土壤质地对有效混合深度及溶质流失的影响

摘要

[目的]有效混合深度是量化与预测溶质流失的重要参数，量化质地差异土壤的有效混合深度，探究土壤侵蚀产流产沙和溶质流失有效混合深度的响应对农业面源污染模型的研究具有重要意义。[方法]以丹江口库区5个质地差异的旱耕地表土为研究对象，采用溴离子示踪法，根据溴不同的施放深度[0（表层）、0.5、1、2、5 cm]，通过模拟降雨试验量化质地差异土壤的有效混合深度及其动态变化，测定土壤侵蚀产流产沙及溶质流失过程，分析其对有效混合深度的响应。[结果]在设定的试验条件下，随着黏粒质量分数的增加，降雨过程中有效混合深度分别分布在0.32～0.72、0.11～0.57、0.44～2.41、0.11～1.04、0.13～0.28 cm，土壤质地显著影响有效混合深度（F=39.27、p<0.001），但因不同质地土壤入渗及产流过程的差异，二者并未表现出明显线性关系。有效混合深度在降雨过程中呈动态变化，随降雨历时呈明显的幂函数关系（R²>0.80）。不同有效混合深度下的土壤侵蚀产流产沙过程也存在显著差异（F>12.068、p<0.001）。回归分析表明，平均有效混合深度与土壤累计径流量和累计溴流失量呈显著线性关系（R²>0.92），与产沙率、泥沙浓度及累积产沙量呈显著指数函数关系（R²>0.94）。[结论]质地差异土壤的有效混合深度存在显著差异，并且有效混合深度与侵蚀产流产沙和溶质流失指标间存在显著的线性或指数函数关系，可通过侵蚀产流产沙特征对有效混合深度反演，以提高溶质流失模型预测精度。

关键词

土壤质地 / 有效混合深度 / 土壤侵蚀 / 土壤溶质流失