覆土砒砂岩区典型退化植被下土壤水分特征及调控
发布时间：2021-04-15 14:16
黄河中游砒砂岩地区水土流失极为严重,对下游生态环境和安全造成极为不利的影响。研究典型样地土壤水分对降雨的动态响应,以及不同水保措施对砒砂岩区土壤水分的影响,对于揭示该地区土壤水文过程,促进水土流失防治和生态恢复具有重要科学意义。目前对半干旱砒砂岩地区相关的原位水分动态以及降雨入渗补给过程研究甚少。本文选取不同覆被类型（覆土草地、覆土沙棘、覆土沙棘平茬和裸露草地）的土壤样地,以及3种不同的鱼鳞坑保水措施（鱼鳞坑、鱼鳞坑覆草和鱼鳞坑覆草+入渗孔）,通过对0-160 cm剖面土壤水分分布进行动态监测,结合原状土样土壤水力学性质测定,研究了覆土砒砂岩区典型退化植被下土壤水分特征及不同调控措施保水效应。取得了以下研究结果:1、沙棘相对于草地对土壤有更好的改善作用,主要体现在土壤通气孔隙增加、饱和导水率提高以及容重略微降低,且这个差异在10-20 cm更明显。覆土层相比砒砂岩有更好的土壤水力学性质和土壤孔隙结构。主要体现在毛管孔隙的提高（40.89%）和容重的降低。总体来看,覆土层保水能力明显强于砒砂岩区,表层砒砂岩由于土壤结构退化,砂粒占比较高,水分难以保持。平茬一年后对土壤水力学性质的改变不明...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验区示意图
第三章不同覆盖、植被类型下土壤水力学性质研究11第三章不同覆盖、植被类型下土壤水力学性质研究砒砂岩区属于黄土高原向毛乌素沙地和库布奇沙漠过渡地带，属于半干旱地区，降雨时空分布不均匀。土壤水分特征曲线是指土壤含水量与基质势的关系曲线，是研究植物有效水分、渗透、排水和溶质运动所必需的基本土壤性质（Zhuangetal.2001）。土壤水分特征曲线取决于土壤结构和孔隙分布，与土壤通气性直接或间接相关，水分传导率和水分对作物的有效性是研究土壤水分和溶质运动、植物根系分布和土壤呼吸是重要的指标之一（Osborneetal.1993）。本试验区土壤结构较为复杂，处于覆土砒砂岩到裸露砒砂岩的过渡地带，既有完全裸露的砒砂岩区域，也有上层覆盖黄土层的砒砂岩区域。本试验结合当地常见的草地以及沙棘林地两种地表植被类型以及覆土砒砂岩、裸露砒砂岩两种地貌，对0-20cm土层的土壤水力学参数进行了研究。3.1试验设置及测定方法本研究为了分析不同的土壤结构、植被类型下土壤水力学性质的差异，在砒砂岩区选择了15个具有代表性的土壤样点（剖面）。分别为处理覆土草地（CG）、覆土沙棘（CH）、覆土沙棘平茬（CHS）、裸露草地（UG）和裸露沙棘（UH），每个处理取3个点，采样0-10cm和10-20cm土壤样品，采样时间为2019年8月。各处理剖面图以及覆土深度如图3-1，试验点位置及相关采样测定方法见第二章。图3-1土壤剖面Fig.3-1.Soilprofile3.2结果与分析3.2.1土壤水分特征曲线及参数分析
西北农林科技大学硕士学位论文12采用高速离心机对5个处理0-20cm的土壤水分保持曲线进行测定，采用基于vanGenuchten模型的保持曲线（RETC）程序进行拟合，拟合结果与实测值残差平方和均在4.93E-04以下，结果如图3-1。图3-2土壤水分特征拟合曲线Fig.3-2.Fittedcurvessoilwatercharacteristic由图3-2中可以看出，总体上黄土的持水性高于砒砂岩，草地土壤持水性高于沙棘林地土壤，10-20cm土壤持水性高于0-10cm。用RETC拟合后的参数，得到表3-1。表3-1水分特征曲线拟合参数Table3-1Fittingparametersofwatercharacteristiccurve处理深度饱和含水量滞留含水量进气值倒数n总孔隙度TreatmentDepthθsθrαTPcm（cm3cm-3）（cm3cm-3）（cm-1）（%）CG100.46790.15190.03391.357046.79200.45520.13700.02771.294145.52CH100.50420.15240.04591.546750.42200.44840.14300.05791.311444.84CHS100.48160.12600.04761.574148.16200.46980.13990.05191.397346.98UG100.35610.09070.04531.555635.61200.35670.10100.07271.431435.67UH100.36280.08140.07241.431836.28200.34790.08030.07641.382034.79表中，把土壤水分特征曲线测量中的进气值取倒数，记作α。饱和后的土壤在水吸力不断增加的情况下，转变为不饱和状态下的压力值就叫做进气值。一般来说进气值与土壤的质地有关，进气值较大的土壤一般质地为重质粘性，而进气值较小的质地一
