生态系统，则推荐油蒿单一栽植、柠条锦鸡儿灌木单一栽植或两者混合栽植。这些策略不仅提高了植物的水分利用效率，还为生态修复的长期可持续性提供了保障。

相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2025WR040545

地下水与植物栽植对水量平衡各组分的影响。西北院供图。