三峡库区消落带土壤含水率和电导率空间变异性研究

黄桂云 张国禹 蔡玉鹏 邱利文 韩馥 杨培全

摘要 消落带土壤含水率与电导率是影响植物的生长的指标。以三峡库区消落带为研究对象，研究土壤含水率、电导率在不同区域、水位高程及土层的空间变异特征。结果表明：三峡库区沿线各消落带样点土壤含水率在地理空间上表现出一定差异性，低海拔区比高海拔区土壤含水率高，土壤含水率随着土层深度的增加而呈减小趋势;土壤电导率分布区间为0.21～0.42 mS/cm，在地理空间上表现出一定的空间变异性，其中向阳村电导率最高，且与其他调查点差异显著;除少数调查点外，大多调查点电导率在不同海拔高度和土层间的差异性不显著。

关键词 消落带;土壤含水率;土壤电导率

中图分类号 S 152  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）21-0091-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.022

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Spatial Variability of Soil Water Content and Electrical Conductivity in Water Level Fluctuating Zone of Three Gorges Reservoir Area

HUANG Gui-yun  ZHANG Guo-yu  CAI Yu-peng2 et al

（1.Yangtze River Rare Plant Research Institute， Operation and Administration Center for River Basin Hydro Complex， China Three Gorges Corporation， Yichang， Hubei， 443000; 2. Changjiang Institute of Survey， Planning， Design and Research，Wuhan，Hubei 430010）

Abstract Soil water content and electrical conductivity can affect the growth of plants.The spatial variation characteristics of soil moisture content and electrical conductivity in different regions， water level elevation and soil layer were researched in the water level fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir Area. The results showed that： the soil moisture content of the sample points in the fluctuating zone showed certain differences in geographical space. The soil moisture content was higher in low altitude area than that of high altitude area， and it was increased with the depth of soil layer. The distribution range of soil conductivity was 0.21-0.42 mS/cm， which showed a certain spatial variability in geographical space. The conductivity in Qukou Town was the highest， and the difference was significant with other survey points. Except for a few survey points， the difference of conductivity in different water level and soil layers was not significant in most survey points.

Key words Water level fluctuating zone;Soil moisture content;Soil conductivity

作者簡介 黄桂云（1971—），女，安徽金寨人，正高级工程师，从事长江流域特有珍稀植物研究保护及陆生生态修复研究。

*通信作者，高级工程师，硕士，从事水生态保护与修复研究。

收稿日期 2021-03-02

三峡水库采用“蓄清排浑”的水库运行调度机制，每年9月底开始蓄水，次年1月开始放水，库区形成一个落差30 m，总面积为349 km2的消落带[1-2]。三峡库区已经经历数次淹水和落干，形成了一种特殊的湿地，是水体与陆地生态系统的过渡带，承担着库区水域和陆地之间物质运输、能量交换和信息传递等任务。同时，水位的涨落造成了消落带不同高程不同深度的土壤的有机质、全氮、全磷、速效磷等养分含量的大量流失，使得土壤理化环境发生了变化[3-5]。

土壤是植物生存的条件和基础，植被与土壤理化性质之间的关系一直是现在备受关注的问题。库区内土壤除了会受到水位波动、降雨、温度等因素的影响外[6]，还易受到人为扰动，如施肥、放牧、耕作的影响，导致土壤理化性质发生改变。土壤电导率在探究土壤基本化学性质、受污染程度、肥力特征上有着重要的意义，是反映土壤理化性质的重要指标[ 7]。已有研究表明，土壤含水率、电导率对植物的生长有一定的影响[8]。

因此，笔者通过分析消落带土壤含水率与电导率在空间上变异性，对消落带植被恢复一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

三峡库区主要涉及湖北及重庆20个县（市、区），于亚热带季风气候区，水温变化在10～28 ℃，气候温和湿润。库区范围为105°44′～111°39′E，28°32′～31°44′N，总面积为5.67万km2[9]。该研究在库区沿线选取6个采样地点进行调查，调查点分别为：湖北秭归县的万古寺村（110°45′27.37″E，31°0′58.30″N）、尹家湾（110°45′24.93″E，30°58′23.43″N）和水田坝乡（110°41′37.4″E，31°2′54.31″N）、重庆开县的向阳村（108°29′10.80″E，31°08′45.55″N）和铺溪村（108°28′16.74″E，31°8′56.48″N）、忠县的石宝镇（108°9′20.67″E，30°25′30.99″N）。

