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1、不同土地利用形式下土壤水分和容重的空间变化1 引言毕节地区属于典型喀斯特地区，地势起伏，地面土被较薄且不连续，土壤的储水蓄水能力较差。表层土壤水分的空间格局由不同尺度上的自然作用和过程控制，包括降水、径流、蒸发蒸腾等，其变化尺度从几厘米到上百米。土壤水分主要受降水、地形、土壤物理性质、有机质含量和土地利用的影响。有研究表明0-100 cm土壤湿度分布主要受土壤特性、降水、灌溉、作物耗水以及地下水位等因素的影响，0-50 cm 土壤含水量受外界环境的影响较大，为土壤水分活跃层。朱自玺等认为随着土层的加深，土壤含水量相对趋于稳定。土壤剖面水分分布随土壤深度的增加，土壤含水量变化幅度随土层深度增加而
2、变小。容重作为土壤的主要物理性质之一，它不仅影响到土壤孔隙大小分布、孔隙度及其穿透阻力，而且也与土壤水分的含量密切相关。李天杰等认为土壤容重的大小与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等有关；砂土容重较大，粘土容重较小，一般腐殖质多的表层容重较小。在小流域尺度下, 土壤容重受区域地形、植被根系、土壤含水量等的影响，存在一定空间变异特征。有研究认为在西南喀斯特地区含碎石土壤空间变异性大，在该地区进行土壤理化性质、水分运动的研究难度较大，研究结果往往不能代表普遍规律。本项目在毕节市关门山流域，选取五种典型的土地利用类型，研究土壤水分和容重的空间变化，为当地的土壤水分迁移和土壤质量评价提
3、供科学参考。2 材料与方法2.1 研究区概况关门山流域位于贵州省毕节市（经度是105°15.27′E，纬度是27°16.37′N）。该区境内山高坡陡，沟壑纵坡耕地多、土层薄，自然降水大多随地表径流而流失，土壤保水能力弱。气候属亚热带湿润季风气候，地貌为山、丘、沟、坝、谷、洞交融的喀斯特结构。区内最高海拔2900 m，最低海拔457 m，海拔高差 2443 m，年均温 13.2 ，无霜期 260 d，年日照时数 1377 h，日照率 31 %。虽然年降雨量高达848.6-1394.4 mm，但70 %的降水集中在5-9。区内主要的粮食作物有玉米、小麦、水稻
4、等，该流域土壤以黄壤、紫色土为主。2.2 样品的采集2013年7月16号在关门山流域选取乔木林地、灌木林地、荒地、果园和玉米地五种主要的土地利用类型，每种类型重复3次（表1）。乔木林地和灌木林地为自然坡面，从坡顶至坡脚，每10m间距采取一个0-20cm土样，并在坡顶、坡中和坡脚三处取剖面样品，每20cm一层，直至母质层。对于位于梯田上的荒地、果园、玉米地，则采用五点法;采取剖面样品，从土壤表层开始每20cm取一次样品，直至母质层。以上样品均取15g左右土壤用作土壤含水量的测定，并在采样点附近同时测定土壤表层容重，容重重复2次。2.3 测定指标与方法土壤含水量采用105烘干法测定，土壤容重采用环
5、刀法测定。2.4 指标的计算土壤含水量的计算：（2）式中：R为土壤容重，单位为g cm-3，g为土壤干重，单位为g，V为环刀容积，单位为cm3。2.5 数据的处理本研究图和表均在Microsoft office办公软件中计算和处理。3 结果与分析3.1 坡面表层土壤含水量变化乔木和灌木一般都生长在自然形成的坡面上，坡面土壤未经人为过多地扰动。在关门山流域，灌木林地主要植被为山茶花、亮皮桦，其林下表层土壤含水量在15.94%-16.73%之间波动，极差可达0.79%（图1）；而乔木林地以华山松和杉树为主，其林下表层土壤水分含量在19.51%-21.38%之间，极差为1.87%。可见，无论是乔木林地还是灌木林地，其表层土壤含水量随坡位的变化较小，其坡顶、坡中、坡脚表层土壤含水量变化不大，这可能与乔木林地和灌木林地的植被覆盖度较大，能够有效地减缓土面蒸发，减少雨水进入土体有关。但是，乔木林地表层土壤含水量均高于灌木林地，高出3.57%-4.65%。