马尾松林地不同枯落物覆盖下土壤入渗特征
发布时间：2021-10-28 09:15
采用室内人工降雨模拟试验,在径流小区尺度上观测坡面产流过程,并用WatchDog1400土壤水分自动监测站观测土壤体积含水率变化过程,研究枯落物覆盖下坡面水分入渗特征。结果表明:（1）土壤入渗滞后时间随着枯落物覆盖量的增加而增大,在坡度上体现为10°>5°;（2）土壤入渗率随雨强、枯落物覆盖量增加而增大,随坡度增大而减小;土壤储水量随覆盖量增加先增大后减小,在雨强方面体现为120 mm/h>60 mm/h;（3）逐步回归结果表明,土壤入渗滞后时间、入渗率和储水量与枯落物覆盖量呈线性关系,滞后时间、入渗率与枯落物覆盖量呈一次函数正相关关系,储水量与覆盖量呈二次函数关系。研究结果可为低效林枯落物水源涵养功能研究提供依据。
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
土壤入渗特征参数与枯落物覆盖量的关系
土壤储水量是植被根系发育的主要影响因素,对植物生长起到关键作用。从图2可以看出,各层土壤储水量变化均表现为随着枯落物覆盖量增加先增大后减小,储水量峰值出现在10—30 cm次表土层,且裸坡土壤储水量最小。随着土层深度增加,土壤储水量呈现先增后减的趋势,这与侯贵荣等[4]的研究结果一致。土壤表层为水分运动活跃层,土壤容重小,大孔隙多,由于受大气温度影响大,水分蒸散量大,土壤储水量小;次表土层含水率变化(K值)大,雨水供给量大于蒸散量,土壤储水量最大;深层土壤含水率高,储水量小。表2 不同坡面处理下土壤入渗特征 坡度/(°) 土壤入渗率 60 mm/h 120 mm/h N1 N2 N3 N4 N1 N2 N3 N4 初始入渗率 0.754 0.843 0.880 0.894 1.528 1.681 1.849 1.885 5 稳定入渗率 0.498 0.630 0.676 0.809 1.183 1.506 1.614 1.689 平均入渗率 0.559 0.683 0.712 0.814 1.233 1.508 1.629 1.705 初始入渗率 0.204 0.522 0.535 0.762 1.518 1.626 1.749 1.781 10 稳定入渗率 0.036 0.303 0.401 0.597 0.071 0.257 0.257 0.935 平均入渗率 0.065 0.315 0.401 0.639 0.442 0.515 0.664 1.061
枯枝落叶层是重要的水文作用层,其蓄积量受林分密度、分解速度等多种因素影响。南方马尾松林地枯落物层较厚,且难以分解,对降雨、入渗、产流等水分运移存在影响;同时对坡面产流和土壤各层水分变化进行分析后发现,枯落物层对入渗的影响主要体现在竖直方向上对降雨拦截、在水平方向上对坡面流阻滞。雨滴动能减小会导致雨滴无法穿越枯落物层,增加入渗水源量,同时降低土壤储水量;当坡面流形成后,由于枯落物层附着于地面上,对坡面流具有阻滞作用,且减少水分蒸发散,增加入渗。表3 土壤入渗特征参数与枯落物覆盖量的函数关系 坡度/(°) 60 mm/h 120 mm/h 函数关系F(x) R2 函数关系F(x) R2 5 T=0.0240x+6.3000 0.9081 T=0.0283x+17.8000 0.7236 10 T=0.0229x+6.0000 0.9143 T=0.0307x+11.5000 0.8954 5 Im=0.0002x+0.7928 0.5463 Im=0.0009x+1.5818 0.8296 10 Im=0.0013x+0.2859 0.8756 Im=0.0006x+1.5671 0.8575 5 Iw=0.0007x+0.5239 0.9637 Iw=0.0011x+1.2973 0.7711 10 Iw=0.0013x+0.1033 0.9299 Iw=0.0021x+0.0100 0.9025 5 Ic=0.0006x+0.5883 0.9326 Ic=0.0011x+1.3279 0.8107 10 Ic=0.0014x+0.1178 0.9573 Ic=0.0006x+0.5883 0.9326 5 S=-0.0003x2+0.1355x+104.93 0.8612 S=-0.0003x2+0.1377x+111.44 0.7320 10 S=-0.0002x2+0.0789x+103.40 0.8119 S=-0.0001x2+0.0577x+115.14 0.8458
