黄土高原小流域土壤干层的时空变化及其驱动因子

在全球气候变暖和人类活动双重影响下，黄土高原土壤干层因其凸显的生态水文负效应而受到愈加重视。土壤干层具有时空异质性，相关研究已取得重要进展。然而，关于非均质剖面土壤干层的判定阈值、时空变异性定量研究还需加强。本项目拟采用自制的深剖面土壤样品采集系统进行野外多点测定，在改进深剖面土壤干层判定阈值的基础上，以黄土高原生态重建过程中的基本单元（小流域）为研究尺度，结合定位监测、室内分析、模型预测等手段，借助经典统计和地统计学的方法，深入开展小流域土壤干层的时空变异性研究，探究其变异规律、变异来源及驱动因子，确定小流域土壤干层研究的合理取样数与空间布点方案，并从二维空间上揭示土壤干层的层面分布特征与动态。研究结果一方面可为黄土高原基本单元尺度的水土过程调控提供科学指导，另一方面有助于科学评价土壤干层及其时空变化对缺水生态系统水循环过程的影响，为减缓土壤干燥化过程提供思路。

本项目按照项目计划书开展相关科学研究工作，以黄土高原典型小流域（神木老爷满渠小流域）为研究对象，通过50 m网格布点、取样和室内测定分析，获得了小流域0-5 m深度的土壤水分、颗粒组成和有机碳数据；通过安装中子管进行土壤水分动态监测与环刀取样测定分析，获得了小流域5 m土壤水分与表层0-5 cm土壤水力参数的动态变化特征；结合自制深剖面土壤样品采集系统进行深剖面（21 m）土壤水分测定测定，借助传递函数模型获得了各个样点土壤干层的判定阈值。通过数据分析和整理，揭示了小流域土壤水分在水平和垂直方向上的空间分布格局，探明了土地利用、颗粒组成及植被特征对土壤水分的影响过程，明确了21 m深剖面土壤水分分布与干层量化特征，获得了典型植被下土壤水分的时间变异特征，明晰了坡面、小流域尺度土壤干层二维分布特征、变异规律、变异来源及驱动因子，构建了小流域土壤干层的动态分布图。在该项目的支持下，目前发表科研论文5篇，其中SCI收录论文4篇，EI收录论文1篇（均标注该项目的课题号）。项目执行期间，培养学生2名，其中已毕业硕士生1名（毕业时获得国家奖学金），在读硕士生1名。