晋西北黄土区三种植被类型土壤含水量变化特征研究

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晋西北黄土区地处我国半干旱区向干旱区的过渡地带,气候干旱,水分尤其是土壤水分是区域植被建设的主要限制性因子之一,同时植被反过来又是影响当地土壤水分循环的重要因素之一,而且不同的植被类型对土壤水分有着重要的调节作用。因此,进行研究区内不同植被类型土壤含水量的研究对当地的植被建设有着非常深远的影响意义。本研究选择晋西北黄土区砖窑沟流域内的河北杨林地、人工柠条林地、草地3种不同植被类型样地作为研究对象,对照撂荒地,对其2012年生长季内(4-10月)雨季前后的土壤含水量进行动态测定,定量分析了不同植被类型样地土壤含水量的时间变化特征,0-600cm土层剖面土壤含水量的空间变异特征及其土壤水分有效性级别,同时对不同植被类型样地的土壤干化程度、土壤干层范围进行分析评价,并提出了合理的应对措施。主要研究结论如下:1、不同植被类型样地在生长季内及雨季前后土壤含水量表现出明显的时间变化特征。研究区内3种不同植被类型及对照撂荒地生长季内土壤含水量的时间变化特征基本上与降水随季节的变化趋势一致,各样地土壤含水量大小表现为:草地>河北杨>撂荒地>柠条林,尤以草地土壤含水量状况全年最优。但各样地的土壤含水量随降雨的季节动态变化呈现出不同的时间变化特征,河北杨林地与草地土壤含水量呈增加趋势,人工柠条林地土壤含水量表现为先增加后减少的趋势,并且雨季后为最低,对照撂荒地土壤含水量则随着降雨量的变化呈逐渐减少的趋势,但减小幅度不大。由各样地雨季前后土壤含水量的变化规律可以将其时间变化特征大致分为三个时期:雨季前(4-5月底)的土壤水分强烈蒸发损耗期;雨季(6-8月底)的土壤水分蓄积期;雨季后(9月初-10月底)的土壤水分缓慢蒸发期。2、不同植被类型样地在0-600cm土层剖面的土壤含水量表现出显著的空间变化规律,总体来看各样地土壤含水量随着剖面土层深度的增加,先减少后增加,然后呈现波动变化的趋势。但各植被类型样地及对照撂荒地,由于受降水、土壤蒸发及植被蒸腾耗水和植物根系吸收土壤水分等作用程度的差异,土壤含水量最值在土层剖面的分布范围有所不同。根据各样地剖面土层土壤含水量的变异程度,可以将研究区土壤剖面划分为易变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层,同时由于各样地植被类型的差异,各土壤水分活动层的空间分布范围也有所区别。研究区内3种不同植被类型样地及对照撂荒地的土壤水分有效性分级结果说明,各样地雨季前后在0-600cm土层剖面都不存在难效—无效水层,除河北杨林地及草地含有部分渗透重力水层外,人工柠条林及撂荒地均不含渗透重力水层,并且撂荒地不含极易效水层,各样地土壤水分有效性分级结果都以极易效水层和易效水层占土层总厚度比重最大。3、不同植被类型样地雨季前后在0-600cm土层剖面均出现了不同程度的土壤干化层,以人工柠条林地为代表的灌木林耗水最严重,其次为对照撂荒地,草地的土壤水分状况最优,土壤干化程度从高到低排序分别为:人工柠条林地、撂荒地、河北杨林地、草地。由于植被类型及雨季前后降水量的差异,各土壤干化层在土壤剖面的分布范围有所区别,并且通过研究发现,受降雨影响,草地和河北杨林地的土壤干层在一定程度上得到了恢复,其中人工柠条林地在中部土层范围内分布有严重干层,撂荒地和河北杨林地在整个剖面土层或上部0-300cm土层以轻度、中度干层为主,草地仅在表层出现了轻度干层。
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