發(fā)布時(shí)間：2022-01-24 22:08

　　土壤侵蝕是東北黑土退化的主要原因之一,了解不同土地利用方式下土壤水氣傳輸性質(zhì)的差異,可以為黑土區(qū)水土資源的高效利用和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。本研究選取東北黑土區(qū)典型的3種土地利用方式（農(nóng)地、林地、撂荒地）進(jìn)行0～5 cm土層原位土壤飽和導(dǎo)水率、導(dǎo)氣率和相對(duì)氣體擴(kuò)散率的測(cè)定,探討土壤侵蝕和土地利用方式對(duì)土壤水氣傳輸性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:不同侵蝕程度農(nóng)地之間以及不同土地利用方式之間土壤水氣傳輸性質(zhì)差異顯著。重度侵蝕農(nóng)地容重顯著高于其他樣地,未侵蝕農(nóng)地容重顯著低于其他樣地。與未侵蝕農(nóng)地相比,輕度、中度和重度侵蝕農(nóng)地容重分別增加12.7%、17.6%和39.2%,飽和導(dǎo)水率分別降低84.4%、53.7%和12.7%,導(dǎo)氣率分別降低94.6%、64.4%和14.0%,相對(duì)氣體擴(kuò)散率分別降低91.3%、82.6%和4.3%。松林地飽和導(dǎo)水率、導(dǎo)氣率和相對(duì)氣體擴(kuò)散率較未侵蝕農(nóng)地分別降低86.5%、83.0%和91.3%。沙棘林地飽和導(dǎo)水率、導(dǎo)氣率和相對(duì)氣體擴(kuò)散率較未侵蝕農(nóng)地分別降低51.7%、45.6%和82.6%,撂荒地飽和導(dǎo)水率、導(dǎo)氣率和相對(duì)氣體擴(kuò)散率較未侵蝕農(nóng)地分別降低16.2%、1.4%和73.9... 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020,31(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

土地利用方式對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率(Ks)、土壤導(dǎo)氣率(Ka)和土壤相對(duì)氣體擴(kuò)散率(Dp/D0)的影響

