紫色土礫石的分布及其對土壤水分性質(zhì)的影響.pdf

1、礫石是土壤中＞2mm以上的粗骨部分，廣泛存在于四川盆地山區(qū)的紫色土中。礫石的存在改變了土壤的物理特性和化學特性，影響了土壤的農(nóng)學特性，制約了一系列的土壤過程。以往對紫色土的各種研究都忽略土壤礫石的性質(zhì)和空間分布，以及對土壤物理和化學性質(zhì)的影響。本文利用四川盆地具有典型代表性的紫色土(紅棕紫泥、棕紫泥、灰棕紫泥和粗暗紫泥)，來研究了它們的礫石性質(zhì)、礫石空間分布以及礫石對土壤持水性、水分入滲和水分蒸發(fā)的影響。獲得的主要結論如下： (

2、1)不同巖性的紫色土礫石，其物理性質(zhì)、礦物和化學組成具有較大差異，在土壤、土壤剖面和坡面具有一定的分布規(guī)律。礫石的粘土礦物以水云母為主(含量為50～90﹪)，其次是高嶺石和綠泥石；化學組成以SiO2為主(平均含量＞60﹪)，其次是Al2O3，各類礫石間的Fe2O3、MgO和MnO的含量相對穩(wěn)定，CaO和TiO2的含量變化較大。礫石的平均容重大小為：粗暗紫泥礫石＞灰棕紫泥礫石＞紅棕紫泥礫石＞棕紫泥礫石。礫石的飽和含水量和田間含水量為分別為

3、2.42～4.57﹪和2.13～4.28﹪，且是紅棕紫泥礫石＞棕紫泥礫石＞灰棕紫泥礫石＞粗暗紫泥礫石；在0～30kp的脫水過程中，灰棕紫泥礫石釋水最多，粗暗紫泥礫石釋水最少。土壤的礫石總含量為5.27～57.78﹪，且粗暗紫泥＞棕紫泥＞紅棕紫泥＞灰棕紫泥；其中2～5mm的礫石相對含量超過了各自總礫石含量的50﹪，不同尺寸的礫石相對含量隨粒徑增大而減小。礫石含量隨坡度的增加而增加，在同一坡臺地，臺坎后耕地的礫石含量高于臺坎前耕地的礫石含量

4、，其中2～5mm的礫石相對含量隨坡度呈上升趨勢，5～10mm的礫石相對含量則相反，＞10mm的礫石相對含量，除了粗暗紫泥和灰棕紫泥一直在下降外，其余兩種土壤都是在坡腰最大。剖面的礫石含量隨土層的加深而減少；＜10mm的礫石相對含量隨土層的加深而增加，＞10mm的礫石的相對含量隨土層的加深而減少。 (2)礫石含量顯著地影響了土壤容重、土壤飽和含水量和田間持水量。在礫石含量＞10﹪的紫色土中，物理性粘粒和容重與礫石含量呈負相關和正相

5、關關系；在礫石含量＜10﹪的紫色土中，物理性粘粒和容重基本上隨土層加深而增加，與礫石含量關系不明顯。大量的礫石能降低土壤的飽和含水量和田間持水量，同時影響了物理性粘粒與飽和含水量和田間持水量的相關性，礫石含量越大，物理性粘粒與這兩種含水量的相關性就越??；但在礫石含量相差不大的土壤中，這兩種含水量的變化規(guī)律主要受到土壤物理性粘粒的影響。 (3)礫石含量顯著地影響了土壤的保水供水能力。在0～30kp的脫水過程中，原狀土的含水量一直是

6、坡腳＞坡腰＞坡項，水分特征曲線擬合式的R2＞0.9，參數(shù)a值與礫石含量變化規(guī)律較為一致，b值則相反。礫石體積含量為0﹪、10﹪、20﹪、30﹪的擾動土的脫水趨勢較為一致，擬合式的參數(shù)a、b值與礫石含量的關系不明顯。原狀土和擾動土的比水容量都是隨土壤水吸力的增加而減小。原狀土中，除粗暗紫泥的比水容量外，其余三種土的平均比水容量與各自的平均粘粒含量的變化趨勢相反；擾動土的平均比水容量與坡腰原狀土的平均比水容量的變化趨勢一致，除灰棕紫泥的比水

7、容量隨礫石含量的增加規(guī)律不明顯外，紅棕紫泥和棕紫泥的比水容量隨礫石含量的增加而降低。 (4)礫石含量顯著地影響影響土壤水分運動。無論是垂直入滲或水平入滲，平均總入滲時間是灰棕紫泥＜紅棕紫泥＜棕紫泥，平均總入滲率則相反。不同紫色土的總累計入滲量隨礫石含量的增加而減少，總入滲時間隨礫石含量的增加先下降后上升，入滲率則先上升后下降，轉折點是含礫石為10﹪或20﹪的土柱。在入滲過程中，入滲率在不停的變化。0～5cm距離段的入滲率隨礫石含

8、量的增加而增大，5～10cm距離段的入滲率的下降幅度隨礫石含量的增加而增加；隨入滲距離的增加，入滲率下降幅度逐漸變??；在不同距離段的入滲率隨礫石含量變化的規(guī)律與總入滲率隨礫石含量變化的規(guī)律較為一致；入滲系數(shù)k隨礫石含量的增加而增加，入滲指數(shù)a的變化規(guī)律則大致相反。表層為礫石的土樣的初始含水量最小，混合土樣的初始含水量隨礫石含量的增加逐漸減少。在40℃恒溫下的整個蒸發(fā)過程中，土壤表層為礫石的土樣的累計蒸發(fā)量和蒸發(fā)率最小，混合土樣的累計蒸發(fā)