不同水土保持措施對土壤水分的影響

戚英娟

（松原市寧江區(qū)水土保持工作站，吉林 松原 138000）

不同水土保持措施對土壤水分的影響

戚英娟

（松原市寧江區(qū)水土保持工作站，吉林 松原 138000）

文章所述研究分別選取了7個不同的植被結構區(qū)域作為研究對象，對不同水土保持措施下土壤水分變化進行分析及研究。經(jīng)過一系列的研究，得出在不同的水土保持措施下，植被結構復雜的土壤的持水量和飽和量才會越大，另外隨著植被復雜性增強，土壤保持措施的作用則會不斷增強。

含水量；土壤水分；水土保持措施；植被結構；持水量；飽和量

水土保持措施對土壤含水量的影響當前已被專家所認可，本文基于一系列的研究成果試圖對幾種水土保持措施下土壤水分特征進行分析，通過本研究對不同生態(tài)系統(tǒng)當中的水生態(tài)特征進行充分的了解，從而揭示出水貯存的規(guī)律。

1 研究樣本及研究方法

1.1 研究樣本

本文將研究樣本選取在了吉林省某處水土保持科技園，該科技園是進行科學研究的試驗基地，該園區(qū)位置屬于溫帶大陸性季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，光照充足，四季分明，但是降雨的分配卻不夠均勻。

1.2 研究方法

本試驗在該科技園內選取了7個試驗區(qū)域，從1～7號進行編號，每個區(qū)域的長度為15m，寬度為5m，為了阻止地表徑流從試驗區(qū)域內進出，試驗中每個小區(qū)都在周圍設置了圍埂，防止外部徑流，另外還在試驗區(qū)域下部分設置修建了集水槽，以求承接試驗區(qū)內流出的泥沙及徑流，并利用MPV管道引入到徑流池內。依據(jù)本研究的需要，本實驗針對的是當?shù)剞r(nóng)林經(jīng)營方式，分別采取不同水土保持措施，分別是1號土地裸露小組、2號及3號林草覆蓋小組、4號及5號苜蓿草耕作小組、6號及7號林木耕作小組。研究中對土壤滲透性、土壤空隙、降雨、土壤水分變化這些數(shù)據(jù)進行測定。

2 研究結果

不同植被下的孔隙度、土壤結構、容重、有機質含量均是不同的，所以本文的研究對于農(nóng)業(yè)生態(tài)建設具有一定的參考依據(jù)。

2.1 土壤特性研究結果

土壤調節(jié)水循環(huán)、涵養(yǎng)水源是對土壤蓄水能力進行評價的兩大重要指標，非毛管空隙在短時間內是可以做到迅速排水的，能夠快速地削減徑流量，所以水源的涵養(yǎng)措施能夠在一定程度上反映出土壤的持水量。

通過測定筆者發(fā)現(xiàn)2～7號組的土壤容重量均比對照組1號的高，其中6～7組的平均容重量為56.74%，4～5號組的土壤平均容重量為55.69%，2～3號組的土壤平均容重量為51.29%，而對照組的土壤容重量僅為32.67%。

從上述結果不難看出，植被越為復雜的土壤蓄水能力越強，其接納降雨能力也越強，這對于植被的生長是非常有利的，可以為其生長提供好的環(huán)境，使得土壤水源涵養(yǎng)能力進一步得到提升和增強。

