莫 斌, 陳曉燕, 楊以翠, 羅幫林, 唐 菊,

宮春明4, 林芷行1, 周土金1, 申云康1

(1.廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院, 南寧 530000; 2.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院　三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶400716; 3.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所　黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 楊凌 712100; 4.重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計(jì)研究院, 重慶 400015)

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不同土地利用類型土壤入滲性能及其影響因素研究

莫 斌1, 陳曉燕2,3, 楊以翠1, 羅幫林2, 唐 菊2,

宮春明4, 林芷行1, 周土金1, 申云康1

(1.廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院, 南寧 530000; 2.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶400716; 3.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 楊凌 712100; 4.重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計(jì)研究院, 重慶 400015)

土壤入滲性能是土壤侵蝕研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，其值受土壤理化性質(zhì)的影響較大。為了準(zhǔn)確測得紫色土區(qū)不同土地利用類型土壤入滲性能，采用一種新方法——點(diǎn)源入滲法對其進(jìn)行測定，并對不同土地利用類型土壤入滲性能與其理化性質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果表明：(1) 不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)差異性較大，土壤初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、>0.25 mm團(tuán)聚體含量和有機(jī)質(zhì)含量基本上是表層土大于下層土；(2) 不同土地利用類型土壤入滲性能差異較大，初滲速率和平均入滲率大小基本表現(xiàn)為林地>坡耕地>草地，穩(wěn)滲速率則為坡耕地>林地>草地，達(dá)到穩(wěn)滲時(shí)間為坡耕地>林地>草地；(3) 初滲速率與濕篩MWD值和結(jié)構(gòu)破壞率呈顯著正相關(guān)，與毛管孔隙度呈顯著負(fù)相關(guān)；(4) 穩(wěn)滲速率與非毛管孔隙度呈顯著正相關(guān)，與容重呈顯著負(fù)相關(guān)；(5) 平均入滲率與非毛管孔隙度和結(jié)構(gòu)破壞率呈正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)較大，與土壤容重和毛管孔隙度呈負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)絕對值較大。本研究可為紫色土區(qū)土壤入滲的研究提供理論依據(jù)。

土壤入滲性能; 點(diǎn)源入滲法; 不同土地利用類型; 土壤理化性質(zhì); 相關(guān)性

土壤侵蝕可破壞耕地，制約著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅的全球性災(zāi)害之一[1-2]。而土壤入滲是分析和表征土壤侵蝕過程的重要參數(shù)[3-4]，也是土壤水分循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。紫色土區(qū)是我國土壤侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域之一，因而對該區(qū)不同土地利用類型土壤入滲性能進(jìn)行研究意義重大。土壤入滲性能的測定方法較多，如雙環(huán)法[5-7]、環(huán)刀法[8-10]、單圈入滲法[11-12]、圓盤入滲儀法[13-15]等。點(diǎn)源入滲法具有省時(shí)、省水、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)[16]，但其在紫色土區(qū)土壤入滲方面的研究還沒有報(bào)道。本試驗(yàn)就此問題對該區(qū)不同土地利用類型土壤入滲性能進(jìn)行測定，以準(zhǔn)確獲取該區(qū)不同土地利用類型土壤入滲規(guī)律。加之影響土壤入滲的因素較多，其中土壤理化性質(zhì)是主要影響因子之一。諸多研究者[17-19]發(fā)現(xiàn)土壤入滲性能與土壤容重、土壤團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)、孔隙度等理化性質(zhì)密切相關(guān)。不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)差異很大，從而造成其土壤入滲性能的差異也顯著。為了探索不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)及其入滲性能之間相關(guān)性，通過回歸分析得出土壤理化性質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)與土壤入滲性能之間的權(quán)重關(guān)系。以期為紫色土區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、土壤入滲以及土壤理化性質(zhì)與之相關(guān)性等研究提供資料參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)所在地為西南大學(xué)后山試驗(yàn)基地，地理坐標(biāo)為106°24′E，29°48′N，海拔268 m。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，多年平均氣溫約18℃，多年平均降雨量約1 089.8 mm，降雨季節(jié)分配不均，5—9月為雨季，降雨量占全年的70%。在試驗(yàn)區(qū)選擇坡度相近(約5°)的樣地共3塊，其高差在20 m以內(nèi)，樣地分布從坡上到坡下依次為：林地、坡耕地和草地。

