青海湖農(nóng)場(chǎng)水分研究

侯雨樂

(阿壩師范高等?？茖W(xué)校，四川 汶川 623002)

土壤水分不但直接影響土壤的特性和植物的生長，也影響到植物分布和類別。土壤干化及土壤水分問題是目前生態(tài)環(huán)境平衡、農(nóng)牧業(yè)發(fā)展等方面研究的熱點(diǎn)問題，土壤干層是土壤干燥化的主要表現(xiàn)，已引起人們的重視。目前普遍認(rèn)為干旱半干旱區(qū)的土壤干層是由“低降水、高蒸發(fā)”的氣候特征導(dǎo)致的。青海湖周邊地區(qū)是我國生態(tài)環(huán)境中典型的脆弱敏感區(qū)域之一，草場(chǎng)干旱退化嚴(yán)重。因此，研究土壤含水量對(duì)查明該地區(qū)土壤水分狀況具有重要理論意義、實(shí)際指導(dǎo)意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

剛察縣是青海省環(huán)湖重點(diǎn)牧業(yè)縣之一，縣政府駐沙柳河鎮(zhèn)，青海湖農(nóng)場(chǎng)位于沙柳河鎮(zhèn)南約2.5km處，主要植被為油菜與灌木。平均海拔3300m，具有典型的高原大陸性氣候，日照時(shí)間長，晝夜溫差大，年平均氣溫低,為1.3℃。年降水量約330mm，多集中在6~9月，年蒸發(fā)量為1500.6~1847.8mm。

2009年7月底，于沙柳河鎮(zhèn)南青海湖農(nóng)場(chǎng)的油菜花地鉆取采樣點(diǎn)，利用輕型人力鉆采取8個(gè)鉆孔的樣品，每10cm采1個(gè)樣品。含水量測(cè)定采用烘干稱重法。在現(xiàn)場(chǎng)用電子天平稱出即時(shí)的濕土重(W1)，樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行烘干，烘干溫度105℃左右，烘干時(shí)間在24h以上，之后稱出干土重(W2)。土壤含水量用公式W=(W1-W2)/W2*100%計(jì)算，式中W為所測(cè)樣品的土壤含水量，W1為烘干前樣品重量，W2為烘干后土壤樣品重量。

2 含水量測(cè)定結(jié)果

根據(jù)以往對(duì)黃土高原土壤水分的研究，依據(jù)含水量20%為重力水與非重力水的界限和含水量12%為干層與非干層的界限，將土壤含水量進(jìn)行分層。由于青海剛察土壤粒度成分。

與黃土高原黃土粒度成分基本相同，所以剛察土壤干層標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)可按照黃土高原地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)來劃分。

油菜地采樣點(diǎn)的鉆孔間距在15~25m之間，深度在0.7~1.3m之間。由鉆孔剖面含水量測(cè)定結(jié)果可知，每個(gè)鉆孔的含水量都呈隨深度增加而降低的趨勢(shì)。鉆孔1(圖1)含水量變化范圍為13.1%~30.8%。鉆孔2(圖1)平均含水量為13.0%。鉆孔3(圖1)平均含水量為22.9%，含水量都大于12%。鉆孔4(圖1)平均含水量為14.8%。鉆孔5(圖1)的平均含水量為20%。鉆孔6(圖1)的平均含水量為23.6%。鉆孔7(圖1)的平均含水量為24.0%，含水量大都大于20%。鉆孔8(圖1)的平均含水量為18.1%。

圖1 沙柳河鎮(zhèn)油菜地土壤含水量

3 土壤粒度分析結(jié)果

粒度測(cè)定應(yīng)用的是英國馬爾文儀器公司生產(chǎn)的Mastersizer-2000激光粒度儀，測(cè)量范圍為0.02~2000m，對(duì)大于2mm的土樣用篩析法測(cè)定。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，油菜地采樣點(diǎn)剖面的粒度組成以粗粉砂為主，其平均含量達(dá)到了34.0%，最高大于50%；其次是細(xì)砂，平均含量為14.5%，向下部顯著增加；再次是細(xì)粉砂，平均含量為14.4%。可以確定該采樣點(diǎn)土層主要是粉砂土。

