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本文针对当前土壤干层研究存在的主要问题,结合黄土高原不同类型区具有不同地形条件、植被类型、配置模式以及相对应的水、热、能量分配差异等客观事实,我们借助自制的深剖面土壤样品采集系统,采集1800cm深剖面土壤样品,测定土壤水分及基本理化性质,在有效改进深剖面土壤干层判定方法的基础上(通过传递函数模型实现),选择黄土高原4个典型类型区,对应研究不同植被类型、地形、植被生长年限及植被配置模式下的土壤水分状况、干层量化特征及影响因素。 本研究主要内容包括:⑴利用多元线性回归方法建立的土壤饱和导水率、田间持水量、饱和含水量的传递函数模型在黄土高原地区具有较强的预测能力。田间持水量的传递函数模型为我们确定深剖面土壤干层的判断阈值(田间稳定持水量)提供了思路和手段,使非均质剖面土壤干层的判定更加科学。⑵黄土高原风沙台地区不同植被类型下深剖面平均土壤含水量具有显著差异,并且这种差异性与取样深度有关。对于同一取样深度,柠条地土壤干层厚度最厚为2000cm,长芒草地最薄为180cm。⑶丘陵沟壑区的同一种植被,阴坡的剖面平均土壤含水量比阳坡高。在刺槐植被下,阳陡坡的土壤干层最严重,而在阴缓坡、阳缓坡及坡顶,各个干层量化指标之间的差异不明显。在坡度和坡向两个地形因子之间,坡向对土壤干层的影响更为显著。⑷黄土台塬区不同年限下的剖面平均土壤含水量整体上呈先减小后增加趋势。随年限增加,苹果园土壤干层的最大形成速率发生在9年到17年期间(168 cm/year)。土壤干层厚度与植物生长年限具有显著的正相关关系。⑸宽谷丘陵区农地剖面含水量最高为15.2%,而柠条-苜蓿水平间套作地最低(8.0%)。柠条-长芒草、柠条-苜蓿套作地的整个土壤剖面均已形成土壤干层,但前者干层内平均土壤含水量显著大于后者。通过调控不同植被配置模式可在一定程度上改善深剖面土壤水分和干层状况。⑹黄土高原地区土壤干层的发育程度较高,平均干层厚度均在830cm以上,干层内平均土壤含水量介于5.6%-13.3%之间。整体上风沙台地区的土壤干燥化最严重,丘陵沟壑区最弱。同一植被(柠条)不同类型区整个取样剖面上均形成了土壤干层,但干层内平均土壤含水量的数值有所不同。土壤干层在空间和时间上均具有明显的变异性与依赖性,充分把握不同时空尺度土壤干层的主控因素有助于土壤干燥化过程调控与深层土壤水分恢复。