同樣的土壤及氣候環(huán)境下，保持措施不同最終土壤物理特性也有一定的差異，這就說明除了土壤本身物理特性之外，植被也對其土壤蓄水能力有一定的影響。

2.2 土壤入滲特性結果

入滲是水分從地面土壤表面直接進入到土壤內部從而實現(xiàn)水的運動過程，是各種類型水的轉換過程及環(huán)節(jié)。土壤的這一特性可以有效地減少土壤地面的徑流，從而增強地下水的水量，維持正常的徑流水位。在土壤中其水分會受到吸附力、重力等的作用，使得土壤表現(xiàn)出不同形態(tài)，所以依據(jù)其不同我們能夠將其劃分為吸濕水、毛管水等五種類型。實際上土壤滲透量不但和土壤水分的飽和程度有關，還與水分補給有關，另外也與土壤結構有關系，在本研究當中不同的土壤結構類型下水分的入滲特性是有所差距的，實際上究其原因就是水土保持措施不同造成的，但從總體來看，其滲透的規(guī)律都是初期滲透速率較大，但是降幅會增大，但是隨著時間增加，滲透率的幅度也在不斷減小，最終保持基本恒定。從研究結果筆者發(fā)現(xiàn)6～7組，林草共混的植被入滲性能和其他的組相比較都較好。

2.3 土壤水分隨時空發(fā)生的變化結果

該試驗時期的8月份筆者對其1個月內的降雨就水分進行了觀測，該月份內一共發(fā)生了三次降雨，分別是8月6日、8月17日及8月26日，降雨量分別為7mm、24mm、15mm，其中8月17日的降雨大部分隨著試驗田的坡面產(chǎn)生徑流，通過地表徑流的方式流失掉，只有一小部分滲透到了土壤當中。其余兩次降雨較少的大部分降雨都滲透進了坡面土壤當中。土壤當中的水分不僅會受到植被、地形等的影響，還會受到降雨的影響，所以筆者分別對7塊試驗田3次降雨土壤的水分變化情況進行了觀測，發(fā)現(xiàn)土壤表層的水分有兩個時期，分別是補充期及消退期，其中前者指的是當降雨之后到達地表的水分會在重力的作用下，向著更深的土壤當中運動，并最后儲存到其中，使得土壤含水量在一定程度上增加。而后者指的是當降雨發(fā)生之后，隨著植被的不斷生長及蒸騰作用，土壤當中的水分主要是為了有效地彌補植被的水分消耗，土壤的水分就會逐漸的減少。這些在本處試驗當中都是可見的，但是筆者在研究當中還發(fā)現(xiàn)降雨后深層土壤（深度在40～100cm）中的水分很快的就恢復到了穩(wěn)定狀態(tài)，之所以會如此是因為深層土壤中植被根系無法消耗水分，且土壤水分蒸發(fā)量相對較少。在試驗中深度為0～20cm的土壤含水量最高的要數(shù)4～5組，而到了20～100cm深度的土層當中含水量最高的卻是2～3組，之所以會如此筆者分析在4～5組當中大量的苜蓿草使得土壤表層當中的根系更為發(fā)達，那么根系的蒸騰作用及吸收作用就越強，而在20～100cm的土壤層當中4～5組的根卻是較少的，并且植被消耗的水分相對也較少，但是4～5組植被的植物結構和種類相對其他組較為豐富，那么土壤當中就會有更多的根系、植被死亡及凋落物，故土壤涵養(yǎng)水源能力自然就比較強，水分在重力之下就會通過土壤當中的空隙有效的儲存起來。另外，對垂直方向上的土壤均含水量所發(fā)生的變化還能夠看出，當土壤深度不斷增加的時候土壤當中的水量也就會減小，含水量也就會相應增加，當土壤的深度不斷增加的時候就會減少對環(huán)境的影響，那么在中流及降雨的環(huán)境下，土壤當中的含水量就會隨土壤深度增加而增加。

