黄土塬区不同土地利用方式土壤水分消耗与补给变化特征

对黄土塬区不同土地利用方式下2012年3—10月7龄果园(挂果初期)、17龄果园(盛果期)、小麦地、玉米地土壤水文状况进行分析,结果显示,0—600 cm试验土层7龄果园土壤贮水量最高,其次为玉米地、小麦地,17龄果园最低,且不同土地利用方式下贮水量随着降水量的变化而上下波动,但其变化滞后于降水。不同土地利用方式均表现为随土壤深度增加土壤含水量变异程度减弱的特征,且其土壤剖面的水分含量变化存在季节变异。农田和7龄果园中不存在土壤干燥化现象,而17龄果园土壤剖面存在较厚的干燥化土层,其分布深度为320—600 cm。不同的土地利用方式的土壤水分的消耗和补充深度有较大差异,17龄果园消耗深度为500 cm,补充深度为200 cm;7龄果园、玉米地和小麦地消耗深度分别为200、300 cm和300 cm,且补充深度均超过了测定的土壤深度,大于600 cm。

水蚀风蚀交错区典型植被土壤水分消耗和补充深度对比研究

研究了黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域8种植被类型条件下植物消耗土壤水分深度与降水对应的补充深度。结果表明:裸地、农地、撂荒地、人工草(灌)地(苜蓿地、柠条地、沙打旺地)、当地典型草地(荒草地、长芒草地)在平水年及干旱年,土壤水分均表现为负平衡;丰水年部分样地土壤水分得到补充。平水年以及干旱年(2010—2011年)植物耗水深度依次为:柠条地>撂荒地>沙打旺地>苜蓿地≈长芒草地≈荒草地>农地>裸地,降水补充深度为农地>裸地>撂荒地>荒草地>长芒草地>沙打旺地>苜蓿地>柠条地。丰水年(2012年)裸地、苜蓿地、荒草地与沙打旺地土壤水分并未显示出明显负平衡过程,但柠条地耗水深度依然达到260 cm,其它样地依次为撂荒地>农地>长芒草地;降水入渗深度排序:农地>裸地>撂荒地=柠条地>荒草地=苜蓿地>长芒草地>沙打旺地。水蚀风蚀交错区土壤蒸发(裸地蒸发)以及降水补充深度一般为0—120 cm范围内,丰水年土壤水分能得到恢复。农地的土壤水分消耗与补充深度略有增加。农地撂荒后耗水深度与撂荒地植被类型有密切联系,随植被盖度与丰度的增加,耗水有进一步加深的趋势,撂荒地土壤水分补充深度小于等于消耗深度。农地退耕还草所种植的深根性植被(苜蓿、沙打旺、柠条等)不仅会迅速消耗当季降水,同时会进一步消耗土壤深层储水,致使120 cm以下观测土层土壤含水量较低,造成土壤水分消耗深度较浅的假象。除撂荒地外,高生物产量的人工草(灌)耗水量高,耗水深度也深,因此在退耕还林(草)过程中,应该充分考虑不同植被类型的年度水分交换深度,采取措施降低消耗深度,增加入渗深度。

黄土旱塬主要农林用地土壤水文特征对比

土壤水分是黄土高原地区植被恢复与农林产业持续发展的主要限制因子,为明确主要农林用地土壤水分变化特征及其干化现状,利用CNC503B（DR）中子仪,于2014年4—10月,对长武塬区19龄果园、9龄果园、玉米地及小麦地0～600 cm的土壤水分进行长期监测,并利用土钻法进行校准。结果表明：1）0～600 cm土壤贮水量表现为9龄果园〉玉米地〉小麦地〉19龄果园,均值分别为186.5、183.6、158.6和132.8 cm,除9龄果园与玉米地间差异性不显著（P〉0.05）外,其他农林用地土壤贮水量两两比较均呈显著性差异（P〈0.05）;2）4块样地浅层（0～200 cm）土壤含水量波动程度为中等变异（10%600 cm;4）19龄苹果园土壤干化最严重,0～200 cm土壤干化程度呈季节性变化,200～250和250～320 cm土层分别为严重干燥化与强烈干燥化,320～600 cm呈极度干燥化,形成永久性土壤干层;其次为小麦地,0～100 cm产生临时性干层,250～300 cm发生强烈干燥化;玉米地与9龄果园干化程度较轻,在水分补给不足情况下,只在土壤浅层产生临时性土壤干层。长武塬区农业结构由大田作物转向苹果经济林建设具有一定理论基础;但是,随着苹果林达到盛果后期,土壤贮水量亏缺,土壤干化严重,苹果经济林的经济价值及生态作用等都将受到限制,需要采取合理用水措施及调整林分密度等科学方式,完成长武塬区经济与生态的可持续发展。