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of soil management on soil erosion on sloping farmland during crop growth stages under a large-scale rainfall simulation experiment[J]. WANG Linhua,WANG Yafeng,Keesstra SASKIA,Cerdà ARTEMI,MA Bo,WU Faqi. Journal of Arid Land. 2018(06)
[2]Effect of Pisha sandstone on water infiltration of different soils on the Chinese Loess Plateau[J]. MA Wenmei,ZHANG Xingchang. Journal of Arid Land. 2016(03)
[3]坡面水保措施下土壤水分特征及对坡体稳定性的作用[J]. 歌丽巴,王彬,张会兰,王云琦,郭翚. 土壤通报. 2014(05)
[4]黄河中游大尺度植被冠层截留降水模拟与分析[J]. 宋文龙,杨胜天,路京选,刘昌明,王树东. 地理学报. 2014(01)
[5]六盘山北侧叠叠沟小流域几种典型植被群落的水文功能研究[J]. 刘千,王平,熊伟,王彦辉,杜阿朋,李振华,王艳兵. 干旱地区农业研究. 2013(04)
[6]黄土高原丘陵沟壑区柠条与沙棘冠层的持水能力[J]. 荐圣淇,赵传燕,方书敏,余凯,马文瑛. 植物生态学报. 2013(01)
[7]毛乌素沙地砒砂岩与沙快速复配成土核心技术研究[J]. 韩霁昌,刘彦随,罗林涛. 中国土地科学. 2012(08)
[8]砒砂岩地区水土流失影响因素浅析[J]. 刘艳,牛国权. 内蒙古水利. 2012(03)
[9]科尔沁沙地人工黄柳林平茬复壮技术研究[J]. 胡小龙,薛博,袁立敏,刘德义,常伟东. 干旱区资源与环境. 2012(05)
[10]平茬措施对柠条生理特征及土壤水分的影响[J]. 杨永胜,卜崇峰,高国雄. 生态学报. 2012(04)
博士论文
[1]坡面径流调控效应及其机理研究[D]. 吴淑芳.西北农林科技大学 2006
硕士论文
[1]砒砂岩区典型地域植被类型空间配置研究[D]. 曾月娥.内蒙古农业大学 2013
本文编号：3139495
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验区示意图
第三章不同覆盖、植被类型下土壤水力学性质研究11第三章不同覆盖、植被类型下土壤水力学性质研究砒砂岩区属于黄土高原向毛乌素沙地和库布奇沙漠过渡地带，属于半干旱地区，降雨时空分布不均匀。土壤水分特征曲线是指土壤含水量与基质势的关系曲线，是研究植物有效水分、渗透、排水和溶质运动所必需的基本土壤性质（Zhuangetal.2001）。土壤水分特征曲线取决于土壤结构和孔隙分布，与土壤通气性直接或间接相关，水分传导率和水分对作物的有效性是研究土壤水分和溶质运动、植物根系分布和土壤呼吸是重要的指标之一（Osborneetal.1993）。本试验区土壤结构较为复杂，处于覆土砒砂岩到裸露砒砂岩的过渡地带，既有完全裸露的砒砂岩区域，也有上层覆盖黄土层的砒砂岩区域。本试验结合当地常见的草地以及沙棘林地两种地表植被类型以及覆土砒砂岩、裸露砒砂岩两种地貌，对0-20cm土层的土壤水力学参数进行了研究。3.1试验设置及测定方法本研究为了分析不同的土壤结构、植被类型下土壤水力学性质的差异，在砒砂岩区选择了15个具有代表性的土壤样点（剖面）。分别为处理覆土草地（CG）、覆土沙棘（CH）、覆土沙棘平茬（CHS）、裸露草地（UG）和裸露沙棘（UH），每个处理取3个点，采样0-10cm和10-20cm土壤样品，采样时间为2019年8月。各处理剖面图以及覆土深度如图3-1，试验点位置及相关采样测定方法见第二章。图3-1土壤剖面Fig.3-1.Soilprofile3.2结果与分析3.2.1土壤水分特征曲线及参数分析
