亚热带红壤坡地季节性干旱空间特征

发布时间：2020-10-25 02:23

　　 红壤坡地季节性干旱严重危害农业生产和区域发展。季节性干旱时间上多发生于夏末秋初,但其空间发生特征及原因尚不明确。对2006年和2012年两年的坡耕地7、8月份土壤水分时空变化特征的研究结果表明:0~60 cm土壤含水量随土层深度增加而提高;且表层土壤含水量波动最剧烈,随土壤深度增加,波动减弱,60 cm土层土壤含水量变化极小。林地、草地、裸地和农田四种土地利用方式中,农田最易发生季节性干旱,且主要发生在0~30 cm表层土壤。作物根系分布和根系吸水是导致该区季节性干旱的主要原因,土壤蒸发是另一原因。促进作物根系下扎将是缓解该区季节性干旱的有效途径。
【部分图文】：

第47土壤通报卷随土层深度增加，土壤含水量变化减小，60cm土层含水量观测期内基本无变化。四种土地利用方式下的土壤含水量在纵向上以草地变化最深，然后依次是林地，裸地，农田。0~15cm土层农田土壤含水量最低，变化最大，然后依次是草地，裸地，林地含水量最高，变化最校用林地、草地、裸地各层土壤含水量减去农田相同的时间对应土层土壤含水量，得到不同土地利用方式与农田对应土壤含水量的差值（图3），可以看出，农田土壤含水量除30~60cm土层高于同期草地对应土层外，农田各土层土壤含水量均低于其它土壤利用方式对应土壤含水量。其中农田与裸地对应土层含水量图1试验区近30年（1980~2010年）月平均降雨量、月平均潜在蒸发量及月平均气温Fig.1Monthlyaveragerainfall,potentialevaporationandair-temperatureduringthepast30years(1980~2010)intheexperimentalstationregion图22006年7~8月份四种土壤利用方式土壤含水量时空变化Fig.2Temporalandspatialchangesofsoilmoistureforfourkindsofland-useinJulyandAugustof2006.822

4期王峰等：亚热带红壤坡地季节性干旱空间特征差异最大，多数时段两者含水量差异在0.02vv-1以上，15cm土层含水量差异高达0.03~0.06vv-1；林地各层土壤含水量大都高于农田。0~15cm土层草地土壤含水量略高于农田，而30~60cm土层草地土壤含水量均小于对应农田约0.04vv-1。四种土地利用方式中，除草地30～60cm土层外，农田土壤含水量最低，且表层变化最剧烈，最容易发生季节性干旱。图32006年7~8月份林地与农田（a图）、草地与农田（b图）、裸地与农田（c图）相同时空土壤含水量比较Fig.3Comparisonofsoilmoistureforbetweenfourkindsofland-use(Figs.a,bandc)atthesametimeandspaceinJulyandAugustof20062.3农田土壤水分变化与作物根系的关系土壤含水量变化不仅与气候状况有关，与不同植被覆盖也有直接关系。为了解农田土壤水分变化规律及干旱发生原因，于2012年对裸地和农田夏玉米不同生育期土壤水分时空变化及玉米根系深度进行了观测。结果发现，整个夏玉米生育期，农田表层含水量变化剧烈（图4），例如0~15cm。随土壤深度增加土壤含水量增加，但变化减小，60cm土层土壤含水量基本不变。2012年农田土壤水分时空变化规律与2006年完全一致。裸地土壤水分变化与2006年也基本一致（图5）：表层土壤含水量最低，变化最大，深层土壤含水量稳定。相同时期相同土层农田与裸地土壤含水量比较发现（图6），除农田表层8cm土壤含水量高于裸地外，其它各层土壤含水量均低于对应裸地，尤其是30cm深度差异最大，达0.04vv-1。根系吸水是导致农田和裸地土壤水分时空差异的主要原因，地表蒸发也是其原因之一。作物在不同生育期，其株高，叶面积及根系深度均不同（表3），导

第47土壤通报卷地差异。不同时期农田与裸地土壤水分差值与作物对应时期根系深度的相关分析（表4）表明，农田与裸地含水量差异与对应土层根系极显著相关，下层土壤含水量差异与根系深度的相关性好于上层，且根系越深，相关性越好。图42012年夏玉米生育期农田土壤不同深度水分动态变化Fig.4Dynamicchangesofsoilmoistureduringthegrowthperiodofsummermaizeatdifferentsoildepthsoffarmlandin2012图52012年夏玉米生育期裸地土壤不同深度水分动态变化Fig.5Dynamicchangesofsoilmoistureduringthegrowthperiodofsummermaizeatdifferentsoildepthsofbare-landin2012图62012年夏玉米生育期农田和裸地同层土壤含水量差值Fig.6D-valuesofsoilmoistureatthesamesoillayerbetweenfarmlandandbare-landduringthegrowthperiodofsummermaizein2012表32012年夏玉米不同生育期株高、叶面积和根系深度Table3Plantheight,leafareaandrootdepthduringthedifferentgrowthstagesofsummermaizein2012日期(M/D)Date7/3~7/87/20~7/268/9~8/168/26~9/1生育期Growthperiod(叶)3~5叶7~9叶11~13叶15~17叶株高Plantheight(cm)35.3071.3098.14156.70叶面积Leafarea(m2)0.061.152.202.51根系深度Rootdepth(cm)23303537824
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