【摘要】：紅壤坡地在我國(guó)南方廣泛分布,是重要的農(nóng)林生產(chǎn)資源。紅壤坡地土壤水分因水熱季節(jié)分布不均,存在明顯的干濕季差異,是形成季節(jié)性干旱的重要原因。但是,人們未充分掌握紅壤坡地土壤水分的干濕季動(dòng)態(tài)分布規(guī)律,植被和降水對(duì)紅壤坡地土壤水分的干濕季特性具有重要驅(qū)動(dòng)作用,有待深入研究。本文在鄂南典型紅壤緩坡地上,選擇茶樹(shù)、紅葉石楠、無(wú)患子、油菜4個(gè)地塊作為研究對(duì)象,對(duì)降雨、植被、土壤水分開(kāi)展為期3年的定位高頻監(jiān)測(cè),研究降雨特征及其對(duì)坡地土壤儲(chǔ)水的影響,植被的地上部和地下部特征及其對(duì)土壤水分變化和剖面分布的影響,以及降雨和植被綜合影響下的土壤水分動(dòng)態(tài)變化,主要結(jié)果如下:(1)坡地土壤儲(chǔ)水量變化與降雨量呈顯著正相關(guān),大雨(日降雨25 mm)以上級(jí)別的降雨均能有效增加坡地土壤儲(chǔ)水量。同種降雨量等級(jí)下,降雨強(qiáng)度成為影響土壤水分變化的主要因素,對(duì)提升土壤含水量作用最大的降雨強(qiáng)度介于8~16mm/h之間。綜合考慮降雨量和降雨強(qiáng)度的特征,將研究坡地的降雨類型劃分為雨型Ⅰ(大雨量大雨強(qiáng)降雨)、雨型Ⅱ(中雨量中雨強(qiáng)降雨)、雨型Ⅲ(小-中雨量大-超大雨強(qiáng)降雨)和雨型Ⅳ(小雨量小雨強(qiáng)降雨)。從降雨場(chǎng)次來(lái)講,雨型IV是研究坡地的主要降雨類型(占總降雨場(chǎng)次的74.5%),但是這種雨型對(duì)增加坡地土壤儲(chǔ)水的作用最小;4種雨型增加坡地土壤儲(chǔ)水量的作用表現(xiàn)為雨型Ⅰ雨型Ⅱ雨型Ⅲ雨型Ⅳ,不同降雨類型之間的坡地土壤儲(chǔ)水量變化差異顯著。(2)不同植被地塊之間的水力性質(zhì)存在一定差異,總體表現(xiàn)為茶樹(shù)地塊在降雨時(shí)的滲透能力(表層)和在干旱時(shí)的持水能力都更強(qiáng),其次是無(wú)患子和油菜地塊,紅葉石楠地塊最差。茶樹(shù)、紅葉石楠、無(wú)患子、油菜的枯落物生物量分別為23.3 g/m~2、127.8 g/m~2、22.6 g/m~2、7.5 g/m~2,最大持水率分別達(dá)到枯落物自身干重的1.94倍、2.50倍、2.21倍、2.41倍,葉面積指數(shù)分別為1.13、3.00、0~1.50(落葉期11月~次年3月為0)、0~1.20(休閑期6月~10月為0)。土壤水力性質(zhì)、植被冠層及枯落物的持水能力不同,是植被地塊之間土壤儲(chǔ)水量、土壤水分動(dòng)態(tài)及土壤水分剖面分布產(chǎn)生差異的重要原因之一。(3)植被地塊之間的土壤水分剖面差異與不同植被的根系分布和根系吸水能力(根系耗水)密切相關(guān)。在根系剖面分布中,茶樹(shù)根系集中在40 cm以上,油菜和無(wú)患子根系主要分布在60 cm以上,紅葉石楠根系可以到達(dá)90 cm深度。紅葉石楠屬于深根系植被,總根長(zhǎng)密度(RLD)峰值出現(xiàn)在40 cm深度,該植被地塊不同深度的RLD明顯高于其它植被地塊的RLD。4種植被不同深度的根系耗水量與細(xì)根根長(zhǎng)量呈正相關(guān),根系耗水量在濕季整體表現(xiàn)為紅葉石楠無(wú)患子油菜茶樹(shù),在干季干旱過(guò)程中表現(xiàn)為紅葉石楠無(wú)患子茶樹(shù)油菜(休閑期,有少量雜草生長(zhǎng))。(4)雨型(降雨量、雨強(qiáng)及降雨歷時(shí))、植被特征(冠層、枯枝落葉、根系)及土壤前期含水量綜合影響紅壤坡地土壤水分的響應(yīng)深度和水文過(guò)程特征(側(cè)向流和優(yōu)先流的發(fā)生)。雨型Ⅰ、雨型Ⅱ和雨型Ⅲ都能引起不同深度土壤水分的明顯響應(yīng),但雨型Ⅳ多數(shù)情況下只引起土壤表層(如20 cm深度)水分發(fā)生變化。在同種雨型下,連續(xù)降雨比次降雨更能增加坡地的土壤儲(chǔ)水量�？傮w上,4種雨型都有土壤側(cè)向流發(fā)生,其中尤其以連續(xù)降雨或土壤前期含水量較高時(shí)更容易出現(xiàn)土壤側(cè)向流;植被當(dāng)中除了坡位最高的茶樹(shù)地塊沒(méi)有發(fā)生側(cè)向流之外,其它地塊都有出現(xiàn)。優(yōu)先流現(xiàn)象主要出現(xiàn)在大雨強(qiáng)中,包括雨型Ⅰ和雨型Ⅲ;此外,根系通道也是優(yōu)先流發(fā)生的重要條件,例如紅葉石楠地塊根系分布最深,可以達(dá)到90 cm深度,是所有地塊中唯一在90 cm深度出現(xiàn)優(yōu)先流的地塊。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S152.7
【圖文】：

圖 2-1 研究坡地地理位置及衛(wèi)星示意圖.2-1 Geographic location and atellite map of the study slope2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1月份氣溫 降雨量 潛在蒸發(fā)量30 年（1980~2010 年）月平均降雨量、月平均潛在蒸發(fā)量rage rainfall amount, potential evaporation and air temper

茶樹(shù)地塊 紅葉石楠地塊 無(wú)患子地塊 油菜地塊圖 2-3 研究樣地的現(xiàn)場(chǎng)土壤水分觀測(cè)圖Fig.2-3 Study plots and soil moisture observation開(kāi)展試驗(yàn)坡地的植被生長(zhǎng)狀況調(diào)查（2017 年 10 月 3 日和 2018 年 4 月 25 日調(diào)查），獲取了株高、胸徑、行株距、植被種植面積等基礎(chǔ)指標(biāo)（表 2-1）。植被株高、胸徑等利用卷尺、胸徑尺等儀器進(jìn)行測(cè)量，葉面積指數(shù)采用植被冠層分析儀

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3 李佳e

本文編號(hào)：2730689