【摘要】：退耕還林(草)工程實(shí)施以來(lái),黃土高原水土流失現(xiàn)象改善明顯,地方經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。降水是黃土高原植物生長(zhǎng)所需水分的主要來(lái)源,而該地區(qū)不合理的人工植被配置模式使得植被對(duì)土壤水分的消耗超出了天然降雨的補(bǔ)償能力,導(dǎo)致各層次土壤水分均出現(xiàn)不同程度的虧缺現(xiàn)象。因此,亟需明確各種人工林土壤水分的虧缺狀況,及適宜此地的人工林配置模式。本研究以典型黃土丘陵區(qū)—延安市寶塔區(qū)天河流域內(nèi)的7種不同人工林(包括喬木林:刺槐林、側(cè)柏林,灌木林:檸條林、沙棘林,喬灌混交林:側(cè)柏/沙棘混交林、刺槐/沙棘混交林、刺槐/側(cè)柏混交林)為對(duì)象,通過(guò)土鉆取樣測(cè)定了2016年5~11月各林地10 m深度土層的土壤水分與人工林植株根系,分析了不同人工林土壤水分時(shí)間分布規(guī)律、不同人工林植株細(xì)根剖面分布規(guī)律、不同人工林地土壤儲(chǔ)水、耗水規(guī)律及土壤水分虧缺狀況。本試驗(yàn)主要結(jié)論如下:(1)在黃土高原延安地區(qū),不同人工林對(duì)土壤水分利用顯著不同,不同土地利用類型下土壤水分分布差異明顯。全年10 m土層平均含水量側(cè)柏林地檸條林地側(cè)柏/沙棘混交林地沙棘林地刺槐/沙棘混交林地刺槐/側(cè)柏混交林地刺槐林地。刺槐林地0~20 cm含水量較高可能是因?yàn)槠涞乇碛泻穸葹?~5 cm的腐殖質(zhì),能有效緩減降雨后表層土壤水分的蒸發(fā)。刺槐、刺槐/沙棘混交林、刺槐/側(cè)柏混交林地土壤含水量明顯低于其他林地,這主要是刺槐耗水性能強(qiáng),側(cè)柏林地整地方式為有水平條形坑,條形坑可在坡面產(chǎn)生徑流時(shí)對(duì)其進(jìn)行有效攔截,起到蓄水保水作用。農(nóng)地與撂荒地土壤含水量垂直分布規(guī)律一致,且農(nóng)地土壤含水量低于撂荒地。(2)本試驗(yàn)在0~10 m土層內(nèi),各人工林細(xì)根干質(zhì)量密度,整體呈現(xiàn)隨土層深度增加而減小的趨勢(shì),且根系主要分布在1 m土層。各人工林根系除表層(0~1 m)分布較密外,在下層還有一分布集中區(qū)域,檸條、沙棘、側(cè)柏、刺槐皆在6 m土層根系分布達(dá)到第二次峰值,產(chǎn)生這種根系分布的原因可能是隨機(jī)選取試驗(yàn)林木、林木本身已有的根系分布特點(diǎn)以及土鉆取樣方法的局限性。0~10 m土層內(nèi),檸條根系干質(zhì)量密度最大,蘋果樹最小。0~10 m土層內(nèi),刺槐及混交林平均比根長(zhǎng)高于其他林木,刺槐及混交林扎根較深,對(duì)5 m以下深層水分的吸收能力大于其他純種林。(3)各林地土壤儲(chǔ)水量與降雨量變化規(guī)律基本一致。全年0~10 m土層土壤儲(chǔ)水量平均值側(cè)柏最高、刺槐/側(cè)柏最低。刺槐、刺槐/沙棘、刺槐/側(cè)柏林地土壤儲(chǔ)水量明顯低于其他林地。土壤水分測(cè)定末期(11月)與初期(5月)相比,側(cè)柏、刺槐/側(cè)柏林地10 m土層土壤儲(chǔ)水量分別增加了115.28 mm、52.95 mm,可能是因?yàn)榱帜局Ψ比~茂、郁閉度較高,表層土壤水分蒸發(fā)較小,條形坑能蓄積雨水,不但對(duì)降雨徑流侵蝕能量有很大的減弱和消除作用,減輕了坡面水土流失強(qiáng)度,能有效提高水分入滲,而其他林地土壤儲(chǔ)水量皆下降。不同人工林地土壤儲(chǔ)水虧缺度不同,但整體均呈現(xiàn)表層較小,然后急劇增大,再減小,再增大的趨勢(shì)。刺槐、刺槐/沙棘、刺槐/側(cè)柏林地土壤儲(chǔ)水虧缺度變化規(guī)律一致,且明顯高于其他林地,刺槐林地土壤儲(chǔ)水虧缺度最高(29.26%~33.57%)。沙棘、刺槐、刺槐/沙棘、刺槐/側(cè)柏林地在0~10 m土層土壤儲(chǔ)水虧缺度皆為負(fù),表明該林地土壤水分在整個(gè)土層均處于不同程度的虧缺狀態(tài)。檸條林地在5至7月間土壤儲(chǔ)水虧缺度為負(fù),說(shuō)明在此期間檸條林地整體土壤儲(chǔ)水量尚未處于虧缺狀態(tài)。降雨對(duì)土壤水分也有一定的補(bǔ)償作用,5月至11月,只有側(cè)柏和刺槐/側(cè)柏林地土壤儲(chǔ)水補(bǔ)償度為正,其余林地土壤儲(chǔ)水增量和補(bǔ)償度皆為負(fù)。
【圖文】：

撂荒地 溝道圖 2-1 研究區(qū)內(nèi)不同土地利用類型Fig.2-1 Research area of different land use types2.2 研究?jī)?nèi)容2.2.1 不同人工林土壤水分時(shí)間動(dòng)態(tài)變化通過(guò)土鉆取樣烘干法測(cè)定 2016 年 5～11 月 10 m 土層內(nèi)的土壤水分，明確不同人林地土壤物理性質(zhì)、年內(nèi)不同剖面土層土壤水分隨時(shí)間變化特征、不同人工林及每種分土壤水分垂直分布規(guī)律。2.2.2 不同人工林植株根系分布規(guī)律用PSON PERFECTIONTM 4990 PHOTO 型掃描儀測(cè)定不同人工林植株體 10 m 土內(nèi)根系的根表面積、根長(zhǎng)等細(xì)根形態(tài)指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算獲得根干重密度、比根長(zhǎng)，用天測(cè)定細(xì)根干重，明確黃土丘陵區(qū)不同人工林根系垂直分布規(guī)律。2.2.3 不同人工林土壤水分消耗與補(bǔ)給特征

本研究技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S714

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2649752