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农业基础科学
黄土高原六道沟小流域不同立地条件下深层土壤水分及粘粒分布特征
土壤水分是干旱半干旱地区生态建设的主要限制因子,在有限降雨条件下,深层土壤水分对土地利用和植被恢复的响应特征是植被恢复能否实现可持续发展的关键。为明确深层土壤水分时空变化特征,在黄土高原北部六道沟小流域的柠条、山杏、苜蓿、撂荒、沙地、沟道和农地分别布设960cm深的中子管,利用中子仪(CNC503DR)测定了2014-2017年土壤水分含量共计19次。研究结果表明:0-200cm范围内,柠条处理土壤含水量最低(平均含水量9.5%),其次分别是沙地(10.4%)、苜蓿(10.6%)、山杏(12.6%)、撂荒(13.0%)、农地(14.2%),侵蚀沟沟底土壤含水量最高(15.6%)。沙地处理200cm-960cm土壤水分平均值仅为6.6%,其次是山杏(10.7%)、苜蓿(11.6%)、柠条(13.5%)、撂荒(16.1%)、农地(18.0%),侵蚀沟沟底土壤含水量高达21.0%(200-460cm)。侵蚀沟沟底点位土层深度只有460cm,但是380-460cm土层土壤含水量达到了25%以上。农地、柠条和撂荒处理中900cm以下土壤含水量呈明显的增加趋势,特别是农地处理,960cm深度处土壤含水量高达30.3%。随着土层深度的增加,土壤含水量标准差逐渐降低且趋于稳定。土壤质地与土壤水分标准差和变异系数呈显著相关,土壤含水量标准差随粘粒含量的增加呈指数增加(R~2=0.5134),变异系数则呈对数减少(R~2=0.7274)。各处理粘粒含量差异明显,沙地处理中0-400cm土层土壤粘粒含量较为稳定(9.2%),400cm以后大幅下降(1.8%)。侵蚀沟底土壤粘粒含量最高,0-460cm土层粘粒含量平均值达到了12.3%.0-960cm土壤含水量随粘粒含量的增加呈指数关系显著增加(R~2=0.7097)。对0-200cm和200-960cm土层土壤粘粒含量和土壤含水量分别做回归分析,R2值分别为0.4138和0.7684。表层土壤含水量受降水、植被和土壤质地的多重影响,而土壤粘粒含量是影响深层土壤含水量及其稳定性的决定性因素,相关研究结果可以为黄土高原地区土壤水资源高效管理和利用及生态建设可持续发展提供科学指导。
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聊城大学学报(自然科学版)
2021年04期
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