黄土区植被恢复对土壤水文物理性质的影响.pdf

第3 0卷第6期2 0 2 3年1 2月水土保持研究R e s e a r c ho fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.3 0,N o.6D e c.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 3 修回日期:2 0 2 2-0 9-2 0 资助项目:国家自然科学基金“黄土区地表产流机制变化对植被恢复的响应”(4 2 0 7 7 0 7 5)第一作者:刘卓昕(1 9 9 7),女,山西介休人,在读硕士研究生,研究方向为生态水文及水土保持。E-m a i l:L z x 7 0 5 01 6 3.c o m 通信作者:高鹏(1 9 7 6),男,陕西扶风人,博士,研究员,博士生导师,主要从事生态水文及水土保持研究。E-m a i l:g a o p e n g m s.i s w c.a c.c nh t t p:s t b c y j.p a p e r o n c e.o r gD O I:1 0.1 3 8 6 9/j.c n k i.r s w c.2 0 2 3.0 6.0 4 6.刘卓昕,高鹏,穆兴民,等.黄土区植被恢复对土壤水文物理性质的影响J.水土保持研究,2 0 2 3,3 0(6):2 0 6-2 1 3.L I UZ h u o x i n,GAOP e n g,MUX i n g m i n,e t a l.E f f e c t so fV e g e t a t i o nR e s t o r a t i o no nS o i lH y d r o p h y s i c a lP r o p e r t i e s i nL o e s sR e g i o nJ.R e s e a r c ho fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,3 0(6):2 0 6-2 1 3.黄土区植被恢复对土壤水文物理性质的影响刘卓昕1,高 鹏1,2,穆兴民1,2,邱德勋2,丁莹莹1(1.西北农林科技大学 水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西 杨凌7 1 2 1 0 0;2.中国科学院 水利部 水土保持研究所,陕西 杨凌7 1 2 1 0 0)摘 要:目的 阐明黄土高原长期退耕还林(草)对土壤水文物理性质的影响,有利于完善黄土高原土壤水文研究,为黄土高原后续生态恢复提供理论依据。方法 通过采样分析和原位双环入渗试验,针对不同植被恢复类型的土壤有机质、容重、孔隙度、含水量以及入渗性能等土壤水文物理性质进行了分析。结果 植被恢复对土壤物理性质影响显著(p0.2 5mm水稳性团聚体含量显著增加,容重显著降低。退耕还林(草)增强了土壤的入渗能力,相较于农地,绥德和神木草地的初始入渗分别增加了5 0%和3 1%;绥德和神木地区的草地、灌木、林地的稳定入渗速率分别增加了7 6%,1 1%,1 9%和5 3%,1 2 8%和5 8%。土壤稳定入渗和平均入渗与容重呈显著负相关关系(p0.0 5),与总孔隙度、毛管孔隙度(p0.0 5)和有机质含量(p0.0 1)呈显著正相关。结论 植被恢复对土壤水文物理性质影响显著,土壤入渗性能显著提高,有机质含量、容重和孔隙度对入渗性能有显著影响。关键词:植被恢复;土壤水文物理性质;黄土高原中图分类号:S 1 5 2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 5-3 4 0 9(2 0 2 3)0 6-0 2 0 6-0 8E f f e c t so fV e g e t a t i o nR e s t o r a t i o no nS o i lH y d r o p h y s i c a lP r o p e r t i e s i nL o e s sR e g i o nL i uZ h u o x i n1,G a oP e n g1,2,M uX i n g m i n1,2,Q i uD e x u n2,D i n gY i n g y i n g1(1.S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fS o i lE