1、土壤与环境 2002, 11(2): 136139 http:/Soil and Environmental Sciences E-mail: 基金项目：广东省自然科学基金项目（980006）；广东省农业环境综合治理重点实验室资助项目作者简介：钟继洪（1956），男，研究员，从事土壤物理及环境生态研究。收稿日期：2001-08-17桉林砖红壤水分性能特征研究钟继洪，郭庆荣，谭军，廖观荣，李淑仪，蓝佩玲，廖新荣广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650摘要：根据室内测定资料，对雷州半 岛桉林地砖红壤水分性能进行了探讨。 结果表明，与自然植被下的砂页岩赤红壤比较，浅海沉积物桉林-砖红壤导
2、水性、持水能力及供水能力均较低。在同样的吸力下，土壤持水量 较少，在同样的吸力段，土壤释放的水量较少；玄武岩桉林-砖红壤持水能力 较高，但导水性和供水能力较低。通径分析结果表明，浅海沉 积物桉林- 砖红壤持水能力较低主要受粘粒较少影响，其水分的有效性 较低主要与其有机质的较少有较大关系；玄武岩桉林-砖红壤持水能力较高而水分的有效性较低，主要受其粘粒含量 较高、有机 质含量较低的制约 。关键词：雷州半岛；桉林砖红壤；水分性能中图分类号：S152.7 文献标识码：A 文章编号：1008-181X（2002）02-0136-04土壤水分性能（导水、持水、供水性）是土壤重要的物理性质之一，它制约着土壤
3、 对水的吸持、 贮存和土壤水对植物的供给，而它自身又受土壤 颗粒组成、土壤结构、孔性的影响。本文根据反映土壤水分性能的土壤水入渗、不同吸力下的持水量等指标的测定结果，对桉林-砖红壤的水分性能及其特征加以讨论。1 材料和方法1.1 样品采集根据研究内容采集了不同母质（玄武岩、浅海沉积物）和不同植被（桉林、相思）的砖红壤表土、 亚表土代表样品，并采集了鼎湖山自然林（常绿阔叶林）赤红壤同层次土壤样品作为对照。1.2 水分性能测定水分渗透率用室内环刀法测定，水分特征曲 线用压力仪负压法测定。具体方法 见文献1。2 结果与讨论2.1 桉林-砖红壤的导水性土壤的导水性可用饱和导水率和非饱和导水率来表征。在
4、热带亚热带地区，因降雨丰富且降雨集中，土壤具有较高的水渗透率，对于减少地表径流，防止水土流失有重要意义 。水渗透率用环刀法测定 1。从 现有结果来看，广东丘陵红壤的渗透系数（饱和导水率， K10）为0.00313.4 cm/h，变幅很大 2，丘陵荒坡赤 红壤小于 7 cm/h，有的甚至小于 3 cm/h，接近于四川紫色土渗透系数的2 cm/h，对雨水入渗不利 3。土壤水的渗透性能受成土母质的影响，同 时也受到植被、利用方式的影响。浅海沉积物 发育的桉林-砖红壤，表土 2 h 饱和渗水量在 10001 200 ml（图 1），玄武岩发育的雷桉林砖红壤，表土 2 h 饱和渗水量在 530.1109
5、8.6 ml，而鼎湖山自然植被下砂页岩赤红壤(鼎阔 1、2)的，分别是 1863.9 ml 和 4202.9 ml。显然，质地较粘重的土壤，水的渗透性 较差；人工植被下土壤的导水性能较低， 说明植被演退会导致土壤导水性能下降 4。2.2 桉林砖红壤持水性土壤持水性可用土壤吸力与土壤水分的关系来表征。广东丘陵红壤类土壤的 贮水库容较小， 这是红壤类土壤持水性的基本特征 5。由表 1 结果可知，红壤类的持水性是存在差异的。浅海沉积物发育的砖红壤，不论是在较低吸力段，还是在较高吸力段，所保持的水分都较少，玄武 岩 发 育 的 砖 红 壤 不论是在 较低吸力段， 还是在较高吸力段，所保持的水分都 较多
6、，鼎湖山砂 页岩赤红壤（鼎阔 1、2）在不同吸力段所持的水分介于两者之间。不同土壤持水性的差异，受土壤颗粒组成、有机质含量、孔隙状况等的影响 6，对此，后面还将加以详细讨论。2.3 土壤供水性土壤吸持的水分并不总是对植物有效的。根据前人研究的结果，我们以 30 kPa 吸力时的含水量为有效水上限(田间持水量)， 以 1.5 MPa 吸力时的含水量为有效水下限(萎蔫含水量的 临界值) ，对桉林-钟继洪等：桉林砖红壤水分性能特征研究 137砖红壤的水分有效性状况进行分析。红壤类的有效持水量范围一般不宽。由表 2 可知，010 表土与 1020 cm 亚表土的有效持水量，浅海沉积物砖红壤的较小，只有
