黄土高原生态工程区土壤容重及饱和导水率的分布特征

摘要

土壤水力性质是影响水分运动、溶质运移以及流域水文模型模拟的重要参数.近年来,黄土高原实施的退耕还林(草)工程、治沟造地工程等重大生态工程,影响了该区域的地形地貌、土壤水力性质等.深入研究流域尺度土壤容重(Bulk Density,BD)与饱和导水率(Ks)的动态变化特征,对于理解重大生态工程影响下的水文过程演变规律具有重要意义.本研究以黄土高原重大生态工程影响的典型小流域为对象,采用80 m×80 m的网格布点(89个样点),分别于2016年9月(夏末)、11月(初冬)和2017年3月(初春)采集土壤表层(0～5 cm)环刀样品,分析BD和Ks的动态分布特征及其影响因素.结果表明:BD在0.93～1.61 g/cm3之间变动,Ks介于0.01～7.30 cm/min;BD呈弱变异性,变异系数(Coefficient of Variation,CV)为10％,而Ks呈强变异性(CV=166％).坡面BD显著小于沟底(P<0.05),而Ks则显著大于沟底(P<0.05).坡面林地和草地BD表现出显著的季节性差异(P<0.05),而Ks在林地、灌木和草地之间均表现出显著的季节性差异(P<0.05).地形对流域内的土壤水力参数分布有显著影响,外界环境(温度)变化是决定BD和Ks呈季节性动态变化的重要因素.多因素方差分析表明土地利用类型对BD与Ks均有显著影响;采样时间对Ks有显著影响,对 BD 无显著影响.相关结果可为揭示重大生态工程区小流域土壤水力参数的动态变化规律及其主控因素提供数据支撑和理论参考,有助于小流域水文过程的模型模拟研究与精细调控.