r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n go nt h eL o e s sP l a t e a u,I n s t i t u t eo fS o i la n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,N o r t h w e s tA&FU n i v e r s i t y,Y a n g l i n g,S h a a n x i7 1 2 1 0 0,C h i n a;2.I n s t i t u t eo fS o i la n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e sa n dM i n i s t r yo fW a t e rR e s o u r c e s,Y a n g l i n g,S h a a n x i7 1 2 1 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v eE l u c i d a t i n gt h ei n f l u e n c eo fl o n g-t e r mr e t u r n i n gf a r m l a n dt of o r e s t,s h r u b l a n d,a n dg r a s s l a n do ns o i lh y d r o p h y s i c a lp r o p e r t i e so nt h eL o e s sP l a t e a ui sc o n d u c i v et oi m p r o v i n gs o i lh y d r o l o g yr e s e a r c ha n dp r o v i d i n gat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h es u b s e q u e n te c o l o g i c a lr e s t o r a t i o no ft h eL o e s sP l a t e a u.M e t h o d sT h r o u g hs a m p l i n ga n a l y s i sa n dd o u b l e-r i n gi n f i l t r o m e t e rt e s t,t h es o i lh y d r o p h y s i c a lp r o p e r t i e ss u c ha s s o i l o r g a n i cm a t t e r,b u l kd e n s i t y,p o r o s i t y,s o i lm o i s t u r e a n d i n f i l t r a t i o nc a p a c i t yo f d i f f e r e n t v e g e t a-t i o nr e s t o r a t i o nt y p e sw e r ea n a l y z e d.R e s u l t sV e g e t a t i o nr e s t o r a t i o nh a das i g n i f i c a n t i m p a c to ns o i l p h y s i-c a l p r o p e r t i e s(p0.0 5),a n dt h er e s u l t i n gc h a n g e sw e r em o s to b v i o u si nt h e04 0c ms o i ll a y e r.T h ec o n t e n to fo r g a n i cm a t t e r,p o r o s i t ya n d t h e s t a b i l i t yo fw a t e r-s t a b l ea g g r e g a t e s s i g n i f i c a n t i n c r e a s e d,t h e s o i lb u l kd e n s i t yd e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y.C o n v e r t i