2.4 土壤含水量垂直變化結果

土壤剖面含水量有著一定的規(guī)律性，根據(jù)不同土層的消耗特點可以將土層分為弱利用層、調節(jié)層及主要利用層，該研究分別地對0～10cm弱利用層土層、10～60cm主要利用層、60～100cm調節(jié)層進行了土壤含水量的測定。在0～10cm弱利用層中4～5組的含水量最高，筆者分析主要是因為該層土層當中土壤水分變化多受地表溫度、通風狀況、大氣降水等影響，其中在單獨的林木植被當中根系在該層的作用最小，在土壤當中的含水量基本上都會被草木、農(nóng)作物及地表蒸發(fā)所用，在本研究當中，試驗組6～7組的根系相對較深，所以在0～10cm弱利用層當中6～7組對水分的利用程度較低，但是當土壤層的含水量變化不斷增大的時候，在發(fā)生降雨之后土壤當中的含水量就會變得最大，由于本文選取的月份是8月份，該月份的天氣溫度較高，這樣就會導致地表有著強烈的水分蒸發(fā)量，那么地表的水分就會在短期內迅速的降低，所以該土壤層在不同植被措施下含水量也是不同的。在10～60cm主要利用層中6～7組的含水量最高，該層是林木植物各系主要的分布層，由于6～7組土壤表層保水能力相對較差，所以雨水一旦落地就會很快地滲透到10～60cm的土層當中，并在該層土壤中儲存起來，若降雨較大的時候降水就會向著更深的土壤層滲透。60～100cm土層屬于土壤的水分調節(jié)層，一旦發(fā)生干旱該層將會將其中的水分向上輸送，這對于植被來說可以為其提供有利的生長條件，在測量結果當中2～3組的含水量最高。

3 研究結果分析

通過上面一系列的分析之后，不同的水土保持措施對土壤中的水分都產(chǎn)生了一定的影響，對上述的結果分析之后可以總結為以下兩點：

第一，水土保持措施會對土壤的物理特性有著一定的改善作用，其主要原因是因為采取水土保持措施后土壤中將會含有大量的植物根系、植被死亡及凋落物，這些都會在土壤當中產(chǎn)生一定的空隙，另外植被周圍生物在不斷進行生長等活動也會使得周圍土壤當中的非毛管空隙增加，使得土壤蓄水性能及入滲性能進一步得到提高，另外隨著植物結構復雜性增強，這種增強作用也在不斷增強。在研究當中筆者還發(fā)現(xiàn)，差異的水土保持措施還使得土壤的入滲性能產(chǎn)生不同的效果，植被結構更為復雜。

第二，降雨量會對土壤當中的水分產(chǎn)生一定影響，從上述的研究結果我們不難得出在0～40cm的土壤層當中，其中的水分變化影響最大，但是對更深層土壤的變化相對來說影響則較小。從土壤剖面來看土壤的水分會因不同的水土保持措施而有所不同，其中在0～20cm深的土層當中，密植苜蓿草的土壤當中含水量最高；在20～100cm深的涂層當中，6～7組的土壤當中含水量最高。

不同水土保持措施會在一定程度上表現(xiàn)為不同根系、不同數(shù)量的植被死亡及凋落物，這會在一定程度上增加土壤中的有機物含量，使得土壤當中的空隙增大，結構得到有效的改善，這就會在一定程度上有效地改善土壤蓄水及入滲的能力，當發(fā)生降雨的時候，由于不同水土保持措施就使得地表的粗糙程度增加，而草本植物會大量吸收地表降雨，那么就會使得更多的水分滲透進入到土壤當中，從而增加土壤中的含水量。

[1]趙西寧，王萬忠，吳發(fā)啟，等．不同耕作管理措施對坡耕地降雨入滲的影響[J]．西北農(nóng)林科技大學學報（自然科學版），2011，32（2）.

[2]蔣太明．降水入滲與土壤水分動態(tài)模型研究進展[J]．貴州農(nóng)業(yè)科學，2007，33（增刊）.

[3]李寧．不同水土保持措施對土壤水分及地表徑流的影響[D]．南昌大學，2014.

（責任編輯：王 波）

S157

1009-2374（2017）07-0113-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.053

戚英娟（1977-），女，吉林松原人，松原市寧江區(qū)水土保持工作站中級工程師，研究方向：水土保持或水利工程。

A