西北农林科技大学硕士学位论文12采用高速离心机对5个处理0-20cm的土壤水分保持曲线进行测定，采用基于vanGenuchten模型的保持曲线（RETC）程序进行拟合，拟合结果与实测值残差平方和均在4.93E-04以下，结果如图3-1。图3-2土壤水分特征拟合曲线Fig.3-2.Fittedcurvessoilwatercharacteristic由图3-2中可以看出，总体上黄土的持水性高于砒砂岩，草地土壤持水性高于沙棘林地土壤，10-20cm土壤持水性高于0-10cm。用RETC拟合后的参数，得到表3-1。表3-1水分特征曲线拟合参数Table3-1Fittingparametersofwatercharacteristiccurve处理深度饱和含水量滞留含水量进气值倒数n总孔隙度TreatmentDepthθsθrαTPcm（cm3cm-3）（cm3cm-3）（cm-1）（%）CG100.46790.15190.03391.357046.79200.45520.13700.02771.294145.52CH100.50420.15240.04591.546750.42200.44840.14300.05791.311444.84CHS100.48160.12600.04761.574148.16200.46980.13990.05191.397346.98UG100.35610.09070.04531.555635.61200.35670.10100.07271.431435.67UH100.36280.08140.07241.431836.28200.34790.08030.07641.382034.79表中，把土壤水分特征曲线测量中的进气值取倒数，记作α。饱和后的土壤在水吸力不断增加的情况下，转变为不饱和状态下的压力值就叫做进气值。一般来说进气值与土壤的质地有关，进气值较大的土壤一般质地为重质粘性，而进气值较小的质地一
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of soil management on soil erosion on sloping farmland during crop growth stages under a large-scale rainfall simulation experiment[J]. WANG Linhua,WANG Yafeng,Keesstra SASKIA,Cerdà ARTEMI,MA Bo,WU Faqi. Journal of Arid Land. 2018(06)
[2]Effect of Pisha sandstone on water infiltration of different soils on the Chinese Loess Plateau[J]. MA Wenmei,ZHANG Xingchang. Journal of Arid Land. 2016(03)
[3]坡面水保措施下土壤水分特征及对坡体稳定性的作用[J]. 歌丽巴,王彬,张会兰,王云琦,郭翚. 土壤通报. 2014(05)
[4]黄河中游大尺度植被冠层截留降水模拟与分析[J]. 宋文龙,杨胜天,路京选,刘昌明,王树东. 地理学报. 2014(01)
[5]六盘山北侧叠叠沟小流域几种典型植被群落的水文功能研究[J]. 刘千,王平,熊伟,王彦辉,杜阿朋,李振华,王艳兵. 干旱地区农业研究. 2013(04)
[6]黄土高原丘陵沟壑区柠条与沙棘冠层的持水能力[J]. 荐圣淇,赵传燕,方书敏,余凯,马文瑛. 植物生态学报. 2013(01)
[7]毛乌素沙地砒砂岩与沙快速复配成土核心技术研究[J]. 韩霁昌,刘彦随,罗林涛. 中国土地科学. 2012(08)
[8]砒砂岩地区水土流失影响因素浅析[J]. 刘艳,牛国权. 内蒙古水利. 2012(03)
[9]科尔沁沙地人工黄柳林平茬复壮技术研究[J]. 胡小龙,薛博,袁立敏,刘德义,常伟东. 干旱区资源与环境. 2012(05)
[10]平茬措施对柠条生理特征及土壤水分的影响[J]. 杨永胜,卜崇峰,高国雄. 生态学报. 2012(04)
博士论文
[1]坡面径流调控效应及其机理研究[D]. 吴淑芳.西北农林科技大学 2006
硕士论文
[1]砒砂岩区典型地域植被类型空间配置研究[D]. 曾月娥.内蒙古农业大学 2013
本文编号：3139495
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