红壤丘陵区不同盖度生物结皮对水分入渗的影响

作者：李雨晨; 平原; 澹腾辉; 张航宇; 郭忠录^*

来源：水土保持学报, 2023, 37(05): 71-77.

DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2023.05.009

• 生物结皮
• 土壤水分入渗
• 冗余分析
• 红壤丘陵区
• 入渗模型

为探究不同盖度生物结皮对入渗特征的影响，在红壤丘陵区咸宁选取第四纪黏土发育土壤(S型)和泥质页岩发育土壤(N型)上的生物结皮，设计6个盖度水平(裸地，1%～20%,20%～40%,40%～60%,60%～80%,80%～100%),使用微型圆盘入渗仪(mini disk)测定土壤入渗过程，探究入渗过程的影响因素，同时采用3种常见的入渗模型对入渗过程进行拟合，并评价模型适用性。结果表明：(1)相对于裸地，生物结皮发育提高土壤有机质和黏粒含量，增加结皮厚度和生物量，降低砂粒含量。(2)第四纪黏土发育土壤水分入渗特征随生物结皮盖度的增加而逐渐降低，初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率、非饱和导水率的变化范围分别为0.25～1.55,0.13～0.91,0.17～1.11,2.04～8.48 mm/min。泥质页岩发育土壤除40%～60%盖度砾石含量较高，土壤水分入渗也随盖度的增加而逐渐减小，80%～100%盖度的初始、平均和稳定入渗率较裸地分别降低91.14%,87.64%和91.30%,生物结皮的存在阻碍土壤水分入渗。冗余分析表明，对于第四纪黏土发育土壤，生物量(54.30%)对其入渗特征的解释度最高，泥质页岩发育土壤则为盖度(39.30%)和砾石含量(34.00%)。(3)Horton模型、Kostiakov模型、Philip模型3种主流入渗模型中Horton模型拟合效果最优。研究结果可为揭示湿润区生物结皮水分运移规律提供科学参考。

• 单位
  华中农业大学