三峡水库消落带土壤团聚体微结构变化特征
发布时间：2021-04-18 13:18
三峡水库落差30 m的反季节水文节律使消落带的地形、植被和土壤发生了巨大变化,特别是土壤团聚体微结构对干湿交替作用极为敏感。为了明确三峡水库消落带水位周期性涨落对土壤团聚体微结构的影响,采集消落带145～155 m、155～165 m、165～175 m的表层土壤,以未淹水高程180 m的土壤为对照,采用同步辐射显微CT及图像处理技术,对土壤团聚体微结构变化特征进行分析。结果表明:（1）团聚体孔隙度随水位高程的降低而显著降低,与180 m的孔隙度相比,165～175 m、155～165 m和145～155 m的孔隙度依次降低了21.80%、47.68%和59.58%;孔隙数量和孔隙节点数量随水位高程的降低显著减少,最大降幅分别为56.64%和91.18%;孔隙分形维数随水位高程降低而降低,欧拉值则随水位高程的降低而增大;（2）团聚体孔隙度以>100μm的通气孔隙度为主,随着水位高程的降低,通气孔隙度逐渐降低,而<30μm的贮存孔隙度和30～100μm的毛管孔隙度先增加后降低;（3）团聚体孔隙形状以瘦长型孔隙为主,随着水位高程的降低,瘦长型孔隙占孔隙度的百分比显著降低,而规则...
【文章来源】：山地学报. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
三峡库区地形图及研究区位置
2016年9月水库水位为145 m左右时,在石宝镇共和村消落带布设3条与库岸垂直的样带进行采样。为降低土地利用、地形地貌、植被、土壤等对研究结果的影响,本文选取淹水前为旱地、淹水后植被为狗牙根、覆盖度为63%～72%、坡度为3°～8°的缓坡型草地为样地采集紫色土样品。根据消落带不同水位高程土壤淹水时间和深度的不同(图2),将消落带划分为低水位高程(LE,145～155 m)、中水位高程(ME,155～165 m)和高水位高程(HE,165～175 m),LE、ME和HE的淹水年限分别为10、8～10和6～8 a,年平均淹水时间分别为306、216和110 d,淹水深度分别为20～30、10～20和0～10 m。每个样带按这3个水位高程进行采样,同时采集库岸未淹水高程(CK,180 m)的土壤作为对照。在每个水位高程选取多个采样点采集表层土壤样品并将样品混合均匀,然后将每个样品分成两份,一份样品先后用孔径为5 mm和3 mm的土壤筛进行筛分,得到孔径为3～5 mm的团聚体样品,用于同步辐射CT扫描,在扫描前将样品储存于4 ℃的冰箱中;另一份样品自然风干后用于测定土壤理化性质。土壤理化性质采用常规方法测定,其中土壤颗粒组成测定采用MasterSize2000型激光粒度分析仪,根据国际制划分标准进行划分,即0.02～2 mm为砂粒,0.002～0.02 mm为粉粒, <0.002 mm为粘粒;土壤容重用环刀法测定;孔隙度通过容重和密度计算得到;土壤有机碳用元素分析仪测定。
表2 不同水位高程团聚体孔隙基本特征Tab.2 Basic features of soil aggregate pores at different water levels 水位高程 孔隙度/% 孔隙数量 孔隙节点数量 形状系数 分形维数 欧拉值/(10-7 μm-3) LE 12.46±1.37a 3199.46±871.44a 452.00±80.13a 0.58±0.02b 2.52±0.08a 30.91±7.36c ME 16.13±1.65b 4588.96±444.84b 772.25±43.18a 0.56±0.01b 2.71±0.07b 18.58±2.79b HE 24.11±1.28c 6284.50±677.79c 2991.75±591.98b 0.55±0.01a 2.80±0.03c 7.10±0.83a CK 30.83±2.91d 7379.33±1321.51c 5121.50±802.42c 0.54±0.01a 2.87±0.02c 2.72±0.60a 注:同一列不同小写字母表示不同水位高程孔隙特征差异显著(P<0.05)。图4 不同水位高程团聚体孔隙大小分布
本文编号：3145540
【文章来源】：山地学报. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
三峡库区地形图及研究区位置
2016年9月水库水位为145 m左右时,在石宝镇共和村消落带布设3条与库岸垂直的样带进行采样。为降低土地利用、地形地貌、植被、土壤等对研究结果的影响,本文选取淹水前为旱地、淹水后植被为狗牙根、覆盖度为63%～72%、坡度为3°～8°的缓坡型草地为样地采集紫色土样品。根据消落带不同水位高程土壤淹水时间和深度的不同(图2),将消落带划分为低水位高程(LE,145～155 m)、中水位高程(ME,155～165 m)和高水位高程(HE,165～175 m),LE、ME和HE的淹水年限分别为10、8～10和6～8 a,年平均淹水时间分别为306、216和110 d,淹水深度分别为20～30、10～20和0～10 m。每个样带按这3个水位高程进行采样,同时采集库岸未淹水高程(CK,180 m)的土壤作为对照。在每个水位高程选取多个采样点采集表层土壤样品并将样品混合均匀,然后将每个样品分成两份,一份样品先后用孔径为5 mm和3 mm的土壤筛进行筛分,得到孔径为3～5 mm的团聚体样品,用于同步辐射CT扫描,在扫描前将样品储存于4 ℃的冰箱中;另一份样品自然风干后用于测定土壤理化性质。土壤理化性质采用常规方法测定,其中土壤颗粒组成测定采用MasterSize2000型激光粒度分析仪,根据国际制划分标准进行划分,即0.02～2 mm为砂粒,0.002～0.02 mm为粉粒, <0.002 mm为粘粒;土壤容重用环刀法测定;孔隙度通过容重和密度计算得到;土壤有机碳用元素分析仪测定。
表2 不同水位高程团聚体孔隙基本特征Tab.2 Basic features of soil aggregate pores at different water levels 水位高程 孔隙度/% 孔隙数量 孔隙节点数量 形状系数 分形维数 欧拉值/(10-7 μm-3) LE 12.46±1.37a 3199.46±871.44a 452.00±80.13a 0.58±0.02b 2.52±0.08a 30.91±7.36c ME 16.13±1.65b 4588.96±444.84b 772.25±43.18a 0.56±0.01b 2.71±0.07b 18.58±2.79b HE 24.11±1.28c 6284.50±677.79c 2991.75±591.98b 0.55±0.01a 2.80±0.03c 7.10±0.83a CK 30.83±2.91d 7379.33±1321.51c 5121.50±802.42c 0.54±0.01a 2.87±0.02c 2.72±0.60a 注:同一列不同小写字母表示不同水位高程孔隙特征差异显著(P<0.05)。图4 不同水位高程团聚体孔隙大小分布
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