黄土高原生态工程区土壤容重及饱和导水率的分布特征
发布时间：2021-02-15 22:28
土壤水力性质是影响水分运动、溶质运移以及流域水文模型模拟的重要参数。近年来,黄土高原实施的退耕还林（草）工程、治沟造地工程等重大生态工程,影响了该区域的地形地貌、土壤水力性质等。深入研究流域尺度土壤容重（Bulk Density,BD）与饱和导水率（Ks）的动态变化特征,对于理解重大生态工程影响下的水文过程演变规律具有重要意义。本研究以黄土高原重大生态工程影响的典型小流域为对象,采用80m×80m的网格布点（89个样点）,分别于2016年9月（夏末）、11月（初冬）和2017年3月（初春）采集土壤表层（0～5 cm）环刀样品,分析BD和Ks的动态分布特征及其影响因素。结果表明:BD在0.93～1.61 g/cm3之间变动,Ks介于0.01～7.30 cm/min;BD呈弱变异性,变异系数（Coefficient of Variation,CV）为10%,而Ks呈强变异性（CV=166%）。坡面BD显著小于沟底（P<0.05）,而Ks则显著大于沟底（P<0.05）。坡面林地和草地BD表现出显著的季节性差异（P<0.05）,而Ks在林地、灌木和草地之间均表现出显著的季节性...
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区位置及采样点的分布图
图4显示了不同土地利用类型下3次采样时间BD和Ks的动态分布特征。林地和草地BD在2016年9月和11月之间存在显著差异，灌木BD无季节性差异。而林地、灌木和草地的Ks在不同月份之间均存在显著差异（P<0.05）。与2016年9月和次年3月相比，3种土地利用类型在2016年11月的Ks均显著较低。不同季节条件下，气候条件、地表土壤物理化学过程和不同植被的根系分布形态表现出动态变化，使BD与Ks在不同土地利用类型之间呈现出季节变化特征[17]。与土地利用类型不同的是（图3),BD与Ks在不同季节之间差异显著，表明BD与Ks易受采样时间的影响。Hu等[23]对4种不同土地利用类型下的土壤水力参数进行测定，也发现Ks在不同土地利用类型之间差异不显著，但是每种土地利用类型下的Ks在月际尺度之间差异显著。2.4 土壤容重与饱和导水率的影响因素
通过分析坡面和沟底的样点统计结果发现，坡面和沟底BD的均值分别为1.19和1.38 g/cm3。BD在坡面和沟底之间存在显著性差异（图2），这是由于沟底作为新造耕地，治沟造地工程实施过程中机械作用使土壤压实，导致BD较大。这与鞠忻倪等[29]的研究结果类似。另一方面，坡面自退耕还林（草）工程实施以来（16 a），较少有人为干扰活动（踩踏、压实），在长时间自然演替作用下，坡面植被的根系具有疏松土壤的功能，因此坡面BD值较小[22]。与BD相反，坡面Ks显著高于沟底（图2）。Ks与BD在坡面和沟底表现出相反的分布特征，这是由于BD与Ks一般呈负相关关系[4,17]。与BD变异系数不同的是，Ks在坡面的平均变异系数（161%）比沟底的大（111%）。这是由于坡面受退耕还林（草）工程影响，在长时间的植被生长作用下，形成了不同的土地利用类型，不同的植被-土壤界面及其相互作用过程，对土壤水力参数会产生不同影响。相较于坡面，沟底土壤受治沟造地工程影响，土壤均被施工机械在一定程度上压实，且沟底土地利用类型单一，所以沟底Ks的变异系数小于坡面。不同数据分组统计结果表明，BD和Ks总体（所有点）的变异系数比分组（坡面和沟底）的变异系数大。Hu等[30]在研究土壤水分分布特征时也发现，当把沟底样点的数据一起进行统计分析时，流域尺度土壤水分的变异系数显著增大。因此，在地形地貌复杂的区域，应充分考虑地形对土壤水力参数分布特征的影响。2.2 坡面和沟底土壤容重与饱和导水率的动态变化特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]永定河流域官厅水库南岸典型林分土壤饱和导水率研究[J]. 张一璇,史常青,杨浩,王占永,赵廷宁,闫烨琛,安一喆. 生态学报. 2019(18)
[2]黄土区坡面尺度不同植被类型土壤饱和导水率剖面分布及影响因素[J]. 毛娜,黄来明,邵明安. 土壤. 2019(02)
[3]黄土沟壑区不同地形部位土壤大孔隙特征研究[J]. 鞠忻倪,贾玉华,甘淼,金珊,肖波. 土壤学报. 2018(05)
[4]黄土区坡沟系统容重、饱和导水率和土壤含水量变化分析[J]. 甘淼,贾玉华,李同川,毛娜,赵明阳. 干旱区研究. 2018(02)
[5]退耕典型草地土壤饱和导水率及其影响因素研究[J]. 王子龙,赵勇钢,赵世伟,黄菁华,杜璨,尚应妮. 草地学报. 2016(06)
[6]黄土区小流域土壤容重和饱和导水率的时空动态特征[J]. 傅子洹,王云强,安芷生. 农业工程学报. 2015(13)
[7]重庆市四面山不同土地利用类型饱和导水率[J]. 阮芯竹,程金花,张洪江,杜士才,李世友,张福明,王贤,陈晓冰. 水土保持通报. 2015(01)