n gf a r m l a n dt of o r e s t,s h r u b l a n d,a n dg r a s s l a n de n h a n c e ds o i li n f i l t r a t i o nc a p a c i t y.C o m p a r e dw i t h f a r m l a n d,t h e i n i t i a l i n f i l t r a t i o no f S u i d e a n dS h e n m ug r a s s l a n d i n c r e a s e db y5 0%a n d3 1%,r e s p e c t i v e l y;t h es t a b l ei n f i l t r a t i o nr a t e so fg r a s s l a n d,s h r u b sa n df o r e s ti nS u i d ea r e ai n c r e a s e db y7 6%,1 1%a n d1 9%,r e s p e c t i v e l y;t h o s e i nS h e n m ua r e a i n c r e a s e db y5 3%,1 2 8%a n d5 8%,r e s p e c t i v e l y.S o i l s t a b l e i n f i l t r a t i o na n da v e r a g e i n f i l t r a t i o nw e r es i g n i f i c a n t l yn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t hb u l kd e n s i t y(p0.0 5),a n ds i g n i f i c a n t l yp o s i t i v e l yc o r r e l a t e dw i t ht o t a lp o r o s i t y,c a p i l l a r yp o r o s i t y(p0.0 5)a n do r g a n i cm a t t e rc o n t e n t(p0.0 5).C o n c l u s i o nV e g e t a t i o nr e s t o r a t i o nh a sas i g n i f i c a n te f f e c to ns o i lh y d r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s,s o i l i n f i l t r a t i o np e r f o r m a n c eh a sb e e ns i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d,a n do r g a n i cm a t t e rc o n t e n t,b u l kd e n s i t ya n dp o r o s i t yh a v es i g n i f i c a n t e f f e c t so n i n f i l t r a t i o np e r f o r m a n c e.K e y w o r d s:v e g e t a t i o nr e s t o r a t i o n;s o i lh y d r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s;L o e s sP l a t e a u 自2 0世纪5 0年代以来,为治理黄土高原严重的水土流失,该地区就开展了有组织的规模化水土保持治理工作1-2,特别是1 9 9 9年以来退耕还林(草)措施的实施,植被盖度从2 0世纪8 0年代的2 8.8%增长到2 0 1 8年的6 0%以上,植被恢复已经成为该地区控制水土流失、改善生态系统服务功能的重要措施3。退耕还林(草)使得植被覆盖发生了显著变化,缓慢改变了土壤的理化性质,导致土壤水文过程发生改变,促使超渗产流转变为蓄满产流和壤中流,降低了产流和产沙量4-5。所以,研究植被恢复对土壤水文物理性质的影响在黄土高原水土保持工作中具有重要意义。植被恢复对土壤物理性质的影响一直是土壤学及水土保持工作的研究重点。