摘 要：本研究以黃土高原主要經(jīng)濟林種櫻花樹、紫薇樹、柏樹、梧桐作為研究對象，通過測定背景值以及不同林地土壤容重和田間持水量，對比分析其時空變化特征。結(jié)果表明：一定范圍內(nèi)，隨著土壤深度的增加，土壤容重有不同程度的增加，田間持水量有減小趨勢，但隨著深度的進一步增加，田間持水量又有所增加，其中梧桐樹變化最為顯著。

關(guān)鍵詞：黃土高原；土壤容重；含水量；富平；田間持水量

中圖分類號：S152.5 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180532001

引言

黃土高原[1]位于我國中部偏北部的干旱半干旱地區(qū)，是世界上水土流失最為嚴重、生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)之一。由于其嚴重的水土流失[2]，地面被切割成了千溝萬壑，進一步加速了風(fēng)蝕、水蝕以及重力侵蝕的相互作用，增加了洪澇災(zāi)害、植被破壞[3]、生態(tài)退化的幾率，形成惡性循環(huán)，因此植樹造林對于緩解黃土高原水土流失有著十分重要的意義。

土壤容重作為土壤基本物理指標之一，其受土壤孔隙和土壤密度2方面因素的影響[4]，而前者的影響更大，土壤容重對土壤的透氣性、入滲性能以及持水能力等各方面性質(zhì)有重要的影響[5]。土壤容重作為衡量土壤肥力高低的重要輔助標準，其在農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中均具有十分重要的實踐意義[6]，同時其也是判斷土壤肥力與耕作質(zhì)量的重要標準[7]，對于提高土地生產(chǎn)力有重要影響。田間持水量是土壤能夠穩(wěn)定保持的最高含水量，是大多數(shù)植物可利用水的上限，而且對于田間灌溉具有指導(dǎo)意義。田間持水量[8，9]作為土壤保水能力的指標，其對于土壤的物理化學(xué)性質(zhì)都有著重要的影響。由此可見，研究黃土高原不同種植類型下的土壤容重及田間持水量變化對于作物生長、保水保肥以及防治水土流失均具有重要的現(xiàn)實意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省渭南市富平縣，地理位置為N3441'～3506'，E10857'～10926'，屬渭北黃土高原溝壑區(qū)，是關(guān)中平原和陜北高原的過渡地段。地勢北高南低，平均海拔900m，最低380m，最高1439m。氣候類型為干旱、半干旱大陸性暖溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨熱同期，春季氣候溫暖日差大、夏季高溫多雨、秋季濕潤多陰雨、冬季寒冷干燥少雨雪。年平均氣溫13.1℃，年平均日照時數(shù)約為2472h，平均無霜期225d，年均降水量約為533mm，降水時空分布不均勻。本次采樣地點位于富平縣杜村鎮(zhèn)褚源村。

2 研究方法

本次采樣地塊為一矩形地塊，大小為50m×30m，分別種植有櫻花樹、紫薇樹、柏樹和梧桐樹，樹齡皆為5a，不同種類樹木占地大小均為6m×30m，樹間行距3m，株距3m。

2.1 土壤含水量測定

土壤含水量采用烘干法進行測定，根據(jù)需要采取不同深度土樣，將其放入已知質(zhì)量的鋁盒并立即蓋好蓋子（防止水分蒸發(fā)影響測定結(jié)果精確度），稱重得濕土加鋁盒質(zhì)量；打開鋁盒蓋，置于105～110℃烘箱中，烘至恒重（6～8h），稱重得干土加鋁盒質(zhì)量。該土壤質(zhì)量含水量可由下式計算得出：

