林草植被恢复年限对土壤入渗过程的影响

发布时间：2017-11-11 07:38

  本文关键词：林草植被恢复年限对土壤入渗过程的影响

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【摘要】：为了分析黄土高原植被恢复进程中土壤物理性质和土壤入渗能力的变化,为黄土区的降雨-土壤水分转化机制提供科学依据,本文选择甘肃省泾川县官山林场为研究区域,以林场中退耕25年、15年和9年的林地、草地为样地,研究林草植被恢复下的植被根系分布特征及其对土壤基本物理性质的改变作用;使用圆盘入渗仪测定不同吸力下入渗特征,计算表层土壤孔隙数量(含大孔隙数量)和大孔隙流对于水分入渗的贡献能力;在0-30cm和0-60cm原状土柱进行亮蓝溶液染色示踪,研究土壤的入渗性能;最后使用Hydrus软件模拟不同地类下采集的0-60cm土柱的入渗情况。得到以下研究结果:1)退耕方式和植被恢复年限显著影响土壤物理性质。退耕年限越久,土壤物理性质越有利于水分入渗;草地的表层(20cm)土壤物理性质与根系特征比林地更有利于入渗,在20cm以下,林地对于土壤物理性质的改良作用逐渐优于草地,多数土壤物理性质与根系特征表现为林地优于草地的。2)林、草地表层土壤导水能力都随时间增加显著增强,且草地的导水性能在三个试验时段均优于林地,但是随着年限的增长,林地与草地入渗性能的差异在较小;进一步分析的6样地表层土壤孔隙,结果显示0.5mm的大孔隙对饱和入渗率的贡献率可达70.92~91.58%,充分说明大孔隙对水分入渗的贡献能力。3)0-30cm和0-60cm的原状土柱的初始入渗速率、瞬时速率、稳渗率均表现为以下规律:25年林地15年林地9年林地,25年草地15年草地9年草地,相同地类内差异显著,随着退耕年限的延长,入渗速率越快。而对于同一退耕年限的林地和草地而言,草地的入渗速率林地的入渗速率,但是林草地60cm土柱入渗差异其30cm土柱入渗差异。累计入渗量与入渗速率表现出相同的规律。随着退耕年限的增加,水分穿透土柱时间缩短,0-30cm土柱,草地的穿透时间显著短于林地,差异显著;0-60cm土柱,草地和林地的穿透时间差异不显著。4)从0-60cm土柱外在染色面积来看,相同退耕年限林地比草地染色速度更快;土柱染色面积随年限延长而增大。应用Hydrus软件模拟原状土柱的累计染色面积比列,均质土与含大孔隙土壤的模拟之间的差异即显示出大孔隙存在的意义,总体而言Hydrus软件模拟原状土柱入渗是可行的。本文研究结果表明:黄土区的生态恢复应坚持草地与林地相结合的方式,草本植物快速改善表层土壤的物理性状,大大增强拦蓄能力;种植林木注重改良深层土壤的入渗物理特征,将拦蓄的降雨通过根系孔隙补给地下水,大大增强降雨的入渗性能,提高土壤的蓄水、储水能力,继而改善黄土高原的地下水合地表水环境。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S152.7

【参考文献】

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1 李绣红;管仪庆;张丹蓉;戴海霞;;典型红壤中硝态氮垂直运移的模拟比较[J];湖南农业科学;2011年23期

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本文编号：1170451