植被和土壤的相互作用导致土壤物理性质变化,从而显著改变了土壤结构。退耕还林(草)显著提高了表层土壤质量6,植被通过增加地表枯落物和土壤有机质提高了土壤团聚体的含量和稳定性,从而促进退化土壤性质恢复7,使土壤容重显著降低8。土壤容重的大小可以反映植被恢复对土壤孔隙状况与通气透水能力的改善程度9-1 0。焦梦妍等发现,安塞地区不同植被恢复阶段表层土壤容重总体表现为先减少后增加的趋势,在3 0a时降到最低值,孔隙度变化趋势则与之相反1 1。但是李同川发现土壤大孔隙特征随植被年龄的增加而逐渐优化,4 0a生柠条比2 2a生柠条覆盖下的土壤拥有更好的孔隙结构1 2。土壤结构的变化对土壤水文性质产生显著影响。目前,植被恢复可以改善土壤结构,从而提高土壤入渗和持水能力这点已有普遍共识。大量研究1 3-1 6表明,土壤入渗性能与土壤容重、孔隙度、水稳性团聚体以及有机质含量显著相关。在植被恢复过程中,植被类型是影响土壤入渗的重要因素,而且在不同地区,植被恢复类型对土壤入渗性能呈现出不同的影响。王国梁等1 4发现安塞纸坊沟流域的灌木和草地土壤稳定入渗速率显著大于林地。但是刘畅等1 7发现吉县蔡家川流域的林地土壤入渗速率明显大于灌木和草地。随着退耕年限的增加,土壤容重减小,水稳性团聚体和有机质含量增加,土壤结构更加稳定,更有利于水分入渗1 8。综上所述,针对不同植被类型和恢复年限的土壤性质变化已经进行了大量的研究,但是黄土高原的植被生态恢复是一个长期工作,而且在不同地区,由于气候、地形以及土壤等因素的不同,植被类型对土壤水文物理性质的影响也不尽相同,所以仍需要对黄土高原进行大量持续的研究以明确黄土高原长期大范围的植被恢复对土壤水文过程的影响,从而针对不同地区进行合理的植被恢复及水土保持治理规划。绥德和神木位于陕西省北部,属于典型的黄土区,土壤侵蚀活动强烈而且具有很强的代表性,两个地区自2 0世纪5 0年代开始进行水土保持治理措施,生态环境显著改善,在黄土高原的水保治理工作中具有代表示范性作用。选择这两个区域为研究区,探讨黄土区典型流域植被恢复对土壤水文物理性质的影响,有助于进一步认识黄土高原典型黄土区的土壤水文过程,对于黄土高原生态恢复和水土保持治理具有重要作用。1 材料与方法1.1 研究区概况辛店沟(1 1 0 1 6 4 5 1 1 0 2 0 0 0 E,3 7 2 9 0 0 3 7 3 1 0 0 N)和桥沟流域(1 1 0 1 7 2 4 1 1 0 1 7 4 3 E,3 7 2 9 3 3 3 7 3 0 1 3 N)位于陕西省榆林市绥德县,属于黄土高原丘陵 沟壑区,土 壤 类 型 主 要 为 黄 绵土。气候类型为半干旱大陆性季风气候,多年平均气温约为1 0.1,平均降雨量约为4 8 0mm,集中在69月,且多以暴雨形式出现。研究区代表性植物类型有柠条(C a r a g a n ak o r s h i n s k i i)、狗尾草(S e t a r i av i r i d i s)、紫穗槐(Am o r p h af r u t i c o s a)、油松(P i n u st a b u l a e f o r m i s)等。六道沟流域(1 1 0 2 1 1 1 0 2 3 E,3 8 4 6 3 8 5 1 N)位于陕西省榆林市神木市,位于黄土高原北部水蚀风蚀交错带,土壤类型以风沙土和黄绵土为主。气候属于半干旱大陆性季风气候,多年平均年降雨量为4 4 0.8mm,年均温为8.9,降水年内分配不均,集中在69月。该流域主要植被类型有长芒草(S t i p ab u n g e a n a)、柠条、沙柳(S a l i xc h e i l o p h i l a)等。702第6期 刘卓昕等:黄土区植被恢复对土壤水文物理性质的影响1.2 研究方法为了明确陕北黄土区典型流域植被恢复对土壤水文物理性质的影响,对黄土区典型流域的农地与草地、灌木以及林地3种植被恢复类型的土壤水文物理性质进行分析。1.2.1 试验样地选择 为了研究植被恢复对土壤水文物理性质的影响,选择陕北黄土高原两个典型的退耕还林(草)地区进行野外试验,分别是陕西省绥德县的辛店沟和桥沟流域以及陕西省神木市的六道沟流域。对小流域进行充分的野外踏查,在了解研究区域主要植被恢复模式以及沟坡主要植物群落、生长状况和分布特征的基础上,选择坡度、坡向、海拔以及恢复年限等条件大致相同的草地、灌木地和林地作为试验样地。同时选择农地作为植被恢复样地的对照组。样地基本情况见表1。