2.2 土壤容重測定

土壤容重指的是田間自然狀態(tài)下單位體積土壤的干重，常以g/cm3表示。在距離樹干0.5～1m處，根據(jù)不同的土地種植類型，取樣前選擇合適位置，挖好土壤剖面，并修整。利用體積為100cm3質(zhì)量已知并且已經(jīng)編號的環(huán)刀分別在地表以下0～10cm、10～20cm、20～30cm和30～40cm各層處取得沒有擾動的自然狀態(tài)的土樣，將環(huán)刀托放置環(huán)刀上，緩慢均勻用力使環(huán)刀刃垂直進入土中，待土樣填充滿整個環(huán)刀體積，切開其周圍土樣，取出環(huán)刀并將其兩端多余土樣削平，擦干環(huán)刀外壁土樣，立刻將兩端加蓋以免水分蒸發(fā)，同時在同層處用鋁合采集相應(yīng)土樣進行含水量測定，然后分別將裝有土樣的環(huán)刀和鋁盒帶回實驗室稱重記錄，精確至0.01g。

2.3 田間持水量測定

田間持水量測定的取土工具以及取土方法與土壤容重測定均相同，田間持水量測定時僅需在底蓋墊入適合大小的濾紙，將環(huán)刀帶回室內(nèi)稱重，并放入事先鋪有3、4層濾紙的水中浸泡24h（水不能沒過環(huán)刀頂部）。然后將經(jīng)過水分充分浸泡的原狀土從浸泡容器中取出，經(jīng)8h滲水后，取出部分土樣放入質(zhì)量已知的鋁盒內(nèi)，用稱重烘干法測定其含水率。經(jīng)過重復(fù)測重，求出同一土層含水率的平均值，即為該層的田間持水量，可由下式進行計算：

田間持水量=（濕重-干重）/干重×100%。

3 結(jié)果與分析

由圖1可知，樹木種植后5a 0～10cm的土壤容重較背景值1.44 g/cm3均有不同程度降低，其中梧桐降低程度最大，為1.26g/cm3，櫻花最小，為1.40 g/cm3。10～20cm的土壤容重除櫻花高于背景值外其余均低于背景值。各不同種植類型下20～30cm處的土壤容重均高于背景值，其中梧桐遠超背景值1.47g/cm3，達1.76g/cm3。30～40cm的土壤容重也均高于背景值，容重值均有所減小，梧桐樹仍高于其他樹種。

從不同深度所采集的土壤樣品來看，不同植被類型下，0～10cm的表層土壤容重較低，10～40cm的土壤容重較高。4種不同林地0～10cm深度的土壤容重平均值顯著低于10～40cm處土壤容重，表明在一定范圍內(nèi)隨著土壤深度的增加，土壤容重也有不同程度的增加，但不同樹種增加程度有所不同。

由圖2可知，0～10cm的土壤田間持水量變化范圍為27.20%～36.04%，除柏樹低于背景值外，其余均高于背景值，梧桐最高，為36.04%。10～20cm處土壤田間持水量僅梧桐低于背景值，其余均不同程度高于背景值。20～30cm和30～40cm深度，梧桐、柏樹、櫻花均低于背景值，梧桐最低，分別為16.81%和19.00%。

總體來看，紫薇田間持水量平均值高于其他樹種，梧桐最低。在一定范圍內(nèi)，隨著深度的增加，田間持水量由減小趨勢，但隨著深度的進一步增加，田間持水量又有所增加。不同植被類型下，田間持水量的變化范圍及趨勢又有所不同，表明在不同植被的影響下，土壤田間持水量存在一定的差異性。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)研究結(jié)果，不同種植類型對土壤容重和田間持水量均有不同程度的影響。從土壤容重方面來講，樹木的種植一定程度上可以減小表層土壤的容重，增大深層土壤容重。通過4種樹木5a種植的對比，梧桐減小和增大趨勢最為明顯。從土壤田間持水量角度考慮，隨著土壤深度的增加，梧桐樹田間持水量減小最為明顯，紫薇樹最弱，分析其原因可能受土壤有機質(zhì)含量以及土壤容重等因素影響較大。

參考文獻

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作者簡介：李勁彬（1991-），男，陜西銅川，碩士，助理工程師，研究方向：土地工程。