土地利用方式对山区坡地土壤含水率变化影响研究

土地利用方式对山区坡地土壤含水率变化影响研究

雷光宇

(陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西 西安 710075)

摘要：土壤的持水特性对作物的产量以及坡地的地质安全具有很大的影响。本文通过物理试验方法，通过对不同坡地土壤物理指标进行分析，从坡地土壤不同剖面的土壤含水率变化，探索土地利用方式、地形地貌以及保水措施下陕南地区坡地土壤水分的时空分布特性，揭示陕南地区坡地土壤的水分变化规律，为陕南地区深入开展水土保持研究和高效农业灌溉提供数据支撑和理论指导。

关键词：山区坡地；土壤含水率；土地利用方式

基金项目；陕西省土地工程建设集团内部科研项目（DJNY2022-39）。

一、前言

土壤水分是影响植被成活和生长的最关键因子，植物生命活动需要的绝大部分水分都是通过根系从土壤中吸收得到的，土壤水分不仅显著影响植物的光合作用、水分代谢和物质运移等生理活动，而且对植物根系的生物量、形态特征、生理活性等各方面也会产生影响[1-3]。

目前，国内外都在开展系统化的土壤水分及其影响因素研究。首先，基础理论研究正在受到相对较多的关注，包括土壤水分与土壤物理性质、化学性质及生物性质的关系研究，土壤水分流动及其影响因素的研究，以及土壤中水分在环境多尺度变化过程中的转化规律。此外，还有关于植物对土壤水分的利用，土壤水分与植物生长发育的关联研究，土壤水分与环境污染的关系，以及土壤水分的管理与利用技术研究。这些研究成果，既有利于探索土壤水分及其影响因素，也有助于指导生态环境可持续管理，发挥着重要作用。

在山地区，土地利用方式与土壤水状况关系密切。一方面，土地利用方式是影响土壤水变化的重要因素。土壤水分动态过程受降水和地表蒸散的影响，而土地利用方式通过影响降雨入渗和水分的蒸散发等过程影响土壤水分含量与分布，从而控制局地土壤水分变异，此外，土地利用方式对土壤饱和导水率、非饱和导水率、土壤水分特征曲线、田间持水量等土壤水力参数和物理性质也有一定影响，而这些土壤特性直接决定土壤水分运移、分布及其有效性[4]。

诸多研究表明土地利用影响着土壤水分分布，同时也影响着与土壤水分密切相关的土壤的其它属性[5-6]。目前，关于不同植被类型、坡度、坡向等对半干旱区土壤含水量的影响已有学者做了深入研究[7-9]，但对干山地区坡耕地土壤水分变化的研究却相对较少。

二、研究方法

坡地土壤含水率测定，采用烘干法进行测定。用土钻采取土样，用0.1g感量的天平称取土样的重量，记作土样的湿重M，在105℃的烘箱内将土样烘6~8小时至恒重，然后测定烘干土样，记作土样的干重Ms，根据公式，即可计算出土样的重量含水率。

三、研究结果

本研究选定某向阳坡面进行研究，在雨季（8月份）和旱季（2月份）进行了采样，采样的位置分别为土坡的坡顶、坡中以及坡地的位置，采样深度分别为0-10cm,20-30cm,40-50cm。分别在耕地、退耕还林地以及撂荒地进行了采样。

表1  30度坡土壤含水率统计表

通过已开展的试验研究发现，土地利用方式是影响土壤水变化的重要因素。土壤水分动态过程受降水和地表蒸散的影响，而土地利用方式通过影响降雨入渗和水分的蒸散发等过程影响土壤水分含量与分布；不同的土地利用方式下，土壤里的含水量是不一样的，并且，随着采样时间的不同，土壤里的含水量的变化也是不一样的。不同土壤深度，其含水量的变化也是不一样的。

由表1可以看出，对于向阳坡，在不同的季节，边坡不同位置的含水量是不同的，雨季，坡顶的含水量最小，坡地的含水量最大，坡中的含水量介于两者之间；撂荒地的含水量最大，耕地的含水量最小，退耕还林地的含水量介于两者之间。从不同深度来看，不同位置，含水量随着土层深度的增加，其也在增加。在旱季，坡顶的含水量最小，坡地的含水量最大，坡中的含水量介于两者之间；不同于雨季，旱季时退耕还林地的含水量最大，耕地的含水量最小，撂荒地的含水量介于两者之间。从不同深度来看，不同位置，含水量随着土层深度的增加，其也在增加。

四、结论

总体来说，土壤水分状况受降水、地形以及土地利用方式等多重因素的影响，处于动态变化之中，同一种土地利用方式，坡地上部土壤含水率较低，坡地越往下部，含水率越高。土壤雨季的含水率明显高于旱季的含水率，退耕还林地以及撂荒地持水能力强于耕地的持水能力。

参考文献：

[1] 唐敏. 黄土丘陵区坡地土壤水热特征及其耦合效应研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2019.

[2] 白一茹. 黄土丘陵区枣林土壤性质时空特征研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2012.

[3] 张兴吕, 卢宗凡. 坡地土壤水分动态及耗水规律研究[J]. 水土保持研究，1996,3（2）：46-56.

[4] Wang M, Shi S, Lin F, Hao Z, Jiang P, Dai  G. Effects of soil water and  nitrogen on growth and photosynthetic response of Manchurian ash (Fraxinus mandshurica) seedlings in northeastern China. PloS one, 2012,7(2), e30754.

[5] Liu Y, Li S, Chen F, Yang S, Chen X. Soil water dynamics and water use efficiency in spring maize fields subjected to different water management practices on the Loess Plateau, China. Agricultural Water Management, 2010,97: 769-775.

[6] 刘春利, 邵明安. 黄土高原六道沟流域不同土地利用方式下土壤水力特性及其对土壤水分的影响[J]. 应用生态学报, 2008(11):76-83.

[7] 王国梁, 刘国彬, 党小虎. 黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤含水率的影响[J]. 农业工程学报, 2009(02):39-43.

[8] 罗梦娇,艾宁,刘长海. 半干旱黄土区不同植被类型对土壤水分的影响[J]. 四川农业大学学报, 2019, 37(02):38-45+52.

[9] 刘建华, 李铭亮, 苏剑波等. 有机质含量、地形坡度对土壤保水效果及作物产量的影响[J]. 湖南农业科学, 2017(1):16-18.