西安地區(qū)人工林地與農(nóng)田土壤含水量變化研究.pdf

1、黃土高原地處半干旱半濕潤地區(qū)，降雨量偏少而集中，加之地下水埋藏深度大，使土壤水分在黃土高原的植被建設(shè)中顯得尤為重要。地表的蒸發(fā)和植物的蒸騰，使得土壤水分出現(xiàn)虧損，部分植被下的土壤中出現(xiàn)了干層，尤其在人工林地的土壤中表現(xiàn)的尤為突出。土壤干層不僅影響當前植被的生長，而且威脅后續(xù)植被建設(shè)。延安以南到關(guān)中平原北界之間的陜西黃土高原地區(qū)氣候條件相近，因此，研究關(guān)中平原土壤水分變化對促進黃土高原人工林正常生長、林業(yè)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設(shè)，以及減輕可能造

2、成的環(huán)境災(zāi)害有重要意義。 本文通過對西安南郊和咸陽地區(qū)不同類型人工林地和農(nóng)田0～6m土壤含水量的測定，研究了該地區(qū)豐水年之后人工林地和農(nóng)田土壤水分恢復(fù)狀況、消耗過程、土壤水分的變化規(guī)律與影響因素等問題。樣品采集利用的是輕型人力鉆，鉆孔深度為6m，采樣間距為10cm，每孔一般采樣60個。土壤含水量的測定采用了被認為是準確可靠的烘干稱重法。所選研究地點包括西安南郊廟坡頭村、南郊吳家墳、長安區(qū)和咸陽龐西村等。所選人工林樹種有中國梧桐林

3、、法國梧桐林、楊樹林、白蠟林、雪松林、中國槐和蘋果林等。此外，為便于對比，對荒草地的土壤含水量也進行了一些測定。 西安2003年平均降水量為883mm，比正常年均降水量(600mm)高283mm，屬于西安地區(qū)的豐水年。2004年西安地區(qū)降水量為517.2mm，比多年平均降水量低近100mm，因此屬于降水偏少年。2005年西安地區(qū)降水量達570余mm，屬于正常降水年份。通過對不同降水年份人工林地和農(nóng)田土壤含水量的測定分析，得出了以

4、下認識。 (1)西安地區(qū)不同人工林下土壤含水量差異較大，闊葉的梧桐樹和楊樹對水分的消耗比針葉的雪松少。在我們所選的樹種中，土壤含水量由高到低依次為中國梧桐林地>法國梧桐林地>楊樹林地>白蠟林地>雪松林地。造成人工林地土壤水分含量差異的主要原因是不同樹種生長速度的快慢不同。農(nóng)田(麥田和玉米地)土壤含水量普遍較高。 (2)西安地區(qū)不同年份降水量及降水期的長短存在差別，造成土壤水分的年際動態(tài)變化。豐水年人工林地土壤水分含量高，

5、而降水偏少年和正常降水年土壤水分含量較低，甚至出現(xiàn)土壤干層。 (3)研究結(jié)果顯示，在2003年降水量達883.2mm，該年增加的水分使土壤干層消失，直到2006年研究區(qū)一般土壤水分仍較高，只有少數(shù)人工林地干層再度出現(xiàn)。豐水年土層中恢復(fù)的水分可維持人工林4年多正常生長的需求。然而由于西安地區(qū)人工林土壤水分消耗速度較快，推斷豐水年之后6年左右該區(qū)將較普遍的出現(xiàn)土壤干層。 (4)咸陽地區(qū)的采樣地點蘋果林植株密度較大，所以經(jīng)過豐

6、水年之后三年多的水分消耗，干層就已再度發(fā)育，而且中齡蘋果林樹齡越大，干層發(fā)育越強。 (5)不同類型的土地利用方式對于土壤水分的利用程度不相同，其中荒草地土壤含水量大于農(nóng)田，農(nóng)田含水量大于人工林。 (6)土壤干層是水分傳遞的隔離層，它中斷了降水垂直入滲補給地下水的路徑。因此土壤干層不僅能夠指示植被生長發(fā)育不正常，而且指示了當?shù)厮h(huán)正常與否。在年均降水達到880mm的2003年，西安地區(qū)人工林土壤干層已經(jīng)消失，而且雪松林地

7、在豐水年之后的兩年內(nèi)不會出現(xiàn)干層，短時間內(nèi)水循環(huán)恢復(fù)正常。然而，經(jīng)過三年半的消耗，人工林地土壤水分明顯降低，有的已經(jīng)出現(xiàn)干層，如果2007年仍然為正常年份或貧水年，土壤干層現(xiàn)象還會繼續(xù)加重。干層的發(fā)育指示了當?shù)厮h(huán)再次陷入不正常循環(huán)狀態(tài)。 (7)雖然該區(qū)在2003年之前有發(fā)育弱的干層存在，但從人工林生長較好來看，該地區(qū)及降水量類似的黃土高原半濕潤區(qū)是基本適于造林的地區(qū)，但由于土壤水分不充足，造林應(yīng)選生長緩慢的樹種，并應(yīng)適當減小