1.2試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)所用設(shè)備包括點(diǎn)源入滲儀(由水泵、計(jì)算機(jī)、相機(jī)、水桶等組成)、鐵鏟、鋁盒、環(huán)刀、削土刀、溫度計(jì)、秒表、漏斗等。

1.3試驗(yàn)測定方法

點(diǎn)源入滲法在紫色土區(qū)作為一種新方法，其測定原理及步驟[16]如下：

(1) 水泵為恒定流量供水裝置，轉(zhuǎn)速范圍為0～100 r/min，可供水流量范圍為0～3.45 ml/min，通過調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來控制恒定的供水流量大小。本研究設(shè)計(jì)供水流量為2 L/h；(2) 數(shù)碼相機(jī)用于記錄供給水流在地表土壤上濕潤面積隨時(shí)間變化的過程，用于估算耕層土壤初始較高的入滲性能；(3) 計(jì)算機(jī)軟硬件組成為筆記本及計(jì)算數(shù)字圖像的軟件，試驗(yàn)過程中經(jīng)照相機(jī)拍攝的數(shù)字圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，并經(jīng)數(shù)字圖像軟件處理提取出水流在地面推進(jìn)的濕潤區(qū)域面積，繼而計(jì)算出土壤入滲速率。

當(dāng)用一定流量向地表供水時(shí)，初滲速率較大，對應(yīng)的濕潤地表面積較小。隨著入滲過程的推進(jìn)，土壤入滲性能不斷降低，當(dāng)濕潤區(qū)域耕層內(nèi)一定面積土壤含水率基本達(dá)到飽和時(shí)，土壤入滲過程轉(zhuǎn)為由犁底層入滲能力控制，當(dāng)濕潤面積達(dá)到一定值，其入滲率基本保持不變。采取數(shù)值計(jì)算方法求其近似解，選擇較小的時(shí)間間隔即較小的面積增量步長，在各時(shí)段以及面積增量段內(nèi)，取入滲的平均值，可以遞推得到i(t)的數(shù)值近似估計(jì)值。

設(shè)不同測量時(shí)段Δt1，Δt2，…，Δtn內(nèi)地表濕潤面積的增量分別為ΔA1，ΔA2，…，ΔAn，所對應(yīng)的水平投影面積為ΔA1cosα，ΔA2cosα，…，ΔAncosα，則tn時(shí)刻水量平衡計(jì)算公式如下：

(1)

由公式(1)可得tn時(shí)刻的入滲率為：

(2)

式中：in——tn時(shí)刻的土壤入滲率，也代表第n時(shí)段的平均入滲率(mm/h)；ΔAn——時(shí)段(tn-tn-1)內(nèi)地表濕潤面積的增量(mm2)；in-j——tn-j時(shí)刻的土壤入滲率，也代表第(n-j)時(shí)段的平均入滲率(mm/h)；ΔAj+1——第(j+1)時(shí)間段內(nèi)水流在地表的濕潤面積的增加量(mm2)。

選好樣地后，將地面雜物清理干凈，并調(diào)好供水流量和相機(jī)采集照片間隔時(shí)差(本試驗(yàn)設(shè)定為3 min/張)，安裝好儀器；標(biāo)定完畢后，同時(shí)按下水泵開關(guān)及計(jì)算機(jī)開始試驗(yàn)按鈕；試驗(yàn)結(jié)束后關(guān)掉水泵，收好相機(jī)，在電腦上計(jì)算出試驗(yàn)入滲過程數(shù)據(jù)。

每種土地利用類型重復(fù)3次試驗(yàn)，并盡量在相同時(shí)段內(nèi)進(jìn)行。入滲試驗(yàn)開始前在樣地用環(huán)刀分層采集原狀土，試驗(yàn)結(jié)束后帶回室內(nèi)測定土壤孔隙度、容重等物理性質(zhì)。并采用“網(wǎng)格法”采集混合土樣，每種土地利用類型采集9個(gè)小土樣，每3個(gè)小土樣混合成1個(gè)土樣，共記3個(gè)土樣。試驗(yàn)結(jié)束后帶回室內(nèi)風(fēng)干，一半過1 mm篩，以測定其機(jī)械組成、微團(tuán)聚體和有機(jī)質(zhì)，另一半不過篩，用于測定大團(tuán)聚體以及其水穩(wěn)性。本試驗(yàn)于2014年3月初至4月底完成。

