三峽庫區(qū)消落帶土壤含水率和電導(dǎo)率空間變異性研究

黃桂云 張國禹 蔡玉鵬 邱利文 韓馥 楊培全

摘要 消落帶土壤含水率與電導(dǎo)率是影響植物的生長的指標(biāo)。以三峽庫區(qū)消落帶為研究對(duì)象，研究土壤含水率、電導(dǎo)率在不同區(qū)域、水位高程及土層的空間變異特征。結(jié)果表明：三峽庫區(qū)沿線各消落帶樣點(diǎn)土壤含水率在地理空間上表現(xiàn)出一定差異性，低海拔區(qū)比高海拔區(qū)土壤含水率高，土壤含水率隨著土層深度的增加而呈減小趨勢(shì);土壤電導(dǎo)率分布區(qū)間為0.21～0.42 mS/cm，在地理空間上表現(xiàn)出一定的空間變異性，其中向陽村電導(dǎo)率最高，且與其他調(diào)查點(diǎn)差異顯著;除少數(shù)調(diào)查點(diǎn)外，大多調(diào)查點(diǎn)電導(dǎo)率在不同海拔高度和土層間的差異性不顯著。

關(guān)鍵詞 消落帶;土壤含水率;土壤電導(dǎo)率

中圖分類號(hào) S 152? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）21-0091-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.022

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Spatial Variability of Soil Water Content and Electrical Conductivity in Water Level Fluctuating Zone of Three Gorges Reservoir Area

HUANG Gui-yun? ZHANG Guo-yu? CAI Yu-peng2 et al

（1.Yangtze River Rare Plant Research Institute， Operation and Administration Center for River Basin Hydro Complex， China Three Gorges Corporation， Yichang， Hubei， 443000; 2. Changjiang Institute of Survey， Planning， Design and Research，Wuhan，Hubei 430010）

Abstract Soil water content and electrical conductivity can affect the growth of plants.The spatial variation characteristics of soil moisture content and electrical conductivity in different regions， water level elevation and soil layer were researched in the water level fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir Area. The results showed that： the soil moisture content of the sample points in the fluctuating zone showed certain differences in geographical space. The soil moisture content was higher in low altitude area than that of high altitude area， and it was increased with the depth of soil layer. The distribution range of soil conductivity was 0.21-0.42 mS/cm， which showed a certain spatial variability in geographical space. The conductivity in Qukou Town was the highest， and the difference was significant with other survey points. Except for a few survey points， the difference of conductivity in different water level and soil layers was not significant in most survey points.

Key words Water level fluctuating zone;Soil moisture content;Soil conductivity

作者簡(jiǎn)介 黃桂云（1971—），女，安徽金寨人，正高級(jí)工程師，從事長江流域特有珍稀植物研究保護(hù)及陸生生態(tài)修復(fù)研究。

*通信作者，高級(jí)工程師，碩士，從事水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究。

收稿日期 2021-03-02

三峽水庫采用“蓄清排渾”的水庫運(yùn)行調(diào)度機(jī)制，每年9月底開始蓄水，次年1月開始放水，庫區(qū)形成一個(gè)落差30 m，總面積為349 km2的消落帶[1-2]。三峽庫區(qū)已經(jīng)經(jīng)歷數(shù)次淹水和落干，形成了一種特殊的濕地，是水體與陸地生態(tài)系統(tǒng)的過渡帶，承擔(dān)著庫區(qū)水域和陸地之間物質(zhì)運(yùn)輸、能量交換和信息傳遞等任務(wù)。同時(shí)，水位的漲落造成了消落帶不同高程不同深度的土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷等養(yǎng)分含量的大量流失，使得土壤理化環(huán)境發(fā)生了變化[3-5]。

土壤是植物生存的條件和基礎(chǔ)，植被與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系一直是現(xiàn)在備受關(guān)注的問題。庫區(qū)內(nèi)土壤除了會(huì)受到水位波動(dòng)、降雨、溫度等因素的影響外[6]，還易受到人為擾動(dòng)，如施肥、放牧、耕作的影響，導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變。土壤電導(dǎo)率在探究土壤基本化學(xué)性質(zhì)、受污染程度、肥力特征上有著重要的意義，是反映土壤理化性質(zhì)的重要指標(biāo)[ 7]。已有研究表明，土壤含水率、電導(dǎo)率對(duì)植物的生長有一定的影響[8]。

因此，筆者通過分析消落帶土壤含水率與電導(dǎo)率在空間上變異性，對(duì)消落帶植被恢復(fù)一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)主要涉及湖北及重慶20個(gè)縣（市、區(qū)），于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水溫變化在10～28 ℃，氣候溫和濕潤。庫區(qū)范圍為105°44′～111°39′E，28°32′～31°44′N，總面積為5.67萬km2[9]。該研究在庫區(qū)沿線選取6個(gè)采樣地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查點(diǎn)分別為：湖北秭歸縣的萬古寺村（110°45′27.37″E，31°0′58.30″N）、尹家灣（110°45′24.93″E，30°58′23.43″N）和水田壩鄉(xiāng)（110°41′37.4″E，31°2′54.31″N）、重慶開縣的向陽村（108°29′10.80″E，31°08′45.55″N）和鋪溪村（108°28′16.74″E，31°8′56.48″N）、忠縣的石寶鎮(zhèn)（108°9′20.67″E，30°25′30.99″N）。