4 討論

(1)剛察土壤干層標(biāo)準(zhǔn)與干層分布。目前關(guān)于干層的研究主要是在黃土高原地區(qū)，黃土以粉砂為主。張國勝等人的研究表明青海省旱地土壤的最大有效水分變化范圍為20%~25%。本區(qū)油菜花地土壤也是以粉沙為主，所以可以以黃土高原的土壤干層標(biāo)準(zhǔn)作為確定該地區(qū)土壤干層的標(biāo)準(zhǔn)，即含水量小于12%就認(rèn)為是土壤干層，含水量變化范圍在9%~12%之間的為輕度干層，6%~9%之間的為中度干層，6%以下是嚴(yán)重干層。

2009年該區(qū)降水量增加，且7～8月份出現(xiàn)了持續(xù)時(shí)間較長的連續(xù)降水，大大增加了水分的入滲，這是該年土壤0.5m以上出現(xiàn)了重力水的主要原因。根據(jù)趙景波等人的研究可知，在剛察縣其他地區(qū)，從0.7m左右深度有干層發(fā)育分析，該區(qū)正常年土壤以重力水形式向下運(yùn)移的水分一般不會(huì)超過0.7m的深度。因?yàn)槿绻谡Ｄ晖寥?m左右深度出現(xiàn)重力水，就會(huì)在數(shù)月內(nèi)使其下1.5m左右深度土層水分得到補(bǔ)充升高，使干層消失。

(2)油菜地土壤含水量特點(diǎn)與干層強(qiáng)弱。油菜地采樣點(diǎn)土層較薄。除了鉆孔2、4、8這3個(gè)鉆孔個(gè)別深度的含水量小于12%以外，其它各鉆孔均大于12%。該植被區(qū)重力水下滲較深，最深達(dá)到了130cm。由于經(jīng)常灌溉的原因含水量較高，基本沒有土壤干層發(fā)育。

但是，青海湖地區(qū)除了人工灌溉的油菜地沒有土壤干層發(fā)育之外，其他草地和灌草地均有中度干層發(fā)育。青海湖地區(qū)土層越厚，下部干層越強(qiáng)也表明了該區(qū)水分處于負(fù)平衡狀態(tài)。水分負(fù)平衡對(duì)青海湖水位的影響是很不利的，表明該區(qū)已不能通過土壤徑流和地下徑流補(bǔ)給湖水，也不利于地表徑流的形成。要保持青海湖水位的不變或升高，就要保持入湖河流流量不變或使流量增加。因此，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制對(duì)流入青海湖的河流水資源的開發(fā)。

(3)農(nóng)牧業(yè)適宜度分析。研究表明[11]，剛察縣當(dāng)?shù)亟邓坎⒉荒艹浞譂M足牧草生長發(fā)育的需要。加上青海省氣候有向暖干化發(fā)展的變化趨勢(shì)，牧業(yè)區(qū)氣溫在持續(xù)升高，降水量持續(xù)減少，而蒸發(fā)量普遍增大。雖然2004之后青海湖地區(qū)降水量有一定的增加，湖水面有所升高，但2009年土壤中下部普遍都有中度干層發(fā)育指示該區(qū)的土壤水分仍然存在明顯不足[11]。由于該區(qū)土層較薄，土壤水分較為缺乏，所以要維持生態(tài)平衡，就必須科學(xué)的發(fā)展農(nóng)牧業(yè)，合理利用土壤水分，防止草場(chǎng)退化給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。

黃土高原地區(qū)的研究表明，土壤干層的發(fā)育會(huì)影響植物的正常生長，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致植物生長不良。青海剛察地區(qū)廣泛發(fā)育了中度土壤干層。在這種情況下，以保持當(dāng)?shù)刈匀簧L的草原植被為宜，避免發(fā)展耗水多的、生長快的深根系植被。油菜是剛察地區(qū)最主要的經(jīng)濟(jì)作物，播種面積廣，也是青海省油菜的主要產(chǎn)區(qū)之一。而當(dāng)?shù)亟邓可?，該區(qū)一般采取灌溉措施來滿足油菜生長的需要。由于油菜的耗水量要高于其它草本植物的耗水量，引河水大面積漫灌會(huì)減少入湖水量，導(dǎo)致青海湖湖面下降，所以不宜大面積種植油菜。同時(shí)要大力推廣節(jié)水灌溉措施，以減少水分消耗。

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