校园紫色土壤入渗性能研究

余卫芳

摘 要：研究了校园内林地、草地、种边土地三种地类紫色土的渗透能力。通过实验综合分析得出：林地表层和表下层孔隙度和非毛管孔隙度均较高，土壤稳定渗透速率也较高，表明保水蓄水性能较好；草地次之；种边地由于犁耕作用虽然表层渗透率较高，但表下层容重较大，孔隙度小，渗透速度最小，在保水蓄水方面比林草地差。

关键词：大学校园；紫色土；土壤渗透性；非毛管孔隙度

土壤渗透性能是土壤重要的物理特性之一。土壤渗透性的好坏关系到地表径流的产生、土壤侵蚀和化学物质运移等，它在评价土壤水源涵养作用和抗侵蚀能力中具有重要意义。由于紫色母岩吸水快，物理风化速度快，丘陵坡地坡度大，旱耕地多，林草地少，夏秋暴雨多，极易遭冲刷。如果利用不当，易导致水土流失，从而使土层变薄、土壤肥力降低。

一、研究区概况与实验方法

1.研究区概况

以重庆西南大学校园为研究区，属亚热带季风湿润气候区，年平均气温18.3℃。雨量充沛，年均降水量1086.8毫米。研究区位于缙云山与中梁山之间的北碚向斜，地形以丘陵为主，区内相对高差较小。校内分布紫色土，土地利用类型除了建筑用地外，还有林地、草地、种边地。

2.试验方法

室外用环刀按0～20，20～40cm两个层次取原状土样，记录各剖面的生境。原状土体带回室内用环刀法测定土壤的容重，并计算土壤孔隙度。非毛管孔隙度采用环刀法测出毛管孔隙度后计算得到，渗透速度也由环刀法测定，试验方法详见《土壤物理性质测定法》（中国科学院南京土壤研究所土壤物理研究室编，1978）。表層土样均取两个以上的环刀进行平行测定，结果取平均值。

二、实验结果

三、结果分析与讨论

1.土壤容重、孔隙度与入渗的关系

土壤的渗透能力主要取决于其自身的理化特性，而土壤容重是土壤重要的物理性质之一。容重可以反映土壤孔隙状况与松紧程度，并且土壤孔隙可分为毛管孔隙和非毛管孔隙，毛管孔隙使土壤具有贮水性能。非毛管孔隙反映的是土壤大孔隙，能使土壤具有通气透水性。由表可知：0～20cm的土层中，土壤容重按从大到小的顺序为：草地>种边地>林地。土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度按从大到小的顺序为：林地>种边地>草地。

由表可知：0～20cm的土层中稳定渗透率k10按从大到小得顺序为：种边地>林地>草地。稳定渗透率k10最小值对应总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度最小的草地。土壤稳定渗透率k10与总孔隙度和非毛管孔隙度的相关性分别为（R2=0.43，R2=0.47，N=6）说明土壤稳定渗透率与土壤总孔隙度和非毛管孔隙度具有明显的相关性。

由表可知：20～40cm的土层中，稳定渗透率k10按从大到小的顺序为：草地>林地>种边地。稳定渗透率的最小值出现在非毛管孔隙度最小的种边地土壤。土壤稳定渗透率与土壤总孔隙度和非毛管孔隙度的相关性分别为（R2=0.22，R2=0.02，N=6）说明土壤稳定渗透率与土壤非毛管孔隙度的相关性不明显。

2.不同地类对土壤入渗的影响

土壤的入渗性能在一定条件下，主要受各自的生境、地形、土壤条件等的制约。由实验结果可知，在土壤入渗开始后的30min内入渗变化相对剧烈，而在30min以后变化减少，趋于平缓，而且草地表层在35min时已达到稳定入渗，因此对前30min内的累积入渗量进行分析比较具有重大的意义。

根据表可知：0～20cm土层中各地类30min累积入渗量按从到小的顺序为：种边地>林地>草地。20～40cm土层中各地类30min累积入渗量按从到小的顺序为：草地>种边地>林地。

种边地在0～20cm土层中的累计入渗量大于在20～40cm土层的累计入渗量，说明种边地表层由于犁耕作用明显，导致水分入渗快，累计入渗量大。但由于底层的入渗量较小，当水分迅速下渗达到饱和后，也会很快形成渍水，从而产生径流，冲刷地表。林地在0～20cm土层中的累计入渗量大于20～40cm土层中的累计入渗量加之林地植被生长茂盛，植物截流作用强，在同等条件下到达林地地表的实际水分减少，林地土层的水分不易达到饱和，说明林地具有最好的保水蓄水，减少地表径流的能力。草地在0～20cm土层中的累计入渗量小于在20～40cm土层的累计入渗量，说明水分下渗到表下层中会被迅速向下渗透，直至到达地下含水层，从而减缓地表径流的形成，因此草地也具有较好的保水蓄水能力。

四、结论

1.不同地类土壤的稳定渗透率存在显著差异，0～20cm的表层土壤中，稳定渗透率：种边地>林地>草地。20～40cm的土层中，稳定渗透率：草地>林地>种边地。

2.0～20cm表层土壤稳渗速率与土壤孔隙度相关性明显，而20～40cm土层土壤的稳渗速率与土壤孔隙度相关性不明显。

3.校园林地土壤具有最高的稳定入渗率，保水蓄水性相对较好，草地土壤次之，种边地土壤由于表下层入渗率小，易使表层达到饱和从而产生地表径流，发生土壤侵蚀。

参考文献：

[1]勃海锋，刘国彬，王国梁.黄土丘陵区退耕地植被恢复过程中土壤入渗特征的变化[J].水土保持通报，2007（27）.

[2]杨海龙，朱金兆，毕利东.三峡库区森林流域生态系统土壤渗透性能的研究[J].水土保持学报，2003（17）.

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