表1 样地基本情况T a b l e1 B a s i cc o n d i t i o n so f s a m p l ep l o t s地区样地主要植被类型纬度N经度E海拔/m坡度/()陕西绥德耕地高粱3 7 3 0 2 5 1 1 0 1 7 4 1 9 4 52草地紫花苜蓿3 7 3 0 0 8 1 1 0 1 7 3 4 9 2 23 4灌木紫穗槐、柠条3 7 3 1 1 3 1 1 0 1 7 3 4 1 0 0 13 7林地油松3 7 3 0 5 4 1 1 0 1 7 0 1 9 3 43 8陕西神木耕地玉米3 8 4 7 0 9 1 1 0 2 1 3 7 1 1 9 92草地长芒草3 8 4 7 3 6 1 1 0 2 1 4 6 1 1 7 93 6灌木柠条3 8 4 7 2 4 1 1 0 2 1 5 5 1 1 8 43 9林地山杏3 8 4 7 1 9 1 1 0 2 1 5 8 1 1 8 73 71.2.2 样品采集与试验 在每种植被类型样地选择植被生长较为 典型的地块 布设 样 方,样 方 面 积 为2 0m2 0m。样方布设好后,在样方中部沿水平方向等间距选取3个采样点重复采样。在每个采样点挖1 0 0c m深土壤剖面,前2 0c m以1 0c m为间隔用1 0 0c m3环刀进行取样,2 01 0 0c m以2 0c m为间隔进行取样,用于测定容重和孔隙度。同时每个土层取5 0 0g左右原状土样用于测定水稳性团聚体,用自封袋在每层取2次土样测定土壤机械组成和有机质。在剖面旁打1m深土钻,每隔1 0c m用小铝盒取样,测得土壤质量含水量。在每个剖面旁边选择一块较平坦的土地进行野外双环入渗试验,每个样地均进行3次重复试验。用小铲子去除地表植被和枯落物,并将地表铲平。用铁锤将内环3 0c m,外环4 5c m的双环垂直打入土壤表面以下5c m。试验开始后,同时向内外环迅速注水,当内外环水位达到4c m开始计时,采用定水头注水法测定入渗速率。试验以0.5m i n,1m i n,3m i n,5m i n,7m i n,1 0m i n,1 5m i n,2 0m i n,2 5m i n,为时间间隔计数,每次双环入渗试验进行5 0m i n。将前1m i n的平均入渗速率视为初始入渗速率,最后1 0m i n的平均入渗速率视为稳定入渗速率,05 0m i n的平均入渗速率为平均入渗速率。1.2.3 土壤性质测定与计算 土壤有机质采用重铬酸钾热容量法测定。粒径使用马尔文M S 2 0 0 0型激光粒度仪测定,根据美国农业部土壤分类法,土壤颗粒按粒径分为3类,2 0.0 5mm为砂粒、0.0 5 0.0 0 2mm为粉粒、小于0.0 0 2mm为黏粒。水稳性团聚体含量采用Y o d e r法测定。土壤含水量使用烘干法测得。土壤容重和孔隙度采用环刀法测定。具体测定方法参照 土壤理化分析1 9。2 结果与分析2.1 不同植被类型的土壤物理特征根据不同植被类型和不同深度土层土壤的主要物理性质(表2,表3)可以发现土壤物理性质受植被恢复类型影响显著(p0.0 5),土层深度对土壤有机质、团聚体、容重、孔隙度以及含水量有显著影响(p0.0 5),植被恢复对土壤造成的影响在4 0c m以上的土层中表现最为明显。农地的容重普遍高于其他植被类型,其总孔隙度则较小,尤其在02 0c m土层差异显著(p0.2 5mm水稳性团聚体和有机质含量增加,随着土层的加深,团聚体和有机质的含量显著降低(p0.0 5)。02 0c m土层中,草地的有机质含量较高,特别在绥德地区,草地土壤表层的有机质含量显著大于农地。灌木和林地在2 0c m以下土层中的有机质含量 要大于草地 和 农 地,特 别 是 在4 01 0 0c m土层中,绥德灌木(2.7 5g/k g)地以及神木林地(1.3 1g/k g)、灌木(1.2 8g/k g)样地的有机质含量显著大于农地,表明灌木和林地更有利于增加较深层土壤的有机质含量。植被恢复后,神木地区土802 水 土 保 持 研 究 第3 0卷壤黏粒含量显著增加,砂砾含量显著减少(p0.0 5),黏粒含量受灌木的影响最大。相较于农地,灌木3个土层的黏粒含量从浅到深依次增加了4 9%,9 2%和1 0 6%。在不同土层,绥德地区农地含水量均显著大于其他3种植被类型,说明草地、灌木和林地的耗水量要显著大于农地。神木地区4种类型样地的含水量随着土层的加深而增加,表明浅层土壤水分的消耗更强。