7、 3142 g/kg；玄武岩砖红壤的也较小，为 61105 g/kg；鼎湖山自然植被赤红壤(鼎阔 1、2)的有效水量 较高，为105174 g/kg，较接近于东北黑土的（130200 g/kg）有效水量 3。砖红壤的有效水量一般较小，说明其供水性能较差。在研究土壤水分有效性时，人 们常用比水容量(或称水容量) ，即土壤持水曲线的斜率( d /ds，其中为含水量，s 为土壤吸力)来表示吸力变化时所释出或吸收的水量 7，这一指标 反映了植物吸收土壤水分的难易程度。为了探讨桉林 -砖红壤供水性能的状况，我们计算了其比水容量，结果见表 3。土壤持水曲线是非线性的。由表 3 可知，不同吸力范围的水容量并
8、不相等，同 样的吸力差，在低吸力时，土壤释出的水量多；而在高吸力 时，土壤 释出的水量少；红壤类的水容量有快速下降的特点，当吸力超过 0.5105 Pa 时，水容量下降到为 10-2 量级。浅海沉积物砖红壤表土亚 表土的水容量值，无论是在低吸力段还是在高吸力段都比如鼎湖山自然林下赤红壤(鼎阔 1、2)的低，玄武岩砖红壤与鼎湖山自然林下赤红壤的水容量值比较情况也基本上如此，表明在消耗同样能量的情况下，植物根系可从自然林下赤红壤吸收到更多的水分,据此可以认为桉林- 砖红壤的供水能力要比自然植被下赤 红壤(鼎阔 1、2)的弱。由此可看出，植被的演退在一定程度上会导致供水性能降低 4。2.4 土壤供水
9、性特征与土壤其它理化性质的关系土壤是一种多孔性的介质，其水分是由其固体部分所产生的吸引力和气体与液体界面上所产生的毛细管力所保持.其水分性能与土壤的颗粒组成、02004006008001000120014001600180020001 3 5 10 15 30 60 120时 间 /min鼎 阔 2（ 砂 页 岩 ） 鼎 阔 1（ 砂 页 岩 ） 柠 檬 桉 （ 玄 武 岩 ）相 思 （ 玄 武 岩 ） 刚 果 桉 1（ 浅 海 沉 积 物 ） 刚 果 桉 2（ 浅 海 沉 积 物 ）渗水量/ml图 1 红壤表土渗水量累积曲线表 2 红壤类土壤有效水状况 g/kg类别代号 土壤深度 /cm 有
10、效水上限(0.3105 Pa) 有限水下限(15.0105 Pa) 有效水量010 106 64 42刚 果桉 1(浅海沉积物) 1020 96 65 31010 100 64 36刚 果桉 2(浅海沉积物) 1020 93 63 30010 335 274 61柠檬桉（玄武岩） 1020 363 287 76010 356 251 105相思（玄武岩） 1020 361 279 82010 361 187 174鼎阔 1(砂页岩) 1020 275 170 105010 338 185 153鼎阔 2（砂页岩) 1020 281 167 114表 1 红壤类土壤在中高吸力下的土壤水分含量 1
11、03 g/kg地点 土深 土壤吸力/10 5 Pa/cm 0.1 0.3 0.5 1.0 3.0 5.0 15.0010 0.218 0.106 0.095 0.086 0.076 0.068 0.064刚果林 1(浅海沉积物) 1020 0.172 0.096 0.086 0.080 0.072 0.067 0.065010 0.215 0.100 0.089 0.083 0.072 0.066 0.064刚果桉 2(浅海沉积物) 1020 0.192 0.093 0.088 0.082 0.072 0.065 0.063010 0.498 0.335 0.317 0.307 0.297 0
