為探討半干旱區(qū)檸條錦雞兒林沙丘土壤水分對降雨的響應(yīng),采用WatchDog土壤水分傳感器、HOBO U30小型自動氣象站同步監(jiān)測毛烏素沙地人工檸條錦雞兒林0—110 cm層土壤含水量與2019年降水量,分析了沙丘土壤含水量動態(tài)變化與降雨入滲特征。結(jié)果表明:2019年5月1日—9月15日期間,檸條錦雞兒林沙丘不同土層水分含量變化受降雨量、累計降雨以及降雨入滲效應(yīng)等綜合因素的影響。其中0—50 cm層土壤含水量對降雨的響應(yīng)較敏感,累計降雨46 mm可對110 cm層土壤水分進(jìn)行補給;降雨量<5 mm時,濕潤深度<5 cm,降雨量10 mm左右時,濕潤深度<30 cm,降雨量20 mm左右時濕潤深度30—50 cm,降雨量30 mm時,濕潤深度>50 cm,降雨量50 mm時濕潤深度可達(dá)110 cm土層,說明降雨對檸條錦雞兒林沙丘水分狀況有補給作用,但是對90 cm以下土層水分狀況的補給能力有限;當(dāng)降雨量基本相等時,降雨強度與土壤初始含水量對入滲深度及進(jìn)程有明顯影響,即降雨強度越大,土壤初始含水量越高,降雨入滲深度越深,入滲歷時越短。 

【文章來源】：水土保持研究. 2020,27(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

檸條錦雞兒固沙林沙丘各層土壤含水量動態(tài)變化

從圖3中可以看出,第一階段降雨時土壤初始含水量處于較低水平,各層土壤初始含水量分別為2.1%,2.1%,2.2%,5.4%,2.8%。此時濕潤峰達(dá)到10,30,50 cm層土壤所需降雨量與時間分別為25.02 mm(13 h),28.83 mm(16 h),29.85 mm(19 h),在29.85 mm(歷時18 h)的降雨水平下未能使90 cm層土壤達(dá)到濕潤峰,且該場次降雨不能影響110 cm層土壤水分含量;第二階段降雨時土壤初始含水量處于較高水平,各層土壤初始含水量分別為3.7%,3.2%,3.7%,6.9%,2.8%。此時濕潤峰達(dá)10,30,50,90 cm層土壤所需降雨量與時間分別為13.61 mm(1 h),14.02 mm(2 h),16.61 mm(5 h),16.61 mm(17 h)。在單場累計46.46 mm(歷時61 h)降雨水平下能使110 cm層土壤含水量達(dá)到濕潤峰,但是該場次降雨未能使110 cm層土壤含水量達(dá)到波動峰值。綜上所述,累計46.46 mm(歷時61 h)的降雨通過入滲和再分配后可使90 cm以上土層土壤含水量達(dá)到波動峰值,且土壤初始含水量對降雨入滲深度和進(jìn)程有顯著影響,初始含水量較高時,降雨入滲快,歷時短。2.3 檸條錦雞兒固沙林沙丘中的降雨入滲特征

從圖2中可以看出,當(dāng)累計日降雨3.4 mm(9月9日5—8時),10 cm層土壤含水量從2.1%增加到第一次峰值4.3%歷時3 h;當(dāng)累計日降雨14.94 mm(9月9日5—17時),10 cm層土壤含水量從4%增加到第二次峰值5.5%歷時4 h。當(dāng)累計降雨16.33 mm(歷時18 h)時,30 cm層土壤含水量從1.3%增加大最大值3.6%歷時18 h,50 cm層土壤含水量從0.9%增加到最大值3.7%歷時37 h。在16.33 mm(歷時18 h)降雨水平下,90,110 cm層土壤含水量未發(fā)生變化,說明16.36 mm(歷時19 h)的單場降雨對90 cm以下土層土壤含水量無影響。以上結(jié)果表明3.4 mm(歷時3 h)的降雨能使10 cm層土壤達(dá)到濕潤峰,16.33 mm(歷時18 h)的降雨可使30,50 cm層土壤分別在第18小時和37 h時達(dá)到濕潤峰。而14.9 mm(歷時12 h)的累計降雨可使10 cm層土壤含水量達(dá)到波動峰,這里的波動峰值是16.33 mm(歷時18 h)的降雨下能使10 cm層土壤所能達(dá)到的最大含水量。土壤達(dá)到飽和含水量時的入滲為飽和條件下的水分入滲,但是由于受到降雨強度的影響,不是每次較大的降雨都會產(chǎn)生飽和入滲,當(dāng)降雨強度低于飽和入滲率時,土壤水分入滲還是處于非飽和條件下的入滲[15]。試驗監(jiān)測期內(nèi)的最大含水量最多維持2 h內(nèi)保持不變,而且僅在10 cm和30 cm層土壤內(nèi),因此這里的飽和含水量只是瞬時達(dá)到飽和。此外降雨事件前,30,50 cm層土壤含水量很低,原因是8月25日—9月9日前一直無有效降雨過程,深層土壤缺乏水分的補給,這種現(xiàn)象同樣說明土壤含水量處于非飽和狀態(tài)時,水分入滲深度有限。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3472596