陕北黄土区不同植被下深剖面土壤的分形特征

[目的]探究不同植被下深剖面土壤分形特征及其与土壤理化性质和水力学参数的关系,为植被恢复和农业生产提供重要的参考依据。[方法]以陕西省神木六道沟流域为研究区域,采集该区域4种植被(草地、杏树、油松、柠条)下>13 m深剖面土壤样品,测定土壤颗粒组成、含水率以及有机碳含量等,计算土壤分形维数,分析不同植被下深剖面土壤的分形特征。[结果](1)该区土壤黏粒、粉粒及砂粒含量分别为15%,40%和45%,不同植被下土壤颗粒组成的差异显著(p<0.05)。(2)整个剖面上4个样地的分形维数无显著差异(p>0.05),在1—2 m土层深度内,植被类型对土壤分形维数的影响显著(p<0.05),且油松及草地样地的分形维数大于其他两个样地。(3)土壤分形维数与黏粒含量及土壤水力参数(θ_(r),n和K_(sat))的相关性显著(p<0.05),但与有机碳和含水率相关性不显著(p>0.05)。[结论]土壤分形维数主要受土壤细小颗粒影响,且对土壤水力性质具有一定的指示作用,油松及草地对土壤结构改善作用最佳。

陕北黄土区深剖面不同土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素特征

研究不同利用方式下的土壤水分稳定同位素组成有助于理解土壤水分运动过程,且可以分析土地利用变化的水文效应.本研究采集陕北黄土区4种土地利用方式(农地、草地、沙柳和杨树)下>15 m深的土样,测定土壤水的氢氧稳定同位素组成,探究土壤水分运动机制并分析土地利用方式的影响.结果表明:4种土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素组成特征具有显著差异.农地、草地、沙柳地和杨树地土壤水δD分别在-81.1‰^-60.1‰、-91.2‰^-61.0‰、-87.4‰^-63.6‰和-73.5‰^-62.2‰,δ18O分别在-11.2‰^-7.6‰、-12.6‰^-8.2‰、-11.5‰^-8.1‰和-9.9‰^-7.7‰.土壤水氢氧稳定同位素垂直分布均呈波动变化:浅层(活跃层,0~3 m)土壤水氢氧稳定同位素变化剧烈,δD值分别在-80.2‰^-61.8‰、-75.9‰^-65.5‰、-76.0‰^-63.6‰和-73.5‰^-62.2‰;中层(3~12 m)农地和草地氢氧稳定同位素剖面呈抛物线型,而沙柳地和杨树地相对稳定;但深层(12 m以下)土壤水氢氧稳定同位素值基本稳定,δD值分别在-80.8‰^-71.5‰、-83.0‰^-67.5‰、-87.4‰^-76.0‰和-67.5‰^-64.3‰.4个样地土壤水氢氧稳定同位素值在浅层和深层土壤均无明显差异,而在中层差异较大.土壤水分主要来自降水.活塞流可能是土壤水分运动的主导方式.不同样地土壤水可能接受不同强度降水的补给,农地和草地也可被强度小的降水事件补给,而沙柳地和杨树地可能主要接受夏秋季暴雨补给.