土壤水分是巖石圈—生物圈—大氣圈—水圈間水分循環(huán)的重要環(huán)節(jié),是半干旱草原型流域植物生長(zhǎng)的主要限制因子。該研究基于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟錫林河流域野外實(shí)測(cè)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù),利用主成分分析和冗余分析等方法,對(duì)不同土壤類型垂直剖面土壤水分變化特征及其潛在環(huán)境影響因子進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,黑土、紅砂土、栗鈣土、鹽土間土壤水分含量呈依次增大趨勢(shì);隨著土層深度加深,土壤水分變異性減弱,且各層土壤水分變異性隨時(shí)間變化受到土壤類型的影響較大;主成分分析表明海拔、植被高度和坡度等包含了解釋土壤水分變異68.50%的信息;冗余分析識(shí)別出海拔和植被高度是土壤水分變異的關(guān)鍵潛在環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子。該研究可為半干旱草原型流域生態(tài)水文過程研究提供數(shù)據(jù)和理論支持。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(13)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

潛在環(huán)境影響因子及土壤體積含水率冗余分析（RDA）排序圖

圖2 時(shí)域反射儀（TDR）率定裝置與率定結(jié)果

圖3 不同土壤類型剖面平均土壤體積含水率變化趨勢(shì)及其與降水量的關(guān)系土壤體積含水率標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果表明，土壤水分的變異性在垂直剖面存在較大差異�？傮w來看，0～50 cm淺層土壤體積含水率的變異性大于深層土壤體積含水率，原因在于：牧草根系主要分布于0～50 cm土層中，土壤水分受氣候、植被及植被根系的影響較大[31-32]，深層土壤通氣性差，吸收熱量不足，不利于根系生長(zhǎng)，土壤水分受到土壤本身穩(wěn)定物理屬性的影響較大，從而變異性減弱，這與侯瓊等[13]認(rèn)為土壤水分垂向變異主要發(fā)生在60 cm以上土層中的研究結(jié)果較為相似。黑土、鹽土和紅砂土的土壤體積含水率在表層0～30 cm出現(xiàn)最大變異，栗鈣土的土壤體積含水率在30～50 cm變異性最大，且隨著土層深度增加，4種土壤類型土壤水分變異性呈先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì)。隨著時(shí)間的推移，4種土壤類型土壤水分變異性差異較大，由大到小依次表現(xiàn)為：黑土8月、7月、9月、10月；鹽土9月、8月、7月、10月；栗鈣土8月、7月、9月、10月；紅砂土10月、9月、8月、7月。黑土與鹽土不同土層深度土壤水分隨時(shí)間變化略有不同。其中，黑土分布于河谷平原區(qū)、山間階地及盆地，地下水可持續(xù)性差[28],8月份是錫林河流域植被生長(zhǎng)最茂盛的時(shí)期，由于黑土養(yǎng)分高且持水性好，該區(qū)域植被對(duì)土壤水分的需求較高，10～50 cm土層土壤水分被植被過度消耗，且得不到地下水及時(shí)補(bǔ)給，導(dǎo)致土壤水分含量整體偏低，土壤水分異質(zhì)性受到植被和地下水的影響較大，故該區(qū)域應(yīng)減少對(duì)地下水的開采，增強(qiáng)其植被承載能力[33]。而7月、9月和10月，土壤水分變化幅度較小，表明該時(shí)段黑土區(qū)域土壤水分狀態(tài)較穩(wěn)定。鹽土的土壤水分含量較高，可能是由于采樣點(diǎn)多分布于河流主干道附近，地形低洼，潛育特征較明顯，土壤水分變異受到地表水及地下水的影響較大。采樣期內(nèi)，鹽土0～40 cm淺層土壤水分變化差異較大，深層土壤水分變化趨勢(shì)相似，可能是由于鹽土本身土壤溫度升溫較慢，且植被易受到鹽分脅迫，不利于其生長(zhǎng)，在該區(qū)域建議增加種植耐鹽型植物，對(duì)改善土壤性質(zhì)、促進(jìn)養(yǎng)分積累和循環(huán)具有積極意義[34]。