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第 33 卷第 4 期 2012 年 8 月 首都师范大学学报 自然科学版 Journal of Capital Normal University Natural Science Edition No 4 Aug 2012 雾灵山不同土地利用类型对土壤水分的影响 徐亚辉刘洋洋张妍王瑞璠杨丹梁鸶琦王学东 首都师范大学资源环境与旅游学院 北京100048 摘要 以雾灵山低山区为研究区域 研究了板栗 玉米 玉米和板栗间种等不同土地利用类型下土壤含水量的差异 结果表明 同一海拔高度玉米和板栗间作方式下 0 20 cm 20 cm 40 cm 以及 40 cm 60 cm 三个层次的土壤水分 含量均高于单种板栗和单种玉米的土地利用类型 山地坡底土壤不同剖面层次水分含量均高于坡顶和坡腰 不同 土地利用方式下土壤含水量的变化受地形 植物郁闭度等因素的影响 关键词 土壤含水量 玉米 板栗 玉米和板栗间种 中图分类号 S 159 收稿日期 2012 01 11 基金项目 北京市精品课程建设项目 通讯作者 wangxuedong9801 126 com 0引言 土壤水是土壤重要的组成部分之一 土壤水分 含量的多少 直接影响土壤的固 液 气三相的比 例 以及土壤的适耕性和作物的生长发育 研究表 明 对于华北平原地区土壤水分的亏损比矿质元素 亏损对马铃薯生长的影响更大 1 在栽培作物时 需经常了解田间含水量和最大分子持水量等土壤 水分状况 以便适时灌溉 保证作物生长对水分的 需要 不同的土地利用会影响土壤的水分含量 通过 对华北平原地区旱地耕作下不同土地利用类型土 壤含水量的研究表明 玉米间作的土壤含水量比单 一种植玉米的土壤含水量高 2 相对于单一种植板 栗 板栗间作的土壤含水量更有利于土壤水分的保 持 3 雾灵山山高险峻 地形复杂 既有山地 又有 相对平坦的地区 所以多种土地利用类型并存 而 不同的土地利用类型可能会影响土壤含水量的变 化 目前 针对雾灵山不同土地利用类型土壤含水 量的研究较少 本研究以雾灵山地区为研究区域 研究不同土地利用类型下的土壤含水量 从而为雾 灵山土地的合理利用提供参考依据 1材料与方法 1 1研究区域自然概况 雾灵山国家级自然保护区位于河北省兴隆县 北部 地理位置位于东经 117 27 117 35 北纬 40 30 40 36 海拔 2 116 2m 为燕山山脉主峰 被誉为 京东第一高峰 雾灵山地处暖温带半湿润 大陆性气候 具有雨热同季 冬长夏短 夏季凉爽 昼夜温差大的特征 雾灵山一带主要的地带性土壤 类型为褐土 成土母质为花岗岩残积物 由于流水 侵蚀切割 局部基岩裸露 一般土层多夹具有棱角 的大小沙砾 从而使雾灵山土壤表现出明显的山地 特点 1 2研究内容与方法 1 2 1取样方法 选择受人为影响较小的区域按照梅花布点法 进行多点取样 对于每个取样点用土钻分层取土 每 20 cm 为一层 取三层 取后将土装入密封袋中以 防水分散失 所取样品用烘干法求其水分含量 4 1 2 2取样地点 选择雾灵山海拔 800 米以下的低山区进行取 样 并将取样类型划分为以下三种类型 相同海拔不同土地利用类型的土壤含水量 不同耕作类型对土壤含水量有较大的影响 不 同耕作类型间土壤含水量存在极显著的差异 5 在 同一海拔的平原地区选择长势良好的板栗 玉米 96 首都师范大学学报 自然科学版 2012 年 玉米和板栗间种三种不同土地利用类型进行取样 然后记录相关土样信息并编号 不同海拔相同土地利用类型的土壤含水量 选择同一座山不同海拔的长势良好的板栗和 玉米三种相同的土地利用类型选取土样 然后记录 相关图样信息并编号 不同土地形的土壤含水量 分别选取同一海拔种植在山坡和平地上长势 良好的玉米地 然后记录相关土样信息并编号 2结果与分析 2 1同一海拔不同土地利用类型的土壤含水量 图 1 是同一海拔高度玉米板栗间种 玉米单种 和板栗单种三种不同土地利用类型的土壤含水量 由图 1 可以看出 0 20 cm 的土壤含水量 单一玉 米耕作类型的为 7 5 单一板栗耕作 类 型 的为 6 3 而玉米板栗间作类型的为 8 4 三种土地 利用类型中玉米板栗间种的土壤表层含水量最高 玉米单种次之 表层含水量最小的为板栗单种 对 于 20 cm 40 cm 和 40 cm 60 cm 土层的含水量三 种土地类型表现出同样的大小次序 这种现象可能 与单位面积土壤的植物郁闭度有关 土壤含水量尤 其是表层土壤的含水量主要受到蒸发作用的影响 植物郁闭度越大 蒸发作用越小 土壤含水量就越 高 经测定 三种耕作类型的植物郁闭度从大到小 依次是玉米板栗间种类型 玉米耕作类型 板栗 耕作类型 图 1同一海拔高度不同土地利用类型含水量比较 2 2不同海拔板栗单种和玉米单种的土壤含水量 图 2 和图 3 分别是不同海拔高度下板栗单种和 玉米单种的土壤含水量 通过图 2 和图 3 可以看出 玉米和板栗两种耕作类型中表层和中层土壤含水 量最高的是山的山脚位置 山顶表层土壤含水量其 次 山腰位置表层土壤含水量最低 然而随着土壤 剖面深度增加 山坡和山顶的土壤含水量呈减少的 趋势 而山脚的土壤含水量增加 分析植物所种植 的环境不难发现 