【摘要】：石河子灌區(qū)每年季節(jié)性土壤凍融引起土壤水熱鹽變化,進(jìn)而對春季作物生長所需的土壤環(huán)境產(chǎn)生重要影響,同時豐富的融雪水資源對干旱半干旱的石河子灌區(qū)具有重要的補給作用。通過探究季節(jié)性凍融過程中積雪—地表聯(lián)合覆蓋下土壤水熱鹽的時空分布和運移規(guī)律以及三者之間的變化機制,為評估石河子灌區(qū)來年春季土壤水熱鹽環(huán)境提供參考。本文設(shè)置秸稈、地膜、活性炭3種覆蓋和裸地對照,通過連續(xù)2年的田間小區(qū)試驗(2015年11月29日—2016年4月5日的第一個試驗期和2016年11月13日—2017年4月10日的第二個試驗期),采用實地監(jiān)測與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法對其進(jìn)行試驗研究,旨在全面、系統(tǒng)地揭示不同地表覆蓋方式對凍融期土壤水熱鹽運移的調(diào)控機制。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:(1)土壤降溫階段,10cm土層最大、最小溫差變化均最為劇烈,相應(yīng)的溫度最大變幅依次為裸地(6.14°C和3.78°C)地膜覆蓋(5.58°C和3.70°C)秸稈覆蓋(5.17°C和3.53°C)活性炭覆蓋(4.98°C和3.41°C)(注:前者為第一個試驗期數(shù)據(jù),后者為第二個試驗期數(shù)據(jù),下同),隨著土壤深度的增大,土壤溫度變幅逐漸減弱,但總體上具有一致的變化規(guī)律;升溫階段,裸地凍土層最先開始消融,秸稈、活性炭、地膜等覆蓋相比裸地依次滯后12d和10d、4d和2d、2d和1d,滯溫效果為秸稈覆蓋活性炭覆蓋地膜覆蓋,滯溫并不利于凍土層消融。可見,地表覆蓋只是影響了地氣之間熱運動的交換頻率,才對土壤溫度變化起到一定的調(diào)控作用,并不能從根本上改變土壤溫度變化。(2)凍結(jié)初期,地膜、活性炭、秸稈等覆蓋和裸地在0—10cm土層中的含水率與2個試驗期的初始含水率相比分別升高3.92%和3.43%、1.32%和1.99%、0.53%和1.76%、4.20%和5.49%;含鹽量增大主要發(fā)生在0—20cm土層,相應(yīng)地增大5.71%、6.18%、3.63%、7.27%。穩(wěn)定凍結(jié)期,10—20cm土層水鹽均出現(xiàn)較大幅度的上升,尤以地膜、活性炭等覆蓋相對明顯。融化期,土壤含水率在0—30cm土層的增幅以活性炭覆蓋最大(9.18%和9.24%),依次為秸稈覆蓋(7.01%和6.74%)裸地(6.50%和4.61%);出現(xiàn)鹽分最大增幅的土層分別為裸地30cm(20.75%)、地膜覆蓋20cm(10.96%)、秸稈覆蓋0cm(13.33%)和活性炭覆蓋0cm(9.40%)。經(jīng)過整個季節(jié)性凍融過程,秸稈和活性炭等覆蓋表現(xiàn)出顯著的保墑抑鹽效果;地膜覆蓋由于隔斷了融雪水入滲,裸地由于強烈的地表蒸發(fā),其保墑抑鹽效果均相對較差。(3)嘗試建立了不同處理下土壤含水率、含鹽量、土壤溫度之間的響應(yīng)關(guān)系,擬合效果較好,體現(xiàn)了土壤水熱鹽在不同深度土層之間密切的互作效應(yīng)。(4)試驗期前后,0—10cm土層,活性炭覆蓋下土壤儲水量增加(15.52和13.89mm)秸稈覆蓋(6.03和5.54mm)裸地(5.42和0.98mm)地膜覆蓋(5.15和4.85mm),活性炭覆蓋下土壤儲水量增幅比秸稈覆蓋、裸地、地膜覆蓋提高29.87%和31.24%、33.98%和33.93%、32.51%和48.09%,體現(xiàn)了良好的保墑效果和融雪水的較高利用。土壤單位面積儲鹽量增幅裸地(2.78和2.80g)地膜覆蓋(2.36和2.88g)秸稈覆蓋(2.03和2.79g)活性炭覆蓋(2.27和2.66g),且裸地土壤儲鹽量變化率最高(27.92%和25.78%),分別比活性炭、秸稈、地膜等覆蓋處理多17.84%和13.45%、10.18%和10.14%、3.32%和3.91%,體現(xiàn)出地表覆蓋具有顯著的抑鹽作用。
【圖文】：

試驗區(qū)地理位置圖

圖 2-2 試驗期內(nèi)積雪深度變化過程Fig.2-2 Snow depth change during the experiment驗方案試驗研究共分為 12 個試驗小區(qū)，設(shè) 4 種處理，，各重復(fù) 3 次，分別為：裸地
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S151.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2644460