2　結(jié)果與分析

2.1不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)

土壤入滲性能受諸多因素的影響，而土壤理化性質(zhì)是表征土壤本質(zhì)特性的指標(biāo)，故為主要影響因子之一。因此，分析紫色土區(qū)不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)的差異性是深入研究土壤入滲性能的前提，也是揭示土壤入滲性能差異的內(nèi)在機(jī)理。研究區(qū)不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)見表1。

表1不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)

土地利用類型土層厚度/cm容重/(g·cm-3)初始含水量/%非毛管孔隙度/%毛管孔隙度/%>0.25mm團(tuán)聚體含量/%有機(jī)質(zhì)含量/%濕篩MWD值結(jié)構(gòu)破壞率/%林地0—201.3321.748.7450.2348.519.011.2881.4120—401.3219.536.9346.9848.096.770.8775.10草地0—201.4523.674.3352.1152.0311.350.7834.1120—401.5221.892.3347.3050.237.460.8344.34坡耕地0—201.3125.0310.6851.3552.9520.790.9240.7320—401.4720.639.1845.4953.2411.650.6743.86

從表1可以看出，不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)差異性較大。土壤容重中，表層0—20 cm以草地最大，林地次之，坡耕地最小，草地分別比林地和坡耕地大9.02%和10.68%；而20—40 cm則以草地最大，坡耕地次之，林地最小，草地分別比林地和坡耕地大15.15%和3.40%。這是由于坡耕地表層土(耕層)前期耕作容易引起疏松，而耕層以下土壤容重較林地大是坡耕地常受踩踏等地表壓力作用下所致。

初始含水率中，0—20 cm比20—40 cm均要大，這是因?yàn)樵囼?yàn)所在地屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，常年地表濕度較大(特別是春、冬兩季)，因而其初始含水率較下層土大；3種土地利用類型以坡耕地最大，草地次之，林地最小，其0—20 cm和20—40 cm分別比林地和草地的大15.13%，5.74%和12.08%，6.11%。這是由于坡耕地為作物生長區(qū)，人為澆水所造成，草地郁閉度大，保水性能好，蒸散發(fā)較小，因而其含水率較高。本結(jié)果與劉春利等[20]的研究結(jié)論相似。非毛管孔隙度中以坡耕地最大，林地次之，草地最小，其0—20 cm和20—40 cm分別比林地和草地的大22.19%，146%和32.46%，293%；這是因?yàn)槠赂厥苋藶楦饔绊懽畲?，林地根系較草地發(fā)達(dá)，因而它們的非毛管孔隙度相對較大。毛管孔隙度則相反，以草地最大，林地次之，坡耕地最小(其表層較林地的大主要是因其含水率較高)。而>0.25 mm團(tuán)聚體含量中，以坡耕地最大，草地次之，林地最小，其0—20 cm和20—40 cm分別比林地和草地的大9.15%，17.37%和10.71%，5.99%；這是由于坡耕地受人為施肥等活動(dòng)影響所致，草地則是因其諸多小根系作用及土壤動(dòng)物活動(dòng)而造成。有機(jī)質(zhì)含量也是呈坡耕地最大，草地次之，林地最小的規(guī)律，其0—20 cm和20—40 cm分別比林地和草地的大131%，83.17%和72.08%，56.17%，其原因與>0.25 mm團(tuán)聚體含量的基本一致。濕篩MWD值基本以林地最大，草地次之，坡耕地最小。結(jié)構(gòu)破壞率則以林地最大，坡耕地次之，草地最小，其0—20 cm和20—40 cm分別比草地和坡耕地的大47.30%，40.68%和30.76%，31.24%；這主要與土壤的有機(jī)質(zhì)及團(tuán)聚體含量有關(guān)[21]。