山脚的植物郁闭度较高 表层土 壤水分蒸发较少 所以表层含水量较多 而山顶和 山腰上的植物郁闭度较低 表层土壤水分蒸发大 所以表层含水量较少 图 2不同海拔单种板栗的土壤含水量 图 3不同海拔单种玉米的土壤含水量 2 3不同地形的土壤水分含量 图 4 是同一海拔分别种植在坡地和平坦地区的 玉米田的土壤含水量 种植在平坦地区的玉米表层 土壤和中层土壤的含水量分别为 13 2 和 10 0 种植在山坡地区的玉米表层土壤和中层土壤的含 水量分别为 6 3 和 4 3 从这些数据可以看出 无论是表层还是中层 种植在平坦地区的玉米土壤 含水量均高于种植在山坡地区的玉米土壤含水量 这是因为平坦地区容易聚水 不易形成径流 另外 土层也比较深厚 容易保水 雾灵山地区在很多坡 地种植植物 不利于水土保持 建议按照国家标准 坡度大于 25 度的时候不宜种植植物 图 4种植在山坡和平地玉米土壤水分含量 3结论与建议 1 雾灵山低山区同一海拔的平坦地区表层 中 07 第 4 期徐亚辉等 雾灵山不同土地利用类型对土壤水分的影响 层和深层土壤含水量均是玉米板栗间种耕作类型 玉米耕作类型 板栗耕作类型 2 雾灵山山地阳坡表层和中层单一玉米 板栗 耕作类型土壤含水量均是坡底 坡顶 破腰 单一 玉米 板栗耕作类型 随着土壤深度增加 坡脚土壤 含水量增加 而破腰和坡顶土壤含水量减少 3 同一海拔平坦地区玉米土壤各层含水量高 于种植在坡地玉米的土壤各层含水量 随着土壤深 度的增加 两者均呈现出减少的现象 我国大部分地区为雨养农区 特别是北方地区 水资源极为匮乏 春季大风少雨 土壤墒情差 十年 九春旱 春旱严重威胁春播生产 研究合理的旱地 土壤耕作措施 提高天然降水的利用效率缓解作物 需水与自然降水之间不协调的矛盾 是十分必要 的 6 8 雾灵山土壤分典型褐土 淋溶褐土 棕色森 林土 次生草甸土四种类型 母质多为坡积母质 较 肥沃 因此在耕作类型的选取上应该采用间种类型 或者农林混种类型 提高植物的郁闭度 有利于保 持水土 从而减少水土流失 提高土壤养分和水分 的利用率 耕作位置的选取尽量选择在平原水系较 发达的地区 山坡种植应尽量选择在阳坡山顶位 置 由于山地地区光照较强 土壤水分散失较快 所 以要选择耐旱植物种植 并且要适时增加浇灌次 数 此外 山坡种植裸露土层较多 应适当增种一些 防风固沙的植物 减少水土流失或其他地质灾害 参考文献 1 康跃虎 王凤新 刘士平 孙红红 土壤水分对于马铃薯生长的影响 J 农业工程学报 2004 20 2 66 72 2 李北齐 乔德辉等 土壤含水量对玉米产量因素的影响研究 J 中国农学通报 2009 25 18 249 252 3 David J James Andrew J Passey Eddo Rugini Factors affecting high frequency plant regeneration from apple leaf tissue cultured in vitro J Plant Physiol 1988 132 148 154 4 刘克东 余红英 段志成 彭新红 棉花试验地土壤取样方法的研究 J 江西梅花 2009 31 5 29 30 5 胡兴波 李娜 曹敏建 塚田利夫 不同耕作措施对土壤含水量及出芽率的影响 J 玉米科 2003 17 3 60 62 6 陈君达 王兴文 李洪文 旱地农业保护性耕作体系与免耕播种技术 J 北京农业工程大学学报 1993 13 1 27 33 7 高焕文 北方旱地机械化耕作模式探讨 J 中国农业大学学报 1996 1 增刊 7 12 8 何启明 旱作沟垄地膜覆盖农田气候工程集水率的计算及其效应评价 J 干旱地区农业研究 1992 4 10 29 32 Effects of Different Land Use Types on Soil Moisture in Wuling Mountain Xu YahuiLiu YangyangZhang YanWang RuifanYang DanLiang SiqiWang Xuedong The Institute of Resource Environment and Tourism of Captial Normal University Beijing100048 China Abstract Select Wuling Mountain as the study area focus on Soil moisture of different land use types such as the chestnut and corn planting maize and Chinese chestnut Intercroppin The results show that in the same altitude soil moisture of the type which corn and chestnut intercroption in 0 20 cm 20 cm to 40 cm and 40 cm 60 cm these three levels are higher than those types which planting single chestnuts or