蒸發(fā)是西南喀斯特地區(qū)薄層土壤水分損失的主要途徑,淺層土壤水分的存蓄對(duì)喀斯特地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)恢復(fù)至關(guān)重要。以西南喀斯特森林碳酸鹽巖紅土為研究對(duì)象,基于室內(nèi)蒸滲試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)苔蘚生物量（0,0.32,0.64,0.95 kg/m²）和3個(gè)松針生物量（0,0.32,0.64 kg/m²）共12種處理,分析森林近地表層覆蓋對(duì)碳酸鹽巖紅土蒸發(fā)過程及表層溫度時(shí)空分布的影響規(guī)律,并對(duì)比3種蒸發(fā)模型（Black、Rose、空氣動(dòng)力學(xué)蒸發(fā)模型）在喀斯特森林碳酸鹽巖紅土的適用性。結(jié)果表明:苔蘚和松針覆蓋顯著降低累積蒸發(fā)量和蒸發(fā)速率（P<0.05）,接種苔蘚0.95 kg/m²和覆蓋松針0.64 kg/m²處理比裸土累積蒸發(fā)量小36.9%;苔蘚和松針導(dǎo)致土壤含水量顯著增加（P<0.05）;苔蘚和松針增加了表層土壤的平均溫度,松針對(duì)土壤溫度的提升作用強(qiáng)于苔蘚;Black、Rose和空氣動(dòng)力學(xué)模型均能較好地模擬碳酸鹽巖紅土蒸發(fā)過程,Black蒸發(fā)模型的擬合精度高于Rose和空氣動(dòng)力學(xué)蒸發(fā)模型。研究結(jié)果能為西南喀斯... 

【文章來(lái)源】：水土保持學(xué)報(bào). 2020,34(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

室內(nèi)溫濕度變化及自由水面蒸發(fā)過程

由圖2可知,近地表層覆蓋的生物量越高,累積蒸發(fā)量曲線越低(靠近橫坐標(biāo))。蒸發(fā)開始7天后,不同處理之間累積蒸發(fā)量開始出現(xiàn)明顯差異;蒸發(fā)開始13天后,苔蘚和松針覆蓋對(duì)土壤累積蒸發(fā)量的影響程度越來(lái)越顯著。為了排除大氣蒸發(fā)變化對(duì)土壤蒸發(fā)的影響,采用土壤累積蒸發(fā)量與自由水面蒸發(fā)量的比值(Ec/Ec0)進(jìn)一步分析,Ec/Ec0在試驗(yàn)初期表現(xiàn)出增加的趨勢(shì),13天時(shí)發(fā)生突變,Ec/Ec0減小然后趨于穩(wěn)定(圖2)。一方面,在相同的松針覆蓋條件下,相比于B1、B2、B3處理,B0處理的Ec/Ec0最大;另一方面,對(duì)比不同松針生物量和苔蘚生物量處理下相對(duì)蒸發(fā)速率(Ec/Ec0)的變化,在松針生物量為0,0.32 kg/m2時(shí),苔蘚對(duì)蒸發(fā)過程有明顯的抑制作用(圖2);當(dāng)松針生物量達(dá)到0.64 kg/m2時(shí),松針對(duì)土壤蒸發(fā)的抑制起主導(dǎo)作用,不同苔蘚生物量的Ec/Ec0變化無(wú)明顯差異,苔蘚對(duì)土壤蒸發(fā)的抑制作用并不明顯。進(jìn)一步的擬合分析結(jié)果也證實(shí)了上段的分析結(jié)論:隨土壤表層松針覆蓋生物量增加,苔蘚對(duì)碳酸鹽巖紅土蒸發(fā)過程的抑制作用逐漸減弱(圖3)。對(duì)于P1處理,B0處理(苔蘚0)的土壤累積蒸發(fā)量比B3處理(苔蘚0.95 kg/m2)大9.7%(F=27.69,P=0.034<0.05);對(duì)于P1和P2處理,苔蘚生物量與累積蒸發(fā)量無(wú)顯著關(guān)系。隨土壤表層松針覆蓋量的增加,苔蘚對(duì)土壤累積蒸發(fā)量影響的差異性越來(lái)越不顯著。方差分析結(jié)果表明,任何苔蘚生物量條件下,松針覆蓋對(duì)土壤累積蒸發(fā)量的影響均顯著(P=0.01);B0～B3處理下,土壤累積蒸發(fā)量隨著松針量的增加分別降低了37.2%,45.1%,37.4%,36.9%�？傮w來(lái)說(shuō),松針覆蓋對(duì)碳酸鹽巖紅土蒸發(fā)過程的抑制作用明顯強(qiáng)于苔蘚覆蓋。

苔蘚和松針覆蓋顯著提升了土壤持水能力。對(duì)比不同覆蓋特征下土壤含水率的變化曲線,不同處理之間土壤含水率差異隨著苔蘚和松針生物量的增加而減小。B3P0處理的土壤含水率比B0P0、B1P0、B2P0處理高14.1%,15.4%,1.9%;B2P1處理的土壤含水率比B0P1,B1P1,B3P1處理高10.8%,3.0%,3.15%;B2P2處的土壤含水率比B0P2,B1P2,B3P2處理高7.0%,1%,2.3%。由圖4可知,隨著苔蘚和松針生物量的增加,含水率對(duì)土壤蒸發(fā)能力(Ec/Ec0)的影響逐漸減小且達(dá)到顯著水平,松針生物量為0時(shí),隨著苔蘚生物量的增加(0～0.95 kg/m2)含水率對(duì)土壤蒸發(fā)的影響作用逐漸減弱。與接種苔蘚的處理相比,松針增加了碳酸鹽巖紅土蒸發(fā)達(dá)到穩(wěn)定階段對(duì)應(yīng)的含水率,且隨著松針生物量的增加(0～0.64 kg/m2),有效提升土壤持水能力,減小土壤水分流失(表2)。圖4 不同覆蓋特征下土壤含水率對(duì)相對(duì)蒸發(fā)速率的關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3262083