栗鈣土與紅砂土的土壤水分隨時(shí)間變化具有一定的趨同性。采樣時(shí)段內(nèi)，栗鈣土的土壤水分在20～50 cm均呈減小趨勢(shì)，且土壤水分在植被生長(zhǎng)中期（8月）的變異性最大，在植被生長(zhǎng)后期（10月）的變異性最小，可能是該區(qū)域大面積覆被為草，土壤水分變異性受到植被生長(zhǎng)階段的影響較大；由于砂土本身持水性較差，且紅砂土區(qū)域植被覆蓋度較低，導(dǎo)致淺層土壤水分易受到蒸發(fā)作用的影響，含量較低，故根系為利用深層土壤水分，生長(zhǎng)較深，土壤水分變異隨時(shí)間變化具有延遲性[32]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高原內(nèi)陸河流域氣候水文突變與生態(tài)演變規(guī)律——以內(nèi)蒙古錫林河和巴拉格爾河流域?yàn)槔齕J]. 張阿龍,高瑞忠,劉廷璽,房麗晶,秦子元,王喜喜.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[2]放牧對(duì)干旱半干旱草原植物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能的影響[J]. 高露,張圣微,朱仲元,徐冉,張鵬.  水土保持研究. 2019(06)
[3]錫林河流域降水量時(shí)空動(dòng)態(tài)及對(duì)NDVI的影響[J]. 多蘭,于瑞宏,張艷霞,薛浩,張狀狀,張琦,蘇元戎,胡海珠.  中國(guó)草地學(xué)報(bào). 2019(05)
[4]東北黑土區(qū)農(nóng)林混合利用坡面土壤水分空間異質(zhì)性及主控因素[J]. 郭欣欣,付強(qiáng),盧賀,高鳳杰,杭艷紅.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(19)
[5]半干旱草原型流域表層土壤飽和導(dǎo)水率傳遞函數(shù)及遙感反演研究[J]. 黎明揚(yáng),劉廷璽,羅艷云,段利民,張俊怡,周亞軍,Scharaw Buren.  土壤學(xué)報(bào). 2019(01)
[6]黃土高原關(guān)鍵帶全剖面土壤水分空間變異性[J]. 喬江波,朱元駿,賈小旭,黃來明,邵明安.  水科學(xué)進(jìn)展. 2017(04)
[7]錫林河流域地下水位管理閾值研究[J]. 郭中小,魏永富,廖梓龍,龍胤慧,宋一凡,劉慧文,崔英杰.  干旱區(qū)研究. 2017(03)
[8]錫林郭勒草原植被覆蓋度時(shí)空動(dòng)態(tài)與影響因素分析[J]. 張圣微,張睿,劉廷璽,徐冉,張鵬.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(03)
[9]基于原狀土柱土壤水分傳感器率定方法的研究[J]. 智永明,韓繼偉,鄧超,張松明,鄧彬,何生榮,劉滿紅,施露陽(yáng).  水文. 2016(04)
[10]錫林河流域草原植物群落分類及其多樣性分析[J]. 席小康,朱仲元,郝祥云.  生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(08)

博士論文
[1]黃土丘陵區(qū)坡地土壤水熱特征及其耦合效應(yīng)研究[D]. 唐敏.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019

碩士論文
[1]草原內(nèi)陸河淺灘-深潭序列中地表水-地下水交換對(duì)降水的響應(yīng)[D]. 趙坤.內(nèi)蒙古大學(xué) 2019
[2]錫林郭勒草原土壤含水量分布特征研究[D]. 郭燾.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2018
[3]內(nèi)蒙古草原生物量、地下生產(chǎn)力及其與環(huán)境因子關(guān)系研究[D]. 紀(jì)文瑤.北京師范大學(xué) 2013



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