● 摘要
为了研究延川地区经济林地土壤水分含量在4.0m深度范围内的变化规律,为该区合理高效利用土壤水资源、农民增产增收、实现农业的可持续发展,本文研究了2012年8月延川苹果树林地、枣树林地和梨树林地土壤垂直剖面水分变化特征,采用隔室模型建立了苹果树林地在该时段土壤水分随深度变化的数学模型,并对这3种经济林地土壤水分有效性、土壤干层及其对水循环与水分平衡和土壤水库的影响进行了研究,得出以下结论:
(1) 苹果树林地0~1.1m深度范围土壤含水量自上向下呈波动式的急剧减少;在1.1m以下到4.0m之间土壤含水量先减少再增加最后减少,含水量变幅小,处于相对稳定状态。枣树林地0~0.4m深度范围土壤含水量变化趋势是自上向下呈增加趋势,0.4m以下至4.0m土层含水量相对稳定。梨树林地0~1.5m深度范围土壤含水量的总体变化趋势是自上向下先增加后减少,在1.5~3.0m深度范围土层含水量相对稳定,在3.0m以下土层含水量呈增加趋势。即梨树林地土壤含水量变化规律为自上向下呈现增加-减少-稳定-增加。枣树林地各个钻孔剖面平均含水量最高,达10.6%;梨树林地次之,为10.0%;苹果树林地土壤含水量最低,为7.1%。即3种经济林地土壤含水量由高到低依次为枣树林地>梨树林地>苹果树林地。
(2) 隔室模型能够很好的拟合研究区苹果树林地土壤水分随深度的变化,拟合优度为0.936。
(3) 除梨树林地个别层呈中效水外,苹果树林地、枣树林地和梨树林地土壤水分基本都呈难效水状态,3种经济林吸收土壤水分都受到抑制。苹果树林地0.9m以下土层土壤水分接近无效水,枣树林地整个剖面土壤水分接近中效水,梨树林地部分土层水分接近中效水。若发生连续性干旱,苹果树正常的生长发育更易受到不利影响,梨树林地次之,枣树林地一般不受不利影响。
(4) 苹果树林地、枣树林地和梨树林地各个钻孔2.0~4.0m深度范围都存在土壤干层,苹果树林地有轻度干层、中度干层和重度干层发育,枣树林地仅有轻度干层发育,梨树林地仅有轻度干层和中度干层发育,该区最适宜发展枣树林地。
(5) 苹果树林地、枣树林地和梨树林地土壤干层减缓了土壤水分的垂直移动性,切断了深层水分与上层的联系。水循环主要是地表水循环,地下水循环基本不存在,形成了土壤-植物-大气的水分循环模式,属于异常水分循环类型。干层长期发展下去会导致该区地下水位的持续下降和地下水资源减少。
(6) 苹果树林地、枣树林地和梨树林地有效调节库容都较大,分别占有效库容量的91.8%、66.8%和71.3%。3种经济林地土壤含水量较低,具有很大的蓄水潜力,土壤水库对3种经济林的调节能力很有限。土壤干层的存在使深层土壤水在干旱季对经济林地的补偿作用受到制约,在一定程度上削弱了土壤水库对干旱的调节能力,影响了经济林地正常的生长发育。
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