12、.277 0.274柠檬桉(玄武岩) 1020 0.550 0.363 0.342 0.331 0.317 0.292 0.287010 0.558 0.356 0.334 0.322 0.304 0.260 0.251相思(玄武岩) 1020 0.553 0.361 0.341 0.331 0.318 0.286 0.279010 0.424 0.361 0.31 0.281 0.215 0.201 0.187鼎阔 1(砂页 岩) 1020 0.326 0.275 0.253 0.234 0.191 0.181 0.170010 0.424 0.338 0.298 0.270 0.213 0
13、.198 0.185鼎阔 2(砂页 岩) 1020 0.346 0.281 0.256 0.235 0.191 0.178 0.167138 土壤与环境 第 11 卷第 2 期（2002 年 5 月）有机质含量、孔隙状况有很大的关系，我们根据近年广东丘陵土壤的测定结果结此进行了分析，表 4列出他们之间的相关系数。根据表 4 求出土壤持水容量与粉粒、粘粒、有机质等性质的通径分析结果见表 5。由表中 结果可知:（1）红壤在较低吸力（0.310 5Pa）时的持水容量与各变量均是正相关，相关的密切程度依次是：有机质含量粉粒含量（粘粒含量0.05 mm 孔隙度；有机质含量对 0.3105Pa 吸力时持水
14、量的效应以直接效应为主，通 过粉粒含量的正效应也较重要，而粉粒、粘粒含量对 0.3105P 吸力下的持水量以直接效应为主且较有机质含量的直接效应高；（2）红壤在较高吸力（1510 5Pa）下的持水量与各变量的正相关次序大小是：粘粒含量粉粒含量有机 质含量，粘粒含量以直接正效应为主，而有机质含量的正效 应以通过粉粒含量的间接效应为主；（3 红壤有效持水容量与各变量的相关密切程度依次是：有机质含量粉粘含量（0.05 mm）孔隙度（粉粒含量 粘粒含量。0.05 mm 孔隙度对有效持水容量的正效应较0.05 mm 孔隙度对有效持水容量的正效应主要是通过有机质含量的间接效应，也 说明有机质对提高丘陵赤红
15、壤水分有效性有作用。表 6 列出各变持水能力量的决定系数， 结果显示：低吸力下土壤的持水容量主要由粉粒和粘粒含量以及它们之间的共同作用起决定作用；中高吸力下土壤的持水容量主要由粘粒含量、0.05mm孔隙度0.05 mm孔隙度 1 -0.366 0.213 -0.026 0.4100.05 mm孔隙(X4)0.005 mm孔隙(X5)总和0.3105 X1 0.5611* -0.1927 0.1569 0.0047 0.0498 0.5800Pa 吸力下 X2 -0.2288 0.4726* -0.0560 -0.0099 0.0903 0.2680持水容量 X3 0.2189 -0.0658
16、0.4022* 0.0465 -0.0004 0.6010X4 0.0358 -0.0613 0.2462 0.0760* -0.0840 0.2130X5 0.1215 0.1856 -0.0007 -0.0278 0.2299* 0.508015105 X1 0.3954* -0.1855 0.0161 0.0085 0.0890 0.3230Pa 吸力下 X2 -0.1612 0.4550* -0.0058 -0.0173 0.1615 0.4320持水容量 X3 0.1543 -0.0634 0.0413* 0.0814 -0.0008 0.2130X4 0.0252 -0.0590
17、0.0253 0.1330* -0.1503 -0.0260X5 0.0856 0.1787 0.0001 -0.0486 0.4112* 0.6270有效持 X1 0.5787* -0.1455 0.2618 -0.0004 -0.0089 0.6860水容量 X2 -0.2359 0.3568* -0.0934 0.0008 0.0162 0.0120X3 0.2258 -0.0497 0.6710* -0.0038 0.0000 0.8430X4 0.0369 -0.0463 0.4108 -0.0061* 0.0151 0.4100X5 0.1253 0.1401 -0.0012 0.