表2 绥德地区不同深度和土地利用类型的土壤特征T a b l e2 S o i l c h a r a c t e r i s t i c sa td i f f e r e n td e p t h sa n d l a n du s e t y p e s i nt h eS u i d ea r e a土层/c m植被类型有机质/(gk g-1)黏粒/%粉粒/%砂砾/%团聚体/%容重/(gc m-3)总孔隙度/%毛管孔隙度/%非毛管孔隙度/%土壤含水量/%02 0耕地2.9 9(0.5 0)A c1 3.5 5(0.7 6)A a6 3.4 7(0.7 9)B a2 2.9 8(1.4 0)A c2 2.4 6(2.5 0)A c1.3 0(0.0 7)A a4 9.2 0(1.7 0)B b4 6.7 1(2.4 7)A b2.4 9(1.0 7)A a7.1 1(0.6 8)A a草地6.4 4(2.3 5)A a1 2.4 7(1.3 5)A a b6 0.1 0(2.1 4)A b2 7.4 3(1.7 2)A b3 0.7 6(5.0 8)A b1.1 7(0.0 5)B b5 3.4 7(1.7 8)A a5 0.7 4(1.9 1)A a2.7 3(1.7 0)A a5.8 0(0.6 8)A a b灌木4.1 0(0.3 4)A a b1 1.2 7(0.9 3)A b5 7.7 9(1.9 0)A c3 0.9 5(1.1 6)A a2 2.8 2(6.3 6)A c1.2 2(0.0 8)B a b5 1.7 2(1.4 0)A a4 9.0 5(1.2 0)A a b2.6 7(0.6 2)B a5.0 9(1.4 9)A b林地4.8 6(0.7 7)A a b1 1.3 9(1.0 8)A b5 8.1 0(0.9 9)A b c3 0.5 2(1.9 3)A a3 7.2 9(2.7 2)A a1.1 7(0.0 3)B b5 3.1 4(1.7 1)A a4 9.8 5(1.3 2)A a3.2 9(1.7 5)A a4.8 0(0.3 0)A b2 04 0耕地2.3 0(0.6 3)B a1 4.3 3(0.6 9)A a6 4.7 9(0.3 7)AB a 2 0.8 8(1.0 6)AB a1 4.4 5(4.3 0)B b1.3 3(0.0 2)A a4 9.1 2(1.0 6)B b4 6.8 7(0.7 8)A a2.2 5(0.5 7)A a6.8 0(0.4 6)A a草地2.6 6(0.5 3)B a1 4.2 8(3.0 8)A a6 2.6 4(2.8 7)A a b2 3.0 9(5.9 5)A a1 6.6 0(5.5 2)B b1.2 9(0.0 2)A a5 1.3 0(1.3 0)B a b4 8.4 1(1.3 1)B a2.8 8(0.1 5)A a3.5 6(0.5 4)B b灌木2.8 7(0.1 9)B a1 0.9 5(2.9 2)A a5 7.2 7(2.3 7)A c3 1.7 8(1 0.5 7)A a1 5.5 6(8.2 4)B b1.3 1(0.0 3)A a4 9.4 3(1.0 2)B b4 7.2 9(1.3 1)B a2.1 4(1.1 3)B a3.5 2(0.3 4)B b林地3.2 2(0.2 4)B a1 2.1 7(1.7 1)A a5 8.8 1(2.5 2)A b c2 9.0 2(5.2 1)A a3 2.4 2(5.3 1)B a1.2 8(0.0 3)A a5 2.0 5(0.6 6)A a4 8.3 3(0.5 6)A a3.7 2(0.8 0)A a3.9 5(0.1 9)B b4 01 0 0耕地1.9 3(0.3 2)B b1 4.0 9(0.7 1)A a6 5.4 2(0.9 8)A a2 0.4 8(1.6 2)B c9.5 5(3.0 7)C b1.3 3(0.0 3)A a5 2.0 3(1.4 1)A a4 8.7 3(0.9 6)A a3.3 0(0.7 8)A a7.1 8(0.7 2)A a草地2.2 3(0.4 3)B b1 3.1 2(1.7 3)A a b6 2.3 0(2.0 9)A b2 4.5 7(3.8 1)A b c8.1 8(2.6 2)C b1.3 1(0.0 4)A a5 1.8 6(0.9 2)B a4 8.8 2(0.9 0)B a3.0 4(0.7 3)A a3.7 5(0.5 4)B b灌木2.7 