北京北部地区三种土地利用类型土壤优先流特征研究

• 作 者: 王葆
• 出 处: 北京林业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 土地利用类型 优先流 CT扫描 染色示踪

优先流作为一种常见的土壤水分运动形式,与土壤养分含量、地下水水质以及边坡稳定性密切相关。土壤大孔隙为优先流的发生提供物质基础,使水分及溶质迅速下渗到深层土壤。研究不同土地利用类型土壤大孔隙及优先流特征,能够为评估优先流对水资源分配以及水资源利用率的影响提供理论基础,也能为区域水资源管理、地下水污染评估以及地质灾害防治等提供科学依据。本研究将土柱CT扫描与室内染色示踪试验相结合,采用图像解析、数理统计分析等方法,对北京北部地区三种典型土地利用类型(草地、园地、林地)土壤大孔隙空间结构特征进行研究,并分析优先流的发生发育特征及其影响因素,研究结果主要如下:(1)三种土地利用类型的土壤大孔隙形态表现不同。草地土壤大孔隙主要呈管状,直径相对较小,数量相对较少,连通性较强;园地中土壤表层大孔隙较多,分散分布,深层大孔隙相对土壤表层而言数量较少,连通性较强;林地土壤大孔隙三维结构呈团状,由大量连通性较好的管状路径聚集而成。(2)三种土地利用类型土壤大孔隙的数量、体积均表现为林地>园地>草地。三种土地利用类型土壤中大孔隙的数量、体积均呈现出随着土壤深度的增加而逐渐减少的规律。在孔隙直径分布上,三种土地利用类型表现基本一致,随着直径范围的增大,孔隙所占比例逐渐下降。(3)草地、园地、林地的染色面积均随着土壤深度的增加而逐渐减小,三种土地利用类型土壤中都出现明显的优先流现象,林地土壤中最先出现,草地次之,园地土壤中优先流出现的最晚。(4)土壤中水流运动形式由基质流过渡到优先流时变异程度最大的是林地,草地次之,园地最小。利用染色面积比变异系数作为优先流发育程度评价指标,计算结果显示,三种土地利用类型优先流发育程度表现为林地>草地>园地。土壤密度、有机质含量、砂粒含量、0-5 mm根长密度能够显著影响研究区内土壤优先流的形成(P<0.05)。