荒漠草原坡面環(huán)境土壤水分特征探討

□肖姣

（江蘇省泰州市環(huán)境監(jiān)測中心站江蘇泰州225300）

荒漠草原坡面環(huán)境土壤水分特征探討

□肖姣

（江蘇省泰州市環(huán)境監(jiān)測中心站江蘇泰州225300）

水分在荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色，而土壤水分適應(yīng)性對于在荒漠草原區(qū)域發(fā)展人工草地有著深刻的影響，關(guān)系到草原退化問題的成敗。為此，環(huán)保局的技術(shù)人員使用TSCⅠ型管式土壤水分儀對荒漠草原坡面環(huán)境土壤水分進(jìn)行了長期的監(jiān)測，最終通過對相關(guān)的數(shù)據(jù)分析出了荒漠草原坡面環(huán)境土壤水分特征，本文將通過實(shí)驗(yàn)對不同坡位的比水容量、供水、持水性能等特征進(jìn)行深入分析，以為荒漠草原的治理找到合理的方法。

荒漠草原；水分特征曲線；比水容量；水分特征

1 試驗(yàn)區(qū)概括

本文所進(jìn)行研究的目標(biāo)區(qū)域?yàn)樗值纳鷳B(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)基地，這個(gè)地區(qū)為溫帶大陸性氣候，常年高溫少雨，降水主要集中在夏季且年平均降水量地域300mm，年平均蒸發(fā)量在2 100mm～2 200mm之間，十分干燥。該區(qū)域以荒漠草原為主，周邊有荒漠分布，土壤以灰鈣土為主，土壤從上到下依次是沙壤土、灰鈣土、沙壤土。整個(gè)試驗(yàn)區(qū)的植被主要有冷蒿、克氏針茅、冰草等常見的荒漠草原地區(qū)的植被。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

本次實(shí)驗(yàn)于2013年開始，分別在河灘洼地、坡地、坡中、坡頂不同的區(qū)域放置了TSCⅠ型管式土壤水分儀，荒漠草原研究區(qū)域的土壤厚度40cm～60cm之間，將土壤水分研究限制在40cm以內(nèi)，在4月~9月期間，每天10：00定時(shí)對土壤含水率進(jìn)行測量，此外，在每次降雨之前和之后都要進(jìn)行測試。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤水分特征曲線

土壤水分特征曲線可以很好的表示土壤水含量和水勢的關(guān)系，通過定量的研究來土壤水分特征。對于土壤水分特征的研究常用模擬方程來進(jìn)行。通過模擬方程來算出不同坡位土壤水分的擬合參數(shù)，方程中的系數(shù)都保持在0.89左右，從中可以看出對于土壤水分特征關(guān)系的描述相對比較準(zhǔn)確，具有一定的科學(xué)性。此外，通過計(jì)算得出對方程系統(tǒng)的分析我們可以找出一些規(guī)律從河灘洼地、坡地、坡中、坡頂不同的區(qū)域的方程系數(shù)分別為149.18、317.53、687.36和768.83，從數(shù)據(jù)中可以看出擬合方程系統(tǒng)隨著距離地面高度的增加而逐漸增加。

通過曲線擬合模型可以得出各個(gè)位置的不同吸力段的水容量。從計(jì)算得出的數(shù)據(jù)可以看出土壤的水吸力和土壤的比熱容之間成反比，隨著土壤水吸力的增加土壤的比熱容會(huì)逐漸減小。在不同的吸力土壤的吸力階段土壤比熱容是不同的，本文以土壤水吸力為10-4MPa為例，通過計(jì)算得出河灘洼地、坡地、坡中、坡頂不同的區(qū)域水容量。從數(shù)據(jù)中可以明顯看出在土壤吸力相同的情況下，水容量從河灘洼地到坡頂水容量呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，坡頂?shù)墓┧统炙阅苊黠@不如河灘洼地，因此，要注意運(yùn)用不同區(qū)域的特性來改善土壤的水分特征。

3.2 荒漠草原土壤水分垂直分異

要研究荒漠草原土壤水分垂直分異就要對土壤進(jìn)行垂直分層，根據(jù)垂直分層原則、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)可以將土壤分別速變層、活躍層、次活躍層、穩(wěn)定層。一般來說變異數(shù)＞30%，標(biāo)準(zhǔn)差在4以上可以判斷為速變層，而活躍層的標(biāo)準(zhǔn)值處于3和4之間，變異系數(shù)在20%和30%之間。次活躍層變異系統(tǒng)在10%到20%之間，標(biāo)準(zhǔn)差在2和3之間。相對穩(wěn)定層的變異系數(shù)小于10%，標(biāo)準(zhǔn)值＜2。

以上按照標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)來進(jìn)行土壤層次劃分的標(biāo)準(zhǔn)是處于理想狀態(tài)下進(jìn)行的，在實(shí)際的研究中主要按照變異系數(shù)來進(jìn)行土壤垂直變化分層，通過對不同深度的土壤水分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以可能出在坡頂0cm～10cm處的變異系數(shù)為37.84%，根據(jù)上文的劃分標(biāo)準(zhǔn)可以將這段區(qū)域劃分為速變層，10cm～20cm處的水分變異系數(shù)為29.8%，接近于30%，將這段也劃分為速變層，因此，速變層為0cm～20cm處，20cm～30cm處的水分變異系數(shù)為25.5%為活躍層。為此土壤從上到下可以劃分為速變層和活躍層。

結(jié)束語

通過以上是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以獲得結(jié)論比水容量作為土壤水分的重要特征之一對于土壤的供水性能和持水性能有著重要的影響，低洼地的比水容量最大，坡頂?shù)谋人萘孔钚?，從低洼地到坡頂?shù)谋人萘恳来芜f減，這也說明從低洼地到坡頂?shù)墓┧?、持水性能逐漸降低，相關(guān)人員可以利用這一特性對不同坡面的種植的植被進(jìn)行合理的分配，以最終達(dá)到治理環(huán)境的效果。依據(jù)變異系數(shù)可以將荒漠草原土壤水分垂直分層分為速變層、活躍層、次活躍層、穩(wěn)定層四種，不同的垂直分層有不同的特點(diǎn)，一般來說低洼地和坡地的水分變化比較穩(wěn)定，坡中土壤的活性會(huì)隨著高度的降低而變低。相關(guān)技術(shù)人員要充分把握荒漠草原的土壤水分特征，采取有效措施來保護(hù)荒漠草原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

1004-7026（2016）14-0043-01

S152.7

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.14.034