5(0.3 5)B a1 0.6 7(1.6 2)A c5 9.5 6(3.9 4)A b2 9.7 6(5.5 0)A a1 1.9 6(2.7 8)B a1.3 1(0.0 3)A a5 2.1 0(0.8 2)A a4 8.5 4(0.6 0)AB a3.5 6(0.7 7)A a3.8 1(0.4 2)B b林地1.9 6(0.1 8)C b1 1.6 3(1.3 8)A b c6 0.0 1(2.3 4)A b2 8.3 6(3.6 1)A a1 4.2 5(2.6 1)B a1.3 2(0.0 2)A a5 1.7 9(0.9 8)A a4 8.9 5(0.8 8)A a2.8 5(0.9 0)A a4.0 0(0.1 6)B b注:下划线数据表示同一深度土层4种植被类型中的最大值,带下划线表示相同植被类型在3个深度土层中的最大值。大写字母表示同一土地利用方式下,同列不同土层的土壤特征指标差异显著(p0.0 5);小写字母表示相同深度下,同列不同植被类型差异显著(p0.0 5)。下表同。表3 神木地区不同深度和土地利用类型的土壤特征T a b l e3 S o i l c h a r a c t e r i s t i c sa td i f f e r e n td e p t h sa n d l a n du s e t y p e s i nt h eS h e n m ua r e a土层/c m植被类型有机质/(gk g-1)黏粒/%粉粒/%砂砾/%团聚体/%容重/(gc m-3)总孔隙度/%毛管孔隙度/%非毛管孔隙度/%土壤含水量/%02 0耕地2.7 6(0.9 6)A a1 2.0 5(1.4 2)A b4 4.5 0(1.1 3)A b4 3.4 5(2.3 6)A a1 5.9 2(3.2 7)A c1.4 7(0.0 3)A a4 3.5 6(1.4 8)B c4 1.8 1(1.9 9)B c1.7 5(0.9 9)A a4.3 8(0.5 7)B b草地4.0 4(2.2 3)A a1 2.3 4(2.2 7)A b5 2.4 0(3.9 4)A a3 5.2 6(4.2 3)A b4 8.8 0(1 6.5 5)A a1.3 8(0.0 7)A b4 6.5 1(1.3 9)B b4 4.3 9(2.7 0)A b c2.1 3(1.5 0)A a3.5 6(0.3 5)B c灌木4.4 7(2.2 0)A a1 7.9 7(3.3 7)A a4 9.2 7(6.1 9)A a b3 2.7 7(3.8 0)A b4 4.1 7(6.0 3)A a b1.2 8(0.0 3)B c4 9.7 3(1.4 5)A a4 7.5 1(0.7 0)A a2.2 2(0.9 8)B a5.0 2(0.6 2)B a b林地3.5 5(0.9 8)A a1 3.5 4(1.8 8)A b5 1.1 8(2.5 1)B a3 5.2 8(3.3 9)A b3 3.1 7(7.6 6)A b1.3 8(0.0 6)B b4 6.5 4(1.6 3)A b4 4.8 4(1.6 6)A b1.7 1(0.7 6)A a5.2 2(0.6 6)B a2 04 0耕地1.2 4(0.1 6)B a9.8 8(0.8 9)B b4 4.6 8(1.5 2)A a4 5.4 4(2.0 7)A a8.2 3(1.7 8)B d1.4 5(0.0 2)A a4 9.3 2(1.6 6)A a4 7.0 5(1.5 4)A a2.2 7(0.1 3)A b5.1 5(0.5 3)AB a草地1.4 0(0.1 4)B a1 2.9 7(3.1 5)A a b5 5.2 0(5.4 8)A a3 1.8 3(1.5 5)A b1 4.3 3(2.4 3)B c1.4 3(0.0 2)A a4 9.9 1(1.7 8)A a4 7.0 8(1.3 1)A a2.8 3(0.7 6)A b4.2 0(0.1 8)B b灌木1.6 4(0.3 8)B a1 8.9 3(4.9 2)A a5 1.3 7(8.9 3)A a2 9.7 0(0.9 9)A b2 2.4 6(3.3 9)B b1.3 9(0.0 1)A b5 0.0 4(1.0 0)A a4 4.7 0(1.0 6)B a5.3 4(0.3 1)A a5.2 4(0.8 0)B a林地1.4 6(0.1 8)B a1 3.9 1(3.8 5)A a b5 4.5 7(3.4 