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半干旱黄土丘陵沟壑区不同植被类型水土保持效应及土壤水分研究

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摘要

为了了解半干旱黄土丘陵沟壑区不同植被类型/土地利用的水土保持效应及其对土壤水分的影响，以便更好地服务于该区的生态环境重建和植被恢复及退耕还林工程，对定西市安定区安家沟流域典型植被坡耕地小麦、人工草地苜蓿、天然草地针茅、乔木油松和灌木沙棘14年(1986-1999年)自然降雨条件下的减流、减沙效应及2002年梁峁坡和沟坡土壤水分动态进行了研究。结果表明：①14年间，不同植被类型不同坡度小区产流及侵蚀次数差异不大，但不同植被类型之间差异明显，其大小次序是坡耕地＞苜蓿草地＞油松林地＞天然草地＞沙棘林地；②不同植被类型年度平均径流量和侵蚀量差异性显著，其中以坡耕地为最高，依次为坡耕地＞苜蓿草地＞油松林地＞天然草地＞沙棘林地。降雨强度和植被类型/土地利用是发生侵蚀产沙的主要因子，同一坡度下不同植被类型的产沙量随降雨强度的增大而增加，同一坡度的同一雨强下其坡耕地产沙量最大，其次是油松林地和苜蓿草地，而天然草地和沙棘林地最小；③各植被类型径流量和侵蚀量的月份分布具有明显的不均等分布特征，7月和8月份径流和侵蚀发生较多，5月和9月发生较少，且各植被类型减流、减沙效应也主要发生在7月和8月；④不同植被类型的累积径流量及侵蚀量年际变化也有差异，14年中都以坡耕地为最高，苜蓿草地和乔木林地居中，灌木林地和天然草地最低；⑤各植被类型减流率和减沙率的不同时间变化(累积年际变化、时段变化、时期变化)特征相似，但减流、减沙效应不同，即在试验研究的14年中，沙棘灌木林地减流率和减沙率持续提高并保持在较高水平，天然草地则经历先增加而后略下降的过程，但也保持在较高水平，两者表现出极其稳定和高效的减流、减沙效应，水保效应最明显和最持久；人工苜蓿草地减流率和减沙率随时间增加而迅速下降，油松乔木林地减流率迅速下降，而减沙率则稳定提高，并和苜蓿草地维持在较低的水平，两者除乔木林地减沙效应较好外其减流效应微弱，持续水保效应较差；农耕地水保效应最差。⑦梁峁坡与沟坡0～100cm土层平均含水量研究表明，2002年两坡土壤水分季节变化相似，即土壤水分含量变化经历了增加-下降-再增加-再下降的过程，总的变化趋势是降低的，变化曲线呈双峰型。5月土壤含水量较高，7月土壤含水量较低。但两坡水分变化也有差异，即梁峁坡土壤水分季节变化明显，不同植被和不同坡向间水分差异性在湿润季节增大，而沟坡土壤水分季节变化不明显，不同植被间水分差异性在干旱季节增大；⑧两坡土壤水分剖面变化相对季节变化不明显，其变化总趋势是梁峁坡土壤水分含量随着深度的增加而降低，而沟坡的水分含量随着深度的增加而增加。水分含量在土层深度0～60cm处变化较大，梁峁坡水分在此土层下降较快而沟坡增加较快，60～100cm处变化较小，梁峁坡水分下降缓慢而沟坡增加缓慢；⑨植被类型和坡向对土壤水分有较大影响，而坡位影响不明显。不同坡向间，阴坡土壤水分含量高于阳坡。同一坡向的不同植被间，草地的含水量高于灌木林地；⑩梁峁坡与沟坡相比，沟坡土壤水分条件较梁峁坡好，即使在干旱季节也能满足各类植物对水分的需求。小气候相比，沟坡风速、光照均小于梁峁坡，而大气湿度和温度均大于梁峁坡。

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