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同灌木林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究[J]. 曹云生,赵艳玲. 水土保持研究. 2019(06)
[2]天山林区不同群落土壤水分入渗特性的对比分析与模拟[J]. 阿茹·苏里坦,常顺利,张毓涛. 生态学报. 2019(24)
[3]不同可降解膜覆盖对一维土柱土壤水分入渗和蒸发的影响[J]. 韩胜强,王振华,李文昊,贾浩. 中国农村水利水电. 2019(08)
[4]农田下垫面处理对降雨入渗的影响[J]. 付玉娟,祝陈梦媛,张旭东,寇尔丹,刘环玉. 水土保持研究. 2019(04)
[5]生物炭对黑土区土壤水分及其入渗性能的影响[J]. 魏永霞,王鹤,刘慧,吴昱. 农业机械学报. 2019(09)
[6]耕作方式对秸秆覆盖玉米田春播期土壤水热盐状况的影响[J]. 于庆峰,苗庆丰,史海滨,胡敏,张俊友. 水土保持研究. 2019(03)
[7]绿肥压青粉垄保护性耕作对土壤水分入渗及其后延效应的影响[J]. 陈胜男,胡钧铭,徐宪立,韦翔华,何铁光. 中国农业气象. 2018(12)
[8]不同覆膜宽度对棉花土壤水分及地温的影响研究[J]. 王东旺,吕廷波,何新林,王萌萌,徐强,白蒙. 节水灌溉. 2018(12)
[9]降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响[J]. 陈佩岩,马岚,梅雪梅,张栋,薛孟君,孙一惠. 北京林业大学学报. 2018(11)
[10]铁杆蒿与白羊草枯落物覆盖量对黄土坡面流水动力特性的影响[J]. 李兆松,王兵,汪建芳,王忠禹. 农业工程学报. 2018(17)
硕士论文
[1]黄土丘陵区林地干化土壤水分入渗及迁移规律研究[D]. 张敬晓.西北农林科技大学 2017
本文编号：3462606
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
土壤入渗特征参数与枯落物覆盖量的关系
土壤储水量是植被根系发育的主要影响因素,对植物生长起到关键作用。从图2可以看出,各层土壤储水量变化均表现为随着枯落物覆盖量增加先增大后减小,储水量峰值出现在10—30 cm次表土层,且裸坡土壤储水量最小。随着土层深度增加,土壤储水量呈现先增后减的趋势,这与侯贵荣等[4]的研究结果一致。土壤表层为水分运动活跃层,土壤容重小,大孔隙多,由于受大气温度影响大,水分蒸散量大,土壤储水量小;次表土层含水率变化(K值)大,雨水供给量大于蒸散量,土壤储水量最大;深层土壤含水率高,储水量小。表2 不同坡面处理下土壤入渗特征 坡度/(°) 土壤入渗率 60 mm/h 120 mm/h N1 N2 N3 N4 N1 N2 N3 N4 初始入渗率 0.754 0.843 0.880 0.894 1.528 1.681 1.849 1.885 5 稳定入渗率 0.498 0.630 0.676 0.809 1.183 1.506 1.614 1.689 平均入渗率 0.559 0.683 0.712 0.814 1.233 1.508 1.629 1.705 初始入渗率 0.204 0.522 0.535 0.762 1.518 1.626 1.749 1.781 10 稳定入渗率 0.036 0.303 0.401 0.597 0.071 0.257 0.257 0.935 平均入渗率 0.065 0.315 0.401 0.639 0.442 0.515 0.664 1.061