2.2不同土地利用類型土壤入滲性能結(jié)果

初始入滲率、穩(wěn)定入滲率和平均入滲率是評價(jià)土壤入滲中最常用的3個(gè)指標(biāo)[22-23]。由于不同土地利用類型土壤入滲性能之間有較大差異，為了更好地表述這種差異，將3組重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果取平均值進(jìn)行比較分析以得出相應(yīng)結(jié)論。如表2所示，初滲速率采用第1分鐘時(shí)的入滲率表示，穩(wěn)滲速率為土壤入滲達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)的入滲率，平均入滲率則是一定時(shí)間內(nèi)土壤水分入滲總量與時(shí)間的比值。

由表2可知，不同土地利用類型間測得的土壤入滲性能差異較大。初滲速率中，其值呈現(xiàn)林地最大，坡耕地次之，草地最小；相差最大為77.72%(林地與草地)，相差最小為28.19%(草地與坡耕地)。這與劉芝芹[10]、張治偉[24]等的研究結(jié)果有所差異，原因可能是不同區(qū)域土壤質(zhì)地差別較大。第20分鐘入滲率中，相較于初滲率以林地下降幅度最大(平均下降26.56倍)，草地次之(平均下降21.98倍)，坡耕地最小(平均下降15.93倍)。這主要是由于坡耕地土壤結(jié)構(gòu)較好，其土壤理化性質(zhì)除容重外均比林地和草地的大，林地下降最大可能源于其初始含水率最小，而且土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)最不穩(wěn)定。穩(wěn)滲速率中，其數(shù)值表現(xiàn)為坡耕地最大，林地次之，草地最??；相差最大為42.85%(草地與坡耕地)，相差最小為12.36%(林地與坡耕地)。這主要由于坡耕地前期耕作使得其土壤結(jié)構(gòu)較好，林地根系較草地根系活動(dòng)深入，而穩(wěn)滲速率與土壤犁底層結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，故其土壤穩(wěn)滲速率相對較大。平均入滲率中，其數(shù)值表現(xiàn)為林地最大，坡耕地次之，草地最小；相差最大為53.66%(林地與草地)，相差最小為8.62%(林地與坡耕地)。這主要由于林地前期入滲速率較大，加之此指標(biāo)為整個(gè)入滲過程的均值。穩(wěn)滲時(shí)間中，以坡耕地最長，林地次之，草地最小，但三者相差不大，相差最大不超過10%。

2.3不同土地利用類型土壤入滲性能與其理化性質(zhì)相關(guān)性

土壤入滲性能受土壤自身理化性質(zhì)影響較大，但不同理化性質(zhì)指標(biāo)對其影響權(quán)重有所差異。將不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)與其入滲性能用SPSS軟件回歸分析得到其相關(guān)性，結(jié)果見表3。

表2不同土地利用類型土壤入滲性能結(jié)果

土地利用類型初滲速率/(mm·min-1)第20分鐘入滲率/(mm·min-1)穩(wěn)滲速率/(mm·min-1)平均入滲速率/(mm·min-1)穩(wěn)滲時(shí)間/min林地11.720.420.301.2654草地6.600.290.230.8252坡耕地8.460.630.331.1657

表3土壤入滲性能與其理化性質(zhì)相關(guān)性結(jié)果

入滲指標(biāo)土壤容重初始含水率非毛管孔隙度毛管孔隙度>0.25mm團(tuán)聚體含量有機(jī)質(zhì)含量濕篩MWD值結(jié)構(gòu)破壞率初滲速率-0.689-0.7050.555-0.999*-0.845-0.3390.995*0.972*穩(wěn)滲速率-0.962*-0.3010.994*-0.5030.0830.6770.3770.242平均入滲率-0.940*-0.3160.867-0.914-0.5180.1160.8490.766

