紅壤地表結(jié)皮特征及其對導(dǎo)水性能的影響.pdf

1、紅壤在降雨之后形成的地表結(jié)皮，不但影響土壤產(chǎn)流產(chǎn)沙，也影響降水入滲、水分從地表蒸發(fā)以及土壤水分狀況，并可能改變土壤水分循環(huán)。但地表結(jié)皮和土壤入滲的關(guān)系尚存爭議，紅壤區(qū)地表結(jié)皮的產(chǎn)生狀況和土壤非飽和導(dǎo)水的研究報(bào)道也極少。本文在調(diào)查紅壤不同土地利用方式和農(nóng)田耕作措施下地表結(jié)皮產(chǎn)生特征的基礎(chǔ)上，研究了各方式和措施下土壤導(dǎo)水率狀況以及結(jié)皮對土壤非飽和導(dǎo)水性能的影響。試驗(yàn)在湖北咸安區(qū)賀勝橋鎮(zhèn)第四紀(jì)紅色粘土上進(jìn)行，選擇林地、茶園和農(nóng)田3種利用方式，

2、并在一塊8°的坡耕地上，設(shè)置裸地對照(CK)、夏玉米(C)、玉米間作百喜草帶(C+B)、玉米地表稻草覆蓋(C+S)、玉米間作百喜草帶同時(shí)地表稻草覆蓋(C+B+S)等處理。在雨季和旱季，測量了地表結(jié)皮特征，并在田間現(xiàn)場，不破壞地表結(jié)皮狀況下，采用圓盤張力入滲儀，原位測量了不同供水張力下土壤的非飽和入滲率，并采用指數(shù)模型推算了非飽和導(dǎo)水率曲線。得到的主要結(jié)果如下：
　　 在不同的季節(jié)不同的利用方式下，地表覆蓋均能抑制地表結(jié)皮的產(chǎn)生。

3、在本文的研究中，春冬季有覆蓋層的林地和茶園均沒有觀測到結(jié)皮發(fā)育，而覆蓋較差的農(nóng)田在兩個(gè)季節(jié)的結(jié)皮覆蓋度為10.7％和7.1％。在多雨期和少雨期，不同耕地措施中，與CK處理相比，種植玉米(C和C+B)的坡耕地使地表結(jié)皮的覆蓋度由16.4％降低到11.6％，降幅38.2％，起到了抑制結(jié)皮的效果，而地表覆蓋稻草(C+S和C+B+S)后無結(jié)皮，完全抑制了結(jié)皮發(fā)育。
　　 結(jié)皮在覆蓋相對較少的耕地上均有發(fā)生。在耕地表土結(jié)皮中，最大單個(gè)結(jié)皮

4、面積約17 cm2，單個(gè)結(jié)皮面積<1 cm2的占到結(jié)皮總數(shù)的21％-37％，單個(gè)結(jié)皮面積<5 cm2的占90％以上。結(jié)皮地面覆蓋度9.7％-17.9％，結(jié)皮的開析度變異最大，變化于0.02-0.35 cm/cm2，結(jié)皮層厚度1.2-1.7mm，濕潤狀態(tài)下結(jié)皮層的土壤強(qiáng)度146-166KPa。
　　 在不同時(shí)期地表有覆蓋處理的土壤飽和導(dǎo)水率有顯著性差異。地表有覆蓋層的茶園B和林地B在夏季的飽和導(dǎo)水率分別為0.16 cm·hr-1和

5、0.54 cm·hr-1，大于其在冬季時(shí)的飽和導(dǎo)水率，兩者之間有顯著性差異。而有稻草覆蓋的C+S和C+B+S在少雨時(shí)期(9月)的飽和導(dǎo)水率分別為1.07 cm·hr-1和1.50 cm·hr-1，大于其在多雨時(shí)期(8月)的飽和導(dǎo)水率，且兩者之間也存在著顯著性差異。研究區(qū)域的耕地紅壤的飽和導(dǎo)水率(即穩(wěn)定入滲性能)接近中等滲透水平(0.527-0.547 cm·hr-1)，并大于茶園(0.108-0.337 cm·hr-1)和部分林地(0.

6、173-0.917 cm·hr-1)。雖然耕地土壤表層有結(jié)皮發(fā)育，但其穩(wěn)滲率隨季節(jié)變化幅度較茶園和林地小。
　　 耕地土壤稻草覆蓋抑制了地表結(jié)皮，同時(shí)提高了其表土入滲性能。在入滲儀供水張力小于0.6 KPa的近飽和入滲情況下，稻草覆蓋(C+S和C+B+S)的入滲速率是無覆蓋(C和C+B)的1.2-1.5倍。但非飽和導(dǎo)水率曲線顯示，隨著土壤基質(zhì)勢降低，稻草覆蓋處理的土壤非飽和導(dǎo)水率快速下降，在土壤基質(zhì)勢小于-6 KPa之后，導(dǎo)水率