5)AB a3 1.5 2(0.8 8)A b3 8.8 4(5.0 1)A a1.4 5(0.0 2)A a4 6.7 2(2.2 5)A a4 4.8 8(1.5 0)A a1.8 4(0.7 7)A b4.9 3(0.4 6)B a b4 01 0 0耕地1.0 0(0.1 2)B b9.7 8(0.9 9)B c4 8.0 0(3.5 8)A b4 2.2 2(4.7 3)A a1 1.4 4(3.1 1)B b1.4 8(0.0 3)A a4 6.2 5(3.0 8)AB b4 4.2 6(2.6 0)AB b1.9 9(1.4 0)A b5.9 7(0.8 3)A a b草地1.1 3(0.2 0)B a b1 4.6 6(2.1 3)A b5 4.1 9(4.4 4)A a3 1.1 5(3.7 1)A b1 1.8 0(2.6 6)B b1.3 9(0.0 1)A b4 9.1 6(1.8 5)A a4 5.8 9(1.0 7)A a b3.2 7(1.9 7)A a b5.4 9(0.7 5)A b灌木1.2 8(0.1 2)B a2 0.1 9(2.9 3)A a5 2.1 7(6.7 7)A a b2 7.6 5(6.7 0)A b1 8.5 7(3.4 7)B a1.3 7(0.0 5)A b5 0.1 8(1.4 9)A a4 7.6 6(1.1 3)A a2.5 2(0.7 6)B a b6.4 0(0.7 6)A a林地1.3 1(0.3 8)B a1 2.4 9(2.8 0)A b5 6.4 3(2.3 9)A a3 1.0 7(3.5 1)A b1 8.8 3(6.0 5)B a1.4 5(0.0 4)AB a4 7.5 2(2.9 4)A a b4 3.6 2(3.8 5)A b3.9 0(1.8 6)A a5.8 2(0.4 4)A a b2.2 不同植被类型的土壤入渗特征退耕还林(草)增强了土壤的入渗能力,而且不同植被类型的入渗性能差异显著(图1)。土壤入渗速率在前5m i n内迅速下降,在1 5m i n后基本趋于稳定(图2)。草地的土壤表层具有发达的根系,两个地区草地的初始入渗速率均显著大于其他植被类型(p0.0 5),相较于农地,绥德和神木草地的初始入渗分别增加了5 0%和3 1%。两个地区灌木和林地的初始入渗速率与农地无显著差异(图1)。随着入渗过程的进行,两个地区草地和其他植被类型入渗速率的关系呈现不同的变化(图2)。绥德地区草地的入渗速率在整个入渗过程中基本上均大于其他植被类型。草地的稳定入渗速率显著大于农地、灌木和林地(p0.0 5)。相较于农地,草地的稳定入渗增加了7 6%,灌木、林地和农地的稳定入渗无显著差异。神木地区,草地的入渗速率在前5m i n内迅速下降。从入渗过程曲线可以看出,草地的入渗速率从3m i n后始终明显小于灌木,与林地的入渗速率没902第6期 刘卓昕等:黄土区植被恢复对土壤水文物理性质的影响有明显差距。相较于农地,草地、灌木和林地的稳定入渗速率明显增加,增加幅度分别为5 3%,1 2 8%和5 8%,灌木的稳定入渗速率显著大于农地(p0.0 5)。绥德和神木各植被类型的平均入渗和稳定入渗速率的次序相同,在整个入渗过程中,入渗速率在前5m i n内迅速下降(图2),所以平均入渗速率的大小主要取决于土壤稳定入渗。两个地区植被恢复样地的平均入渗速率相较于农地均有不同程度的增加,绥德地区草地、灌木和林地相比农地分别增加了6 5%,2%和2 6%,草地的平均入渗速率显著高于农地;神木地区分别增加了4 3%,1 0 3%和3 7%,灌木的平均入渗速率显著高于农地。图1 绥德和神木地区各植被类型的不同入渗参数对比F i g.1 C o m p a r i s o no fd i f f e r e n t i n f i l t r a t i o np a r a m e t e r so fd i f f e r e n t v e g e t a t i o nt y p e s i nS u i d ea n dS h e n m ua r e a s图2 绥德和神木地区不同植被类型的土壤入渗过程F i g.2 S o i l i n f i l t r a t i o np r o c e s so fd i f f e r e n t v e g e t a t i o nt y p e s i nS u i d ea n dS h e n m ua r e a s2.