注：*表示相關(guān)性在0.05水平上顯著。

由表3可知，不同土地利用類型土壤入滲性能與其理化性質(zhì)相關(guān)性系數(shù)差異較大，因而其影響權(quán)重有較大差別。初滲速率與土壤的非毛管孔隙度、濕篩MWD值和結(jié)構(gòu)破壞率呈正相關(guān)，其中與后兩者為顯著正相關(guān)；初滲速率與土壤容重、初始含水率、毛管孔隙度、>0.25 mm團(tuán)聚體含量以及有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)，其中與毛管孔隙度為顯著負(fù)相關(guān)；這可能是當(dāng)供水接觸到地表時(shí)便直接沿地表非毛管孔隙進(jìn)入土壤，與其他土壤理化性質(zhì)間響應(yīng)關(guān)系較小。穩(wěn)滲速率與非毛管孔隙度、>0.25 mm團(tuán)聚體含量、有機(jī)質(zhì)含量、濕篩MWD值和結(jié)構(gòu)破壞率呈正相關(guān)，其中與非毛管孔隙度為顯著正相關(guān)，其次與有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)系數(shù)較大；穩(wěn)滲速率與土壤容重、初始含水率、毛管孔隙度和干篩MWD值呈負(fù)相關(guān)，其中與容重呈顯著負(fù)相關(guān)；這是由于穩(wěn)滲速率為后期土壤入滲速率，既與表層土壤非毛管孔隙度有關(guān)，也與下層(犁底層)土壤結(jié)構(gòu)有關(guān)，因而除容重、初始含水率及毛管孔隙度外與其他土壤理化性質(zhì)均呈正相關(guān)。平均入滲率與非毛管孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量、濕篩MWD值和結(jié)構(gòu)破壞率呈正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)以非毛管孔隙度和結(jié)構(gòu)破壞率的較大；平均入滲率與土壤容重、初始含水率、毛管孔隙度、>0.25 mm團(tuán)聚體含量和干篩MWD值呈負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)絕對值以土壤容重和毛管孔隙度較大；這是因?yàn)槠骄霛B率貫穿整個(gè)入滲過程，其表示的是土壤入滲性能的綜合平均指標(biāo)，因而平均入滲率與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性較初滲速率和穩(wěn)滲速率與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性差別大。本試驗(yàn)結(jié)果與前人[25-26]研究結(jié)論基本一致。

3　討論與結(jié)論

3.1討 論

點(diǎn)源法在紫色土區(qū)的應(yīng)用研究尚未見有報(bào)道，但因其具有使用方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于紫色土區(qū)土壤入滲的測定會(huì)有較好的效果，但也需通過選取樣地避開特殊地點(diǎn)(路邊、坑洼等)及測定時(shí)段等減少試驗(yàn)誤差。

本試驗(yàn)在野外測定土壤入滲性能，而該方法在野外的應(yīng)用研究較少，需逐步探索性進(jìn)行。加上土壤入滲影響因子較多，不能將其全部羅列，而試驗(yàn)數(shù)量有限。況且不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)差異較大，而同一種土地利用類型其理化性質(zhì)也有一定差異，因而對入滲影響因素權(quán)重分析時(shí)，不能對單一變量進(jìn)行較好控制，所以采取均值法代替，因而試驗(yàn)結(jié)果有一定誤差，還需進(jìn)一步完善及更深入的研究。

3.2結(jié) 論

土壤水分入滲一直是土壤水運(yùn)動(dòng)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，紫色土區(qū)關(guān)于土壤入滲的研究較多，但由于研究方法及區(qū)位等不一致，得出的結(jié)果也不盡相同[27-28]。本試驗(yàn)采用點(diǎn)源入滲法測定不同土地利用類型土壤入滲性能，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和比較，得到以下結(jié)論：

(1) 初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、>0.25 mm團(tuán)聚體含量和有機(jī)質(zhì)含量基本為表層0—20 cm大于下層20—40 cm的。土壤容重中，以草地?cái)?shù)值最大，林地與坡耕地相當(dāng)。初始含水率中，以坡耕地最大，草地次之，林地最小。非毛管孔隙度中，以坡耕地最大，林地次之，草地最小，毛管孔隙度則與之相反。而>0.25 mm團(tuán)聚體含量中，以坡耕地最大，草地次之，林地最小，有機(jī)質(zhì)含量大小規(guī)律與之一致，濕篩MWD值則與之相反。結(jié)構(gòu)破壞率則以林地最大，坡耕地次之，草地最小。

