典型干热河谷区土壤水分时空分异规律及主控因子研究

Soil moisture plays an important role in plant gowth and vegetation rehabilitation in the dry-hot valleys. However, there is lack of inforamtion for the spaitial and temporal variation of soil moisture and the envrionmental factors influcing soil moisture in the dry-hot valleys. It is disadvantages for soil and water conservation and vegetation rehabilitation. In this project, a typical natural section with semi-savanna vegatation and a agricultural land section in dry-hot valley of Yuanjiang river are chosen to investigate seasonal dynamics and vertical distribution of soil moistrue. Enviromental factors including precipitation, air temperature, soil temperatrue, slope, aspect, slope gradient, relative elevation, vegetation type and fine root characteristics are monitered and measured. Detrended Canonical Correspondence Aanalysis (DCCA) is uesed for analaysing the relationship between spatial and temporal varitaion of soil moisture and the envrionmental factores. It can improve our better understanding the mechanisms of spatial and temporal varitaion of soil moisture in the dry-hot valley and can provide useful and scientific knowledge for vegetation rehabilitation and utilization of land in the the dry-hot valleys.

土壤水分是干热河谷区植物生长和植被恢复的主要限制因子，但干热河谷区土壤水分时空分异规律及环境因子对土壤水分分布的影响机制仍不清楚，这对该区水土保持和生态恢复工作的开展造成了极为不利的影响。本项目以元江典型干热河谷区为案例区，选取典型自然断面（具有典型萨王纳群从分布）与农地断面，沿海拔梯度布设监测点，开展土壤水分动态监测以及气候、地形、植被及土壤结构等环境因子监测，分析两个断面土壤水分的季节动态和垂直分布特征，以揭示干热河谷区两种景观条件下土壤水分时空分异规律；通过研究两个断面土壤水分变化与环境因子的关系，判识影响干热河谷区土壤水分季节动态和垂直分布的主控因子，阐明环境因子对干热河谷区不同景观条件下土壤水分时空分异的影响机制，为干热河谷区植被恢复和土地利用与合理配置提供科学依据。

土壤水分是干热河谷地区植物生长及植被恢复的主要限制因子，目前对于该区域不同景观条件下土壤水分的时空分异机制仍然不清楚。本课题选择在元江干热河谷区广泛分布的农地及以萨瓦纳植被为主的自然小流域为目标流域，对流域内土壤水分时空分异特征进行研究，分析其土壤水分时空分异的主控因子，阐明农地与自然流域土壤水分时空分异机制。农地与自然流域土壤样品样点数分别为51、66个。结果表明，干热河谷区农地与自然小流域土壤水分含量随降雨量变化而变化，但农地小流域土壤农地小流域土壤水分含量的最大值往往要滞后降雨一些时间。两流域空间分布特征及主控因子是不一样的。在湿润状态下，农地小流域的0-20与20-40cm土层土壤水分都呈斑块状分布，干旱状态下分布比较均匀，然而自然小流域土壤0-20cm土层的土壤水分的空间分布在湿润状态分布均匀，在干旱状态下呈斑块状分布。农地流域中的分水岭及山腰的土壤水分含量相对较高，山谷的土壤水分含量相对较低。自然流域中，在湿润状态下山顶的土壤含水量相对较高；在干旱状态下位于山腰的沟谷土壤含水量相对较高。不论湿润还是干旱状态，农地小流域水分主要受到砂粒的影响。自然小流域中，干湿状态下，植被都对土壤水分的影响较大，但湿润状态下土壤水分主要受到砂粒含量与细根生物量的影响，干旱状态下主要受到植被总覆盖度与细根生物量的影响。综合考虑农地与自然流域，砂粒含量对两流域的土壤水分影响都较大，特别是在降雨量集中的雨季。同时，植被因子对土壤含水量的影响也较大，植被覆盖度大，细根分布集中的地方其土壤含水量都较大。考虑到干热河谷地区土壤侵蚀较为严重，而土壤侵蚀往往导致粘粒含量的减少，砂粒含量增加，不利于水分储存。因此，在农地为主的流域应当采取合理的水土保持措施，在自然流域应当禁止砍伐与开采萨瓦纳植被，合理保护天然萨瓦纳植被，这对于干热河谷区水土流流失防止以及植被恢复具有重要意义。