半干旱黃土丘陵山地不同地面覆蓋下的土壤水分響應(yīng)
發(fā)布時間:2021-10-28 22:27
為了探索黃土丘陵山地不同覆蓋措施下的土壤水分變化,在陜北米脂山地建立野外大型土柱,土柱表層覆蓋有早熟禾、苜蓿、檸條、棗樹、刺槐5種植被和石子、樹枝、白膜、黑膜地布4種非植被以及裸地,共10個處理,研究各覆蓋措施10 m土層土壤含水率的全年變化和垂直變化。2017—2018年觀測結(jié)果分析得出:植被覆蓋中,土壤含水率早熟禾最高,刺槐最低。裸地受降雨補(bǔ)給明顯,11月下旬土壤儲水量增加277.2 mm,為該地區(qū)同時期降雨量的3.85倍。非植被覆蓋全年土壤含水率均高于裸地,從大到小依次為白膜>黑膜地布>石子>樹枝。各處理0~0.6 m土層土壤含水率全年變化較大,土壤含水率在植物休眠期隨時間變化規(guī)律表現(xiàn)為倒"U"形。0.6~2.6 m土層土壤含水率變化幅度小,受降雨影響小,2.6~6 m土層白膜覆蓋土壤含水率最高,刺槐含水率最低,平均值為5.77%,接近棗樹的凋萎系數(shù)。6~10 m土層土壤含水率不受當(dāng)年降雨影響。相對于裸地,白膜覆蓋土壤水分蓄積效果最好,刺槐水分虧缺最嚴(yán)重。采用非植被覆蓋對于淺層土壤水分蒸發(fā)的抑制作用明顯。采用石子、樹枝和薄膜覆蓋,能增加表層土壤含水率,其中白膜比...
【文章來源】:江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019,47(19)
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
試驗布設(shè)
CV=σEx;(6)σ=1n∑ni=1(xi-Ex)槡2。(7)式中:σ為土壤含水率樣本觀測值的標(biāo)準(zhǔn)差:Ex為平均值;xi為每個樣本的土壤含水率;n為樣本個數(shù)。1.4數(shù)據(jù)處理和繪圖數(shù)據(jù)處理采用SPSS21.0進(jìn)行,繪圖采用sigmaplot12.5進(jìn)行。2結(jié)果與分析2.1氣象資料分析圖2為試驗地2年平均氣溫、降雨量和相對濕度的年內(nèi)變化,可以看出,試驗地氣溫和降雨具有年際變化,降雨集中在5—11月,降雨總量為359.8mm,為全年降雨總量的89.7%,最大降雨量出現(xiàn)在9月份,為89.2mm;平均氣溫年內(nèi)波動較大,最高溫度出現(xiàn)在7月上旬,為35.6℃,最低溫度出現(xiàn)在1月下旬,為-8.9℃,該地區(qū)2017年12月至2018年2月最低氣溫低于0℃,為凍土?xí)r間段;相對濕度受降雨和風(fēng)速等氣象因子影響,全年波動較大,只在凍土?xí)r間段表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的較低值,這主要是因為此時段本地區(qū)降雨較少,空氣干燥,加之凍土的影響使得蒸發(fā)較少,因此環(huán)境相對濕度也比較低。2.2不同覆蓋下土壤水分年際變化2.2.1植被覆蓋下土柱土壤含水率年際變化選擇早熟禾、苜蓿、檸條、刺槐、棗樹覆蓋和裸地為研究對象。由圖3可以看出,所有處理的土壤含水率從2017年4月至11月有明顯的下降,其中苜蓿覆蓋的土壤含水率從14.3%降低到6.65%,降低了7.65百分點,降低最為明顯;檸條、棗樹和對照分別從11.8%、10.6%、10.7%下降到7.45%、8.4%和6.0%,分別降低了4.35、2.2、4.7百分點。相比之下,早熟禾和刺槐變化較小,只下降了0.4和1.5百分點。6種處理相比較?
