紫色土礫石的分布及其對(duì)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(xué)特性，影響了土壤的農(nóng)學(xué)特性，制約了一系列的土壤過(guò)程。以往對(duì)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(duì)土壤物理和化學(xué)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(lái)研究了它們的礫石性質(zhì)、礫石空間分布以及礫石對(duì)土壤持水性、水分入滲和水分蒸發(fā)的影響。獲得的主要結(jié)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(xué)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(xué)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(duì)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(guò)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(duì)含量超過(guò)了各自總礫石含量的50﹪，不同尺寸的礫石相對(duì)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(tái)地，臺(tái)坎后耕地的礫石含量高于臺(tái)坎前耕地的礫石含量

4、，其中2～5mm的礫石相對(duì)含量隨坡度呈上升趨勢(shì)，5～10mm的礫石相對(duì)含量則相反，＞10mm的礫石相對(duì)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(duì)含量隨土層的加深而增加，＞10mm的礫石的相對(duì)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(fù)相關(guān)和正相

5、關(guān)關(guān)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(guān)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(shí)影響了物理性粘粒與飽和含水量和田間持水量的相關(guān)性，礫石含量越大，物理性粘粒與這兩種含水量的相關(guān)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(guò)程中，原狀土的含水量一直是

6、坡腳＞坡腰＞坡項(xiàng)，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(dòng)土的脫水趨勢(shì)較為一致，擬合式的參數(shù)a、b值與礫石含量的關(guān)系不明顯。原狀土和擾動(dòng)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(shì)相反；擾動(dòng)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(shì)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(yùn)動(dòng)。無(wú)論是垂直入滲或水平入滲，平均總?cè)霛B時(shí)間是灰棕紫泥＜紅棕紫泥＜棕紫泥，平均總?cè)霛B率則相反。不同紫色土的總累計(jì)入滲量隨礫石含量的增加而減少，總?cè)霛B時(shí)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(zhuǎn)折點(diǎn)是含礫石為10﹪或20﹪的土柱。在入滲過(guò)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?cè)霛B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(gè)蒸發(fā)過(guò)程中，土壤表層為礫石的土樣的累計(jì)蒸發(fā)量和蒸發(fā)率最小，混合土樣的累計(jì)蒸發(fā)