植物根系生長對不同地區土壤水分含量的影響
來源： http://www.youping.net 更新時間：2012-11-29 17:57:39 閱讀次
托普儀器使用土壤水分監測系統對土壤形態進行監測得出數據發現，通過對林地生長季內土壤水分的動態變化可以看出，不同立地上土壤含水量具有相似的變化規律，根據在所調查不同立地的林地水分動態變化，并結合韓仕峰，楊文治，王國梁，成向榮等對土壤水分的分層，可將土壤水分在垂直音面可劃分為三個層次:土壤水分活躍層，土壤水分利用層，土壤水分穩定層。在所調查的樣地中，由于不同的的水分生態區，不同的坡向立地差異而形成不同分布空間和密度的根系分布，所以根系對土壤水分影響的程度和范圍因不同的的水分生態區，不同的坡向立地差異和不同分布空間和密度的根系分布的差異而存在不同的土壤水分垂直剖面劃分。
在半濕潤地區長武的陰坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是O}lm，土壤水分利用層的深度范圍是1m}3.3m, 3.3m以下的土層為土壤水分穩定層，陽坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是O}l.lm，土壤水分利用層的深度范圍是1m}2.7m, 2.7m以下的土層為土壤水分穩定層。其中土壤水分活躍層的土壤含水量與大氣環境密切相關，受降雨，溫度等影響，土壤水分變化頻繁，同時絕大多數根系也分布在此層，有利于對雨水的吸收，進而可以使水分在土壤中的重新分配。在同一水分生態區內，降雨量和黃土性質基本一致，不同坡向此層的差異主要由于在此層范圍內根系密度和日照的差異，由以上對根系的分析可知，陰坡根系在此層的分布密度明顯大于陽坡，大量的根系的存在可有效的吸收降雨，加之，陰坡立地上接受的光照強度弱與陽坡立地，因此，蒸發和蒸騰作用無陽坡強，使得陰坡根系更能削弱上層大氣環境的影響，同時調控下層根系對水分的利用。土壤水分利用層是根系利用土壤水分的主要范圍，故使得土壤水分的變化具有明顯的季節性，即生長前期，土壤水分含量水平最高，隨著林木生長，土壤含水量按月份逐漸降低，到生長末期土壤水分含量被消耗到最低水平，且土壤水分的這種季節性波動，伴隨著土層深度的增加，根系密度的的減少，根系對土壤水分作用的減弱，呈現變化的逐漸削弱而趨于土壤水分的穩定狀態，在此土層范圍內，土壤水分基本不受大氣環境條件影響，根系對土壤水分的影響受地上部分生長及蒸騰影響，從而使土壤水分表現出明顯的季節性，但由于不同坡向立地上根系密度的差異，從而造成不同立地上土壤水分利用層范圍不同，陰坡立地根系密度大于陽坡，故陰坡根系對土壤水分的利用深度深于陽坡，使土壤水分含量的低點出現在3.3m左右的土層，而陽坡土壤水分含量的低點僅僅出現在2.7m左右的土層。在土壤水分利用以下的土層中土壤水分穩定在一定水平(陽坡14.83%陰坡22.02%，月季間幾乎沒有差異。
處于半干旱區域的安塞樣地，由于降雨條件和黃土性質等條件與半濕潤地區有很大的差異，加之在此環境條件下形成的根系分布空間和密度也有很大的區域性差異，因此生長期內，土壤水分在土壤垂直剖面劃分與長武有很明顯的差異。陰坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是0}0.4m，陽坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是O}O. 5m，在半干旱地區，降雨量少，氣候干化嚴重，黃土顆粒粗大，使該地區土壤水分處于嚴重的虧負狀態，從而迫使生長該地區的林木根系下扎和增大根系密度，形成強大的吸收空間和吸收通道，以最大限度的吸取土壤中的有效水分以及降雨，通過對根系分析可知，在半干旱地區根系密度最大值出現的土層(C 0.2m土層處)就比半濕潤地區(C 0.6m土層處)的淺，且陰陽坡根系密度分別是半濕潤地區的5和8倍，從而形成的土壤水分的活躍層比半濕潤地區的淺。