不同土地利用類型對土壤水分及容重的影響

李牧賾+李敏

摘要：在西雙版納熱帶植物園，選取森林、草地、裸地3種不同土地利用類型，研究了不同土地利用類型對土壤水分及容重的影響，結果表明：①0～50cm土壤含水量的變化次序為：森林>草地，森林>裸地，草地與裸地差別不明顯；②表層土容重的變化次序為：森林>草地>裸地。該結果可對提高地區生態環境質量提供參考。

關鍵詞：土壤水分；土壤物理性質；土地利用；容重；土壤表層

中圖分類號：S152.7

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0023-02

1引言

土壤水分主要受降水、地形、土壤物理性質和土地利用的影響。筆者的課題探究在西雙版納熱帶植物園，選取森林、草地、裸地3種不同土地利用類型，研究了不同土地利用類型對土壤水分及容重的影響。為當地的土壤評價提供科學參考。

2材料與方法

2.1研究區概況

中國科學院西雙版納熱帶植物園位于中國云南省西雙版納傣族自治州景洪市勐臘縣勐侖鎮葫蘆島，距離景洪市有96km，距勐臘縣城有100多km，東經101°25′，北緯21°41′。中國科學院西雙版納熱帶植物園地處北回歸線以南，年平均氣溫21.4℃，屬北熱帶季風氣候，其特點是熱量豐富、夏無酷熱、冬無嚴寒、降水充沛，旱雨兩季分明。雖降水充沛，但80%的降水集中在5～10月。研究時間在1月下旬，屬于當地旱季，降水較少。

2.2樣品的采集

2016年1月24日在中國科學院西雙版納熱帶植物園選取森林、草地、裸地3種不同土地利用類型（表1）。在坡中取0～50cm刨面樣品，從土壤表層開始每10cm分為一層，每層平行取樣3份用于測定土壤含水量，取出樣品后立即裝入塑料密封袋中（防止水分蒸發）。

2.3測定指標與方法

土樣含水量是指土樣在105～110℃的溫度下烘干至恒重時所失去的水分質量與烘干土質量的比值，用百分數表示。

2.3.1烘干法儀器設備

①恒溫烘箱：一般要求在50～200℃范圍內能在任一點保持一定恒溫范圍。采用的溫度是105℃，控制溫度的精度高于±2℃；

②電子天平；

③附屬設備：鋁盒（稱量盒）、溫度計等。

2.3.2測定方法

①稱樣品（>1mm風干土）10g左右，置于已知重量的稱皿中；將數據記錄在標簽上；

②放入烘箱，在105℃（溫度過高，有機質易碳化散逸）溫度下烘至恒重；

③取出放干燥器（干燥器中的干燥劑氯化鈣或變色硅酸要常更換）中冷卻約20min，立即稱重。

2.4指標的計算

含水量=（烘干前鋁盒及土樣質量-烘干后鋁盒及土樣質量）/（烘干后鋁盒及土樣質量-烘干空鋁盒質量）×100%，

容重=純干土質量（g）/環刀體積（200cm3）。

2.5數據的處理

研究中的圖表均在MicrosoftOfficeExcel工作表中計算和處理。

3結果與分析

3.1不同土地利用類型下的土壤含水量變化特征與分析

3.1.1裸地土壤刨面含水量變化

坡面土壤未經人類過多的擾動。在該區域內無植被，其下表層土壤含水量在0.171～0.202之間，極差可達0.031。可見荒地土壤含水量隨深度變化較小，這可能因為旱季降水少，水體下滲作用較弱，冬季氣溫不高，蒸發較少。

3.1.2草地土壤刨面含水量變化

草地土壤曾經過人類的擾動，2011年園內研究樓建成，建筑垃圾多填埋于草地中。在該區域內植被為草地，其下表層土壤含水量在0.168～0.204之間，極差可達0.036?？梢姴莸睾侩S深度變化較小，這可能因為旱季降水少，水體下滲作用較弱，冬季氣溫不高，蒸發較少。同時20～50cm處建筑垃圾較多，多為石頭，可能對含水量影響較大。

3.1.3森林土壤刨面含水量變化

森林土壤未經人類過多擾動，在該區域內植被為熱帶季雨林，其下表層土壤含水量在0.305～0.351之間，極差可達0.046?？梢娚趾侩S深度變化較大，這可能因為枯落物較多，水體蒸發較少，0～10cm含水量較多，10～50cm根系較少，故土地含水量較少且變化趨勢趨于平緩（圖1）。

3.2不同土地利用類型下的土壤表層容重變化特征與分析

對3種樣地容重的3個測量值剔掉一個最偏值后取平均值。結果發現土壤表層容重中裸地最大，可達1.72095g/（200cm3），草地土壤容重為1.658475g/（200cm3），比裸地降低0.062425，森林土壤容重僅為1.08795g/（200cm3），比裸地降低0.633，減少約36.8%。裸地與草地的土壤表層容重較高，且差異較小，森林的土壤表層容重明顯低于裸地與草地，這可能與人為活動有關（圖2）。

4結論與討論

0～50cm土壤含水量的變化次序為：森林>草地，森林>裸地，草地與裸地差別不明顯；表層土容重的變化次序為：森林>草地>裸地。

在該區域內，裸地與草地土壤含水量變化不大，但森林的含水量明顯高于裸地與草地，這可能是森林的樹冠郁閉度和枯枝落葉層大于裸地與草地，能夠較大減少地面蒸發，起到保水作用所致。

土壤表層容重以裸地最大，可達1.72095g/（200cm3），草地，森林依次降低，其中森林最低。這可能與土地利用類型、人為活動和土壤性質有關，其原因和裸地與草地經常受到人類踩踏有關。

5結語

裸地的容重大，含水量低，不利于地表水下滲，從而加大地表徑流，減少地下水，攜帶表面土層造成水土流失，土層變薄，這片土地就會越來越貧瘠，這不利于農作物的生長，降低農作物產量，而地表水加大，會攜帶泥沙到河流下游，導致下游含沙量增高，洪澇災害就會越來越頻繁；反之，林地的容重小，有利于地表水的下滲，植物就會更多的通過蒸騰作用把地下水轉變為大氣中的水蒸氣，所以當地在旱季也會減少發生旱災的可能性。

通過分析，表明自然地理的五大要素（氣地水生土）是互相關聯的，所以要在利用這些土地時不能只看中土地產生的經濟效益，還要考慮該地區生態環境的可持續發展，這樣才能實現經濟、社會、生態3方面的可持續發展。

通過這次的實驗活動，了解到不同土地利用類型含水量和容重的差異，以指導今后的生產生活，讓人們更好的理解了可持續發展的思想。

參考文獻：

[1]李天杰，趙燁，張科利，等.土壤地理學[M].3版.北京：高等教育出版社，2004.

[2]馮廣龍，劉昌明.土壤水分對作物根系生長及分布的調控作用[J].生態農業研究，1996，4（3）：5～9.

[3]杜鵬飛，姜洪濤，袁小宇.北方農牧交錯帶不同土地利用方式下表層土壤含水量對比研究[J].干旱區資源與環境，2009，23（9）：118～122.

[4]宋穎帕，謝小立.土地利用方式對紅壤坡地雨水利用和水量平衡的影響研究[J].水土保持通報，2009，29（3）：97～102.