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《西南大学》 2011年
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土地整理工程对紫色土颗粒特性与持水性的影响

任镇江  
【摘要】:土地资源作为一切资源之首,实现土地资源的可持续利用,是实现整个社会可持续发展的基础。自20世纪七八十年代以来,由于人口增加、全球变化、城市化和工业化进程加快等原因,土地利用、耕地减少和人地矛盾等问题日益突出。土地整理作为协调人地关系,实现土地资源优化配置的重要手段之一,在有效缓解人地矛盾、解决土地利用问题方面将发挥越来越大的作用。在土地整理工程实施过程中,通过表土剥离、土地平整(底土方挖填和母质层挖填、石方爆破深翻挖填)和表土回填及覆土,直接改变土壤颗粒组成,进面影响到土壤物理、化学和生物过程。但是目前关于土地整理措施对物理性质影响的报道仍不丰富,尤其是在土壤颗粒特性和持水特性方面。因此,本文以重庆市合川区小沔镇土地整理项目区为研究对象,通过分析土地整理前后土壤颗粒、土壤团聚体和土壤持水特性能等土壤物理特性的变化,探讨了土地整理措施对土壤物理学属性的影响,以期丰富土地整理工程对紫色丘陵区土壤物理特性研究,从而为进一步开展土地整理工程提供科学依据。获得主要研究结果如下:1土地整理工程对土壤颗粒组成及土壤团聚体的影响 土地整理措施显著影响着土壤颗粒组成和团聚体的分布。土地整理工程前后研究区砾石含量变化幅度范围为72%~131%。实施土地整理后,由水田改成的旱地中砾石含量以增加为主;经降坡处理后,传统旱地坡度越大砾石含量降幅越明显,随着坡度的减小降幅减小,在坡底处砾石略有增加。这是由以下两种原因引起的:①土地整理工程中,要对坡度大且土层薄的区域进行覆土,以增加其土层厚度及提高粉粒和粘粒含量;②修筑石坎降低水流速度,起到减缓了水土流失的作用,进而使得土壤中的粉粒和粘粒得到保存。 土地整理实施前后土壤颗粒分布发生了明显变化,粒径0.25mm颗粒含量变化比值在0.34~3.32之间,粒径在0.25~0.05mm之间的颗粒含量的变化比值在0.58~1.71之间,粒径在0.05~0.02mm之间的颗粒含量变化比值在0.77~1.38之间,粒径0.002mm的颗粒含量变化比值在0.71~1.40,粒径在0.02~0.002mm之间的颗粒含量变化比值在0.63~1.56之间。 土地整理措施显著影响着土壤团聚体的分布。对比分析整理前后土壤团聚体分布,结果表明:粒径5.Omm比值范围为1.07~1.32、粒径5.0~2.0mm比值范围为0.76~1.25、粒径2.0~1.0mm比值范围为0.91~1.44、粒径1.0~0.5mm比值范围为0.94~1.38、粒径0.5~0.25mm比值范围为1.08~1.16,粒径0.25mm比值范围为1.00~0.80。以5mm的团聚体增加最明显,其影响程度受到坡度的限制,坡度越大增加越明显。2土地整理工程对土壤持水性能的影响 通过对土地整理前后土壤水分特征曲线的测定,采用van Genuchten方程进行拟合,并计算了比水容重,探讨了水分含量与土壤颗粒之间的关系。van Genuchten方程拟合水分特征曲线的结果表明,土地整理工程下A区θr的变化区间基本没有变化,土地整理对θr影响不大;整理前θs、α和n的变化区间明显大于整理后,整理后θs和α值更加趋于集中,这说明整理后由水田改成的旱地土壤之间持水特性差异缩小。B区θr的变化区间基本没变化,θs的变化区间也明显减小,α的变化区间明显增大,n的变化区间也减小,这说明整理后平缓的传统旱地十壤之间持水特性差异也缩小。C区θr的变化区间减小但是不明显,θs的变化区间增大,α的变化区间增大,n的变化区间为减小,这说明整理后坡度较大的传统旱地土壤之间持水特性差异依然较大。在0.1~0.33×105Pa压力下土壤比水容量比1.0~3×105Pa压力下的高一个数量级,1.0~3×105Pa压力下土壤比水容量比10~15×105Pa压力下的高一个数量级,随着压力增加比水容量逐渐减小,压力越大减小趋势越不明显。土水势高于-0.33×105Pa时土壤比水容量大,释水量大;当土水势处于-10×105Pa~-15×105Pa时,土壤的比水容量明显很小。土壤持水特性与十壤物理性质的相关分析表明,0.33×105Pa压力下,水分含量与0.05~0.02 mm和0.002mm粒径含量呈负相关,与0.02~0.002mm粒径含量呈正相关,与容重(P0.01)呈显著正相关,与0.25mm和0.25~0.05mm粒径含量相关性不显著,这说明田间持水性主要受容重的影响;15×105Pa压力下,土壤水分含量与容重在(P0.05)水平上呈显著正相关,与0.05~0.02 mm和0.002mm粒径含量呈负相关,与0.02~0.002mm粒径含量呈正相关,与0.25mm和0.25~0.05mm粒径含量相关性不显著。随着压力的增大土壤水分含量与0.02~0.002mm粒径含量的正相关性增强,与0.05~0.02mm粒径含量的负相关性增强,其他粒径的相关性变化不显著;与容重的正相关性减弱。土地整理显著改变土壤的持水性能,影响程度的大小与具体的整理措施密切相关。 因此,土地整理的工程措施扰动了土壤表层熟土层,使十壤中的砾石分布、颗粒组成、土壤结构及土壤的持水特性发生了改变,改变程度与整理区的坡度密切相关。本文从土壤物理学角度研究土地整理工程对土壤物理肥力的影响。今后将从更多角度(土壤生物、土壤化学、土壤物理)对土地整理区进行连续观测,以分析整理区土壤物理特性的变化,以及这些因素之间的关系,明确土地整理工程对土壤物理特性的影响规律,进一步推动土地整理工程区土壤肥力的提升及可持续性农业生态系统发展的研究。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S152.7

【引证文献】
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