由于干旱的脅迫使根系的最大垂直分布深度較半濕潤地區深，達到2. 5m,所以根系對土壤水分的利用層比半濕潤地區深，但由于觀測深度有限，在所監測的3. 5m的深度范圍內，陰陽坡土壤水分均沒有穩定在一定水平，然而可推測，在較深的土層范圍內，隨著根系對土壤水分利用的減弱必將形成土壤水分穩定層。在所監測的土壤水分利用層范圍內，土壤水分的波動跟半濕潤地區一樣表現出明顯的季節性，即生長前期，土壤水分含量水平較高，隨著林木生長，土壤含水量按月份逐漸降低，到生長末期土壤水分含量被消耗到最低水平，且土壤水分的這種季節性，伴隨著土層深度的增加，根系密度的的減少，根系對土壤水分作用的減弱，呈現變化的的逐漸削弱而趨向于土壤水分的穩定狀態。有所不同的是由于該地區黃土顆粒粗大，使得在降雨期(7-8月)后，雨水的下滲對土壤水分有明顯的補充，同時也說明該地區雨水的下滲深度比半濕潤地區深。
通過不同水分生態區，不同坡向立地條件下土壤水分的監測以及刺槐根系的分布空間和密度的調查，可知，長武樣地上土壤水分條件相對充足(陰坡21%，陽坡16%)而安塞樣地土壤水分狀況就很醫乏(陰坡7%，陽坡6%)，在此水分條件下，形成了林木與土壤爭奪水分的局面，在安塞形成了比長武龐大的根系分布空間和表面積密度來獲取最大量的土壤水分來維持地上部分的生長和蒸騰，進而形成了根系對土壤水分的利用，特別是對深層土壤水分利用存在明顯的差別，但無論在何種水分環境下，根系對深層土壤水分影響的范圍是有限的，在所調查的不同刺槐林地中，半濕潤區陰坡立地的根系對深層土壤水分影響范圍也僅達到距地表3. 3m。半干旱區由于監測深度有限，根系對土壤水分的影響范圍在所監測的 3. 5m深層的土壤范圍內還未達到，但可以肯定在此深度以下較深的土層范圍內，土壤水分會形成穩定層。因此，黃土高原特有干層現象，特別是深層的干化，不是人工林根系大量消耗深層的土壤水分而形成并不斷加劇的，干層的形成可能是由于黃土的特殊沉積過程為歷史原因，加之氣候干旱、降雨量減少，人為高密度粗放經營、不合理的種植方式等加劇了土壤的干化，且土壤干層的出現有明顯的地域性。
在半濕潤地區長武的陰坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是O}lm，土壤水分利用層的深度范圍是1m}3.3m, 3.3m以下的土層為土壤水分穩定層，陽坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是O}l.lm，土壤水分利用層的深度范圍是1m}2.7m, 2.7m以下的土層為土壤水分穩定層。其中土壤水分活躍層的土壤含水量與大氣環境密切相關，受降雨，溫度等影響，土壤水分變化頻繁，同時絕大多數根系也分布在此層，有利于對雨水的吸收，進而可以使水分在土壤中的重新分配。在同一水分生態區內，降雨量和黃土性質基本一致，不同坡向此層的差異主要由于在此層范圍內根系密度和日照的差異，由以上對根系的分析可知，陰坡根系在此層的分布密度明顯大于陽坡，大量的根系的存在可有效的吸收降雨，加之，陰坡立地上接受的光照強度弱與陽坡立地，因此，蒸發和蒸騰作用無陽坡強，使得陰坡根系更能削弱上層大氣環境的影響，同時調控下層根系對水分的利用。