劉湘玥,呂靜, 葉梓濤,何錦繁, 陳世發(fā)

(韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005)

土壤水分對(duì)于研究地表徑流、水土流失等具有重要作用。土壤水分受當(dāng)?shù)氐臍庀?、地形、水文、植被等自然因子的影響，也受人為因素的影響。降水是土壤水分主要的?lái)源之一，地形、植被等對(duì)降水進(jìn)行二次分配，進(jìn)而影響土壤水分[1-3]，也對(duì)坡面土壤水分產(chǎn)生顯著影響。目前，關(guān)于土壤水分的研究相對(duì)較多，如戴軍杰等研究林地土壤水分對(duì)降水事件的響應(yīng)[4]；有學(xué)者研究干旱區(qū)不同樹(shù)齡的土壤水分時(shí)空分布特征[5，6]，隨樹(shù)齡增加，土壤水分呈現(xiàn)減小-增加-減小的趨勢(shì)[5]，林地和草地在涵養(yǎng)土壤水分方面優(yōu)于農(nóng)田[7]，干旱地區(qū)的水分對(duì)植物生長(zhǎng)的脅迫效應(yīng)較強(qiáng)，這些研究主要集中于干旱與半干旱地區(qū)，而對(duì)南方紅壤低山丘陵區(qū)的果園土壤水分的研究相對(duì)較少。

紅壤低山丘陵坡面是南方果園種植的典型利用類型，果園在適度的坡度上能起到保持坡面水土的作用，而坡面土壤水分則成為坡面發(fā)育與果園種植的重要因素。因此研究韶關(guān)紅壤果園坡面水分空間分布，有助于明確土壤水分與果園種植的關(guān)系及相互制約因素，可為果園土壤水分管理、種植的坡面位置及水土流失防治提供參考。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.1 樣地概述

以粵北紅壤低山丘陵區(qū)的韶關(guān)市樂(lè)昌市九峰某桃園以及韶關(guān)市湞江區(qū)新韶鎮(zhèn)某桃園為研究對(duì)象，其地理坐標(biāo)分別為113°35′45″ E,25°13′55″ N和113°42′05″ E，24°48′38″ N。2019年8月31日從九峰某桃園取土，采樣期間天氣晴朗，采樣前7 d無(wú)有效降水，該區(qū)總體植被覆蓋較多，果園為人工精心管理，土壤受人為翻耕多次，由桃樹(shù)拋荒改種杉樹(shù)，桃樹(shù)根莖覆有較多桃膠，土壤表層有較多腐殖質(zhì)；2019年11月23—24日在韶關(guān)市新韶鎮(zhèn)某桃園取土，該地桃樹(shù)地表較多為裸露土壤，且近2個(gè)月無(wú)有效降水，土壤含水量低。

1.2 土壤含水率測(cè)定方法

采用土鉆-烘干法測(cè)定土壤水分，土鉆深度為60 cm，取樣分三層，即0～20、20～40和40～60 cm，每層3個(gè)重復(fù)，進(jìn)行取樣分析。采用環(huán)刀法取土，烘干稱重法檢測(cè)含水率。從樣地上中下坡位置分別在土壤上層(0～20 cm)、中層(20～40 cm)、下層(40～60 cm)用環(huán)刀采集土壤，測(cè)定土壤含水率、土壤孔隙度與土壤容重，帶回實(shí)驗(yàn)室稱得濕重，放至恒溫烘干箱105度烘干6 h，取出放入干燥器內(nèi)，冷卻20 min，稱烘干土質(zhì)量，此時(shí)測(cè)得土壤含水率，其計(jì)算公式為：

式中：W為所測(cè)樣品的土壤含水率(%)；W1為烘干前環(huán)刀及土樣質(zhì)量(g)；W2為烘干后環(huán)刀及土樣質(zhì)量(g)；M1為烘干環(huán)刀質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被覆蓋的土壤水分變化特征

在韶關(guān)市湞江區(qū)新韶鎮(zhèn)某桃園中，同一樹(shù)種、不同樹(shù)齡的植被覆蓋下的土壤含水率，具有明顯差異性。1年生桃園地表裸露，平均植被覆蓋率10%，9年生桃園平均植被覆蓋率為70%。1年生桃園含水率的平均值為5.84%，9年生桃園的含水率平均值為5.54%，1年生桃園的含水率高于9年生桃園。其主要是受到根系分布及植物蒸騰作用的影響。

