不同水土保持措施对土壤水分的影响

摘要：文章所述研究分别选取了7个不同的植被结构区域作为研究对象，对不同水土保持措施下土壤水分变化进行分析及研究。经过一系列的研究，得出在不同的水土保持措施下，植被结构复杂的土壤的持水量和饱和量才会越大，另外随着植被复杂性增强，土壤保持措施的作用则会不断增强。

关键词：含水量；土壤水分；水土保持措施；植被结构；持水量；饱和量 文献标识码：A

中图分类号：S157 文章编号：1009-2374（2017）07-0113-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.053

水土保持措施对土壤含水量的影响当前已被专家所认可，本文基于一系列的研究成果试图对几种水土保持措施下土壤水分特征进行分析，通过本研究对不同生态系统当中的水生态特征进行充分的了解，从而揭示出水贮存的规律。

1 研究样本及研究方法

1.1 研究样本

本文将研究样本选取在了吉林省某处水土保持科技园，该科技园是进行科学研究的试验基地，该园区位置属于温带大陆性季风气候，气候温和，雨量充沛，光照充足，四季分明，但是降雨的分配却不够均匀。

1.2 研究方法

本试验在该科技园内选取了7个试验区域，从1～7号进行编号，每个区域的长度为15m，宽度为5m，为了阻止地表径流从试验区域内进出，试验中每个小区都在周围设置了围埂，防止外部径流，另外还在试验区域下部分设置修建了集水槽，以求承接试验区内流出的泥沙及径流，并利用MPV管道引入到径流池内。依据本研究的需要，本实验针对的是当地农林经营方式，分别采取不同水土保持措施，分别是1号土地裸露小组、2号及3号林草覆盖小组、4号及5号苜蓿草耕作小组、6号及7号林木耕作小组。研究中对土壤渗透性、土壤空隙、降雨、土壤水分变化这些数据进行测定。

2 研究结果

不同植被下的孔隙度、土壤结构、容重、有机质含量均是不同的，所以本文的研究对于农业生态建设具有一定的参考依据。

2.1 土壤特性研究结果

土壤调节水循环、涵养水源是对土壤蓄水能力進行评价的两大重要指标，非毛管空隙在短时间内是可以做到迅速排水的，能够快速地削减径流量，所以水源的涵养措施能够在一定程度上反映出土壤的持水量。

通过测定笔者发现2～7号组的土壤容重量均比对照组1号的高，其中6～7组的平均容重量为56.74%，4～5号组的土壤平均容重量为55.69%，2～3号组的土壤平均容重量为51.29%，而对照组的土壤容重量仅为32.67%。

从上述结果不难看出，植被越为复杂的土壤蓄水能力越强，其接纳降雨能力也越强，这对于植被的生长是非常有利的，可以为其生长提供好的环境，使得土壤水源涵养能力进一步得到提升和增强。

同样的土壤及气候环境下，保持措施不同最终土壤物理特性也有一定的差异，这就说明除了土壤本身物理特性之外，植被也对其土壤蓄水能力有一定的影响。

2.2 土壤入渗特性结果

入渗是水分从地面土壤表面直接进入到土壤内部从而实现水的运动过程，是各种类型水的转换过程及环节。土壤的这一特性可以有效地减少土壤地面的径流，从而增强地下水的水量，维持正常的径流水位。在土壤中其水分会受到吸附力、重力等的作用，使得土壤表现出不同形态，所以依据其不同我们能够将其划分为吸湿水、毛管水等五种类型。实际上土壤渗透量不但和土壤水分的饱和程度有关，还与水分补给有关，另外也与土壤结构有关系，在本研究当中不同的土壤结构类型下水分的入渗特性是有所差距的，实际上究其原因就是水土保持措施不同造成的，但从总体来看，其渗透的规律都是初期渗透速率较大，但是降幅会增大，但是随着时间增加，渗透率的幅度也在不断减小，最终保持基本恒定。从研究结果笔者发现6～7组，林草共混的植被入渗性能和其他的组相比较都较好。

