桂西北石質(zhì)土壤中礫石的分布規(guī)律及其對水分性質(zhì)的影響.pdf

1、喀斯特環(huán)境有成土過程緩慢、土層淺薄、土被不連續(xù)、土壤持水量低、植被覆蓋率低的特點(diǎn)。在長期強(qiáng)烈的巖溶化作用下，巖溶地區(qū)形成“土在樓上，水在樓下”的水土資源不配套格局，農(nóng)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重受到限制，貧困形勢非常嚴(yán)峻。解決上述問題的有效途徑之一，就是積極進(jìn)行植被的恢復(fù)重建，充分發(fā)揮植被保水固土的能力。研究石質(zhì)土壤的物理特性、礫石的分布規(guī)律及其對水分性質(zhì)的影響，能夠?yàn)楹侠黹_發(fā)水土地資源、促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)的理論依據(jù)。 本文采用野外試驗(yàn)和室

2、內(nèi)模擬試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，于2006年9月至2007年5月在中科院環(huán)江喀斯特農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站，分析了坡面礫石的分布規(guī)律及其影響因素，探討了不同礫石粒級(5-20mm、20-35mm)和不同礫石含量(礫石重量含量分別為0、10％、30％、50％)及覆蓋條件下石質(zhì)土壤的入滲和蒸發(fā)性能差異。 獲得的主要結(jié)論如下： (1)喀斯特石質(zhì)土壤為偏堿性石灰性土壤。沿坡面向上，土壤容重減小，土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)含量、總孔隙度和毛管孔隙度增

3、加，土壤的粘粒含量逐漸減少而砂粒含量逐漸增大。隨著土層深度的加深，土壤pH值增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低。土壤容重沿坡面向上減小可能主要與土壤有機(jī)質(zhì)含量、粘粒含量、結(jié)構(gòu)狀況和松緊度以及孔隙度狀況等有關(guān)。土壤總孔隙度在55.24％-61.34％之間，而毛管孔隙度在51.57％-57.81％之間。 (2)坡面上不同坡位，礫石的質(zhì)量含量為坡上>坡中>坡下。但隨著土層深度的加深，坡下礫石含量減少，坡上礫石含量增多。在退耕坡面和灌草叢地表層土

4、壤中，均表現(xiàn)出粒徑為20-5mm的礫石含量最多，75-20mm的礫石含量其次，而5-2mm的礫石含量最少。在植物園上方坡面表層土壤中，不同粒徑的礫石含量差異較大，坡下粒級20-5mm的礫石較多；坡上粒級75-20mm的礫石含量較多，說明坡度對礫石含量和礫石粒級大小有顯著的相關(guān)性。 (3)土壤的入滲性能隨著礫石含量的增加逐漸增強(qiáng)。在粒徑相同的情況下，不同的礫石含量對土壤入滲能力的影響表現(xiàn)出50％>30％>10％，即礫石含量越大入滲

5、能力越強(qiáng)；在初始含水量相同條件下，土壤入滲能力表現(xiàn)為礫石粒徑越大土壤水分入滲能力越強(qiáng)；在相同礫石含量的情況下，初始含水量越小土壤水分入滲能力越強(qiáng)。風(fēng)干初始含水量狀態(tài)下的累計(jì)入滲量高于近飽和初始含水量條件下的累計(jì)入滲量；相同初始含水量的情況下，礫石粒徑越小，累計(jì)入滲量越少；以礫石含量最高、初始含水量最大的土壤所需要的穩(wěn)定入滲時(shí)間和開始滲透時(shí)間最短；以近飽和初始含水量、礫石含量30％、粒徑20-35mm的土壤水分平均入滲率和平均穩(wěn)定入滲率最

6、小。 (4)在蒸發(fā)初始階段，礫石含量的多少對其影響不大，而礫石覆蓋縮短了穩(wěn)定蒸發(fā)階段的時(shí)間；蒸發(fā)強(qiáng)度隨表土含水量變化的階段，在整個(gè)蒸發(fā)階段中的歷時(shí)最長，在該階段礫石含量越多，蒸發(fā)損失量變化越小；在蒸發(fā)的水汽擴(kuò)散階段，礫石含量越多，蒸發(fā)損失量隨時(shí)間波動(dòng)幅度越大。在蒸發(fā)初始階段，不同礫石含量的蒸發(fā)速率表現(xiàn)為50％>30％>10％；在蒸發(fā)階段末不同礫石含量的蒸發(fā)速率表現(xiàn)出10％>30％>50％。蒸發(fā)過程中，不同礫石含量的土壤累計(jì)蒸發(fā)量