喀斯特森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程的影响
发布时间：2021-07-03 06:41
蒸发是西南喀斯特地区薄层土壤水分损失的主要途径,浅层土壤水分的存蓄对喀斯特地区农业生产和生态恢复至关重要。以西南喀斯特森林碳酸盐岩红土为研究对象,基于室内蒸渗试验设置4个苔藓生物量（0,0.32,0.64,0.95 kg/m2）和3个松针生物量（0,0.32,0.64 kg/m2）共12种处理,分析森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程及表层温度时空分布的影响规律,并对比3种蒸发模型（Black、Rose、空气动力学蒸发模型）在喀斯特森林碳酸盐岩红土的适用性。结果表明:苔藓和松针覆盖显著降低累积蒸发量和蒸发速率（P<0.05）,接种苔藓0.95 kg/m2和覆盖松针0.64 kg/m2处理比裸土累积蒸发量小36.9%;苔藓和松针导致土壤含水量显著增加（P<0.05）;苔藓和松针增加了表层土壤的平均温度,松针对土壤温度的提升作用强于苔藓;Black、Rose和空气动力学模型均能较好地模拟碳酸盐岩红土蒸发过程,Black蒸发模型的拟合精度高于Rose和空气动力学蒸发模型。研究结果能为西南喀斯...
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
室内温湿度变化及自由水面蒸发过程
由图2可知,近地表层覆盖的生物量越高,累积蒸发量曲线越低(靠近横坐标)。蒸发开始7天后,不同处理之间累积蒸发量开始出现明显差异;蒸发开始13天后,苔藓和松针覆盖对土壤累积蒸发量的影响程度越来越显著。为了排除大气蒸发变化对土壤蒸发的影响,采用土壤累积蒸发量与自由水面蒸发量的比值(Ec/Ec0)进一步分析,Ec/Ec0在试验初期表现出增加的趋势,13天时发生突变,Ec/Ec0减小然后趋于稳定(图2)。一方面,在相同的松针覆盖条件下,相比于B1、B2、B3处理,B0处理的Ec/Ec0最大;另一方面,对比不同松针生物量和苔藓生物量处理下相对蒸发速率(Ec/Ec0)的变化,在松针生物量为0,0.32 kg/m2时,苔藓对蒸发过程有明显的抑制作用(图2);当松针生物量达到0.64 kg/m2时,松针对土壤蒸发的抑制起主导作用,不同苔藓生物量的Ec/Ec0变化无明显差异,苔藓对土壤蒸发的抑制作用并不明显。进一步的拟合分析结果也证实了上段的分析结论:随土壤表层松针覆盖生物量增加,苔藓对碳酸盐岩红土蒸发过程的抑制作用逐渐减弱(图3)。对于P1处理,B0处理(苔藓0)的土壤累积蒸发量比B3处理(苔藓0.95 kg/m2)大9.7%(F=27.69,P=0.034<0.05);对于P1和P2处理,苔藓生物量与累积蒸发量无显著关系。随土壤表层松针覆盖量的增加,苔藓对土壤累积蒸发量影响的差异性越来越不显著。方差分析结果表明,任何苔藓生物量条件下,松针覆盖对土壤累积蒸发量的影响均显著(P=0.01);B0～B3处理下,土壤累积蒸发量随着松针量的增加分别降低了37.2%,45.1%,37.4%,36.9%。总体来说,松针覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程的抑制作用明显强于苔藓覆盖。