土壤水分利用層是根系利用土壤水分的主要范圍，故使得土壤水分的變化具有明顯的季節性，即生長前期，土壤水分含量水平最高，隨著林木生長，土壤含水量按月份逐漸降低，到生長末期土壤水分含量被消耗到最低水平，且土壤水分的這種季節性波動，伴隨著土層深度的增加，根系密度的的減少，根系對土壤水分作用的減弱，呈現變化的逐漸削弱而趨于土壤水分的穩定狀態，在此土層范圍內，土壤水分基本不受大氣環境條件影響，根系對土壤水分的影響受地上部分生長及蒸騰影響，從而使土壤水分表現出明顯的季節性，但由于不同坡向立地上根系密度的差異，從而造成不同立地上土壤水分利用層范圍不同，陰坡立地根系密度大于陽坡，故陰坡根系對土壤水分的利用深度深于陽坡，使土壤水分含量的低點出現在3.3m左右的土層，而陽坡土壤水分含量的低點僅僅出現在2.7m左右的土層。在土壤水分利用以下的土層中土壤水分穩定在一定水平(陽坡14.83%陰坡22.02%，月季間幾乎沒有差異。
處于半干旱區域的安塞樣地，由于降雨條件和黃土性質等條件與半濕潤地區有很大的差異，加之在此環境條件下形成的根系分布空間和密度也有很大的區域性差異，因此生長期內，土壤水分在土壤垂直剖面劃分與長武有很明顯的差異。陰坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是0}0.4m，陽坡立地上，土壤水分活躍層的深度范圍是O}O. 5m，在半干旱地區，降雨量少，氣候干化嚴重，黃土顆粒粗大，使該地區土壤水分處于嚴重的虧負狀態，從而迫使生長該地區的林木根系下扎和增大根系密度，形成強大的吸收空間和吸收通道，以最大限度的吸取土壤中的有效水分以及降雨，通過對根系分析可知，在半干旱地區根系密度最大值出現的土層(C 0.2m土層處)就比半濕潤地區(C 0.6m土層處)的淺，且陰陽坡根系密度分別是半濕潤地區的5和8倍，從而形成的土壤水分的活躍層比半濕潤地區的淺。由于干旱的脅迫使根系的最大垂直分布深度較半濕潤地區深，達到2. 5m,所以根系對土壤水分的利用層比半濕潤地區深，但由于觀測深度有限，在所監測的3. 5m的深度范圍內，陰陽坡土壤水分均沒有穩定在一定水平，然而可推測，在較深的土層范圍內，隨著根系對土壤水分利用的減弱必將形成土壤水分穩定層。在所監測的土壤水分利用層范圍內，土壤水分的波動跟半濕潤地區一樣表現出明顯的季節性，即生長前期，土壤水分含量水平較高，隨著林木生長，土壤含水量按月份逐漸降低，到生長末期土壤水分含量被消耗到最低水平，且土壤水分的這種季節性，伴隨著土層深度的增加，根系密度的的減少，根系對土壤水分作用的減弱，呈現變化的的逐漸削弱而趨向于土壤水分的穩定狀態。有所不同的是由于該地區黃土顆粒粗大，使得在降雨期(7-8月)后，雨水的下滲對土壤水分有明顯的補充，同時也說明該地區雨水的下滲深度比半濕潤地區深。
通過不同水分生態區，不同坡向立地條件下土壤水分的監測以及刺槐根系的分布空間和密度的調查，可知，長武樣地上土壤水分條件相對充足(陰坡21%，陽坡16%)而安塞樣地土壤水分狀況就很醫乏(陰坡7%，陽坡6%)，在此水分條件下，形成了林木與土壤爭奪水分的局面，在安塞形成了比長武龐大的根系分布空間和表面積密度來獲取最大量的土壤水分來維持地上部分的生長和蒸騰，進而形成了根系對土壤水分的利用，特別是對深層土壤水分利用存在明顯的差別，但無論在何種水分環境下，根系對深層土壤水分影響的范圍是有限的，在所調查的不同刺槐林地中，半濕潤區陰坡立地的根系對深層土壤水分影響范圍也僅達到距地表3. 3m。半干旱區由于監測深度有限，根系對土壤水分的影響范圍在所監測的 3. 5m深層的土壤范圍內還未達到，但可以肯定在此深度以下較深的土層范圍內，土壤水分會形成穩定層。因此，黃土高原特有干層現象，特別是深層的干化，不是人工林根系大量消耗深層的土壤水分而形成并不斷加劇的，干層的形成可能是由于黃土的特殊沉積過程為歷史原因，加之氣候干旱、降雨量減少，人為高密度粗放經營、不合理的種植方式等加劇了土壤的干化，且土壤干層的出現有明顯的地域性。
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