云雾山草地封育年限对土壤入渗能力影响评价

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wangbp20021225
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草原作为陆地生态系统的主要类型,约占全球陆地面积的40.5%,是干旱半干旱地区的重要资源。黄土高原地区降雨量较低,其土壤的入渗能力体现出降雨对草地系统供水能力。本研究选取宁夏云雾山不同封育年限的草地(0年,2年,13年,30年,38年),测定样地土壤的理化性质及土壤入渗速率,分析封育年限对土壤理化性质和入渗能力的影响,探究影响云雾山土壤入渗能力的主要因素及因素间的相互关系,并对云雾山封育的效果提供初步评价。结果表明:(1)封育措施使土壤基本性质发生变化。颗粒组成中,农地一般粘粒较丰富、土壤颗粒粒径偏小;一旦退耕,砂粒会立即增加、沙化现象出现,随着封育时间延长,粉砂、粘粒再次增多。土壤容重随着封育年限的增加而不断降低,以退耕前农地土壤容重最大、封育后持续降低,38年样地最小,土壤的总孔隙度呈现完全相反的表现;封育后土壤含水量有所增加,到封育30年草地的土壤含水率最高;土壤水稳性大团聚体含量、平均粒径等随封育年限增加而提高,封育30年后水稳性大团聚体含量最多,此后有所降低。随着封育年限增加,土壤大团聚体数量缓慢增加,分形维数上升,30年后随着微团聚体减少,分形维数又逐渐降低。土壤有机质含量与水稳性大团聚体含量变化趋势一致。以30年为限,此后草地逐渐退化,土壤机械组成再次粗砂化。对比不同封育年限的样地,封育30年草地的多项基本性质优于其他封育年限。(2)随着封育年限的增加,各个土层间的根生物量差距在缩小。根长密度随着封育年限呈周期变化:封育13年草地>封育2年草地>封育30年草地>封育38年草地>农地,且随着土层深度的加深减小。封禁条件下,草地根系发育能力逐渐减弱。(3)5个样地的土壤初始入渗速率为封育13年草地最快,封育2年草地最慢;稳定入渗速率和平均入渗速率为封育30年草地最快,封育2年草地最慢;累计入渗量为封育30年草地>封育38年草地>封育13年草地>封育2年草地>农地。总之,封育30年样地的初始入渗速率属于较高水平,稳定入渗速率、平均入渗速率和累计入渗量均为最佳。(4)Horton模型(R~2:0.667~0.856)比Kostiakov模型(R~2:0.187~0.793)之间更好的解释云雾山封育草地的土壤入渗过程。农地和封育草地的土壤入渗速率曲线均适宜采用逆函数模型(R~2:0.796~0.926)。(5)0~30 cm土层中,7个入渗相关因子对封育30年草地的土壤入渗速率影响较大的是水稳性大团聚体含量、土壤含水率、土壤有机质含量。土壤含水率与容重为极显著负相关关系(P<0.01)。土壤有机质含量与土壤团聚体分型维数、容重都存在极显著负相关关系(P<0.01)。本研究表明:封育措施的实施约30年时,土壤理化性质的改善达到峰值,土壤的入渗能力最佳。此后,土壤的导水能力等指标均有退化。封育年限不宜过长,长期自然恢复的草地会在一定年限出现退化,需要适度利用改良。
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