1.2 調(diào)查指標(biāo)與數(shù)據(jù)分析

2018年6月前往目標(biāo)區(qū)域帶開展調(diào)查研究，使用土壤水分電導(dǎo)率測(cè)定儀（LDC-I）測(cè)量0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm等3個(gè)土層深度的土壤含水率和電導(dǎo)率。土壤含水率和電導(dǎo)率箱式圖采用Origin 8作圖，使用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANNOVA方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 消落帶土壤含水率空間變異性

總體來看，消落帶含水率在地理空間上表現(xiàn)出一定的差異性，變化區(qū)間15.7%～31.5%，其含水率大小關(guān)系為：石寶鎮(zhèn)>向陽村>鋪溪村>尹家灣>水田壩>萬古寺（表1）。石寶鎮(zhèn)、向陽村、鋪溪村3個(gè)樣點(diǎn)的土壤含水率顯著高于其他樣點(diǎn)（P<0.05）?？梢缘贸觯鋷嫌瓮寥篮矢哂谙掠?。從145～155 m、155～165 m、165～175 m這3個(gè)水位高程土壤含水率的分布來看，含水率在145～155 m普遍高，鋪溪村和水田壩在不同高程上土壤含水率有顯著差異（P<0.05），其他各調(diào)查點(diǎn)差異不顯著（P>0.05）。從圖1可以看出，土壤含水率隨著土層深度的增加呈減小趨勢(shì)。ANNOVA方差分析結(jié)果顯示，除了萬古寺消落帶，其他樣點(diǎn)在各土層差異顯著（P<0.05）。

2.2 土壤電導(dǎo)率的分布特征

總體來看，電導(dǎo)率在地理空間上表現(xiàn)出一定的差異性，其平均值在向陽村最大，為0.42 mS/cm，在萬古寺最小，為0.21 mS/cm。各消落帶調(diào)查點(diǎn)土壤電導(dǎo)率平均值大小順序依次為：向陽村>尹家灣>石寶鎮(zhèn)>鋪溪村>水田壩>萬古寺（表2）。向陽村與鋪西村、石寶鎮(zhèn)、萬古寺、水田壩間土壤電導(dǎo)率差異顯著（P<0.05）。萬古寺與水田壩間差異不顯著，與其他調(diào)查點(diǎn)位間差異顯著（P<0.05）。從145～155 m、155～165 m、165～175 m 3個(gè)水位高程土壤電導(dǎo)率的分布來看，電導(dǎo)率在不同水位高程變異性較小，整體來看，向陽村與水田壩消落帶不同水位高程電導(dǎo)率差異顯著（P<0.05），其他各消落帶各水位高程電導(dǎo)率差異不顯著（P>0.05）。

由圖2可以看出，土壤電導(dǎo)率在不同土層深度的分布變異性不大。在145～155 m水位高程，向陽村10～20 cm土層與20～30 cm土層之間差異顯著（P<0.05），其他各消落帶調(diào)查點(diǎn)土層間電導(dǎo)率無顯著差異。155～165 m，鋪溪村10～20 cm土層與0～10 cm、20～30 cm之間差異顯著（P<0.05），其他各區(qū)域差異不顯著。165～175 m，鋪溪村0～10 cm土層與10～20 cm、20～30 cm之間差異顯著（P<0.05），石寶鎮(zhèn)0～10 cm土層與10～20 cm、20～30 cm之間差異顯著（P<0.05），其他各區(qū)域差異不顯著。

3 結(jié)果與討論

（1）三峽庫區(qū)消落帶含水率在地理空間上表現(xiàn)出一定的差異性，石寶鎮(zhèn)、向陽村消落帶含水率最高，與其他各調(diào)查點(diǎn)土壤含水率差異顯著（P<0.05）?？梢酝茢?，三峽庫區(qū)上游消落帶比下游消落帶土壤含水率高。總體來看，低海拔消落

帶較高海拔土壤含水率高，且土壤含水率隨著土層深度的增加而呈減小趨勢(shì)。在調(diào)查期間，各消落帶樣點(diǎn)均無降雨情況，可以排除降雨因素對(duì)消落帶土壤含水率的影響。土壤含水率還受到土壤特征（孔隙度、容重[10]、滲透性能等）、植被狀況、蒸發(fā)等因素的影響，這些因素的影響該研究未能考慮。

（2）三峽庫區(qū)消落帶土壤電導(dǎo)率在地理空間上表現(xiàn)出一定的差異性，調(diào)查結(jié)果與劉蘭等[11]在云陽消落帶的調(diào)查結(jié)果相近，介于 0.2～0.5 mS/cm 。其中向陽村土壤電導(dǎo)率最高，為0.42 mS/cm，且與其他調(diào)查點(diǎn)差異顯著（P<0.05）。從不同海拔來看，電導(dǎo)率在不同水位高程變異性較小。在不同土層深度電導(dǎo)率分布變異性不大，僅向陽村、萬古寺在不同土層間電導(dǎo)率表現(xiàn)出顯著差異。土壤電導(dǎo)率是測(cè)定土壤水溶性鹽的指標(biāo)，是判定土壤中鹽類離子是否限制作物生長的重要因素。土壤電導(dǎo)率在空間變異性由土壤類型、地形、耕作、施肥等因素共同作用的結(jié)果[4]。通過對(duì)消落帶土壤電導(dǎo)率的空間變異研究，可為消落帶植被恢復(fù)提供一定的參考。

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