典型覆盖措施对黄土丘陵枣林土壤水分循环的影响

发布时间：2020-09-30 21:25

　　针对黄土丘陵半干旱区林地土壤干化缺水严重的现象,研究传统典型覆盖措施下的林地土壤水分循环对提高林地生产力及防治林地土壤水分恶化的重要作用。本研究在11龄山地矮化密植梨枣林试验基地的水平阶上,选取坡向和坡度相似的水平阶,分别设置秸秆覆盖、地膜覆盖、石子覆盖和枣林裸地4个处理。利用2012-2016年四种不同处理土壤水分定位实测数据和气象资料,探讨和分析不同覆盖措施对枣林土壤水分循环的影响,从而为建立山地枣林土壤水分恢复措施提供依据,也为半干旱区旱作枣林可持续发展及建立土壤水分生态环境友好型林业提供理论和技术支撑。初步得出以下结论:1)通过分析2012年3月-2016年4月连续四年不同覆盖措施枣林地土壤水分的变化动态,发现受降雨影响,生育期(4-10月)土壤含水量处于上升的阶段,而休眠期(10-次年4月)土壤水分处于下降的阶段,休眠期是土壤水分损失的严重时期。2)休眠期不同覆盖措施下0-200cm土层土壤储水量变化均可分为三个阶段。第一个阶段是土壤水分的缓慢损失期(10-12月),土壤储水量缓慢降低;第二个阶段是土壤水分的提升期(12-次年1月),该阶段由于自地表向下土壤水分逐渐冻结,土壤储水量迅速增加;第三个阶段土壤水分的快速损失期(次年1-4月),因地表土壤开始解冻,加之该阶段风大空气干燥,土壤水分蒸发加剧,土壤储水量加速减少。整个休眠期地膜覆盖、石子覆盖、秸秆覆盖、枣林地和枣林裸地土壤水分的变化量分别为61.6mm、75.8mm、87.2mm、113.4mm,相当于同期降雨量的1.36倍、1.67倍、1.92倍、和2.50倍,可见裸地损失最严重,覆盖措施可以在不同程度上起到有效保墒作用。3)降雨入渗和再分布是一个由浅入深、层层深入的过程,典型雨季地膜覆盖、石子覆盖、秸秆覆盖、枣林地和枣林裸地最大降雨入渗深度分别为440cm、340cm、320cm、和260cm。蒸散过程中土壤水分的变化表现为整体移动的特征,典型旱季地膜覆盖、石子覆盖、秸秆覆盖、枣林地和枣林裸地最大蒸散作用层深度分别为380cm、300cm、280cm、和260cm。4)枣林休眠期初期(10月)和末期(次年4月)土壤水分垂直剖面大致可以分为2个层:第一层为土壤水分的易恢复层,第二层为土壤水分的难恢复层。易恢复层土壤水分波动明显,采取覆盖措施后土壤水分有明显增加趋势,而难恢复层土壤水分相对稳定,覆盖的保墒作用不显著。与枣林裸地相比,经过一个休眠期地膜覆盖、石子覆盖和秸秆覆盖枣林地可以改善的土壤水分深度分别为320cm、280cm、240cm。5)根据三个典型水文年的土壤水分收支状况,可以将其分为三种不同类型:第一种是丰水年土壤水分的“累积型”,表现为土壤水分的补给量大于支出量;第二种为平水年土壤水分的“平衡型”;表现为土壤水分补给量与支出量基本持平;第三种为贫水年土壤水分的“耗损型”,土壤水分入不敷出。6)利用研究区水量平衡方程计算可知,丰水年不同覆盖措施蒸散量与同期降雨量比值均小于1,说明土壤水分出现正平衡状态,平水年四种处理条件下枣林地蒸散量与同期降雨量比值接近1,说明土壤水分处于平衡状态,贫水年则均大于1,说明土壤水分出现负平衡状态。由于研究区贫水年年份占总年份的56%,因此对该区土壤干层的形成产生不利影响。
【学位单位】：中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S152.7
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第1章绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 水资源现状
        1.1.2 土壤水分循环
        1.1.3 黄土高原干层问题
    1.2 研究目的和意义
    1.3 研究进展
        1.3.0 土壤水分时空变化规律的研究进展
        1.3.1 土壤干层的研究进展
        1.3.2 节水保墒措施的研究进展
        1.3.3 土壤水分循环的研究进展
    1.4 存在问题
第2章研究内容、研究方法以及试验设计
    2.1 研究内容
        2.1.1 典型覆盖措施下的枣林地土壤水分的周年变化
        2.1.2 典型覆盖措施下的枣林地土壤水分的垂直变化动态
        2.1.3 典型覆盖措施下的枣林地土壤水分循环的特征
    2.2 技术路线
    2.3 试验设计
        2.3.1 试验区概况
        2.3.2 试验设计与方法
    2.4 指标测量方法
    2.5 数据处理
第3章典型覆盖措施下林地土壤水分随时间的变化
    3.1 不同覆盖措施下枣林地土壤含水量的周年变化
    3.2 不同覆盖措施下枣林生育期土壤储水量随时间的变化
    3.3 不同覆盖措施下枣林休眠期土壤储水量随时间的变化
    3.4 小结
第4章典型覆盖措施下林地土壤水分的剖面变化
    4.1 雨季不同覆盖措施枣林地的降雨入渗特征
    4.2 旱季不同覆盖措施枣林地的蒸散发作用层深度
    4.3 休眠期不同覆盖措施枣林地土壤耗水特征
    4.4 小结
第5章典型覆盖措施下枣林土壤水分循环特征
    5.1 不同水文年不同覆盖措施下土壤水分收支平衡
        5.1.1 水文年类型的划分
        5.1.2 典型水文年不同覆盖措施土壤水分收支平衡
    5.2 不同水文年不同覆盖措施下土壤水分循环水平
    5.3 不同水文年不同覆盖措施下土壤水量平衡
    5.4 小结
第6章结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
作者简介

【引证文献】