(2) 初滲速率值以林地最大，坡耕地次之，草地最小，平均入滲率表現(xiàn)規(guī)律與之一致。第20分鐘入滲率中，相較于初滲速率以林地下降幅度最大(平均下降26.56倍)，草地次之(平均下降21.98倍)，坡耕地最小(平均下降15.93倍)。穩(wěn)滲速率值表現(xiàn)為坡耕地最大，林地次之，草地最??；達(dá)到穩(wěn)滲時(shí)間中，以坡耕地最長，林地次之，草地最小。

(3) 初滲速率與濕篩MWD值和結(jié)構(gòu)破壞率呈顯著正相關(guān)，與毛管孔隙度為顯著負(fù)相關(guān)；穩(wěn)滲速率與非毛管孔隙度為顯著正相關(guān)，其次是有機(jī)質(zhì)含量，與容重呈顯著負(fù)相關(guān)；平均入滲率與非毛管孔隙度和結(jié)構(gòu)破壞率的正相關(guān)系數(shù)較大，與土壤容重和毛管孔隙度負(fù)相關(guān)系數(shù)絕對值較大。

本文對研究區(qū)不同土地利用類型土壤入滲性能結(jié)果進(jìn)行了比較，并與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，得出不同土地利用類型土壤入滲性能的差異性和影響入滲因子的權(quán)重，可以為紫色土區(qū)土壤入滲的研究提供理論幫助。

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Research on Soil Infiltration Capacity and Its Influencing Factors in Different Land Uses

MO Bin1, CHEN Xiaoyan2,3, YANG Yicui1, LUO Banglin2, TANG Ju2,GONG Chunming4, LIN Zhihang1, ZHOU Tujin1, SHEN Yunkang1

(1.GuangxiCommunicationPlanningSurveyingandDesigningInstitute,Nanning,Guangxi530000,China;2.KeyLaboratoryofEcoenvironmentsinThreeGorgesRegion,MinistryofEducation,CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400716,China; 3.StateKeyLaboratoryofSoilErosionandDrylandFarmingonLoessPlateau,InstituteofSoilandWaterConservation,CAS&MWR,Yangling,Shaanxi712100,China;4.ChongqingSurveyingandDesignInstituteofWaterResourcesElectricPowerandArchitecture,Chongqing400015,China)

Soil infiltration capacity is the hotspot topic of soil erosion studies, and soil physicochemical properties have great influence on it. A new infiltration method, point-source infiltration method, was used to precisely evaluate the infiltration capacity in different purple soil land uses. And correlation analysis on soil physicochemical properties and soil infiltration capacity of different land uses was performed. Results showed that: (1) there is a large difference among soil physicochemical properties in different land uses, soil water content, non-capillary porosity, capillary porosity, content of >0.25 mm aggregate and organic matter content in the topsoil are greater than those in the subsoil; (2) soil infiltration capacity showed differences among different land uses. Land uses showed great effects, in general, initial infiltration rate and average infiltration rate decreased in the order: woodland slope>slope cropland>grassland, steady infiltration rates decreased in the order: slope cropland>woodland>grassland, and the time reaching stable state decreased in the order: slope cropland>woodland>grassland; (3) correlation analysis showed that there was a significantly positive correlation between initial infiltration rate and wet sieve MWD value and structure damage rate, and it had a significantly negative correlation with capillary porosity; (4) steady infiltration rate and non-capillary porosity showed the significantly positive correlation, and it had a significantly negative correlation with the soil bulk density; (5) the average infiltration rate and non-capillary porosity and structure damage rate showed a positive correlation, and the correlation coefficient is large, and there was a negative correlation between average infiltration rate and soil bulk density and capillary porosity, the absolute value of correlation coefficient is relatively large. The results of this research can provide the theoretical basis for soil infiltration study in purple soil area.

soil infiltration capacity; point-source infiltration method; different land uses; soil physicochemical properties; correlation

2015-01-20

2015-02-20

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD31B03);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資助項(xiàng)目(XDJK2011C013);西南大學(xué)生態(tài)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科“211”工程建設(shè)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目

莫斌(1989—),男,廣西梧州人,助理工程師,主要從事土壤侵蝕及流域治理研究。E-mail:mobin666@163.com

S152.7

A

1005-3409(2016)01-0013-05