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西南喀斯特地区2种森林的土壤优先流特征

2023-08-04分类号:S714

【作者】管凝  程金花  侯芳  曾合州  沈子雅  赵梦圆  秦建淼  
【部门】北京林业大学水土保持学院云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站  北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室  
【摘要】【目的】明确西南喀斯特地区这一特殊生境下典型森林的土壤优先流特征,为当地的森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型(侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林),通过野外染色示踪实验,设置2种模拟降雨量,用亮蓝染料溶液进行染色,挖掘土壤的染色竖直剖面和水平剖面,借助图像处理技术,提取染色面积比、平均最大入渗深度、基质流深度、优先流比和长度指数5个优先流特征参数,同时获取不同深度处土壤的优先路径分布、数量和比例。【结果】1)当模拟降雨量相同时,混交林的土壤染色面积比和平均最大入渗深度均高于纯林。2)当模拟降雨量由25 mm增大至60 mm时,混交林的染色面积比由12.36%变为16.44%,平均最大入渗深度由22.21 cm变为30.64 cm,染色面积比和最大入渗深度增幅相近;纯林的染色面积比由7.42%变为15.89%,最大入渗深度由12.50 cm变为17.59 cm,染色面积比增幅明显高于平均最大入渗深度;3)混交林下土壤染色形态呈指状或枝状,有独立斑块存在,纯林呈漏斗状,无独立斑块;4)当模拟降雨量为25 mm时,混交林下基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为1.65 cm、76.70%和352.61%,高于侧柏纯林的1.31 cm、74.33%和184.20%;当模拟降雨量增大至60 mm时,混交林下基质流深度、优先流比和长度指数为2.21 cm、77.18%和497.02%,而侧柏纯林则为4.29 cm、53.83%和331.27%;5)喀斯特地区混交林和纯林的优先路径主要分布在15 cm土层以上,且半径大多小于5 mm。混交林下的土壤优先路径随土层深度的变异性更强,且大影响半径(>5 mm)优先路径的比例(19.0%)要高于纯林(9.0%)。【结论】喀斯特地区这2种典型森林下均存在一定的优先流现象,由于其特殊土石结构的影响,林地土壤优先路径数量较多;混交林下优先流的发育程度和空间变异性比纯林高,这与其大影响半径优先路径比例高、优先路径分布变异性强有直接关系。
【关键词】优先流  喀斯特地区  染色示踪实验  纯林  混交林
【基金】国家自然科学基金项目(32071839)
【所属期刊栏目】林业科学
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