铜川市耀州区不同植被下土壤水分的差异性研究

论文摘要

渭北旱塬地处陕西黄土高原南部，关中平原以北，包括23个县(区)，是陕西省的优质商品化苹果生产基地。耀州区位于渭北旱塬区，水资源贫乏，境内年平均降水量567.8mm，大都集中在夏季，地下水埋藏深，水资源利用难度大，加上苹果树等经济林和生态林强烈的蒸腾耗水作用，使土壤水分成为该区生态建设和农业经济发展的一个重要的限制因素。因此，研究该地区不同植被下土壤含水量的变化规律具有重要的理论意义和实践意义。通过对耀州区韩家塬不同植被、不同地形、不同季节条件下土壤含水量的变化情况进行分析、对比研究，总结土壤含水量的变化规律，试图为该区的生态环境建设、水土资源的高效利用以及果业可持续发展提供一定的理论依据。本研究在采样中共选择了8种植被进行测定。它们主要是：苹果林、黄姜、小麦、刺槐林、杏树林、桃树林、柿子林以及荒草等，其中苹果林包括8龄苹果林和18龄苹果林。采样时间分别选在春季的4～5月份和秋季的10～11月份。土壤样品的采集使用轻型人力钻采取，每个采样点要进行2～3个钻孔样品的采集，钻孔剖面深度均为600cm，采样间距为10cm，土壤含水量的测定采用烘干称重法。通过对耀州区韩家塬不同植被下土壤含水量的测定和分析，得出了以下结论：(1)树龄影响土壤水分的分布。本研究中8龄苹果林地秋季0～600cm的土壤平均含水量为15.25％，而18龄为13.91％。可见，树龄小的苹果林地土壤含水量高于树龄大的土壤含水量。但两个树龄的土壤水分差异主要在500cm以上深度，500cm以下土壤水分基本无差异。(2)降水对不同植被下土壤水分的恢复能力不同。土壤水分的季节性变化趋势一般情况下与降水的季节变化趋势基本一致。本研究中，同一植被秋季土壤水分含量比春季要高，尤其是0～200cm以内土壤水分含量明显比春季高，各采样地在200cm以上的土壤含水量变化比较明显，而200cm以下深度的土壤含水量变化基本上与季节无关。18龄苹果林地秋季土壤含水量在200cm以内上升最高，土壤含水量上升率超过了50％，但在0～600cm深度中，其土壤水分恢复深度最低，仅为160cm。小麦地由于是一块垫方地，土质结构松散，降雨入渗条件好，因此在0～600cm深度中，其土壤水分恢复深度最大，为430cm。黄姜地的土壤水分恢复深度为220cm。(3)不同地形的土壤含水量不同。通过对韩家塬0～600cm深度刺槐林地的土壤水分测定后认为，坡底刺槐林地的土壤水分含量大于半坡和坡顶。经过降水入渗以后，其地形不同，土壤水分补给程度也不同。坡顶刺槐林地秋季的土壤水分补给深度为180cm，半坡刺槐林地为200cm，坡底为210cm。(4)不同植被下的土壤含水量不同。8种不同植被0～600cm深度土壤含水量最高的是黄姜地，最小的是柿子林地。其含水量的大小依次是黄姜地＞小麦地＞荒草地＞桃树林地＞8龄苹果林地＞杏树林地＞刺槐林地＞18龄苹果林地＞柿子林地。(5)耀州区18龄苹果林地在春季已经出现了轻度干层，在200～400cm之间的土壤平均含水量为11.79％，经过降雨入渗以后，秋季在200～400cm之间的土壤平均含水量为11.85％。可见，经过降雨入渗后轻度土壤干层并未消失，但苹果林生长基本正常，目前还属于基本适宜种植果树的地区，但对轻度土壤干层问题要引起足够的重视。(6)苹果林砍伐迹地的土壤水分在一定深度内可以得到恢复。以正在生长的18龄苹果林地和小麦地为参照，对苹果林砍伐12年以后的黄姜地进行了土壤含水量分析，结果表明，苹果林砍伐以后的黄姜地在460cm深度以上的土壤水分得到了恢复，460cm以下深度土壤水分得到了补偿，但没有完全恢复。(7)采用轮作、修建水平梯田和鱼鳞坑、扩大林木的行距和间距等稀植技术，以及在林地种植生草和覆盖秸秆等保墒技术，可以减少深层土壤水分的消耗，并且在一定时间内其土壤水分可以得到部分恢复。(8)研究区在植树造林、绿化荒坡过程中，对不同地形而采用相同树种，其树种单一，并且在沟坡地没有修建集雨等保水、蓄水设施，造成降水没有被很好的利用。建议在今后的植树造林和退耕还林还草中，要修建集雨设施，以及因地造林、种草，建立生态型复合林草业。(9)针对不同植被下的土壤含水量不同，建议通过优化和调整产业结构来提高水土资源的利用率和利用效益。例如，选用耗水量相对较少的矮化树种代替现有的乔化树种；大力发展牧草业，建立良种奶牛饲养基地，以提高土壤水的利用效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究进展
• 1.3 研究目的和意义
• 2 研究区概况
• 2.1 自然概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形特征
• 2.1.3 气候特征
• 2.1.4 土壤特征
• 2.1.5 植被特征
• 2.2 社会经济概况
• 3 研究方案
• 3.1 采样点的选择
• 3.2 采样时间
• 3.3 样品采样与处理方法
• 4 结果与分析
• 4.1 树龄对土壤含水量的影响
• 4.1.1 8 龄苹果林地土壤含水量
• 4.1.2 18龄苹果林地土壤含水量
• 4.1.3 小结
• 4.2 降水对土壤水分的恢复
• 4.2.1 降水对小麦地土壤水分的恢复
• 4.2.2 降水对黄姜地土壤水分的恢复
• 4.2.3 降水对苹果林地土壤水分的恢复
• 4.2.4 苹果林砍伐地土壤水分的恢复
• 4.2.5 降水对刺槐林地土壤水分的恢复
• 4.2.6 小结
• 4.3 地形对土壤水分的影响
• 4.4 不同植被下土壤水分的差异
• 4.4.1 经济林地土壤水分的差异
• 4.4.2 农用地土壤水分的差异
• 4.4.3 生态林地土壤水分的差异
• 4.4.4 小结
• 5 讨论
• 5.1 研究区生态建设中存在的问题与对策
• 5.2 研究区苹果产业发展中存在的问题与对策
• 5.2.1 苹果林地的土壤干层分析
• 5.2.2 预防土壤干化的措施
• 5.3 从水土资源的高效利用看研究区产业结构的调整
• 6 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新之处
• 6.3 尚待进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果