岩溶山地不同用地类型表层土壤持水性能研究

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1、灌溉排水学报２０１５年４月第３４卷第４期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０４－００９５－０５岩溶山地不同用地类型表层土壤持水性能研究张治伟１，朱章雄１，２，文志林１（１．西南大学地理科学学院，重庆４００７１５；２．重庆科技学院，重庆４００７００）摘要：采用环刀法研究了岩溶山地不同用地类型表层土壤的持水性能及其影响因素。结果表明，不同用地类型表层土壤（０～３０ｃｍ）持水性能差异显著。田间持水率依次为灌丛＞旱地＞草地＞果园，分别为４１．４５％、３５．６６％、３４．２０％和３４．１０％，最大有

2、效水量依次为灌丛＞草地＞果园＞旱地，分别为２５．９５％、２３．２３％、２０．８１％和２０．６０％。旱地土壤田间持水率稍高于草地和果园，但凋萎系数占田间持水率的比例最高，植物的有效水分和具有防洪意义的有效库容仍最低。持水性能与土壤有机质、孔隙度、毛管孔隙度和水稳性团聚体均极显著正相关。灌丛和草地持水性能较好，开垦后，土壤有机质降低，土壤密度增大，孔隙度和毛管孔隙度下降，结构恶化，从而引起持水性能和有效水分下降。关键词：岩溶山地；用地类型；土壤持水性能；有效水分；凋萎系数中图分类号：Ｓ１５２．７＋１；Ｐ６４２．２５３文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ

3、．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０４．０２０张治伟，朱章雄，文志林．岩溶山地不同用地类型表层土壤持水性能研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（４）：９５－９９．土壤持水性能是预防土壤侵蚀、制定水保措施和田间水分管理等的重要指标和依据。土壤持水性能较高，暴雨期间可以保持较多的水分，减轻洪涝灾害，旱季则可提供更多的水分，缓解旱情；反之，土壤持水性能差则旱涝易发。我国岩溶区总面积达３４４万ｋｍ２。岩溶地区由于基岩裸露或土层浅薄，土地蓄水能力弱，通常遇雨即涝；雨后不久，大量地表水转入地下，又迅速发生干旱，旱涝交替是西南岩溶区的重要特征。西南岩［１］［２－３］

4、溶研究主要集中于岩溶水化学特征、岩溶坡地土壤退化与土地沙漠化等方面，而岩溶山地土壤水文物理性质的研究鲜见报道，尤其土地利用方式转变后土壤水分与持水性能的变化特征及其影响因素不明确。为此，在测定岩溶山地土壤田间持水率、孔隙状况以及土壤最大吸湿水的基础上，计算土壤凋萎系数和有效水分，进一步分析土地利用方式转变、土壤性质差异对石灰岩土壤持水性能的影响，以期为全球变化背景下频繁多发的岩溶区旱涝灾害和石漠化综合治理提供科学依据和实践支持。１材料与方法研究区位于重庆市北碚区中梁山岩溶槽谷区。该区属于川东平行岭谷的一条支脉，海拔５００～７００ｍ，与谷地高差３００～５０

5、０ｍ。下覆基岩为三叠系嘉陵江组石灰岩，土壤属于黄色石灰土，土层浅薄，一般不超过５０ｃｍ。由于人类活动强度大，该区已无原始林地，部分山地沙漠化严重。目前岩溶灌丛是覆盖度和生态最好的利用类型，灌丛退化后一般变为草地，果园和旱地由灌丛草地垦殖而来。灌丛、草地、果园和旱地均设２～３个代表性样地，每个样地确立１个典型土壤剖面。由于土层较浅薄，野外取样深度为３０ｃｍ左右。用环刀（体积２００ｃｍ３）取０～１５、１５～３０ｃｍ土层原状土样各６～８个。同时取土壤样品约５００ｇ，风干、研磨后，先过１ｍｍ筛，再取１／２过０．２５ｍｍ筛，搅匀、装瓶备用以测定土壤理化性质；另取原

6、状土体分析各级团聚体。各剖面基本特征见表１。采用烘干法测定土壤密度和毛管孔隙度，并计算总孔隙度和非毛管孔隙度。利用环刀原状土，用威尔科［４］克斯法测定田间持水率。用饱和Ｋ２ＳＯ４法测定土壤最大吸湿水，以最大吸湿水乘以１．５间接求得凋萎系收稿日期：２０１３－１０－０５基金项目：中央高校基本科研业务费专项（ＸＤＪＫ２０１１Ｃ０４８，ＸＤＪＫ２０１４Ｃ０１４）作者简介：张治伟（１９７４－），男，湖南怀化人。硕士，主要从事土壤地理学、岩溶环境学研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｆｌｙｚｚｗ＠ｓｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ９５［５］数，土壤有效水分是田间持水率到凋萎系数间的水分。用丘林

7、法测定土壤有机质，用比重计法测定土壤颗粒组成，用萨维诺夫法分析土壤各级水稳性团聚体。１～２次重复。采用ＳＰＳＳ软件进行差异性分析。表１研究剖面的基本特征利用类型剖面编号坡度／（°）剖面生境状况草地１、２３～５由灌丛破坏后退化而成，地处鞍部，较平缓，生长白茅为主。果园３、４５～８橘园，栽培约１０ａ，树下多禾本科杂草。旱地５、６、７１０、５、２０耕种约３０ａ，取样时还未播种（３月取样，上１年种玉米）。剖面８以荚蒾等灌木为主，夹白茅和芒；剖面９为低矮灌木夹竹类；灌丛８、９、１０５、５、８剖面１０为小灌木夹刺槐。２结果与分析２．１不同用地类型表层土壤田间持水率从

8、表２可以看出，就田间质量持水率而言，最高值在灌丛表层（４９．３４％），最低值在旱