延河流域退耕植被恢复过程中土壤蓄水性能 变化 研究

Abstract

退耕植被恢复过程对土壤的物理特性和土壤蓄水性能的影响非常复杂。本文 以黄土丘陵区延河流域为例，通过野外调查植被群落的生物量及土壤容重、孔隙 度等土壤蓄水性能指标，分析了不同植被演替阶段、不同立地条件下和土地利用 演变过程土壤蓄水性能的变化特征，试图阐明黄土丘陵区退耕植被恢复过程对土 壤蓄水性能的影响，主要结论如下： （1）黄土丘陵区退耕地自然恢复植被群落地上生物量、根系生物量和植被 盖度均呈现增加的趋势，其中，各指标在自然恢复 0-30a 内呈显著增长趋势，而 在 30-50a 内增长缓慢。 （2）黄土丘陵区退耕地自然恢复同一恢复阶段，0-20 cm 土层土壤容重均小 于 20-40 cm。自然恢复 30a 时表层和下层土壤容重（1.25 g∙cm -3 ，1.28 g∙cm -3 ）比 自然恢复初期（1.33 g∙cm -3 ，1.37 g∙cm -3 ）分别减小了 6.02%和 6.60%；自然恢复 30a 表层土壤容重显著降低（P &lt; 0.05），而在 30-50 a 间 ，土壤容重逐步增大并趋 向稳定。 （3）自然恢复过程中表层土壤总孔隙度和毛管孔隙度显著增大，且均在 30a 达到峰值（P &lt; 0.05），非毛管孔隙度在自然恢复前期（0-30a）显著降低，自然恢 复 30a 后土壤孔隙度变化逐渐趋稳。土壤饱和蓄水量、毛管蓄水量在 30a 时期显 著增加且达到峰值（P &lt; 0.05），非毛管蓄水量在 30a 显著降低且达到谷底。土壤 蓄水性能在退耕后前期（0-30a）内显著提高，随着自然恢复年限的延长土壤蓄 水性能逐渐趋于稳定。 （4）同一地形下，撂荒草地土壤容重随土层深度增加而增大，土壤孔隙度(土 壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度)和土壤蓄水量(土壤毛管蓄水量、非毛 管蓄水量和饱和蓄水量) 随土层深度增加而减小，不同立地条件土壤蓄水性能变 化不明显。 （5）1990-2010 年间，林地为最主要的土地类型。土壤容重、土壤孔隙度和 蓄水量空间分布呈现明显植被地带性规律特征，流域西南部属于森林带，土壤的 蓄水性能较好，流域中部属于森林-草原过渡带，土壤的蓄水性能较低，北部地 区属于草原带，土壤蓄水性能较差。流域土壤容重在 1.15-1.35 g∙cm -3 之间，总孔 隙度在 43%-55%之间，毛管孔隙度在 8.8-10.2%之间，非毛管孔隙度在 40%-48%之间，饱和蓄水量在 2985-3263 t∙hm -2 之间，毛管蓄水量在 525-638 t∙hm -2 ，非毛 管蓄水量在 2400-2775 t∙hm -2 之间。随着土地利用演变，土壤蓄水性能呈现先降 低后增大的趋势。 关键词: 植被恢复；土壤蓄水性能；土地利用演变；立地条件</p