半干旱典型草原区退耕地土壤结构特征及其对入渗的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第6期农业工程学报V_01．24No．6142008年6月TransactionsoftheCSAEJun．2008半干旱典型草原区退耕地土壤结构特征及其对入渗的影响赵勇钢1,2,3，赵世伟，，曹丽花4，梁向锋1,2,3(1．西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌712100；2．中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌712100；3．中国科学院研究生院，北京100049：4．西藏大学农牧学院资源与环境学院，林芝860000)摘要：坡地土壤降雨入渗、径流和侵蚀过程与

2、土壤结构密切相关。试验样地为宁夏固原云雾山自然保护区的坡耕地、退耕6a、退耕11a(前8a放牧，后3a禁牧)和退耕l6a坡地，室内测定土壤结构指标，野外采用基于径流一入流一产流方法的新型降雨仪器在17、43和56mm／h雨强下观测坡地土壤的入渗性能，分析土壤结构特征对入渗的影响。对土壤结构的稳定性指标、孔隙性指标和分形维数指标进行分析，结果表明，随着退耕年限的延长，土壤团聚体稳定性增强，土壤结构孔隙状况得到明显改善。模拟降雨结果显示，随着雨强的增大，退耕地的土壤入渗率增加，但坡耕地反而降低。退耕11a样地受放牧牲畜践踏影响，入渗性能最差。通过

3、逐步回归分析可知，在17mm／h和56mm／h雨强下，影响土壤稳定入渗率的土壤结构因子主要是容重和有机碳含量，而在43mm／h雨强下主要是毛管孔隙度和非毛管孔隙度。土壤有机碳含量和孔隙状况的差异致使土壤结构特征不同，从而对入渗性能和过程产生明显的影响。关键词：退耕地；土壤结构特征；雨强；入渗中图分类号：S152．7文献标识码：A文章编号：1002—6819(2008)一6-0014-07赵勇钢，赵世伟，曹丽花，等．半干旱典型草原区退耕地土壤结构特征及其对入渗的影响[J]．农业工程学报，2008，24(8)：14-20．ZhaoYonggang

4、，ZhaoShiwei，CaoLihua，eta1．Soilstructuralcharacteristicsanditsefectoninfiltrationonabandonedlandsinsemi-aridtypicalgrasslandareas[J]．TransactionsoftheCSAE，2008。24(6)：14-20．(inChinesewithEnglishabstract)(以下简称团聚体分维)【9。”，及用孔隙大小组成的分形0引言维数(以下简称孔隙分维)描述土壤孔隙分形特征[12-14】，黄土高原地区雨量少且不均，

5、降雨多是暴雨，占总使得定量描述土壤结构特征成为可能。植被恢复促进了耕地面积70％的旱作农业坡耕地其土壤侵蚀量占黄土土壤肥力的恢复，改善了土壤结构状况。关于退耕地演高原总侵蚀量的50％～60％，坡地流失土壤是致使黄河替方面的研究多数是关于植物群落和土壤养分状况[1、泥沙淤积的主要原因【l】。因此，如何将“全部降水就地入土壤物理性质【16】及土壤持水性[1等方面，而对退耕地植渗拦蓄”【2J，减少坡地土壤侵蚀，对黄土高原的植被生态被恢复下土壤结构对入渗性能影响方面的研究尚不多恢复和农业可持续发展有着重要意义。见，需进一步探讨。土壤的入渗性能是指在(

6、由土壤确定的)大气压下，另外，对土壤入渗的测定也会因方法的不同而结果充分供水条件下，单位时间内单位面积上土壤表面的入有所差异。常用野外测定坡地土壤入渗性能的方法有人渗通量[3】。作为土壤结构特征的基本反映，团聚体粒径分工模拟降雨法和双环法。但一般的人工模拟降雨法有受布和稳定性及孔隙大小和连通性对土壤的入渗性能有着雨强限制和无法测得降雨早期很高入渗率的不足【3】。而重要的影响[4l。CastroFilho等[5】和Zhang等[】利用平均重Bouwert1描述的双环入渗仪法，也有不宜用于坡地，是量直径(meanweightdiameter,MW

7、D)和几何平均直径静水有压入渗[19-21】，会压缩和破坏土壤，使测定结果偏高(geometricmeandiameter,GMD)作为指标评价土壤团[】等缺陷。雷廷武等[】人提出的一种新型测量坡地降雨入聚体的分布，Franzluebbers[7】和赵世伟等L8】利用水稳性大渗性能的径流一入流一产流方法(以下简称产渗流法)团聚体(>0．25mm)含量作为土壤团聚体稳定性的一项考虑了降雨和径流的双重作用，可以很好地描述坡地土指标；随着分形理论在土壤研究中的应用，用粒径的重壤入渗性能变化的全过程。潘英华[在室内和杨永辉】量分布描述土壤颗粒组成和团

8、聚体大小组成的分形维数在野外人工林应用产渗流法取得了一定的研究结果，但该方法在野外草地植被恢复下退耕地的应用还需进一步研究。收稿日期：2007-02．08修订日期：