苔藓和松针覆盖显著提升了土壤持水能力。对比不同覆盖特征下土壤含水率的变化曲线,不同处理之间土壤含水率差异随着苔藓和松针生物量的增加而减小。B3P0处理的土壤含水率比B0P0、B1P0、B2P0处理高14.1%,15.4%,1.9%;B2P1处理的土壤含水率比B0P1,B1P1,B3P1处理高10.8%,3.0%,3.15%;B2P2处的土壤含水率比B0P2,B1P2,B3P2处理高7.0%,1%,2.3%。由图4可知,随着苔藓和松针生物量的增加,含水率对土壤蒸发能力(Ec/Ec0)的影响逐渐减小且达到显著水平,松针生物量为0时,随着苔藓生物量的增加(0～0.95 kg/m2)含水率对土壤蒸发的影响作用逐渐减弱。与接种苔藓的处理相比,松针增加了碳酸盐岩红土蒸发达到稳定阶段对应的含水率,且随着松针生物量的增加(0～0.64 kg/m2),有效提升土壤持水能力,减小土壤水分流失(表2)。图4 不同覆盖特征下土壤含水率对相对蒸发速率的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]石漠化环境水土综合整治与山地混农林业前沿理论与对策[J]. 吴清林,梁虹,熊康宁,李瑞. 水土保持学报. 2018(02)
[2]枯草芽孢杆菌对盐碱土面蒸发及水盐分布的影响[J]. 侯亚玲,周蓓蓓,王全九. 水土保持学报. 2018(02)
[3]生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响[J]. 王莉,秦树高,张宇清,吴斌,冯薇,刘军,白宇轩,佘维维. 北京林业大学学报. 2017(03)
[4]贵州喀斯特区域土壤有机质的分布与演化特征[J]. 邸欣月,安显金,董慧,汤海明,肖保华. 地球与环境. 2015(06)
[5]生物炭对黄土区土壤水分入渗、蒸发及硝态氮淋溶的影响[J]. 肖茜,张洪培,沈玉芳,李世清. 农业工程学报. 2015(16)
[6]麦秸覆盖条件下土壤蒸发阻力及蒸发模拟[J]. 李艳,刘海军,黄冠华. 农业工程学报. 2015(01)
[7]温度和水汽对土壤水动态影响的模拟研究[J]. 韩江波,周志芳,傅志敏,吴蓉. 水利学报. 2014(06)
[8]枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验[J]. 宋卫康,丁文其,崔玉军. 水科学进展. 2014(01)
[9]碳酸盐岩上覆红土的成因研究[J]. 符必昌,黄英,方丽萍,王昆,金克盛,刘鹏. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
[10]岩溶地区红土与碳酸盐岩上覆地层相关性及其指示意义——以贵阳乌当区剖面为例[J]. 曹星星,吴攀,王志强,李本云,楼明君. 地球与环境. 2012(01)
博士论文
[1]农膜残留对土壤水分运移的影响及模拟研究[D]. 王志超.内蒙古农业大学 2017
本文编号：3262083
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
室内温湿度变化及自由水面蒸发过程
由图2可知,近地表层覆盖的生物量越高,累积蒸发量曲线越低(靠近横坐标)。蒸发开始7天后,不同处理之间累积蒸发量开始出现明显差异;蒸发开始13天后,苔藓和松针覆盖对土壤累积蒸发量的影响程度越来越显著。为了排除大气蒸发变化对土壤蒸发的影响,采用土壤累积蒸发量与自由水面蒸发量的比值(Ec/Ec0)进一步分析,Ec/Ec0在试验初期表现出增加的趋势,13天时发生突变,Ec/Ec0减小然后趋于稳定(图2)。一方面,在相同的松针覆盖条件下,相比于B1、B2、B3处理,B0处理的Ec/Ec0最大;另一方面,对比不同松针生物量和苔藓生物量处理下相对蒸发速率(Ec/Ec0)的变化,在松针生物量为0,0.32 kg/m2时,苔藓对蒸发过程有明显的抑制作用(图2);当松针生物量达到0.64 kg/m2时,松针对土壤蒸发的抑制起主导作用,不同苔藓生物量的Ec/Ec0变化无明显差异,苔藓对土壤蒸发的抑制作用并不明显。进一步的拟合分析结果也证实了上段的分析结论:随土壤表层松针覆盖生物量增加,苔藓对碳酸盐岩红土蒸发过程的抑制作用逐渐减弱(图3)。