喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究-中国生态系统研究网络.PDF

维普资讯 第 22卷 第 8期 农 业 工 程 学 报 V01．22 NO．8 54 2006年 8月 TransactionsoftheCSAE Aug． 2006 喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究 张继光 ，陈洪松 麟，苏以荣 ，张 伟 (1．中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室，长沙 410125； 2．中国科学院环江喀斯特农业生态试验站 ，环江 547i00； 3．中国科学院研究生院，北京 100049) 摘 要 ：以线形取样方式测定了喀斯特峰丛洼地坡面表层 (O～5、5～10、l0b15cm)的土壤水分，采用经典统计结合地统计 学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：在坡面特定土地利用结构下 (上坡到下坡分布有 自然坡地、退耕地和 耕地)，表层土壤水分沿上坡向下具有不断减小的变化趋势，坡面纵向和横向土壤水分均呈中等变异，横向上 由于特殊的土 壤分布和地形地貌特征使得变异程度较纵向强烈，土地利用和坡度因子是造成坡面土壤水分分布和变异的重要因素；半方 差分析显示，坡面表层土壤水分具有明显的块金效应和较大的基台值 ，呈中等或较强的空间相关性 ，土壤水分总体上具有 较好 的变异结构和空间连续性，因此可 以应用地统计学方法在该地 区开展土壤水分空间变异研究。 关键词 ：坡面；土壤水分 ；空间变异 ；喀斯特 ；峰丛洼地 中图分类号 ：S152．7 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—6819(2006)08—0054—05 张继光，陈洪松 ，苏以荣，等．喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究[J]．农业工程学报，2006，22(8)：54—58． ZhangJiguang，ChenHongsong，SuYirong，eta1．Spatialvariabilityofsoilmoistureonhillslopeincluster—peakdepres— sionareasinKarstregion[J]．TransactionsoftheCSAE，2006，22(8)：54--58．(inChinesewithEnglishabstract) 对研究 区的土壤水分空间变异特征进行有效描述。 0 引 言 Famiglietti等 综述 了坡面表层土壤水分变异影响因 在 中国西南的喀斯特地区，长期强烈岩溶化作用产 素，并认为 Austin山坡土壤水分变异主要受地形和土 生了地表地下双层空间结构 ，地表水易漏失 ，而且土层 壤特性的联合控制。土地利用方式和地形 (坡度、坡位和 浅薄、土壤持水性能差 ，又缺乏植被系统的调节等 ，再加 坡 向等)被认为是土壤水分空间变异 的重要影响因 上人类对土地的不合理利用致使该地区水土流失和石 子 8【 ，此外微地貌对土壤水分变异也具有显著控制 漠化情况十分严重 ，生态环境极为脆弱_l]。土壤水分作 作用 J。目前 ，国内坡地土壤水分空间变异方面的研究 为退化生态系统结构与功能的关键 因子，对整个生态系 大多在黄土高原、南方丘陵和荒漠化地区[3,4,6,8--14]，而 统的水热平衡及系统稳定性起着决定作用 。对坡面尺度 在生态脆弱、环境恶劣的喀斯特地 区则鲜见报道 。本研 土壤水分变异 的深入 了解将有助于更好地理解坡面水 究 旨在针对喀斯特峰丛洼地这一特殊景观类型 ，选择其 文过程 、生态过程和生物地化过程_3]。因此 ，研究喀斯特 中一个坡面来分析纵横方向上土壤水分 的空间变异规 坡面土壤水分空间分布及其变异规律 ，对该地区的水土 律及其影响因素，并探讨地统计学分析方法能否适用于 流失和石漠化防治、退化