【摘 要】
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本文以黑龙江省东部山地樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）人工林和红松（Pinus koraiensis）人工林为研究对象,采用野外染色示踪法、PS 6.0和Arc Map 10.4图像处理方法相结合,分析土壤优先流的空间分布特征及形态特征。通过优先流区与基质流区土壤容重、孔隙度、持水量、入渗特征及团聚体含量的差异,研究土壤物理性质对优先路径的影响。结合根长密度、
【基金项目】
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国家自然科学基金“黑龙江省东部山地水源涵养林优先流特征及影响因素研究”基金；
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本文以黑龙江省东部山地樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）人工林和红松（Pinus koraiensis）人工林为研究对象,采用野外染色示踪法、PS 6.0和Arc Map 10.4图像处理方法相结合,分析土壤优先流的空间分布特征及形态特征。通过优先流区与基质流区土壤容重、孔隙度、持水量、入渗特征及团聚体含量的差异,研究土壤物理性质对优先路径的影响。结合根长密度、根重密度、根表面积等指标,研究根系与优先路径之间的关系,明晰根系在土壤水分运移过程中的作用。可为东部山地水源涵养林涵养水源机理研究提供科学依据。研究发现:樟子松人工林和红松人工林都有明显的土壤优先流现象,以大孔隙流为主,具有环绕和快速入渗特征。樟子松人工林在10-40 cm土层范围内优先流现象最为明显,出现多条优先路径,示踪剂呈漏斗状集中快速向下运移,最大染色深度达到43 cm。红松人工林土壤优先流具有侧向入渗特征,最大染色深度可以达到45 cm。两种针叶人工林土壤总孔隙度、持水量和入渗特性随着土层的增加而减少,土壤容重与其相反。0-40 cm土层范围内,两种针叶人工林优先流区入渗速率均大于基质流区。樟子松人工林土壤团聚体以5-2 mm粒径为主,红松人工林土壤团聚体以2-1 mm粒径为主。樟子松人工林和红松人工林土壤染色面积比与总孔隙度、饱和持水量和田间持水量呈极显著正相关（p＜0.01）,与土壤容重呈极显著负相关（p＜0.01）。红松人工林土壤染色面积比与非毛管孔隙度呈显著相关关系（p＜0.05）。在东部山地樟子松人工林和红松人工林,土壤容重、总孔隙度、饱和持水量和田间持水量是影响土壤优先路径的主要物理性质。樟子松人工林和红松人工林根系主要分布在0-40 cm土层范围内,根长密度随着土层深度的增加而减少。樟子松人工林土壤染色面积比与1＜d＜3 mm根系的根重密度呈极显著正相关（p＜0.01）,与3＜d＜5mm的根重密度显著正相关（p＜0.05）,与1＜d＜5 mm根系的根表面积呈显著正相关（p＜0.05）。樟子松人工林1＜d＜5 mm根系在土壤优先流形成过程中起重要作用,促进了优先流的产生。红松人工林3＜d＜5mm根系的根长密度、根重密度和根表面积均与染色面积比呈显著正相关（p＜0.05）,在优先路径产生过程中起重要作用。樟子松人工林d＜1mm的根系对土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量等物理性质影响最大。红松人工林d＜5mm根系直接影响着土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量等物理性质,非毛管孔隙度主要受d＞5mm根系的影响。
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