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土壤水分入渗是地下水的主要补给来源,在某些地区甚至是地下水的唯一补给来源,是“四水”转换的重要途径,它直接关系着地表径流,土壤侵蚀,水土流失等过程,是生态水文过程中的重要组成部分。本文选择黄土丘陵区典型小流域—安家沟流域为研究对象,研究了流域土壤理化性质的空间变异、典型植被类型下土壤大孔隙的分布和流域土壤入渗性能的空间变异情况,研究结果如下:(1)采用野外土壤采样和室内分析相结合的方法对安家沟小流域土壤理化性质的空间变异进行了研究。结果表明:(1)在流域表层土层中(0-20cm),土壤的容重、有机质、总孔隙度、毛管孔隙度和粉粒含量均呈弱变异性;非毛管孔隙度呈中等变异性;沙粒和粘粒呈较强的变异性。(2)不同坡向的土壤理化性质存在一定差异。阴坡的土壤有机质、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均大于阳坡;阴坡的土壤容重小于阳坡;(3)不同坡位的土壤理化性质表现出不同的变化规律。土壤容重以沟底最大,达到1.354g/cm3。坡中最小,仅为1.132g/cm3,从整体来看,从坡顶到沟底表现出高—低—高的变化规律。有机质表现出从坡顶到沟底逐渐增加的趋势;总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度则呈现出低—高—低的变化规律。(4)利用IDW插值法得到了研究理化性质的空间分布图。(2)采用亮蓝(Brilliant blue, FCF)野外染色示踪实验和图像分析技术,研究了黄土丘陵区安家坡流域典型植物种群下土壤大孔隙分布特征及其与土壤理化性质以及根系分布的关系。结果表明:6种植物种群下土壤中的大孔隙流不同,大孔隙流使水分在土壤中的运移深度提高了2-3倍;随着土层深度的加深,6种植物种群下土壤的染色面积均呈减小趋势;6种植物种群下土壤中各级别大孔隙以2、3级大孔隙最多,平均占染色面积的29.3%和29.4%,其次是1级和4级大孔隙,分别占17%和19.8%,5级特大孔隙最低,占4.5%。大孔隙分布特征与土壤有机质含量、容重和植被根系分布有关。(3)采用双环刀法对黄土丘陵区安家坡流域入渗性能进行研究,结果表明:安家沟流域阴坡的初始入渗率小于阳坡,而稳定入渗率和平均入渗率均大于阳坡;不同的坡位对土壤的入渗性能具有较大的影响,具体表现为坡中>坡上>坡下>坡顶>沟底;不同土地利用类型的土壤入渗率有较大差别。研究区6种植被类型下表层土壤入渗速率变化均表现为先急剧下降,后趋于稳定的趋势;土壤稳定入渗率和1h累积入渗量差异明显,但均表现出刺槐>杏树>油松>白杨>沙棘>柠条的特征。6种植被类型下土壤稳定入渗率和初始入渗率基本都随着土壤深度加深而不断减小,且植被对土壤入渗性能的提高在表层最为明显,随着土层加深,植被的影响力逐渐降低。(4)对于入渗模型的选择,Philip模型拟合效果好于Kostiakov和Horton模型,利用基于标定理论建立的Philip入渗模型,得到了标定因子αA和稳定入渗率A的土壤转换函数,相关系数分别为0.776和0.809,拟合精度较高,满足空间化的精度要求;安家沟小流域标定因子的空间变异性较大,但具有一定的规律性。初始含水量为0.1g/g时,αA介于0.71到1.05mm/min0.5之间,沟底标定因子值普遍偏小,坡上部较大;初始含水量为0.1g/g时,稳定入渗率介于0.171到0.258mm/min,整体表现为阴坡大于阳坡。