關中平原古土壤S1水分特征研究.pdf

1、黃土高原完整的黃土-古土壤序列記錄著第四紀以來全球和區(qū)域環(huán)境變化的豐富信息，為我們研究古氣候環(huán)境提供了較全面的的依據(jù)。黃土高原南部的關中平原地區(qū)是我國重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，該區(qū)降水量較少，但是農(nóng)業(yè)較為發(fā)達，這與黃土地層在特殊環(huán)境下形成的土壤理化性質有很大關系。
　　在不同成壤環(huán)境下發(fā)育的土壤，其理化性質會隨著成壤環(huán)境而發(fā)生變化，這直接影響了土壤的水分特征差異。本文在詳細的野外調查基礎上，以黃土高原南部的寶雞蔡家坡和楊陵地區(qū)晚更新世末

2、次間冰期發(fā)育的第一層古土壤(S1)為研究對象。該層古土壤為三層古土壤(S1S1、S1S2、S1S3)夾兩層黃土(S1L1、S1L2)復合層。對S1進行了容重、總孔隙度、水穩(wěn)性大團聚體、顆粒組成、有機質、CaCO3、飽和導水率、水分特征曲線等物理和水分性質測定，揭示不同土層水分滲漏和保持特征差異及水分特征垂直運移的規(guī)律。探討晚更新世末次間冰期氣候旋回與成壤過程對土壤水分特征的影響，為現(xiàn)代黃土高原的成壤環(huán)境及土壤水環(huán)境提供理論參考。本文的主

3、要研究結果如下:
　　(1)S1容重隨土層深度的增加逐漸變大，分別在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)處出現(xiàn)峰值;總孔隙度則隨土層深度的增加逐漸降低，在S1L1、S1L2(35-75cm、125-175cm)處出現(xiàn)峰值，容重和總孔隙度且出現(xiàn)“三峰兩谷”趨勢。
　　(2)S1顆粒組成中粉粒含量較高，其次為0.05-0.02mm的粗粉粒和＜0.002mm的黏粒，土壤可被分類為粉砂質

4、黏壤土。＜0.002mm顆粒曲線變化明顯，呈現(xiàn)“三峰兩谷”變化趨勢，能夠較好地反映夏季風的變化;S1中水穩(wěn)性大團聚體含量較高，高達79.87％，這表明古土壤S1成壤過程中，在較暖濕氣候條件下，土壤發(fā)育程度較高，土壤團聚結構較好;S1有機質含量出現(xiàn)波動變化，由深度的增加出現(xiàn)先降低后增加再逐漸降低再增加的趨勢，且同土壤黏粒含量呈較強正相關，出現(xiàn)“三峰兩谷”變化趨勢，在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-23

5、5 cm)處出現(xiàn)峰值。
　　(3)S1剖面CaCO3含量頂部最高，向下部逐漸減少，到達一定深度后，含量保持不變，中下部的含量約為1％左右。剖面古土壤中下部CaCO3含量趨于0，表明在古土壤發(fā)育過程中，經(jīng)受了強烈的淋溶作用，碳酸鹽大部分隨著土壤水分向下淋濾，甚至遷移出古土壤層。
　　(4)S1的導水特征:S1隨土層深度增加，土壤飽和導水率出現(xiàn)一定波動，整體上小幅降低，且在S1L1、S1L2(35-75cm、125-175cm)

6、處出現(xiàn)峰值，在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)出現(xiàn)谷值。土壤飽和導水率在剖面上表現(xiàn)出異質性，形成含水層和隔水層。
　　(5) S1的持水特征:S1水分特征曲線實測值與VG模型能較好擬合，相關程度較高，可作為土壤水吸力和含水量換算的參照。在低吸力范圍內(nèi)土壤水含量隨吸力增加而顯著減小，在高吸力范圍變化較平緩。土壤飽和含水量、田間持水量隨著深度的增加呈現(xiàn)波動變化，表明土壤水分特征在空間上

7、出現(xiàn)較強變異性。土壤有效含水量在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)處出現(xiàn)峰值，表明在該土層具有較好的持水能力。不同成壤環(huán)境下的土壤容重、結構、質地、有機質含量等因素都對土壤水分特征產(chǎn)生影響。
　　深入研究成壤環(huán)境變化對黃土理化性質和水分特征的影響，探究黃土地層的入滲和含水、持水能力，探討黃土含水層、隔水層，不僅對認識黃土地下水與水資源富集規(guī)律有重要科學意義，而且對該區(qū)土壤水庫建設和農(nóng)