基于環(huán)境同位素技術(shù)的紅壤坡地土壤水分運(yùn)移規(guī)律研究.pdf

1、紅壤地區(qū)水熱資源豐富，具有發(fā)展農(nóng)業(yè)的良好條件，但存在諸如季節(jié)性干旱、水土流失和土地退化等問題，嚴(yán)重影響了區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。圍繞生態(tài)和環(huán)境的核心要素—水，研究紅壤丘陵區(qū)坡地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)水分運(yùn)移規(guī)律及其調(diào)控機(jī)制，可為確定合理的土地利用配置格局提供科學(xué)依據(jù)。本文應(yīng)用環(huán)境同位素技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)土壤物理學(xué)、水文學(xué)的研究方法，通過野外定位觀測，分析了試驗(yàn)期間（2006 年5~9 月）紅壤坡地兩種利用方式土壤水分的運(yùn)移規(guī)律。研究結(jié)果

2、表明： （1）依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，土壤水分垂直變化可劃分為活躍層、次活躍層和相對穩(wěn)定層；土壤含水量從表層到深層表現(xiàn)為增長型，土壤水勢均值則隨深度呈波動(dòng)性變化；油茶林深層土壤水分的變異系數(shù)高于恢復(fù)區(qū)，表明深根系能夠增強(qiáng)深層土壤水分的活躍程度；油茶林對土壤水分的影響在土壤水分強(qiáng)消耗期表現(xiàn)尤為明顯。 （2）再分布過程中土壤水分動(dòng)態(tài)變化主要受降雨量的影響；油茶林砍伐地隨著植被恢復(fù)生長，雨季、雨旱之交、旱季三個(gè)時(shí)期土壤水勢變化強(qiáng)

3、度較大的層次從0~10、0~20、0~30 cm 逐漸加深。在不同的初始條件下，紅壤坡地0~110cm 零通量面在降雨入滲及再分布過程中由淺層到深層一般經(jīng)歷發(fā)散與聚合型相互轉(zhuǎn)變的循環(huán)過程。降雨量決定了零通量面的遷移轉(zhuǎn)變的趨勢，深根系植被具有更復(fù)雜的零通量面的類型、活躍深度及遷移轉(zhuǎn)變過程。 （3）雨季典型降雨過程中，δD 相關(guān)性表明降水對土壤水分的影響隨著深度的增加逐漸減弱，土壤水分δD 與δ18O 均值隨剖面波動(dòng)性增加。剖面土壤

4、水分的氫穩(wěn)定同位素時(shí)空動(dòng)態(tài)變化表明：0~30 cm 土壤水分受降雨入滲及蒸散發(fā)影響最大；40~90 cm 為過渡層次，水分呈上下交替運(yùn)移；降雨入滲過程初期90~120 cm 土壤水分可依土壤水勢梯度向上遷移。深淺根系植被下土壤水分δD均值差異表明0~30 cm 層次主要受降水因素影響，40~120 cm 深度深根系土壤水分的活躍性高于淺根系，深根系植被更易于降雨對深層土壤水分的補(bǔ)給。 （4）典型降雨產(chǎn)流過程中，土壤水勢的動(dòng)態(tài)變化