南方红壤丘陵区新修梯田的土壤水分时空分布特征
发布时间：2021-10-11 04:10
南方红壤丘陵区水热资源丰富,但人地矛盾激烈,农业开发强度高。区域内林果开发管理粗放、措施布局单一,并且缺乏优化设计及针对性管理措施,导致水土流失严重。而梯田坡面水土保持措施的合理布局影响着坡面的径流产生、降雨入渗以及蓄水保水能力,是提升林果产业发展的关键因素。目前国内外关于梯田坡面水分时空分布的研究多针对于单一土地利用结构或梯田的类型,较少讨论整地措施中的水土保持措施布设对坡面水文功能的影响。本文以小洋小流域内的脐橙开发示范区为研究区域,选取区域内3种典型的土地利用结构坡面（优化整地坡面TA、传统整地坡面TB、侵蚀劣地坡面CK）和4种土地利用类型（优化整地的果园A、传统整地的果园B、荒草地、农地）为研究对象,通过地形因子调查、野外圆盘入渗试验、室内分析、并使用TDR进行土壤水分长期监测,研究了红壤侵蚀劣地开发成梯田果园后,地形改造和水土保持措施布设对坡面0～100 cm剖面内（0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm）的土壤理化性质、入渗性能和土壤水分时空分布特征的影响,并结合CCA（典范对应分析）对影响土壤水分分布的主控环境因子进行评价;同时针对TA坡面土壤水...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地理位置图
南方红壤丘陵区新修梯田的土壤水分时空分布特征13N=8μ×Kmπ×ρ×g×()4（4）孔隙度计算公式：θm=Nπ×(rm)2=8μ×Kmρ×g×(rm)2（5）式中：θm为大孔隙度，%；N为单位面积有效大孔隙的最大数目，个/m2；μ为水的粘滞系数，取10℃，130.77N/(m2·s)；Km为大孔隙的导水速率，在0cm负压下的饱和导水率（Kp）和某负压下导水率（Kt）之间的差值，m/s；rm为设定孔隙范围的最小值，mm。各个尺寸孔隙的水流对饱和导水率的贡献率可由孔隙的当量孔径（1mm、0.5mm、0.33mm、0.25mm）对应的导水率占饱和导水率的比重求得。公式如下：δm=KmKm-1Kf（6）式中：δm为不同孔隙直径对饱和导水率的贡献；Km和Km-1为对应孔隙直径相邻的压力水头下的导水率，m/s；Kf为饱和导水率，m/s。图4圆盘入渗试验Fig.4Discinfiltrationmethod2.2.2原状土柱入渗试验在进行圆盘入渗试验之后，用100cm3体积环刀在15个点位分5个土层取土样（取样深度分别为20、40、60、80、100cm，分别代表0~20、20~40、40~60、60~80、80~100cm土层，下同），每层重复3次，带回实验室内备用。用定水头法测定原状入渗盘储水管调压管
南方红壤丘陵区新修梯田的土壤水分时空分布特征17机质含量平均变化幅度较大，其中有机质含量最大，且3个指标整体上由剖面从上至下均表现为逐渐降低趋势。另外容重和pH均随剖面从上至下逐渐升高，但变化幅度较小，容重在0~20cm至20~40cm土层之间变化幅度最大，为0.04g/cm3。图60~100cm剖面不同土层土壤理化性质分布概况Fig.6Distributionofsoilphysicochemicalpropertiesindifferentsoillayersinthe0~100cmsection3.2不同坡面的土壤物理性质3.2.1土壤容重和孔隙度在不同坡位来看，3个坡面的土壤容重、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均无明显变化规律。在不同土层中，CK坡面的容重从上至下表现为逐渐增大的趋势，荒草地与农地的非毛管孔隙度也表现为逐渐降低趋势，而两种梯田果园则无明显变化趋势，其土壤孔隙状况表现较为均质。不同土地利用类型中，0~20cm的表层土壤容重表现为果园A>荒草地>果园B>农地，而在20~100cm土层均表现为果园A>荒草地>农地>果园B，果园A、果园B、荒草地和农地的土壤容重均值依次为1.43、1.23、1.36、1.32g/cm3，果园B最低，果园A最高，毛管孔隙度依次为37.99%、42.62%、40.26%、45.08%，非毛管孔隙度依次为8.04%、11.02%、8.28%、5.18%，果园B的非毛管孔隙度最高，果园A与荒草地差异不大，农地最低（图7）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3种草本植物根系对土壤抗蚀特性的响应[J]. 程谅,占海歌,郭忠录. 草业科学. 2019(02)