[8]冻融循环对黄土区土壤饱和导水率影响的试验研究[J]. 赵春雷,邵明安,贾小旭. 土壤通报. 2015(01)
[9]应用土壤质地预测干旱区葡萄园土壤饱和导水率空间分布[J]. 李涛,李晓琳,郝新梅,康绍忠. 农业工程学报. 2014(09)
[10]喀斯特坡面表层土壤含水量、容重和饱和导水率的空间变异特征[J]. 张川,陈洪松,张伟,聂云鹏,叶莹莹,王克林. 应用生态学报. 2014(06)
本文编号：3035639
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区位置及采样点的分布图
图4显示了不同土地利用类型下3次采样时间BD和Ks的动态分布特征。林地和草地BD在2016年9月和11月之间存在显著差异，灌木BD无季节性差异。而林地、灌木和草地的Ks在不同月份之间均存在显著差异（P<0.05）。与2016年9月和次年3月相比，3种土地利用类型在2016年11月的Ks均显著较低。不同季节条件下，气候条件、地表土壤物理化学过程和不同植被的根系分布形态表现出动态变化，使BD与Ks在不同土地利用类型之间呈现出季节变化特征[17]。与土地利用类型不同的是（图3),BD与Ks在不同季节之间差异显著，表明BD与Ks易受采样时间的影响。Hu等[23]对4种不同土地利用类型下的土壤水力参数进行测定，也发现Ks在不同土地利用类型之间差异不显著，但是每种土地利用类型下的Ks在月际尺度之间差异显著。2.4 土壤容重与饱和导水率的影响因素
通过分析坡面和沟底的样点统计结果发现，坡面和沟底BD的均值分别为1.19和1.38 g/cm3。BD在坡面和沟底之间存在显著性差异（图2），这是由于沟底作为新造耕地，治沟造地工程实施过程中机械作用使土壤压实，导致BD较大。这与鞠忻倪等[29]的研究结果类似。另一方面，坡面自退耕还林（草）工程实施以来（16 a），较少有人为干扰活动（踩踏、压实），在长时间自然演替作用下，坡面植被的根系具有疏松土壤的功能，因此坡面BD值较小[22]。与BD相反，坡面Ks显著高于沟底（图2）。Ks与BD在坡面和沟底表现出相反的分布特征，这是由于BD与Ks一般呈负相关关系[4,17]。与BD变异系数不同的是，Ks在坡面的平均变异系数（161%）比沟底的大（111%）。这是由于坡面受退耕还林（草）工程影响，在长时间的植被生长作用下，形成了不同的土地利用类型，不同的植被-土壤界面及其相互作用过程，对土壤水力参数会产生不同影响。相较于坡面，沟底土壤受治沟造地工程影响，土壤均被施工机械在一定程度上压实，且沟底土地利用类型单一，所以沟底Ks的变异系数小于坡面。不同数据分组统计结果表明，BD和Ks总体（所有点）的变异系数比分组（坡面和沟底）的变异系数大。Hu等[30]在研究土壤水分分布特征时也发现，当把沟底样点的数据一起进行统计分析时，流域尺度土壤水分的变异系数显著增大。因此，在地形地貌复杂的区域，应充分考虑地形对土壤水力参数分布特征的影响。2.2 坡面和沟底土壤容重与饱和导水率的动态变化特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]永定河流域官厅水库南岸典型林分土壤饱和导水率研究[J]. 张一璇,史常青,杨浩,王占永,赵廷宁,闫烨琛,安一喆. 生态学报. 2019(18)
[2]黄土区坡面尺度不同植被类型土壤饱和导水率剖面分布及影响因素[J]. 毛娜,黄来明,邵明安. 土壤. 2019(02)
[3]黄土沟壑区不同地形部位土壤大孔隙特征研究[J]. 鞠忻倪,贾玉华,甘淼,金珊,肖波. 土壤学报. 2018(05)
[4]黄土区坡沟系统容重、饱和导水率和土壤含水量变化分析[J]. 甘淼,贾玉华,李同川,毛娜,赵明阳. 干旱区研究. 2018(02)
[5]退耕典型草地土壤饱和导水率及其影响因素研究[J]. 王子龙,赵勇钢,赵世伟,黄菁华,杜璨,尚应妮. 草地学报. 2016(06)
[6]黄土区小流域土壤容重和饱和导水率的时空动态特征[J]. 傅子洹,王云强,安芷生. 农业工程学报. 2015(13)
[7]重庆市四面山不同土地利用类型饱和导水率[J]. 阮芯竹,程金花,张洪江,杜士才,李世友,张福明,王贤,陈晓冰. 水土保持通报. 2015(01)
[8]冻融循环对黄土区土壤饱和导水率影响的试验研究[J]. 赵春雷,邵明安,贾小旭. 土壤通报. 2015(01)
[9]应用土壤质地预测干旱区葡萄园土壤饱和导水率空间分布[J]. 李涛,李晓琳,郝新梅,康绍忠. 农业工程学报. 2014(09)
[10]喀斯特坡面表层土壤含水量、容重和饱和导水率的空间变异特征[J]. 张川,陈洪松,张伟,聂云鹏,叶莹莹,王克林. 应用生态学报. 2014(06)
本文编号：3035639
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