不同土地利用類型對(duì)土壤水分及容重的影響

李牧賾+李敏

摘要：在西雙版納熱帶植物園，選取森林、草地、裸地3種不同土地利用類型，研究了不同土地利用類型對(duì)土壤水分及容重的影響，結(jié)果表明：①0～50cm土壤含水量的變化次序?yàn)椋荷?草地，森林>裸地，草地與裸地差別不明顯；②表層土容重的變化次序?yàn)椋荷?草地>裸地。該結(jié)果可對(duì)提高地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：土壤水分；土壤物理性質(zhì)；土地利用；容重；土壤表層

中圖分類號(hào)：S152.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-9944（2016）22-0023-02

1引言

土壤水分主要受降水、地形、土壤物理性質(zhì)和土地利用的影響。筆者的課題探究在西雙版納熱帶植物園，選取森林、草地、裸地3種不同土地利用類型，研究了不同土地利用類型對(duì)土壤水分及容重的影響。為當(dāng)?shù)氐耐寥涝u(píng)價(jià)提供科學(xué)參考。

2材料與方法

2.1研究區(qū)概況

中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園位于中國(guó)云南省西雙版納傣族自治州景洪市勐臘縣勐侖鎮(zhèn)葫蘆島，距離景洪市有96km，距勐臘縣城有100多km，東經(jīng)101°25′，北緯21°41′。中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園地處北回歸線以南，年平均氣溫21.4℃，屬北熱帶季風(fēng)氣候，其特點(diǎn)是熱量豐富、夏無(wú)酷熱、冬無(wú)嚴(yán)寒、降水充沛，旱雨兩季分明。雖降水充沛，但80%的降水集中在5～10月。研究時(shí)間在1月下旬，屬于當(dāng)?shù)睾导?，降水較少。

2.2樣品的采集

2016年1月24日在中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園選取森林、草地、裸地3種不同土地利用類型（表1）。在坡中取0～50cm刨面樣品，從土壤表層開(kāi)始每10cm分為一層，每層平行取樣3份用于測(cè)定土壤含水量，取出樣品后立即裝入塑料密封袋中（防止水分蒸發(fā)）。

2.3測(cè)定指標(biāo)與方法

土樣含水量是指土樣在105～110℃的溫度下烘干至恒重時(shí)所失去的水分質(zhì)量與烘干土質(zhì)量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。

2.3.1烘干法儀器設(shè)備

①恒溫烘箱：一般要求在50～200℃范圍內(nèi)能在任一點(diǎn)保持一定恒溫范圍。采用的溫度是105℃，控制溫度的精度高于±2℃；

②電子天平；

③附屬設(shè)備：鋁盒（稱量盒）、溫度計(jì)等。

2.3.2測(cè)定方法

①稱樣品（>1mm風(fēng)干土）10g左右，置于已知重量的稱皿中；將數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)簽上；

②放入烘箱，在105℃（溫度過(guò)高，有機(jī)質(zhì)易碳化散逸）溫度下烘至恒重；

③取出放干燥器（干燥器中的干燥劑氯化鈣或變色硅酸要常更換）中冷卻約20min，立即稱重。

2.4指標(biāo)的計(jì)算

含水量=（烘干前鋁盒及土樣質(zhì)量-烘干后鋁盒及土樣質(zhì)量）/（烘干后鋁盒及土樣質(zhì)量-烘干空鋁盒質(zhì)量）×100%，

容重=純干土質(zhì)量（g）/環(huán)刀體積（200cm3）。

2.5數(shù)據(jù)的處理

研究中的圖表均在MicrosoftOfficeExcel工作表中計(jì)算和處理。

3結(jié)果與分析

3.1不同土地利用類型下的土壤含水量變化特征與分析

3.1.1裸地土壤刨面含水量變化

坡面土壤未經(jīng)人類過(guò)多的擾動(dòng)。在該區(qū)域內(nèi)無(wú)植被，其下表層土壤含水量在0.171～0.202之間，極差可達(dá)0.031?？梢?jiàn)荒地土壤含水量隨深度變化較小，這可能因?yàn)楹导窘邓?，水體下滲作用較弱，冬季氣溫不高，蒸發(fā)較少。