[2]东北黑土区农林混合利用坡面土壤水分空间异质性及主控因素[J]. 郭欣欣,付强,卢贺,高凤杰,杭艳红. 农业工程学报. 2018(19)
[3]人工林对黄土高原小流域上下游不同坡面土壤水分的影响[J]. 黄艳丽,李占斌,苏辉,柏兰峰,孙宝洋,刘晨光. 农业工程学报. 2018(15)
[4]退耕还林(草)对黄土高原不同土地利用方式下土壤剖面水分含量的影响[J]. 史君怡,王国梁,刘国彬. 水土保持研究. 2018(02)
[5]南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理[J]. 史志华,杨洁,李忠武,李勇,程栋梁,袁再建. 水土保持学报. 2018(01)
[6]陕北黄土丘陵区山地苹果园的土壤水分动态研究[J]. 李佳旸,王延平,韩明玉,张林森,韩稳社. 中国生态农业学报. 2017(05)
[7]两种利用类型煤矸山复垦重构土壤贮水特性研究[J]. 于亚军,任珊珊,郭李凯,毕斌. 水土保持研究. 2016(02)
[8]Response of soil water dynamics to precipitation years under different vegetation types on the northern Loess Plateau, China[J]. LIU Bingxia,SHAO Ming’an. Journal of Arid Land. 2016(01)
[9]原州区新修水平梯田水肥变化规律及增产效益研究[J]. 李雁霞. 中国水土保持. 2015(11)
[10]Soil Moisture Response to Rainfall in Forestland and Vegetable Plot in Taihu Lake Basin,China[J]. LI Qian,ZHU Qing,ZHENG Jinsen,LIAO Kaihua,YANG Guishan. Chinese Geographical Science. 2015(04)
博士论文
[1]晋西黄土区农田水土流失防治措施水土保持效应研究[D]. 李国会.中国林业科学研究院 2013
硕士论文
[1]林草植被恢复年限对土壤入渗过程的影响[D]. 张少妮.西北农林科技大学 2015
本文编号：3429755
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地理位置图
南方红壤丘陵区新修梯田的土壤水分时空分布特征13N=8μ×Kmπ×ρ×g×()4（4）孔隙度计算公式：θm=Nπ×(rm)2=8μ×Kmρ×g×(rm)2（5）式中：θm为大孔隙度，%；N为单位面积有效大孔隙的最大数目，个/m2；μ为水的粘滞系数，取10℃，130.77N/(m2·s)；Km为大孔隙的导水速率，在0cm负压下的饱和导水率（Kp）和某负压下导水率（Kt）之间的差值，m/s；rm为设定孔隙范围的最小值，mm。各个尺寸孔隙的水流对饱和导水率的贡献率可由孔隙的当量孔径（1mm、0.5mm、0.33mm、0.25mm）对应的导水率占饱和导水率的比重求得。公式如下：δm=KmKm-1Kf（6）式中：δm为不同孔隙直径对饱和导水率的贡献；Km和Km-1为对应孔隙直径相邻的压力水头下的导水率，m/s；Kf为饱和导水率，m/s。图4圆盘入渗试验Fig.4Discinfiltrationmethod2.2.2原状土柱入渗试验在进行圆盘入渗试验之后，用100cm3体积环刀在15个点位分5个土层取土样（取样深度分别为20、40、60、80、100cm，分别代表0~20、20~40、40~60、60~80、80~100cm土层，下同），每层重复3次，带回实验室内备用。用定水头法测定原状入渗盘储水管调压管
