陜北黃土區(qū)不同土地利用方式對深層土壤水和碳分布的影響.pdf

1、干旱半干旱區(qū)黃土高原地處我國中部，氣候干旱、降水稀少、地下水埋藏深，土壤水分成為植被生長的主要限制因素。自從退耕還林還草工程實施以來，土地利用方式發(fā)生巨大的變化。對黃土高原地區(qū)土壤水分以及土壤碳分布產(chǎn)生很大的影響。黃土高原地區(qū)土壤碳儲量對于全國乃至全球氣候變化和碳循環(huán)具有重要意義。不同的土地利用類型下，對于土壤水分分布和儲水狀況以及土壤有機碳分布及儲量有了大量的研究。但對于土壤水分和土壤碳的大多數(shù)研究主要位于0-5m和0-3m的土壤剖面

2、之中，而對于土壤無機碳以及深層的土壤水分和土壤碳分布和儲量的研究較少。本文選取陜北米脂人工經(jīng)濟林、神木退耕還林和榆林榆陽區(qū)防風(fēng)固沙林具有代表性土地利用方式。研究不同土地利用方式下0～20m剖面土壤水分和碳分布特征以及土壤耗水活躍層的深度進(jìn)行了研究，分析陜北黃土丘陵區(qū)不同土地利用方式對深層土壤剖面水分和土壤碳分布和儲存特征的影響及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。取得的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在0～20m土層，不同位點具有代表性土地利用方式均影響

3、土壤含水量的垂直分布;在整個剖面中，人工經(jīng)濟林土壤儲水量有顯著差異，大小分別為:矮化棗樹＞未矮化棗樹，儲水量相差587.9mm;神木退耕還林和榆林榆陽區(qū)防風(fēng)固沙林土壤剖面中土壤儲水量無較大差異，在整個剖面中土壤儲水量的大小分別為:退化人工草地＞檸條林，儲水量相差98.8mm;荒草地＞樟子松，儲水量相差7.5mm。可見，人工經(jīng)濟林矮化棗樹與未矮化棗樹相比減少了土壤水分的消耗，矮化棗樹冠幅較小，降低了蒸騰作用，從而更加有利于土壤水分的可持續(xù)

4、利用;人工檸條林和退化人工草地土壤水分含量無明顯差異;防風(fēng)固沙林樟子松與荒草地整個剖面中的平均土壤含水量較低，土壤砂粒含量較高，土壤持水性差，土壤含水量隨深度的增加而增加，平均土壤含水量分別為3.4％和3.6％，且該地植物對深層土壤水分影響有限。綜上，土壤剖面中土壤水分除了受土壤質(zhì)地的控制，不同土地利用模式由于植物根系不同對土壤水分也產(chǎn)生較大的影響。為此，選擇合適的植物對于土壤深層水的保護和持續(xù)利用非常重要。
　　(2)在不同土地

5、利用模式下，土壤剖面中pH和EC的分布范圍分別是8.14～9.78和46.3～763μS/cm，且各土壤剖面pH和EC無顯著性差異。土壤有機碳含量，矮化棗樹(2.00g/kg)＞未矮化棗樹(1.54g/kg)＞檸條林(0.97g/kg)＞退化人工草地（0.81g/kg）＞樟子松林(0.70g/kg)＞荒草地（0.45g/kg），且各剖面之間土壤有機碳存在顯著性差異(P＜0.05);土壤無機碳，矮化棗樹（11.66g/kg）≥未矮化棗樹（

6、11.59g/kg）＞檸條林(9.62g/kg)＞退化人工草地(8.07g/kg)＞樟子松林(4.32g/kg)＞荒草地（0.47g/kg）;人工經(jīng)濟林和退耕還林（草）樣地所有土壤剖面之間土壤無機碳無顯著性差異。人工經(jīng)濟林和退耕還林（草）剖面與防風(fēng)固沙林地剖面土壤無機碳存在顯著性差異(P＜0.05);三個采樣區(qū)域之間土壤碳密度存在顯著性差異;矮化棗樹、未矮化棗樹、檸條林、退化人工草地、樟子松林和荒草地土壤剖面無機碳密度分別是有機碳密度的

7、6.19、7.71、10.80、10.78、5.91和1.03倍。綜上可見，不同土地利用模式之間土壤碳儲量存在明顯差異，無機碳的含量遠(yuǎn)高于有機碳。
　　(3)在不同的土地利用方式下，土壤剖面氯離子含量存在一定的差異，是因為人為因素的干擾;而對于土壤耗水活躍層中氯離子剖面中的差異，部分歸因子植被耗水導(dǎo)致氯離子積累。不同的土地利用條件下土壤耗水活躍層也存在一定的差異，土壤耗水活躍層厚度具有明顯的差異，耗水活躍層厚度最大的土地利用方式為