资源描述：
《祁连山区土壤碳氮变化对土壤水分入渗影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、祁连山区土壤碳氮变化对土壤水分入渗影响的研究 入渗是指水分从地表进入土壤的过程,是大气水、地表水、土壤水和地下水转化过程中的重要环节[1],是降雨和灌溉水转化为土壤水供植物吸收利用的唯一途径.土壤水分入渗性能与土壤水源涵养作用、水分最优调控、土壤侵蚀、养分和盐分随水分的迁移等问题密切相关. 大多研究者认为土壤水分物理参数中的土壤密度、土壤含水量、土壤质地及土壤结构特性等对土壤水分入渗的影响都比较明显,也有研究者认为影响土壤水分入渗的因子还与土壤有机碳、氮质量分数有密切的关系[2-15].祁连山区植被类型和土壤
2、类型的垂直变化非常显着[16,17],而有关祁连山区土壤碳氮变化对土壤水分入渗影响的研究相对比较缺乏.为此,于2011年生长季对祁连山区高山草甸土壤水分入渗对土壤有机碳氮的反馈作用进行了研究,为开展不同环境条件下土壤质量分数变化及其对全球气候变化和土地利用方式转化的反馈作用提供基础数据支持. 1研究区概况及研究方法 1.1研究区概况 试验地点位于甘肃省肃南县西水林场的排露沟流域,流域面积2.95km2,其中草地面积约占该流域面积的55%,林地面积约40%.它属于高寒半干旱、半湿润山地森林草原气候类型,年均气
3、温0.5℃,年均降水435mm,年可能蒸发量1051mm[18-20].试验区高山草甸主要分布在海拔2500~3000m的范围内,其面积约占祁连山区面积的28.27%[18,19],土壤类型为山地灰褐土,土壤厚度1.0m.植物分布状况如表1所示. 1.2土样采集与有机碳氮的测定 按不同海拔(2500m、2600m、2700m、2800m、2900m和3000m)在排露沟流域内选定植被和土壤相似,在每一海拔选择3块具有一定代表性的固定地点作为样地(5m5m),共计18块样地(见图1). 沿每块样地坡面的上部、
4、中部和下部随机挖取3个土壤剖面,按表层0~20cm、中层20~40cm和下层40~60cm3个层次,用环刀取原状土样,每层4个重复,共采集48个土样,用于土壤有机碳氮分析[18].采用外加热重铬酸钾氧化法[21]对土镶有机碳(SOC)进行分析测定;土壤全氮(TN)分析测定采用凯氏法. 1.3土壤水分入渗速率测定 2011年5-9月在研究区按不同海拔梯度每个月对祁连山高山草甸的土壤采用双环法进行入渗试验,每块样地试验3次.双环入渗仪外环直径为22cm,内环直径为10.5cm,内、外环高度均为25cm.试验过程中
5、内、外环打入土壤的深度均为10cm,保持内外环5cm的入渗水头均匀供水,记录相应时间内环的水分入渗量,达到稳渗时为止.土壤含水量采用TDR进行测定,与入渗同步观测.土壤有机碳氮与水分入渗的关系采用SPSS12.0统计分析软件进行分析,曲线图采用origin8.5绘制. 2结果与分析 2.1土壤有机碳、氮分布特征 在研究区海拔2500~3000m范围内,土壤有机碳、全氮含量与海拔显着正相关(见表2).土壤有机碳含量在14.22±0.19~78.30±0.54gkg-1,平均为43.
6、23gkg-1,土壤全氮含量在0.98±0.09~7.01±0.19gkg-1,平均为3.29gkg-1. 土壤有机碳和全氮含量随土层深度的增加而逐渐减少.20~40cm土层有机碳含量和全氮含量相对0~20cm呈明显下降趋势.0~20cm土壤有机碳含量与40~60cm土壤有机碳含量平均相差58.21gkg-1.0~20cm土壤全氮含量与40~60cm土壤全氮含量最大相差5.23gkg-1,最小为3.37gkg-1,平均相差4.37gkg-1. 2.2土壤水分入渗过程分析 土壤水分
7、入渗过程中,在未达到土壤稳渗速率前,在不同海拔,祁连山高山草甸土壤水分入渗速率随时间的增加均表现为逐渐减小的趋势(见图2),并且其入渗速率并不均匀,初渗速率表现为2900~3000m>2800~2900m>2700~2800m>2600~2700m>2500~2600m. 在入渗约60min时,海拔2500~2600m的高山草甸成为几块样地中入渗速率最大的样地,达到稳渗速率时,下渗速度为海拔2500~2600m的最大,海拔2600~2700m次之,2700~2800m、2800~2900
8、m和2900~3000m依次变小(见图2(b)). 2.3入渗速率对有机碳氮的响应 数据分析显示,祁连山不同海拔土壤有机碳氮含量与高山草甸土壤初渗速率变化趋势基本一致(见表3),为2900~3000m>2800~2900m>2700~2800m>2600~2700m>2500~2600m.土壤有机碳氮含量最高的海拔(2900~3000m)地区的