南方红壤丘陵区新修梯田的土壤水分时空分布特征17机质含量平均变化幅度较大，其中有机质含量最大，且3个指标整体上由剖面从上至下均表现为逐渐降低趋势。另外容重和pH均随剖面从上至下逐渐升高，但变化幅度较小，容重在0~20cm至20~40cm土层之间变化幅度最大，为0.04g/cm3。图60~100cm剖面不同土层土壤理化性质分布概况Fig.6Distributionofsoilphysicochemicalpropertiesindifferentsoillayersinthe0~100cmsection3.2不同坡面的土壤物理性质3.2.1土壤容重和孔隙度在不同坡位来看，3个坡面的土壤容重、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均无明显变化规律。在不同土层中，CK坡面的容重从上至下表现为逐渐增大的趋势，荒草地与农地的非毛管孔隙度也表现为逐渐降低趋势，而两种梯田果园则无明显变化趋势，其土壤孔隙状况表现较为均质。不同土地利用类型中，0~20cm的表层土壤容重表现为果园A>荒草地>果园B>农地，而在20~100cm土层均表现为果园A>荒草地>农地>果园B，果园A、果园B、荒草地和农地的土壤容重均值依次为1.43、1.23、1.36、1.32g/cm3，果园B最低，果园A最高，毛管孔隙度依次为37.99%、42.62%、40.26%、45.08%，非毛管孔隙度依次为8.04%、11.02%、8.28%、5.18%，果园B的非毛管孔隙度最高，果园A与荒草地差异不大，农地最低（图7）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3种草本植物根系对土壤抗蚀特性的响应[J]. 程谅,占海歌,郭忠录. 草业科学. 2019(02)
[2]东北黑土区农林混合利用坡面土壤水分空间异质性及主控因素[J]. 郭欣欣,付强,卢贺,高凤杰,杭艳红. 农业工程学报. 2018(19)
[3]人工林对黄土高原小流域上下游不同坡面土壤水分的影响[J]. 黄艳丽,李占斌,苏辉,柏兰峰,孙宝洋,刘晨光. 农业工程学报. 2018(15)
[4]退耕还林(草)对黄土高原不同土地利用方式下土壤剖面水分含量的影响[J]. 史君怡,王国梁,刘国彬. 水土保持研究. 2018(02)
[5]南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理[J]. 史志华,杨洁,李忠武,李勇,程栋梁,袁再建. 水土保持学报. 2018(01)
[6]陕北黄土丘陵区山地苹果园的土壤水分动态研究[J]. 李佳旸,王延平,韩明玉,张林森,韩稳社. 中国生态农业学报. 2017(05)
[7]两种利用类型煤矸山复垦重构土壤贮水特性研究[J]. 于亚军,任珊珊,郭李凯,毕斌. 水土保持研究. 2016(02)
[8]Response of soil water dynamics to precipitation years under different vegetation types on the northern Loess Plateau, China[J]. LIU Bingxia,SHAO Ming’an. Journal of Arid Land. 2016(01)
[9]原州区新修水平梯田水肥变化规律及增产效益研究[J]. 李雁霞. 中国水土保持. 2015(11)
[10]Soil Moisture Response to Rainfall in Forestland and Vegetable Plot in Taihu Lake Basin,China[J]. LI Qian,ZHU Qing,ZHENG Jinsen,LIAO Kaihua,YANG Guishan. Chinese Geographical Science. 2015(04)
博士论文
[1]晋西黄土区农田水土流失防治措施水土保持效应研究[D]. 李国会.中国林业科学研究院 2013
硕士论文
[1]林草植被恢复年限对土壤入渗过程的影响[D]. 张少妮.西北农林科技大学 2015
本文编号：3429755
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