18、0022 -0.0412* 0.2250钟继洪等：桉林砖红壤水分性能特征研究 139持水能力较高，但导水性和供水能力 较低。浅海沉积物桉林砖红壤持水能力较低主要受粘粒较少影响，其水分的有效性较低主要与其有机 质的较少有较大关系；玄武岩桉林-砖红 壤持水能力较高而水分的有效性较低，主要受其粘粒含量 较高、有机 质含量较低的制约。如何提高砖红 壤的水分有效性，是提高这类土壤生产力的关键问题之一。参考文献：1 中国科学院南京土壤研究所物理室土壤物理性质测定法M北京：科学出版社，1978.2 唐淑英，钟继洪， 陈华堂，等广东山区水土流失及其治理M广州：广东科技出版社， 1991.3 钟继 洪，张秉刚，
19、 谭军, 等博罗县下村农场丘陵赤红壤的结构特征及其意义J 热带亚热带土壤科学，1993， 2（4）：203-210.4 钟继洪，骆伯胜 ，郭 庆荣，等坡 地 赤 红 壤 物 理 退 化 及 其 机理 研 究 : 土壤物理退化的机理分析J热带亚热带土壤科学, 1998，7（2）：166-171.5 张秉刚，骆伯 胜， 谭军，等南亚热带丘陵赤红壤水分循环及其有效性研究: . 赤红壤水库容及其有效性J 热带亚热带土壤科学1998，7（2）：106-110.6 谭军， 钟继洪， 骆伯胜，等广东坡地红壤颗粒组成状况研究:土壤颗粒组成与土壤理化性 质的关系 J热带亚热带土壤科学，1998，7（2）：102
20、-105.7 姚贤良，于德芬红壤的物理性质及其意义J土壤学报，1982，19（3）：224-236.Latosol water properties characteristics under Eucalyplus in Leizhou PeninsulaZHONG Ji-hong, GUO Qing-rong, TAN Jun, LIAO Guang-rong, LI Shu-yi, LAN Pei-ling, LIAO Xin-rongGuangdong Institute of Eco-Environmental and Soil Sciences, Guangdong, Guangzh
21、ou 510650, ChinaAbstract: The primarily study on soil water properties of latosol under Eucalyplus in Leizhou Peninsula was discussed. It was showed that, compared with the latored soils under zonal natural vegetation, soil water properties of neritic sedimentary latosol under Eucalyplu was characte
22、rized by lower in water infiltration rate , in water-holding ability (being less in holded water under the same suction ),in water supplying ability (being less in released water content under same suction); soil water properties of basalt latosol under Eucalyplu was characterized by higher in water
23、-holding ability, but lower in water infiltration rate and water supplying ability. It was found that by path analysis, that the lower in clay and l OM. content might be the main interior factors leading to lower water-holding ability and lower water supplying ability respectively for neritic sedime
24、ntary latosol under Eucalyplu; that higher water-holding ability but lower water supplying ability in basalt latosol might be mainly caused by higher clay content and lower OM. Content for basalt latosol .Key words: Leizhou Peninsula; latosol under Eucalyplus; soil water properties 表 6 各变量通径分析的决定系数因
25、 子 x1 x2 x3 x5 x12 x13 x15 x25 误 差决 定系 数0.315 0.223 0.161 0.053 -0.216 0.176 0.056 0.085 0.1730.3105Pa 持水 容 量 次 序 1 2 5 8 3 4 7 6因 子 d1 d2 d4 d5 d12 d13 d15 d25 误 差决 定系 数0.156 0.207 0.018 0.169 -0.147 0.013 0.070 0.147 0.41215105Pa 持水 容 量 次 序 3 1 7 2 4 8 6 5因 子 d1 d2 d3 d12 d13 d15 d23 d25 误 差决 定系 数0.335 0.127 0.450 -0.168 0.303 -0.010 -0.067 -0.012 0.045有 效持 水容 量 次 序 2 4 1 5 3 8 6 7
