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本文以重庆市江津区柑橘地为研究对象,进行了室外土壤优先路径染色试验,土壤特性及根系因子调查,土样采集;室内水分穿透曲线试验、原状土柱及重塑土柱的溶质穿透曲线等试验,结合以毛细管理论为基础的泊肃叶方程和稳态水流方程(土壤水分穿透曲线理论)、对流弥散理论以及两区、两流区模型对试验结果进行分析,结果显示:(1)染色区较非染色区有更大的稳定出流速率,大孔隙使染色区的水分渗透速率较非染色区提高了1.48倍以上,随着土层深度增加,其提高程度有增大的趋势。虽然染色区较非染色区更利于水分或溶液传导,但相比非染色区,染色区水分渗透曲线的波动更大。柑橘地大孔隙孔径范围在0.3~1.7mm之间,0.3~0.7mm孔径数量虽然为104数量级,但对染色溶液优先迁移的作用较弱;实际影响染色溶液迁移的为半径大于0.7mm的土壤大孔隙;20年林龄柑橘地10~20cm土层有效大孔隙数量高于10年林龄柑橘地。半径大于1.0mm的大孔隙在水分输入初期起到迅速排导水分的作用。柑橘地土壤大孔隙率在1.5~19.5%之间,与稳定出流速率呈极显著正相关关系,决定了稳定出流速率71.9%的变异;半径大于0.7mm的大孔隙数量与稳定出流速率呈极显著正相关关系,决定了稳定出流速率90.9%的变异。(2)柑橘地土壤中的优先路径改变了水分和溶质入渗过程,使得优先流染色面积较均匀下渗的基质流染色面积小,样地20-30cm土层水平剖面染色面积和垂直剖面染色面积都在7%以下。在土壤质地差异较小的两个样地内,优先路径与除饱和导水率以外的其他土壤特性关系不大,与饱和导水率之间有显著相关关系(P<0.05)。1-3mm径级范围内的根系长度与优先路径之间存在极显著相关关系(P<0.01),直径大于3mm和小于1mm的根系长度均与优先路径的关系不显著。随着林龄的增加,深根性柑橘树的根系会向垂直和水平方向延伸生长,水平范围广泛分布的根系(径级1-3mm)导致优先路径在水平方向上延伸范围加大,1-3mm径级范围内根系长度是影响优先路径分布的主要因素。(3)柑橘地原状土柱土壤穿透曲线表现出了上升阶段的拐点现象,是优先流与基质流共同作用的结果。原状土柱土体穿透曲线下降初期较陡并表现出了较长的拖尾特征,重塑土柱下降趋势相对稳定。存在优先路径的土体出流速率稳定性较差,变异系数较大,其平均出流速率是重塑土柱出流速率的3.5倍。优先流作用使溶质相对浓度到达峰值的时间缩短了37.7%,此时造成的溶质运移量却是平衡基质流所造成的溶质运移量的2.5倍,因此优先流能够导致土壤溶质的快速大量迁移。