黄土高原坡面深层土壤水分孔式调控技术及效应

发布时间：2020-06-26 04:20

【摘要】：黄土高原一直以来是我国水土流失最为强烈的地区,国家先后联系实施了一系列如小流域综合治理、淤地坝及退耕还林(草)等工程,这些工程的实施在防止水土流失方面起到了显著作用。黄土高原土层深厚,对于蓄积水分具有巨大的库容,但目前这个“水库”由于降雨少、径流多、蒸发大和植被耗水等因素并没有多少水,几乎干涸(土壤干层)。本文通过野外定位监测试验和室内土柱模拟试验,研究了入渗孔与水保措施组合下土壤水分时空分布规律,充分利用这个库容将降雨就地入渗,旨在为黄土高原地区植被恢复和建设提供理论依据和技术支持,主要结论如下:(1)通过对比鱼鳞坑各处理土壤含水量及其保水效应,发现覆盖措施表层(0-60 cm)土壤含水量最高,蓄水保墒效果更好。入渗孔+鱼鳞坑组合措施拦蓄的降雨径流通过入渗孔优先入渗到深层土壤,能够局部土层土壤含水量,且能够增加土壤水分的最大入渗深度。2016-2017年,鱼鳞坑土壤含水量有所恢复,土壤质量含水量的增加量在1.39%-4.64%。鱼鳞坑各处理土壤储水量随时间的动态变化趋势受降雨的影响。在0-70cm土层,从8月下旬到11月中旬,入渗孔处理土壤储水量的减少量低于其他处理。在降雨过后(8月中旬到下旬),入渗孔处理70-120 cm土层土壤含水量的增加量高于其他处理,增加量为14.78 mm。(2)研究入渗孔在有无柠条水平沟中的保水效应,发现随着距入渗孔距离的增大土壤储水量降低。以无柠条水平沟入渗孔处土壤含水量最大,柠条水平沟中距入渗孔50 cm处土壤含水量最小。入渗孔的汇水作用导致柠条水平沟入渗孔处土壤含水量高于坡地,有无柠条水平沟入渗孔处土壤含水量分别比坡地增加了29.34%和11.38%。但由于柠条耗水作用,导致在距入渗孔25 cm、50 cm处的土壤含水量分别比坡地降低1.69%和4.49%。(3)随着入渗孔深度的增加(40 cm、60 cm和80 cm),土壤平均含水量略有增加,且土壤水分入渗的最大深度增加。与覆石、覆秸秆和空白处理相比,入渗孔处理增大了局部土层土壤含水量,而对于整个土体,覆盖措施的蓄水保墒效果更明显。(4)随着入渗孔深度的增加,土壤日蒸发量减小。各处理土壤日蒸发量的大小关系与蒸发时间有关,在蒸发28天以内,空白的土壤日蒸发量最大。但在蒸发28天以后,覆秸秆和入渗孔处理土壤日蒸发量反而高于空白。(5)对比各处理的累积蒸发量,覆盖措施抑制土壤蒸发的效果更明显。入渗孔处理能够降低土壤累计蒸发量,且随着入渗孔深度的增加,土壤累计蒸发量减小。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S152.7
【图文】：

示意图,示意图,概况,降水量

8 黄土高原坡面深层土壤水分孔式调控技术及效应第二章研究区概况、研究内容和研究方法2.1 研究区概况本试验区位于宁夏南部黄土丘陵区的固原上黄区。上黄村位于宁夏回族自治区固原市河川镇，地理坐标为 106°26′-106°30′，35.59°59′-36°02′。从植被区划来讲，该区属于森林草原向草原过度的灌丛草原类型（袁彩霞等 2017）。气候类型为温带季风气候，特点是冬春季干旱少雨，夏秋季多雨，且多暴雨及冰雹。从 1983 年到 2006 年，最大降雨量为 634.7 mm，最小为 259.9 mm，平均为 412.9 mm，降水量年际变化率为 24.6%。年内降水季节分配不均，6-9 月份降水量占全年降水量的 73.7%。无霜期 152 天。区内地势起伏，沟壑纵横，水土流失严重，属于黄土丘陵半干旱区，坡度 10-25 °，海拔高度约1534-1822 m，土地总面积 7.61 km2。年内总辐射 5342 MJ，年平均气温 6.9 ℃。土壤为黄土母质发育的淡黑垆土、黄绵土。

中子仪,入渗

土壤类型Soil Type黄绵土凋萎湿度Wilting coefficient（%）4.5田间持水量Field moisture capacity（%）18.9土壤容重Soil density（g cm-3）1.20 土壤水分测定方法（1）土壤的质量含水量通过烘干法测定。2016 年 6 月下旬、10 月中旬采样。每个处理选择 3 个鱼鳞坑进行样品采集，坑处理，在距入渗孔孔中心 10 cm、25 cm、40 cm 处为采样点，其余处理以鱼为采样点。2017 年 10 月中旬，对于入渗孔处理，在距入渗孔中心 10 cm 处采处理采样方式不变。背景值采样点在等高处选择三处。通过打钻法采取 0-200 c，0-100 cm，每 10 cm 取一次样；100-200 cm，每 20 cm 取一次样。

【参考文献】