物縫隙微弱蒸發(fā),其中裸地蒸發(fā)最嚴(yán)重,土壤水分損失最大。所有處理相比,白膜覆蓋初始土壤含水率較高,說明長期采用白膜覆蓋,土壤保水保墑效果好。白盛元等研究黃土高原半干旱區(qū)土柱在不同雨強(qiáng)下的降雨入滲后發(fā)現(xiàn),不論是單次降雨還是持續(xù)降雨,降雨對土壤入滲的影響深度不超過4m[18]。李陸生等研究黃土丘陵區(qū)不同樹齡棗樹根系分布發(fā)現(xiàn),6年生棗樹根系垂直分布不超過3m[39]。李巍等研究發(fā)現(xiàn)苜蓿等生草的土壤水分變化范圍在2m內(nèi)[11]。因此,選擇各處理4m內(nèi)土壤水分為研究對象制作表2。結(jié)合圖3、圖4和表2看出,采用非植被覆蓋要比植被覆蓋土壤保墑效果好,其中以白色薄膜覆蓋保墑效果最好。表2不同覆蓋措施下土壤含水率統(tǒng)計特征值覆蓋措施含水率(%)最大值最小值均值中值標(biāo)準(zhǔn)差極差(百分點)方差變異系數(shù)偏度峰度早熟禾12.939.1011.041311.00.784343.830.6150.070.6530.823苜蓿15.568.8811.283712.21.752746.693.0720.161.065-0.078檸條13.798.8810.674311.31.390834.921.9340.130.977-0.435棗樹12.938.659.867210.81.159954.291.3450.121.2670.463刺槐10.365.458.21987.91.381644.921.9090.17-0.767-0.792對照14.546.308.748010.42.129558.234.5350.241.2600.394石子14.766.658.553610.71.776638.123.1560.211.4882.378樹枝14.317.169.331010.72.095387.154.3910.221.3820.507白膜15.687.0511.547811.43.283158.6310.7790.28-0.059-1.819黑膜16.426.538.736511.52.670819.897.1330.311.4981.0442.3不同覆蓋下土壤水?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同覆蓋措施對減少棗林休眠期土壤水分損失的影響[J]. 靳姍姍,汪星,汪有科,佘檀. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(14)
[2]黃土丘陵區(qū)不同土地利用類型下的深層土壤水分變化特征[J]. 繆凌,董建國,汪有科,蔣觀滔. 水土保持研究. 2016(02)
[3]不同覆蓋措施對南疆地區(qū)紅棗產(chǎn)量及品質(zhì)性狀影響的研究[J]. 周婷婷,張育麗,萬素梅. 塔里木大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[4]黃土高原半干旱區(qū)降雨入滲試驗研究[J]. 白盛元,汪有科,馬建鵬,汪星,周玉紅. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2016(02)
[5]黃土丘陵區(qū)不同樹齡旱作棗園細(xì)根空間分布特征[J]. 李陸生,趙西寧,高曉東,吳普特,李虹辰,凌強(qiáng),孫文浩. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(20)
[6]黃土丘陵區(qū)棗林土壤水分動態(tài)及其對蒸騰的影響[J]. 魏新光,聶真義,劉守陽,佘檀,馬建鵬,汪有科. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(06)
[7]幾種典型覆蓋下的土壤水分恢復(fù)研究[J]. 周玉紅,董建國,汪有科,白盛元,靳珊珊. 水土保持研究. 2015(02)
[8]黃土高原半干旱區(qū)山地密植棗林土壤水分特性研究[J]. 汪星,周玉紅,汪有科,衛(wèi)新東,郭旭新,朱德蘭. 水利學(xué)報. 2015(03)
[9]不同類型地膜覆蓋對土壤水熱與葵花生長的影響[J]. 李仙岳,彭遵原,史海濱,閆建文,王志超. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(02)
[10]不同地膜覆蓋對土壤溫度、水分及甘蔗生長和產(chǎn)量的影響[J]. 許樹寧,吳建明,黃杏,謝金蘭,羅亞偉,梁闐,黃家雍,李楊瑞. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2014(12)
本文編號:3463428
【文章來源】:江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019,47(19)
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
試驗布設(shè)
CV=σEx;(6)σ=1n∑ni=1(xi-Ex)槡2。(7)式中:σ為土壤含水率樣本觀測值的標(biāo)準(zhǔn)差:Ex為平均值;xi為每個樣本的土壤含水率;n為樣本個數(shù)。1.4數(shù)據(jù)處理和繪圖數(shù)據(jù)處理采用SPSS21.0進(jìn)行,繪圖采用sigmaplot12.5進(jìn)行。2結(jié)果與分析2.1氣象資料分析圖2為試驗地2年平均氣溫、降雨量和相對濕度的年內(nèi)變化,可以看出,試驗地氣溫和降雨具有年際變化,降雨集中在5—11月,降雨總量為359.8mm,為全年降雨總量的89.7%,最大降雨量出現(xiàn)在9月份,為89.2mm;平均氣溫年內(nèi)波動較大,最高溫度出現(xiàn)在7月上旬,為35.6℃,最低溫度出現(xiàn)在1月下旬,為-8.9℃,該地區(qū)2017年12月至2018年2月最低氣溫低于0℃,為凍土?xí)r間段;相對濕度受降雨和風(fēng)速等氣象因子影響,全年波動較大,只在凍土?xí)r間段表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的較低值,這主要是因為此時段本地區(qū)降雨較少,空氣干燥,加之凍土的影響使得蒸發(fā)較少,因此環(huán)境相對濕度也比較低。2.2不同覆蓋下土壤水分年際變化2.2.1植被覆蓋下土柱土壤含水率年際變化選擇早熟禾、苜蓿、檸條、刺槐、棗樹覆蓋和裸地為研究對象。由圖3可以看出,所有處理的土壤含水率從2017年4月至11月有明顯的下降,其中苜蓿覆蓋的土壤含水率從14.3%降低到6.65%,降低了7.65百分點,降低最為明顯;檸條、棗樹和對照分別從11.8%、10.6%、10.7%下降到7.45%、8.4%和6.0%,分別降低了4.35、2.2、4.7百分點。相比之下,早熟禾和刺槐變化較小,只下降了0.4和1.5百分點。6種處理相比較?
