黄土高原退耕坡地土壤水分空间变异性研究-黄土高原土壤侵蚀与旱地.PDF

第 17 卷 第 1 期 水 科 学 进 展 Vol17 ,No1 　2006 年 1 月 　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　 Jan. , 2006 　 黄土高原退耕坡地土壤水分空间变异性研究 胡　伟1 ,2 , 邵明安1 ,3 , 王全九1 ( 1 中国科学院水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌　712100 ; 2 中国科学院研究生院, 北京　100039 ; 3 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京　100101) 摘要 : 以神木生态观测站为例, 利用经典统计学方法对黄土高原退耕坡地土壤水分在空间三维不同方向和不同位 置的空间变异性进行了研究 , 并对空间变异的尺度和时间依赖性等问题进行了探讨 , 以便为坡地水分管理和植被 ( ) 恢复提供参考。研究结果表明土壤水分在垂直方向和水平方向 垂直于坡长方向 的平均变异程度为弱变异; 而在东 ( ) 西方向 坡长方向 、二维平面和三维空间上为中等变异性 ; 土壤水分沿坡长方向从坡顶到坡脚表现出先减小后增大 的趋势 , 且在各坡位变异程度不一 , 呈现出变异程度为坡上 坡中 坡下的趋势 ; 土壤水分沿南北方向表现为阴坡 山脊 阳坡的明显趋势 , 其变异程度为阳坡 阴坡; 在 40～200 cm 土层深度内 , 土壤水分在垂直方向表现出先 减小后增大的趋势 , 且在各土层的变异程度与各层平均土壤水分成明显的正相关。 关 　键 　词 : 黄土坡面 ; 土壤水分 ; 空间变异 ; 黄土高原 ( ) 中图分类号: S1527 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2006 土壤水分对土壤侵蚀、溶质迁移和土壤大气之间相互作用等水文学过程以及土壤形成过程有较大的影 [1 ] ( ) 响 。土壤水分具有异质性 Ladson Moore , 1992 ; Whitaker , 1993 ;Famiglietti 等 , 1998 ,其异质性的存在对各种 水文过程和土壤形成过程均有显著的影响。因此 , 了解土壤水分的异质性对理解和预测各种过程就显得重要。 20 世纪 70 年代以来 , 土壤水分的空间变异性研究得到了很大的发展。相关研究表明[2～16 ] , 土壤水分在大 ( ) 多数田间尺度上都为中等或弱变异 , 但相关距离依研究区域和尺度的不同而差异较大 从几米到几百米 。近 来 , 土壤水分空间变异性的研究开始注重田间水分的空间变异与环境因子的相互关系的研究 , 而使其成为国际 上的研究热点之一[1 ,17～19 ] 。 土壤水分是黄土高原植物生长和植被恢复的主要限制因子。提高黄土坡面土壤水分利用效率 ,