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西安地区人工林地与农田土壤含水量变化研究

董雯  
【摘要】: 黄土高原地处半干旱半湿润地区,降雨量偏少而集中,加之地下水埋藏深度大,使土壤水分在黄土高原的植被建设中显得尤为重要。地表的蒸发和植物的蒸腾,使得土壤水分出现亏损,部分植被下的土壤中出现了干层,尤其在人工林地的土壤中表现的尤为突出。土壤干层不仅影响当前植被的生长,而且威胁后续植被建设。延安以南到关中平原北界之间的陕西黄土高原地区气候条件相近,因此,研究关中平原土壤水分变化对促进黄土高原人工林正常生长、林业发展、生态环境建设,以及减轻可能造成的环境灾害有重要意义。 本文通过对西安南郊和咸阳地区不同类型人工林地和农田0~6m土壤含水量的测定,研究了该地区丰水年之后人工林地和农田土壤水分恢复状况、消耗过程、土壤水分的变化规律与影响因素等问题。样品采集利用的是轻型人力钻,钻孔深度为6m,采样间距为10am,每孔一般采样60个。土壤含水量的测定采用了被认为是准确可靠的烘干称重法。所选研究地点包括西安南郊庙坡头村、南郊吴家坟、长安区和咸阳庞西村等。所选人工林树种有中国梧桐林、法国梧桐林、杨树林、白蜡林、雪松林、中国槐和苹果林等。此外,为便于对比,对荒草地的土壤含水量也进行了一些测定。 西安2003年平均降水量为883mm,比正常年均降水量(600mm)高283mm,属于西安地区的丰水年。2004年西安地区降水量为517.2mm,比多年平均降水量低近100mm因此属于降水偏少年。2005年西安地区降水量达570余mm,属于正常降水年份。通过对不同降水年份人工林地和农田土壤含水量的测定分析,得出了以下认识。 (1)西安地区不同人工林下土壤含水量差异较大,阔叶的梧桐树和杨树对水分的消耗比针叶的雪松少。在我们所选的树种中,土壤含水量由高到低依次为中国梧桐林地>法国梧桐林地>杨树林地>白蜡林地>雪松林地。造成人工林地土壤水分含量差异的主要原因是不同树种生长速度的快慢不同。农田(麦田和玉米地)土壤含水量普遍较高。 (2)西安地区不同年份降水量及降水期的长短存在差别,造成土壤水分的年际动态变化。丰水年人工林地土壤水分含量高,而降水偏少年和正常降水年土壤水分含量较低,甚至出现土壤干层。 (3)研究结果显示,在2003年降水量达883.2mm,该年增加的水分使土壤干层消失,直到2006年研究区一般土壤水分仍较高,只有少数人工林地干层再度出现。丰水年土层中恢复的水分可维持人工林4年多正常生长的需求。然而由于西安地区人工林土壤水分消耗速度较快,推断丰水年之后6年左右该区将较普遍的出现土壤干层。 (4)咸阳地区的采样地点苹果林植株密度较大,所以经过丰水年之后三年多的水分消耗,干层就已再度发育,而且中龄苹果林树龄越大,干层发育越强。 (5)不同类型的土地利用方式对于土壤水分的利用程度不相同,其中荒草地土壤含水量大于农田,农田含水量大于人工林。 (6)土壤干层是水分传递的隔离层,它中断了降水垂直入渗补给地下水的路径。因此土壤干层不仅能够指示植被生长发育不正常,而且指示了当地水循环正常与否。在年均降水达到880mm的2003年,西安地区人工林土壤干层已经消失,而且雪松林地在丰水年之后的两年内不会出现干层,短时间内水循环恢复正常。然而,经过三年半的消耗,人工林地土壤水分明显降低,有的已经出现干层,如果2007年仍然为正常年份或贫水年,土壤干层现象还会继续加重。干层的发育指示了当地水循环再次陷入不正常循环状态。 (7)虽然该区在2003年之前有发育弱的干层存在,但从人工林生长较好来看,该地区及降水量类似的黄土高原半湿润区是基本适于造林的地区,但由于土壤水分不充足,造林应选生长缓慢的树种,并应适当减小植株密度.


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