1.2 调查指标与数据分析

2018年6月前往目标区域带开展调查研究，使用土壤水分电导率测定仪（LDC-I）测量0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm等3个土层深度的土壤含水率和电导率。土壤含水率和电导率箱式图采用Origin 8作图，使用SPSS对数据进行ANNOVA方差分析。

2 结果与分析

2.1 消落带土壤含水率空间变异性

总体来看，消落带含水率在地理空间上表现出一定的差异性，变化区间15.7%～31.5%，其含水率大小關系为：石宝镇>向阳村>铺溪村>尹家湾>水田坝>万古寺（表1）。石宝镇、向阳村、铺溪村3个样点的土壤含水率显著高于其他样点（P<0.05）。可以得出，消落带上游土壤含水率高于下游。从145～155 m、155～165 m、165～175 m这3个水位高程土壤含水率的分布来看，含水率在145～155 m普遍高，铺溪村和水田坝在不同高程上土壤含水率有显著差异（P<0.05），其他各调查点差异不显著（P>0.05）。从图1可以看出，土壤含水率随着土层深度的增加呈减小趋势。ANNOVA方差分析结果显示，除了万古寺消落带，其他样点在各土层差异显著（P<0.05）。

2.2 土壤电导率的分布特征

总体来看，电导率在地理空间上表现出一定的差异性，其平均值在向阳村最大，为0.42 mS/cm，在万古寺最小，为0.21 mS/cm。各消落带调查点土壤电导率平均值大小顺序依次为：向阳村>尹家湾>石宝镇>铺溪村>水田坝>万古寺（表2）。向阳村与铺西村、石宝镇、万古寺、水田坝间土壤电导率差异显著（P<0.05）。万古寺与水田坝间差异不显著，与其他调查点位间差异显著（P<0.05）。从145～155 m、155～165 m、165～175 m 3个水位高程土壤电导率的分布来看，电导率在不同水位高程变异性较小，整体来看，向阳村与水田坝消落带不同水位高程电导率差异显著（P<0.05），其他各消落带各水位高程电导率差异不显著（P>0.05）。

由图2可以看出，土壤电导率在不同土层深度的分布变异性不大。在145～155 m水位高程，向阳村10～20 cm土层与20～30 cm土层之间差异显著（P<0.05），其他各消落带调查点土层间电导率无显著差异。155～165 m，铺溪村10～20 cm土层与0～10 cm、20～30 cm之间差异显著（P<0.05），其他各区域差异不显著。165～175 m，铺溪村0～10 cm土层与10～20 cm、20～30 cm之间差异显著（P<0.05），石宝镇0～10 cm土层与10～20 cm、20～30 cm之间差异显著（P<0.05），其他各区域差异不显著。

3 结果与讨论

（1）三峡库区消落带含水率在地理空间上表现出一定的差异性，石宝镇、向阳村消落带含水率最高，与其他各调查点土壤含水率差异显著（P<0.05）。可以推断，三峡库区上游消落带比下游消落带土壤含水率高。总体来看，低海拔消落

带较高海拔土壤含水率高，且土壤含水率随着土层深度的增加而呈减小趋势。在调查期间，各消落带样点均无降雨情况，可以排除降雨因素对消落带土壤含水率的影响。土壤含水率还受到土壤特征（孔隙度、容重[10]、渗透性能等）、植被状况、蒸发等因素的影响，这些因素的影响该研究未能考虑。

（2）三峡库区消落带土壤电导率在地理空间上表现出一定的差异性，调查结果与刘兰等[11]在云阳消落带的调查结果相近，介于 0.2～0.5 mS/cm 。其中向阳村土壤电导率最高，为0.42 mS/cm，且与其他调查点差异显著（P<0.05）。从不同海拔来看，电导率在不同水位高程变异性较小。在不同土层深度电导率分布变异性不大，仅向阳村、万古寺在不同土层间电导率表现出显著差异。土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标，是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的重要因素。土壤电导率在空间变异性由土壤类型、地形、耕作、施肥等因素共同作用的结果[4]。通过对消落带土壤电导率的空间变异研究，可为消落带植被恢复提供一定的参考。

参考文献

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[11] 刘兰，秦宇，王朝清.三峡库区消落带云阳段土壤理化性质分析[J].广东农业科学，201 41（9）：76-78.