王國輝
研究區屬于丘陵溝壑區,從平面上看,黃土塬呈花瓣狀。黃土塬頂面平坦,坡度為1°~3°,邊緣在5°,周圍為溝谷深切,塬面平坦,海拔較高,屬于溫帶半濕潤大陸性季風氣候,降水多集中在8月和9月,平均氣溫在9 ℃,主要植被是落葉闊葉林,農作物以蘋果、玉米、小麥為主,土地主要作為耕地、林地、草地等用途[1]。
首先要進行合適的樣地選擇,之后再對樣地的土壤貯水量、地區降水量等進行測定。
2.1 選擇合適的樣地 因為當地的蘋果產業發展迅速,農作物種植主要以蘋果種植為主,所以果園樣地選擇蘋果樣地,在選擇合適的蘋果園后,要在果園內進行定期的病蟲害防治和雜草清理。農田用地則以玉米地和小麥地為主,適時播種收獲。
2.2 土壤中含水量的測定 應布設監測點,不同的樣地分別布設相同的監測點,一般設置6~7個監測點。監測儀器采用中子儀,連續測定210 d,每個月測定2次并記錄相應的數據以供分析研究。
2.3 測定降雨量 采用自動氣象觀測站(一般距離樣地50 m)對降雨量時刻進行監測。
2.4 數據最后的分析處理 可運用EXCEL、SPSS、STATA、EVIEWS等數據分析軟件進行分析。在前期可以用EXCEL進行數據清洗、數據結構調整、復雜的新變量計算,在后期呈現圖表時,也可以用EXCEL制圖。但樣本數據過多時,就要采用其他數據分析軟件進行分析,本次監測中樣本數量較少,可采用EXCEL進行數據處理。
降水量的變化對土壤貯水量的影響。實驗期間,由于土地受降水、植被吸收等作用的影響,土壤中的含水量發生了明顯的變化,但變化的走向基本上沒有差別。分析結果后發現不同土地的利用方式確實存在差別,果園的貯水量比玉米地土壤的貯水量小,但差別不大;小麥地比玉米地和果園的土壤貯水量都小,且相差較大。可以看出,土地的利用方式不同,其土壤貯水量也不盡相同。接下來,再比較不同深度下土壤貯水量季節性變化的差異性。果園與小麥地的深度越大其土壤貯水量的差異越大。總之,土地利用的方式對深層土壤貯水量影響較為顯著,但是當在土壤淺層時,或者是土層深度減小時,降水受外界影響較大,土壤貯水量的差異也就不明顯。
在垂直方向上土壤所含的水分與降水的關系。通過對各種不同的土地利用方式土壤含水量垂直分布的分析,可以得出結論,土壤水分變化較大時主要發生在淺層土壤,深層土壤由于較深,受外界的影響不大,所以并未出現劇烈的變化,一直比較平穩。
土壤淺層容易受各種外界環境的影響,如太陽的照射、風、降水等都會對其產生影響,又因為植物的根主要集中在這一層,所以淺層就成為水、熱等各種能量交換的場所。需要注意的是,200 m以下的土層受外界環境影響較小,這時的土地利用方式就成為土壤中含水量多少的主要影響因素。
在相同環境條件下,果園、玉米地、小麥地土壤的水文條件并無明顯變化。但在0~600 cm條件下,就會有明顯差異,隨著土壤深度的減小,這幾種土壤水分的變化又趨于不顯著。
果園、玉米地、小麥地在季節性缺水的情況下會出現土壤干層,這是土壤干化的結果。土壤干化是指土壤水分虧缺程度的人另一種表現,一般出現在淺層,在深層時無明顯表現。
土壤所含水的量的變化程度隨土壤的深度逐漸減小。不同的土地利用方式,就會使土壤有不同的水分消耗和水分給予的性質。綜合來看,蘋果園的土壤水分條件較好。
本地區的農業結構之前以農田作物為主,現在轉向以種植經營蘋果園為主,這是具有一定的科學依據的,從上述的分析就可以看出。然而隨著蘋果林較為成熟之后,土壤的水分儲藏不夠,就會使土壤干化嚴重,蘋果林的經濟價值和它對環境的正面作用都會受到限制,這時就要采取合理的用水結構調整,使土壤的水分維持在一定范圍,從而實現經濟與生態的持久性發展。
總之,農田林地的用地方式不同,其所有的土壤水分含量也不相同。土壤水文的相關研究目前在我國已經趨于成熟,對于土壤水分變化分析以及模型模擬都取得了較好地成果。黃土高原地區氣候變化多樣,土壤的水文特征都不盡相同,其土地的利用情況也不盡相同,所以因地制宜分析當地的水文條件以及在不同情況下的土壤貯水量,對于合理分配農林用地,種植適宜地作物和果實,從而推動當地經濟發展,具有重大的意義。