土壤侵蝕和土地利用方式對(duì)土壤水氣傳輸性質(zhì)存在顯著影響,土壤侵蝕導(dǎo)致土壤通氣透水性變強(qiáng),而不同土地利用方式對(duì)土壤孔隙狀況和結(jié)構(gòu)影響較大。輕度、中度和重度侵蝕農(nóng)地位于一塊坡耕地上,從坡上到坡下發(fā)生了3種土壤侵蝕情況。坡上位置的坡度較小,為中度侵蝕;坡中位置的坡度變大,土壤侵蝕嚴(yán)重,有些位置形成了40 cm深度左右的侵蝕溝;而坡下平坦,成為侵蝕土壤的沉積區(qū),水土流失較輕。不同侵蝕程度農(nóng)地Ks主要受土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)含量的影響,質(zhì)地越砂,Ks越大;有機(jī)質(zhì)含量越大,Ks越小。土壤侵蝕會(huì)增加ρb[16],劉慧等[17]研究也表明,ρb隨侵蝕強(qiáng)度的增加而遞增,這與本研究結(jié)果一致。土壤侵蝕導(dǎo)致黏粒和粉粒含量減少,砂粒含量增加,土壤退化,土壤大孔隙增加,Ks隨之變大。Nikodem等[18]研究了土壤侵蝕對(duì)高海拔斷面土壤水力特性的影響,與本研究結(jié)果一致,最高的Ks值出現(xiàn)在侵蝕最嚴(yán)重的地方。由于侵蝕土壤顆粒的沉積過(guò)程,斷面底部的Ks值下降。Jarvis等[19]建立了全球在田間條件測(cè)得的導(dǎo)水率數(shù)據(jù)庫(kù),其數(shù)據(jù)表明,土壤有機(jī)碳含量與飽和導(dǎo)水率呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究中,未侵蝕農(nóng)地土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,Ks也最大。這是由于未侵蝕農(nóng)地大豆種植密度大,土壤中含有大量有機(jī)高分子物質(zhì),與黏粒結(jié)合形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu),作物根系發(fā)達(dá),對(duì)土壤孔隙狀況具有良好的改善作用,總孔隙度最大,利于水分入滲,因此ρb最小,Ks最大。Scheffler等[20]的研究也證實(shí)了本研究結(jié)果,將牧場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠖沟睾?表層土壤飽和導(dǎo)水率會(huì)顯著增加。輕度侵蝕農(nóng)地與未侵蝕農(nóng)地的土壤質(zhì)地和養(yǎng)分狀況相近,測(cè)試結(jié)果的差異充分體現(xiàn)了種植作物對(duì)土壤水氣傳輸性質(zhì)的影響。由于玉米根系屬于須根系,對(duì)土體大多是橫向穿插,而大豆根系為直根系,且大豆種植密度大,根系分布更多,對(duì)土體縱向穿插作用較強(qiáng),可以更好地改善土壤孔隙和結(jié)構(gòu),增加水分入滲速率,從而減少地表徑流,減緩?fù)寥狼治g。松林地黏粒含量較大,土壤緊實(shí),土質(zhì)黏重,阻礙水分下滲,Ks較小。耕地退耕后,遭侵蝕破壞的土體構(gòu)型漸趨恢復(fù),ρb減小[21],而沙棘林地和撂荒地ρb大于輕度侵蝕農(nóng)地和未侵蝕農(nóng)地,其原因可能是農(nóng)地翻耕的作用。撂荒地在自然演替下植物根系越來(lái)越發(fā)達(dá),對(duì)土體的穿插作用增強(qiáng),凋落物使得土壤有機(jī)質(zhì)增加,促進(jìn)土壤動(dòng)物和微生物活動(dòng),有利于提高土壤孔隙度[22],為Ks、Ka和Dp/D0的提高創(chuàng)造了良好條件。土壤侵蝕導(dǎo)致黑土層變薄,土壤有機(jī)質(zhì)下降,成為東北黑土區(qū)亟待解決的問(wèn)題,本研究結(jié)果顯示,種植大豆的未侵蝕農(nóng)地、沙棘林地以及撂荒地等土地利用方式的水氣傳輸性能優(yōu)良,降水入滲快速,土壤侵蝕微弱。圖3 田間持水量下導(dǎo)氣率(Ka)、相對(duì)氣體擴(kuò)散率(Dp/D0)與飽和導(dǎo)水率(Ks)對(duì)數(shù)的相關(guān)關(guān)系

田間持水量下導(dǎo)氣率(Ka)、相對(duì)氣體擴(kuò)散率(Dp/D0)與飽和導(dǎo)水率(Ks)對(duì)數(shù)的相關(guān)關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)不同土地利用方式的土壤水氣傳輸特性[J]. 韓蕾,潘雅文,朱志梅,樊軍,王勝.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]黑土區(qū)土壤侵蝕厚度對(duì)土地生產(chǎn)力的影響及其評(píng)價(jià)[J]. 劉慧,魏永霞.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(20)
[3]黃土塬區(qū)土地利用方式對(duì)土壤大孔隙特征的影響[J]. 高朝俠,徐學(xué)選,宇苗子,張少妮,趙傳普.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(06)
[4]土壤侵蝕影響作物產(chǎn)量及其因素分析[J]. 劉曉冰,周克琴,苗淑杰,隋躍宇,張興義.  土壤與作物. 2012(04)
[5]植被群落演替對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響[J]. 彭舜磊,由文輝,沈會(huì)濤.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(11)
[6]長(zhǎng)武地區(qū)土壤導(dǎo)氣率及其與導(dǎo)水率的關(guān)系[J]. 王衛(wèi)華,王全九,李淑芹.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2009(11)
[7]煙臺(tái)棕壤土飽和導(dǎo)水率的初步研究[J]. 劉繼龍,張振華,謝恒星,李清翠,馮雪.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2007(11)
[8]黃土坡耕地退耕還林后土壤性質(zhì)變化研究[J]. 彭文英,張科利,陳瑤,楊勤科.  自然資源學(xué)報(bào). 2005(02)
[9]黃土丘陵林地土壤侵蝕與土壤性質(zhì)變化[J]. 查小春,唐克麗.  地理學(xué)報(bào). 2003(03)
[10]土壤退化研究的進(jìn)展與趨向[J]. 張?zhí)伊?王興祥.  自然資源學(xué)報(bào). 2000(03)



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