欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:12983959
大小:5.02 MB
页数:10页
时间:2018-07-20
《喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究方胜1,2,3,彭韬1,2,王世杰1,2,*,刘秀明1,2,孟凡德1,2,3(1.中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002;2.普定喀斯特生态系统观测研究站,贵州普定562100;3.中国科学院大学,北京100049)摘要:为查明高异质性背景条件下喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征,在6类典型人为活动方式石灰岩坡地针对4类主要生境类型(土面、土石面、石沟、石缝)开展生境空间分布调查和土壤理化性质分析,并利用Guelph入渗仪进行稳渗率实验。通过对比分析各生境土壤
2、性质和土壤稳渗率关系,结合人为作用方式探讨各生境土壤性质和稳渗率空间变化特征及其演化规律。结果表明:1)喀斯特坡地土壤稳渗率普遍高于非喀斯特地区,喀斯特坡地土壤稳渗率受土壤孔隙和岩石裂隙耦合作用影响。2)各生境条件下土壤稳渗率具有高度的空间异质性,呈现“斑块状”空间分布特征。3)坡地人为作用方式变化将改变原有生境的土壤性质,进而导致各生境土壤稳渗率随人为活动进程发生相应变化。人为踩踏作用影响较小的原生林、次生林和乔灌林坡地土面和土石面生境土壤稳渗率普遍高于石沟和石缝生境,但转变为人为踩踏作用强烈的放牧灌草地或火烧人为干扰地后,土面
3、和土石面生境土壤退化严重,土壤容重和粘粒含量增大,稳渗率显著降低。而石沟和石缝生境土壤性质和稳渗率受影响程度明显小于土面和土石面生境,土壤稳渗率仍可维持较高水平。关键词:喀斯特;土壤;入渗;稳渗率;异质性;土地利用中图分类号:S152.7+2文献标识码:A文章编号:1672-9250(2014)01-0001-10土壤稳定入渗率(K值),简称土壤稳渗率,是表征土壤水分入渗的重要过程参数,广泛应用于水文过程、灌溉管理,植物水分利用、土壤侵蚀、土壤水分与溶质运移等领域研究[1]。就定义而言,土壤入渗率一般随入渗时间逐渐降低,并最终趋于
4、稳定状态,此时的入渗速率就是土壤稳定入渗率[2]。已有的研究表明,土壤稳渗率与土壤容重、土壤质地、有机质、孔隙度等因素有关[3]。一般来说,容重越大,孔隙度越小,土壤稳渗率越低[4]。结构疏松的土壤要比结构紧密的土壤稳渗率要大得多[5]。土壤有机质的胶结作用由于能够使相对松散的土壤颗粒形成团粒结构,通过促进团聚体的形成对土壤稳渗率产生一定的影响[6]。目前,关于土壤入渗方面的研究,已在黄土高原区、南方红壤区和川中丘陵区等地开展了大量工作,并取得了丰硕的成果和经验。研究焦点主要集中在土壤入渗能力及其影响因素、入渗空间异质性、降雨入渗
5、与产流关系等三个方面[7-9]。但上述几方面的研究主要针对非喀斯特地区,而喀斯特地区土壤入渗研究则主要集中在不同土地利用类型对土壤入渗的影响等方面,如:刘丽红等对喀斯特槽谷区的旱地、荒地和林地的土壤渗透性进行了研究,结果表明,旱地土壤水分入渗能力最好,而荒地较差[10];陈喜等对喀斯特地区林地、耕地和荒地进行了土壤稳渗率测定,林地平均土壤稳渗率为0.8cm/min,耕地为0.6cm/min,裸地为0.01cm/min,差异显著[11];张治伟等对不同土地利用类型石灰岩土壤的入渗过程曲线研究表明初始入渗速率和稳定入渗速率均呈现灌丛
6、>果园>草地>旱地[12]。虽然喀斯特地区土壤入渗能力受土地利用方式影响存在差异,但简单、笼统地在单一土地利用条件下所开展的土壤入渗研究,很难真实地代表和反映高异质性背景下的土壤入渗能力和空间变化规律。此外,彭韬等人的研究结果已经证实喀斯特坡收稿日期:2013-01-28;改回日期:2013-04-28基金项目:国家重大科学研究计划“基于水-岩-土-气-生相互作用的喀斯特地区碳循环模式及调控机理”(2013CB956700)、中国科学院战略性先导科技专项重大课题“典型石漠化地区植被恢复和增汇技术的试验示范”(XDA05070400
7、)和国家自然科学基金创新群体项目(40721002)资助,贵州省科学技术基金(黔科合J字[2013]2292)。第一作者简介:方胜(1987-),男,硕士研究生,研究方向为环境地球化学。E-mail:mrfunshion@hotmail.com.*通讯作者:王世杰,男,研究员。E-mail:wangshijie@vip.skleg.cn.2地球与环境2014年地年均地表径流系数低,<5%,90%以上的降雨通过土壤和表层岩溶带入渗到地下[13],喀斯特地区表层岩溶带的发育对入渗具有重要影响[14]。由于喀斯特地区表层岩溶带的存在,导
8、致了坡地岩土组构特点显著区别于非喀斯特地区,呈现出上覆土壤土层浅薄、土壤发生层不明显,土壤和岩石直接突变接触,土体分布不连续,异质性强等特点。土壤与岩石构成了复杂多样的喀斯特小生境类型(如石沟、石缝、石面、土石面、石洞、石坑等),在改变地表微地貌特
此文档下载收益归作者所有