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我国西南喀斯特峰丛洼地因受地形和反信风等的影响,干、湿季节分明。旱季降雨量极少、气候干燥、气温较高、蒸发强烈,干旱缺水情况突出。雨季来临时,旱情虽稍有缓解,又因岩溶水大量排泄而产生洪涝灾害。因此,土壤水文功能对西南喀斯特峰丛洼地地区具有重要意义。自退耕还林(草)开展以来(2000年),西南喀斯特峰丛洼地地区的石漠化有所缓解,改善了当地的生态环境。目前,对退耕还林(草)的相关研究主要集中在固碳、土壤微生物,少量关于退耕还林(草)的水文功能研究也主要是集中在黄土高原区,而对西南喀斯特地区退耕还林(草)的土壤水文效应的研究较为少见。因此开展西南喀斯特地区退耕还林(草)地的土壤水文功能效应的研究是了解西南喀斯特地区生态功能服务效应的重要内容,同时对改善西喀斯特地区生态环境以及石漠化治理具有重要意义。本研究以西南喀斯特峰丛洼地地区为研究区域,基于Beerkan——单环法,研究了退耕还林(草)、耕地以及木论自然保护区(原生林)的土壤水文功能,探讨了不同退耕类型、不同田间管理措施下的退耕的土壤水文效应,辨析喀斯特峰丛洼地景观区提升土壤水文功能的退耕模式以及田间管理措施。论文的主要结论如下: (1)一般线性模型(GLM)分析显示,环境因子(植被类型、土壤有机碳、土壤总氮、植被覆盖指数(NDVI)、坡度、速效磷)和土壤质地(粘粒含量、砂粒含量、容重)可以解释土壤饱和导水率47%的变异,其中植被类型所占比例最大,解释率为7.66%。此外,古周流域中(石灰岩)的土壤饱和导水率高于木连流域(白云岩基岩)。岩性可能是影响土壤水文功能的一个重要因素,亟待深入研究。 (2)退耕地的土壤饱和导水率高于耕地,但是低于自然保护区(原生林);不同深度土壤层的土壤饱和导水率具有显著差异,其中10 cm深度土壤层的饱和导水率最大,其次是表层和30 cm土壤层。然而,自然保护区不同深度的土壤层的土壤饱和导水率没有显著差异。总的来说,木论自然保护区的土壤饱和导水率>牧草>果园>任豆+牧草>任豆>耕地>自然退耕灌木林。结合不同退耕类型的土壤持水性质综合考虑,牧草、果园对土壤水文功能的提升最具积极作用。 (3)探讨了牧草种植下不同田间措施对土壤水文功能的影响。其结果主要有:不同田间措施对土壤水文功能有一定的影响,并且对表层和10 cm深度土壤剖面的影响较大,而30cm深度土壤层影响较小;牧草地的土壤饱和导水率高于耕地;施氮水平对土壤饱和导水率的影响高于其他两个因子(刈割频率和刈割强度),其中土壤饱和导水率随着施氮水平的增加以及刈割频率的增加趋于减小,而随着刈割强度的增加有所波动。研究结果表示处理组合A2B2C1既保证牧草的高产量并且有利于土壤水文功能的提升。 (4)季节变化对土壤水文功能有显著影响。研究结果显示,任豆+牧草、牧草以及自然退耕地的土壤饱和导水率在旱季的秋冬季节较高,而在湿润多雨的春夏较低,特别是降雨较多的5-7月份;季节变化对土壤持水特性以及导水特性有一定影响,任豆+牧草、牧草以及自然退耕地夏秋季土壤持水曲线较为缓和,秋冬季节比其他季节的导水曲线更高。季节变化可能主要是通过降雨量、雷暴雨、地表径流以及植被根系生长分布的不同从而影响土壤的水文性质。