对于P1处理,B0处理(苔藓0)的土壤累积蒸发量比B3处理(苔藓0.95 kg/m2)大9.7%(F=27.69,P=0.034<0.05);对于P1和P2处理,苔藓生物量与累积蒸发量无显著关系。随土壤表层松针覆盖量的增加,苔藓对土壤累积蒸发量影响的差异性越来越不显著。方差分析结果表明,任何苔藓生物量条件下,松针覆盖对土壤累积蒸发量的影响均显著(P=0.01);B0～B3处理下,土壤累积蒸发量随着松针量的增加分别降低了37.2%,45.1%,37.4%,36.9%。总体来说,松针覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程的抑制作用明显强于苔藓覆盖。
苔藓和松针覆盖显著提升了土壤持水能力。对比不同覆盖特征下土壤含水率的变化曲线,不同处理之间土壤含水率差异随着苔藓和松针生物量的增加而减小。B3P0处理的土壤含水率比B0P0、B1P0、B2P0处理高14.1%,15.4%,1.9%;B2P1处理的土壤含水率比B0P1,B1P1,B3P1处理高10.8%,3.0%,3.15%;B2P2处的土壤含水率比B0P2,B1P2,B3P2处理高7.0%,1%,2.3%。由图4可知,随着苔藓和松针生物量的增加,含水率对土壤蒸发能力(Ec/Ec0)的影响逐渐减小且达到显著水平,松针生物量为0时,随着苔藓生物量的增加(0～0.95 kg/m2)含水率对土壤蒸发的影响作用逐渐减弱。与接种苔藓的处理相比,松针增加了碳酸盐岩红土蒸发达到稳定阶段对应的含水率,且随着松针生物量的增加(0～0.64 kg/m2),有效提升土壤持水能力,减小土壤水分流失(表2)。图4 不同覆盖特征下土壤含水率对相对蒸发速率的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]石漠化环境水土综合整治与山地混农林业前沿理论与对策[J]. 吴清林,梁虹,熊康宁,李瑞. 水土保持学报. 2018(02)
[2]枯草芽孢杆菌对盐碱土面蒸发及水盐分布的影响[J]. 侯亚玲,周蓓蓓,王全九. 水土保持学报. 2018(02)
[3]生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响[J]. 王莉,秦树高,张宇清,吴斌,冯薇,刘军,白宇轩,佘维维. 北京林业大学学报. 2017(03)
[4]贵州喀斯特区域土壤有机质的分布与演化特征[J]. 邸欣月,安显金,董慧,汤海明,肖保华. 地球与环境. 2015(06)
[5]生物炭对黄土区土壤水分入渗、蒸发及硝态氮淋溶的影响[J]. 肖茜,张洪培,沈玉芳,李世清. 农业工程学报. 2015(16)
[6]麦秸覆盖条件下土壤蒸发阻力及蒸发模拟[J]. 李艳,刘海军,黄冠华. 农业工程学报. 2015(01)
[7]温度和水汽对土壤水动态影响的模拟研究[J]. 韩江波,周志芳,傅志敏,吴蓉. 水利学报. 2014(06)
[8]枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验[J]. 宋卫康,丁文其,崔玉军. 水科学进展. 2014(01)
[9]碳酸盐岩上覆红土的成因研究[J]. 符必昌,黄英,方丽萍,王昆,金克盛,刘鹏. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
[10]岩溶地区红土与碳酸盐岩上覆地层相关性及其指示意义——以贵阳乌当区剖面为例[J]. 曹星星,吴攀,王志强,李本云,楼明君. 地球与环境. 2012(01)
博士论文
[1]农膜残留对土壤水分运移的影响及模拟研究[D]. 王志超.内蒙古农业大学 2017
本文编号：3262083
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3262083.html