在韶關(guān)市九峰鎮(zhèn)套種杉樹(shù)的桃園中，不同植被覆蓋率對(duì)含水率有顯著差異；同一樹(shù)種，表土發(fā)育、破壞情況及表層蓋度對(duì)含水率也具有影響。通過(guò)對(duì)比土壤含水率數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：桃樹(shù)(無(wú)開(kāi)墾，樹(shù)下有植被)(含水量48.8%)>桃樹(shù)(開(kāi)墾，樹(shù)下無(wú)植被)(含水量33.08%)>杉樹(shù)(地表無(wú)植被)(含水量31.95%)>杉樹(shù)(土地破壞，地表無(wú)植被)(含水量28.38%)。同一土表狀況下，含水率大小表現(xiàn)為：桃樹(shù)>杉樹(shù)。表土發(fā)育較完整，層間豐富的含水率較高。不同植被覆蓋、人為擾動(dòng)狀況及不同的植被類型影響了腐殖質(zhì)的組成和分解，植被根系發(fā)育及分布、土壤的孔隙結(jié)構(gòu)、容重等性質(zhì)和土表結(jié)皮狀況影響了含水率。

2.2 不同坡位對(duì)土壤水分的影響

新韶鎮(zhèn)某桃園中，在坡度基本一致的同一坡面上，上中下坡平均含水率由小到大依次為：上坡(5.76%)、中坡(6.22%)、下坡(5.66%)。在不同的坡位，土層間的含水率變化差異明顯。上層土層的含水率變異系數(shù)為14.7%，中、下層含水率變異系數(shù)分別為1.41%、3.11%，上層坡位間差異遠(yuǎn)高于中、下層。上層的含水率受到坡位的影響最大，這是因?yàn)樯蠈邮艿教?yáng)輻射、降雨等環(huán)境因素和人為干擾因素的影響較大[8]。此外，由于采樣地為人工坡面，容重較大，因此易形成坡面徑流，產(chǎn)生較為明顯的土壤堆積和水土流失現(xiàn)象[9]，影響不同坡位，特別是上層土壤性質(zhì)。在這種特定的條件下，各因素相互之間的循環(huán)作用，造成不同坡位上層含水率的差異增大。

圖19年生桃園、1年生桃園與不同坡位土壤含水率(A為9年生果園，B為1年生果園)

2.3 土壤容重與含水率的關(guān)系

以九峰桃園為例，分析數(shù)據(jù)可知，不同坡位或不同地表?xiàng)l件下，土壤容重均隨土層深度的增大而增大。同時(shí)，土壤含水率也符合同一規(guī)律，即土層深度增加，土壤含水率增加。這是因?yàn)槿葜胤从车氖强紫抖鹊拇笮?，一定意義上講也就是土壤微團(tuán)聚結(jié)構(gòu)，土壤微團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成有利于降水下滲，從而提高了土壤含水率[10]。新韶鎮(zhèn)某桃園與該桃園土壤含水率規(guī)律相符。將新韶鎮(zhèn)桃園各含水率數(shù)據(jù)與該桃園含水率數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，九峰桃園各坡位各層次的土壤含水率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新韶鎮(zhèn)桃園。這主要是樣本采集的時(shí)間造成的，九峰桃園樣本采集為8月末，前期降水相對(duì)充足，土壤含水率相對(duì)較高，而新韶鎮(zhèn)土壤樣本采集于11月中旬，該地區(qū)近兩個(gè)月無(wú)降雨。降雨會(huì)增強(qiáng)土壤入滲，從而改變土壤含水率。

3 結(jié)論

3.1 前期降水對(duì)土壤水分影響顯著，是造成九峰鎮(zhèn)桃園土壤水分遠(yuǎn)高于新韶鎮(zhèn)土壤水分的重要原因。

3.2 土壤含水率總體隨植被覆蓋率的增加而增加，特別是對(duì)地表有擾動(dòng)的情況下表現(xiàn)更為明顯。

3.3 隨著土層深度的增加，土壤含水率也逐漸增加，土壤容重也呈現(xiàn)出此規(guī)律。

3.4 各土層深度的中坡位的土壤水分含量略高于上坡位與下坡位，而上坡位與下坡位土壤水分差異較小。