3.1.2草地土壤刨面含水量變化

草地土壤曾經(jīng)過(guò)人類的擾動(dòng)，2011年園內(nèi)研究樓建成，建筑垃圾多填埋于草地中。在該區(qū)域內(nèi)植被為草地，其下表層土壤含水量在0.168～0.204之間，極差可達(dá)0.036?？梢?jiàn)草地含水量隨深度變化較小，這可能因?yàn)楹导窘邓?，水體下滲作用較弱，冬季氣溫不高，蒸發(fā)較少。同時(shí)20～50cm處建筑垃圾較多，多為石頭，可能對(duì)含水量影響較大。

3.1.3森林土壤刨面含水量變化

森林土壤未經(jīng)人類過(guò)多擾動(dòng)，在該區(qū)域內(nèi)植被為熱帶季雨林，其下表層土壤含水量在0.305～0.351之間，極差可達(dá)0.046。可見(jiàn)森林含水量隨深度變化較大，這可能因?yàn)榭萋湮镙^多，水體蒸發(fā)較少，0～10cm含水量較多，10～50cm根系較少，故土地含水量較少且變化趨勢(shì)趨于平緩（圖1）。

3.2不同土地利用類型下的土壤表層容重變化特征與分析

對(duì)3種樣地容重的3個(gè)測(cè)量值剔掉一個(gè)最偏值后取平均值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤表層容重中裸地最大，可達(dá)1.72095g/（200cm3），草地土壤容重為1.658475g/（200cm3），比裸地降低0.062425，森林土壤容重僅為1.08795g/（200cm3），比裸地降低0.633，減少約36.8%。裸地與草地的土壤表層容重較高，且差異較小，森林的土壤表層容重明顯低于裸地與草地，這可能與人為活動(dòng)有關(guān)（圖2）。

4結(jié)論與討論

0～50cm土壤含水量的變化次序?yàn)椋荷?gt;草地，森林>裸地，草地與裸地差別不明顯；表層土容重的變化次序?yàn)椋荷?gt;草地>裸地。

在該區(qū)域內(nèi)，裸地與草地土壤含水量變化不大，但森林的含水量明顯高于裸地與草地，這可能是森林的樹(shù)冠郁閉度和枯枝落葉層大于裸地與草地，能夠較大減少地面蒸發(fā)，起到保水作用所致。

土壤表層容重以裸地最大，可達(dá)1.72095g/（200cm3），草地，森林依次降低，其中森林最低。這可能與土地利用類型、人為活動(dòng)和土壤性質(zhì)有關(guān)，其原因和裸地與草地經(jīng)常受到人類踩踏有關(guān)。

5結(jié)語(yǔ)

裸地的容重大，含水量低，不利于地表水下滲，從而加大地表徑流，減少地下水，攜帶表面土層造成水土流失，土層變薄，這片土地就會(huì)越來(lái)越貧瘠，這不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，降低農(nóng)作物產(chǎn)量，而地表水加大，會(huì)攜帶泥沙到河流下游，導(dǎo)致下游含沙量增高，洪澇災(zāi)害就會(huì)越來(lái)越頻繁；反之，林地的容重小，有利于地表水的下滲，植物就會(huì)更多的通過(guò)蒸騰作用把地下水轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿庵械乃魵?，所以?dāng)?shù)卦诤导疽矔?huì)減少發(fā)生旱災(zāi)的可能性。

通過(guò)分析，表明自然地理的五大要素（氣地水生土）是互相關(guān)聯(lián)的，所以要在利用這些土地時(shí)不能只看中土地產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)3方面的可持續(xù)發(fā)展。

通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，了解到不同土地利用類型含水量和容重的差異，以指導(dǎo)今后的生產(chǎn)生活，讓人們更好的理解了可持續(xù)發(fā)展的思想。

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