物縫隙微弱蒸發(fā),其中裸地蒸發(fā)最嚴(yán)重,土壤水分損失最大。所有處理相比,白膜覆蓋初始土壤含水率較高,說明長期采用白膜覆蓋,土壤保水保墑效果好。白盛元等研究黃土高原半干旱區(qū)土柱在不同雨強(qiáng)下的降雨入滲后發(fā)現(xiàn),不論是單次降雨還是持續(xù)降雨,降雨對土壤入滲的影響深度不超過4m[18]。李陸生等研究黃土丘陵區(qū)不同樹齡棗樹根系分布發(fā)現(xiàn),6年生棗樹根系垂直分布不超過3m[39]。李巍等研究發(fā)現(xiàn)苜蓿等生草的土壤水分變化范圍在2m內(nèi)[11]。因此,選擇各處理4m內(nèi)土壤水分為研究對象制作表2。結(jié)合圖3、圖4和表2看出,采用非植被覆蓋要比植被覆蓋土壤保墑效果好,其中以白色薄膜覆蓋保墑效果最好。表2不同覆蓋措施下土壤含水率統(tǒng)計特征值覆蓋措施含水率(%)最大值最小值均值中值標(biāo)準(zhǔn)差極差(百分點)方差變異系數(shù)偏度峰度早熟禾12.939.1011.041311.00.784343.830.6150.070.6530.823苜蓿15.568.8811.283712.21.752746.693.0720.161.065-0.078檸條13.798.8810.674311.31.390834.921.9340.130.977-0.435棗樹12.938.659.867210.81.159954.291.3450.121.2670.463刺槐10.365.458.21987.91.381644.921.9090.17-0.767-0.792對照14.546.308.748010.42.129558.234.5350.241.2600.394石子14.766.658.553610.71.776638.123.1560.211.4882.378樹枝14.317.169.331010.72.095387.154.3910.221.3820.507白膜15.687.0511.547811.43.283158.6310.7790.28-0.059-1.819黑膜16.426.538.736511.52.670819.897.1330.311.4981.0442.3不同覆蓋下土壤水?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同覆蓋措施對減少棗林休眠期土壤水分損失的影響[J]. 靳姍姍,汪星,汪有科,佘檀. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(14)
[2]黃土丘陵區(qū)不同土地利用類型下的深層土壤水分變化特征[J]. 繆凌,董建國,汪有科,蔣觀滔. 水土保持研究. 2016(02)
[3]不同覆蓋措施對南疆地區(qū)紅棗產(chǎn)量及品質(zhì)性狀影響的研究[J]. 周婷婷,張育麗,萬素梅. 塔里木大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[4]黃土高原半干旱區(qū)降雨入滲試驗研究[J]. 白盛元,汪有科,馬建鵬,汪星,周玉紅. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2016(02)
[5]黃土丘陵區(qū)不同樹齡旱作棗園細(xì)根空間分布特征[J]. 李陸生,趙西寧,高曉東,吳普特,李虹辰,凌強(qiáng),孫文浩. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(20)
[6]黃土丘陵區(qū)棗林土壤水分動態(tài)及其對蒸騰的影響[J]. 魏新光,聶真義,劉守陽,佘檀,馬建鵬,汪有科. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(06)
[7]幾種典型覆蓋下的土壤水分恢復(fù)研究[J]. 周玉紅,董建國,汪有科,白盛元,靳珊珊. 水土保持研究. 2015(02)
[8]黃土高原半干旱區(qū)山地密植棗林土壤水分特性研究[J]. 汪星,周玉紅,汪有科,衛(wèi)新東,郭旭新,朱德蘭. 水利學(xué)報. 2015(03)
[9]不同類型地膜覆蓋對土壤水熱與葵花生長的影響[J]. 李仙岳,彭遵原,史海濱,閆建文,王志超. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(02)
[10]不同地膜覆蓋對土壤溫度、水分及甘蔗生長和產(chǎn)量的影響[J]. 許樹寧,吳建明,黃杏,謝金蘭,羅亞偉,梁闐,黃家雍,李楊瑞. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2014(12)
本文編號:3463428
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