枯枝落叶层是重要的水文作用层,其蓄积量受林分密度、分解速度等多种因素影响。南方马尾松林地枯落物层较厚,且难以分解,对降雨、入渗、产流等水分运移存在影响;同时对坡面产流和土壤各层水分变化进行分析后发现,枯落物层对入渗的影响主要体现在竖直方向上对降雨拦截、在水平方向上对坡面流阻滞。雨滴动能减小会导致雨滴无法穿越枯落物层,增加入渗水源量,同时降低土壤储水量;当坡面流形成后,由于枯落物层附着于地面上,对坡面流具有阻滞作用,且减少水分蒸发散,增加入渗。表3 土壤入渗特征参数与枯落物覆盖量的函数关系 坡度/(°) 60 mm/h 120 mm/h 函数关系F(x) R2 函数关系F(x) R2 5 T=0.0240x+6.3000 0.9081 T=0.0283x+17.8000 0.7236 10 T=0.0229x+6.0000 0.9143 T=0.0307x+11.5000 0.8954 5 Im=0.0002x+0.7928 0.5463 Im=0.0009x+1.5818 0.8296 10 Im=0.0013x+0.2859 0.8756 Im=0.0006x+1.5671 0.8575 5 Iw=0.0007x+0.5239 0.9637 Iw=0.0011x+1.2973 0.7711 10 Iw=0.0013x+0.1033 0.9299 Iw=0.0021x+0.0100 0.9025 5 Ic=0.0006x+0.5883 0.9326 Ic=0.0011x+1.3279 0.8107 10 Ic=0.0014x+0.1178 0.9573 Ic=0.0006x+0.5883 0.9326 5 S=-0.0003x2+0.1355x+104.93 0.8612 S=-0.0003x2+0.1377x+111.44 0.7320 10 S=-0.0002x2+0.0789x+103.40 0.8119 S=-0.0001x2+0.0577x+115.14 0.8458
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同灌木林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究[J]. 曹云生,赵艳玲. 水土保持研究. 2019(06)
[2]天山林区不同群落土壤水分入渗特性的对比分析与模拟[J]. 阿茹·苏里坦,常顺利,张毓涛. 生态学报. 2019(24)
[3]不同可降解膜覆盖对一维土柱土壤水分入渗和蒸发的影响[J]. 韩胜强,王振华,李文昊,贾浩. 中国农村水利水电. 2019(08)
[4]农田下垫面处理对降雨入渗的影响[J]. 付玉娟,祝陈梦媛,张旭东,寇尔丹,刘环玉. 水土保持研究. 2019(04)
[5]生物炭对黑土区土壤水分及其入渗性能的影响[J]. 魏永霞,王鹤,刘慧,吴昱. 农业机械学报. 2019(09)
[6]耕作方式对秸秆覆盖玉米田春播期土壤水热盐状况的影响[J]. 于庆峰,苗庆丰,史海滨,胡敏,张俊友. 水土保持研究. 2019(03)
[7]绿肥压青粉垄保护性耕作对土壤水分入渗及其后延效应的影响[J]. 陈胜男,胡钧铭,徐宪立,韦翔华,何铁光. 中国农业气象. 2018(12)
[8]不同覆膜宽度对棉花土壤水分及地温的影响研究[J]. 王东旺,吕廷波,何新林,王萌萌,徐强,白蒙. 节水灌溉. 2018(12)
[9]降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响[J]. 陈佩岩,马岚,梅雪梅,张栋,薛孟君,孙一惠. 北京林业大学学报. 2018(11)
[10]铁杆蒿与白羊草枯落物覆盖量对黄土坡面流水动力特性的影响[J]. 李兆松,王兵,汪建芳,王忠禹. 农业工程学报. 2018(17)
硕士论文
[1]黄土丘陵区林地干化土壤水分入渗及迁移规律研究[D]. 张敬晓.西北农林科技大学 2017
本文编号：3462606
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