将各种植物生长状况出现的频率视为条件概率，据调查各种生长状况发生的概率大致相等，其中生长良好的高矮芦苇出现的频率被认为是芦苇在“生长良好”和“高矮”双重条件下的概率，并假设“高”和“矮”两条件发生的概率相等（没有实际地面调查资料），可以计算各种植物总体的出现频率。

　　用总体出现的频率代替种的多度，做回归分析以拟合高斯曲线，回归分析结果如下：

　　由方程求得几种植物出现频率峰值所对应的地下水埋深分别是：胡杨 3.2m、柽柳 3.7m、芦苇 1.9m、罗布麻 2.7m、甘草 2.9m、骆驼刺 3.4m，不同种植物在地下水埋深这一环境变化梯度上的排序结果见图 1。

图 1 干旱区几种典型植物随地下水埋深概率分布曲线
Fig.1 Probability of representative plants with different groundwater buried depth in arid zone

　　从排序结果以及干旱区植物群落呈单种优势这一特点可以得出如下结论：地下水埋深小于 2.5m 的最适植物群落是湿生的芦苇；埋深在 2.5～3m 的最适植物群落是以罗布麻、甘草为优势种的草甸植被；埋深在 3～3.5m 的适宜植物群落有胡杨林，在 3.5～4m 的适宜群落有柽柳，同时 3～4m 这一埋深范围也是以骆驼刺等植物为优势种的荒漠化草甸的适宜区。

5.1.4 平原典型草原和荒漠草原区植被生长需水分析

　　该区域在大的地貌单元上包括内蒙古高原中西部和黄土高原西北部，多年平均降水量 200～450mm，大约 1/3 集中在 7、8 月份。草原植被的植物组成比较简单，群落的优势植物比较明显，建群种主要是禾本科的针茅、羊茅等。典型草原总盖度 30%～60%；荒漠草原外貌显得低矮、稀疏且单调，一般草层高 10～20cm，旱生半灌木和小半灌木常呈共优势层片，盖度 20%～40%。

　　在内蒙古西部草原，径流系数仅为 2%。降水的大部分以土壤蒸发和植物蒸腾消耗，从而维持草原的生态景观，即典型地带性植被生长的需水。该区域地下水主要由河流、湖泊等地表水体补给，降雨只在灌区周围补给地下水。由于周围山区少，靠山区降水补给的河流有限，且平原区产流少或不产流，所以该区浅层地下水主要分布在河流周围。已有的试验成果表明，内陆区最大的潜水蒸发极限埋深是（亚砂土地区）5.16m，所以内蒙古西部草原区地下水蒸发只在河湖周围的局部地区。在这些地区，土壤水分充足，发育有草甸、盐生植物，甚至在个别低洼地形成沼泽，这些植被是非地带性植被。

　　在黄土高原区的北部，巨厚的黄土层使地下水难以形成或埋藏很深，大部分水分在下渗过程中被蒸发消耗。所以，地下水对广泛分布的地带性植被并没有给予补充，维持植被生长的是没有形成径流的降水。但在深切的沟谷内，地下水以泉水或渗水的方式向外排泄，这些地方生长有乔灌木等非地带性植被。

　　在黄土高原与毛乌素沙地交界地带，黄土区往往上覆沙丘，由于沙有利于水分的下渗并能减少蒸发，加之地貌的多样性组合，相对容易形成径流，使得本地区的生态景观不再是典型草原的单一景观。墚地上有草原植被，半固定、固定沙丘与沙地上有沙生灌丛，滩地上有草甸、盐生与沼泽植被。很显然，灌丛、草甸与沼泽是由径流支撑其生命的。

　　在毛乌素沙地，由于黄河流经境内，所以在埋深较浅的丘间低地生长红柳灌丛等非地带性植被。

5.1.5 平原森林和森林草原区的植被生长需水分析

　　森林草原区的年降水在 450～550mm，森林区的年降水量在 500mm 以上。森林草原和落叶阔叶林是该区的地带性植被，但是大部分地区被开垦为农田。森林在干旱、半干旱和半湿润地区减少总的径流量，根据黄秉维 (1983) 引证国内外典型事例分析结果，在湿润、半湿润、半干旱所有地区的森林与其他陆面蒸发之差加权平均是每年 150mm^[17]。该区域内水资源比较丰富。水资源开发利用能够影响到的植被是沼泽，沼泽是该区内的非地带性植被。

5.2 植被生长需水的区域分异规律

　　在西北地区，水是决定植被分布的关键因素，以地带性理论与径流形成原理分析植被生长需水规律，可以认为：①地带性植被靠降水中不形成径流的水来维持生命，包括植物蒸腾与维持植物生长环境的土壤蒸发需水，这部分水不受水资源开发利用的影响。其中，荒漠植被，盖度 1%～25%（草原化荒漠区可达 30%），分布在年降水小于 200mm 的地区，降水几乎不产流，因此，地带性荒漠植被生长几乎全部消耗每年不足 200mm 的降水；荒漠草原与典型草原植被，盖度 20%～60%，分布在年降水 200～450mm 的地区，年径流深 5～50mm，而且位于高原，土层深厚，几乎不形成地下径流，因此，地带性荒漠草原与典型草原植被生长需水为每年 200～400mm；地带性森林草原和森林植被，盖度大于 50%，分布区年降水大于 450mm，森林能够截留降水形成地下径流，在本次研究的范围内地带性森林需水大约每年 400mm 多，不会超过 550mm。②非地带性植被的生长需水除当地降水以外还有径流，这部分水受水资源开发利用的影响。其中，荒漠区的非地带性植被有乔木林、灌木林、草甸和沼泽，除盐生荒漠草甸外，盖度一般大于 30%，植物生长主要靠地下水支撑。根据实测资料的排序分析结果，地下水埋深小于 2.5m 的最适植物群落是湿生的芦苇，埋深在 2.5～3m 的最适植物群落是以罗布麻、甘草为优势种的草甸植被，埋深在 3～3.5m 的适宜植物群落有胡杨林，在 3.5～4m 的适宜群落有柽柳，同时 3～4m 的埋深范围也是以骆驼刺等植物为优势种的荒漠化草甸的适宜区。荒漠草原和典型草原区的非地带性植被主要是沼泽、草甸和乔木林，植被盖度大于 50%，靠当地降水和径流支撑。森林草原与森林区的非地带植被有沼泽，需要足够的径流维持。

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