2.3 土壤水分随时空发生的变化结果

该试验时期的8月份笔者对其1个月内的降雨就水分进行了观测，该月份内一共发生了三次降雨，分别是8月6日、8月17日及8月26日，降雨量分别为7mm、24mm、15mm，其中8月17日的降雨大部分随着试验田的坡面产生径流，通过地表径流的方式流失掉，只有一小部分渗透到了土壤当中。其余两次降雨较少的大部分降雨都渗透进了坡面土壤当中。土壤当中的水分不仅会受到植被、地形等的影响，还会受到降雨的影响，所以笔者分别对7块试验田3次降雨土壤的水分变化情况进行了观测，发现土壤表层的水分有两个时期，分别是补充期及消退期，其中前者指的是当降雨之后到达地表的水分会在重力的作用下，向着更深的土壤当中运动，并最后储存到其中，使得土壤含水量在一定程度上增加。而后者指的是当降雨发生之后，随着植被的不断生长及蒸腾作用，土壤当中的水分主要是为了有效地弥补植被的水分消耗，土壤的水分就会逐渐的减少。这些在本处试验当中都是可见的，但是笔者在研究当中还发现降雨后深层土壤（深度在40～100cm）中的水分很快的就恢复到了稳定状态，之所以会如此是因为深层土壤中植被根系无法消耗水分，且土壤水分蒸发量相对较少。在试验中深度为0～20cm的土壤含水量最高的要数4～5组，而到了20～100cm深度的土层当中含水量最高的却是2～3组，之所以会如此笔者分析在4～5组当中大量的苜蓿草使得土壤表层当中的根系更为发达，那么根系的蒸腾作用及吸收作用就越强，而在20～100cm的土壤层当中4～5组的根却是较少的，并且植被消耗的水分相对也较少，但是4～5组植被的植物结构和种类相对其他组较为丰富，那么土壤当中就会有更多的根系、植被死亡及凋落物，故土壤涵养水源能力自然就比较强，水分在重力之下就会通过土壤当中的空隙有效的储存起来。另外，对垂直方向上的土壤均含水量所发生的变化还能够看出，当土壤深度不断增加的时候土壤当中的水量也就会减小，含水量也就会相应增加，当土壤的深度不断增加的时候就会减少对环境的影响，那么在中流及降雨的环境下，土壤当中的含水量就会随土壤深度增加而增加。

2.4 土壤含水量垂直变化结果

土壤剖面含水量有着一定的规律性，根据不同土层的消耗特点可以将土层分为弱利用层、调节层及主要利用层，该研究分别地对0～10cm弱利用层土层、10～60cm主要利用层、60～100cm调节层进行了土壤含水量的测定。在0～10cm弱利用层中4～5组的含水量最高，笔者分析主要是因为该层土层当中土壤水分变化多受地表温度、通风状况、大气降水等影响，其中在单独的林木植被当中根系在该层的作用最小，在土壤当中的含水量基本上都会被草木、农作物及地表蒸发所用，在本研究当中，试验组6～7组的根系相对较深，所以在0～10cm弱利用层当中6～7组对水分的利用程度较低，但是当土壤层的含水量变化不断增大的时候，在发生降雨之后土壤当中的含水量就会变得最大，由于本文选取的月份是8月份，该月份的天气温度较高，这样就会导致地表有着强烈的水分蒸发量，那么地表的水分就会在短期内迅速的降低，所以该土壤层在不同植被措施下含水量也是不同的。在10～60cm主要利用层中6～7组的含水量最高，该层是林木植物各系主要的分布层，由于6～7组土壤表层保水能力相对较差，所以雨水一旦落地就会很快地渗透到10～60cm的土层当中，并在该层土壤中储存起来，若降雨较大的时候降水就会向着更深的土壤层渗透。60～100cm土层属于土壤的水分调节层，一旦发生干旱该层将会将其中的水分向上输送，这对于植被来说可以为其提供有利的生长条件，在测量结果当中2～3组的含水量最高。

3 研究结果分析

通过上面一系列的分析之后，不同的水土保持措施对土壤中的水分都产生了一定的影响，对上述的结果分析之后可以总结为以下两点：

第一，水土保持措施会对土壤的物理特性有着一定的改善作用，其主要原因是因为采取水土保持措施后土壤中将会含有大量的植物根系、植被死亡及凋落物，这些都会在土壤当中产生一定的空隙，另外植被周围生物在不断进行生长等活动也会使得周围土壤当中的非毛管空隙增加，使得土壤蓄水性能及入渗性能进一步得到提高，另外随着植物结构复杂性增强，这种增强作用也在不断增强。在研究当中筆者还发现，差异的水土保持措施还使得土壤的入渗性能产生不同的效果，植被结构更为复杂。

第二，降雨量会对土壤当中的水分产生一定影响，从上述的研究结果我们不难得出在0～40cm的土壤层当中，其中的水分变化影响最大，但是对更深层土壤的变化相对来说影响则较小。从土壤剖面来看土壤的水分会因不同的水土保持措施而有所不同，其中在0～20cm深的土层当中，密植苜蓿草的土壤当中含水量最高；在20～100cm深的涂层当中，6～7组的土壤当中含水量

最高。

不同水土保持措施会在一定程度上表现为不同根系、不同数量的植被死亡及凋落物，这会在一定程度上增加土壤中的有机物含量，使得土壤当中的空隙增大，结构得到有效的改善，这就会在一定程度上有效地改善土壤蓄水及入渗的能力，当发生降雨的时候，由于不同水土保持措施就使得地表的粗糙程度增加，而草本植物会大量吸收地表降雨，那么就会使得更多的水分渗透进入到土壤当中，从而增加土壤中的含水量。

参考文献

[1] 赵西宁，王万忠，吴发启，等.不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2011，32（2）.

[2] 蒋太明.降水入渗与土壤水分动态模型研究进展[J].贵州农业科学，2007，33（增刊）.

[3] 李宁.不同水土保持措施对土壤水分及地表径流的影响[D].南昌大学，2014.

作者简介：戚英娟（1977-），女，吉林松原人，松原市宁江区水土保持工作站中级工程师，研究方向：水土保持或水利工程。

（责任编辑：王 波）