一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法，在水資源緊缺地區(qū)造林后，隨著林木生長(zhǎng)，林地土壤水資源下降；當(dāng)人工林地土壤水資源下降到土壤水資源利用限度時(shí)，土壤水分嚴(yán)重影響林木生長(zhǎng)，此時(shí)需要依據(jù)土壤水分植被承載力對(duì)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控。本發(fā)明專利技術(shù)提供的土壤水資源可持續(xù)利用的方法，通過(guò)適時(shí)適量地對(duì)水資源緊缺地區(qū)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控，有效確保水資源緊缺地區(qū)未來(lái)的人工林形成穩(wěn)定良好的群落結(jié)構(gòu)，林分生長(zhǎng)健康，不再出現(xiàn)嚴(yán)重土壤旱化引起的土壤退化和植被衰敗問題，實(shí)現(xiàn)了水資源緊缺地區(qū)土壤水資源可持續(xù)利用，森林植被的可持續(xù)管理。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于水資源可持續(xù)利用
，尤其涉及一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法。
技術(shù)介紹
水資源緊缺地區(qū)大面積人工植被存在的土壤旱化、土壤退化和植被衰敗問題：人工林在速生豐產(chǎn)，保持水土，防治沙塵暴和減少霧霾天氣等方面發(fā)揮重要作用。50年代以來(lái)，我國(guó)開始大規(guī)模營(yíng)造人工林，生態(tài)環(huán)境迅速改善，但是在水資源緊缺地區(qū)現(xiàn)存的大部分高產(chǎn)高效人工植被，由于植被類型選擇不當(dāng)、群落密度過(guò)大和群落生產(chǎn)力過(guò)高等原因，造成嚴(yán)重的以土壤旱化為主要特征的土壤退化，出現(xiàn)植被衰敗，已成為這一地區(qū)人工植被建設(shè)的嚴(yán)重隱患，所造成的植被根際區(qū)土壤水分長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)嚴(yán)重虧缺，土壤表層板結(jié)，土壤緊實(shí)度增大，人工植被的嚴(yán)重退化以至大面積干枯死亡。雖然造成人工植被土壤旱化的直接原因是植被類型選擇不當(dāng)，群落密度過(guò)大和群落生產(chǎn)力過(guò)高，但是這一問題的愈演愈烈并不意味著要否定人工植被的建設(shè)。為了緩解木材的供需矛盾，減輕自然植被的負(fù)擔(dān)，治理水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，還必須繼續(xù)大面積營(yíng)造高質(zhì)量的人工林。如何解決以土壤旱化為主要特征的土壤退化，防止出現(xiàn)植被衰敗：為了確保水資源緊缺地區(qū)未來(lái)的人工林形成穩(wěn)定良好的群落結(jié)構(gòu)，不再出現(xiàn)土壤退化和植被衰敗問題，就需要適時(shí)適量地對(duì)水資源緊缺地區(qū)人工林生長(zhǎng)過(guò)程中植物生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控。綜上所述，現(xiàn)有林草地土壤水分管理缺乏人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系適宜調(diào)控的方法，不能可持續(xù)利用土壤水資源，不能可持續(xù)管理森林植被，不能有效治理水資源緊缺地區(qū)水土流失和改善生態(tài)環(huán)境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法，旨在解決現(xiàn)有土壤水資源緊缺地區(qū)人工林生長(zhǎng)過(guò)程中植物生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系失調(diào)的方法，不能可持續(xù)利用土壤水資源，不能可持續(xù)管理森林植被等問題。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法，包括：首先對(duì)人工林生長(zhǎng)過(guò)程中林地土壤水分進(jìn)行測(cè)定；當(dāng)林地土壤水資源下降到土壤水資源利用限度時(shí)，土壤水分嚴(yán)重影響林木生長(zhǎng)，此時(shí)需要依據(jù)土壤水分植被承載力對(duì)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控。進(jìn)一步，所述依據(jù)土壤水分植被承載力對(duì)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控的方法為：通過(guò)降低密度來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤水分與植物生長(zhǎng)關(guān)系調(diào)控；密度調(diào)控量＝現(xiàn)存密度-土壤水分植被承載力進(jìn)行調(diào)控；公式為：Q＝D-C；其中，土壤水分與植物生長(zhǎng)關(guān)系調(diào)控量為Q，現(xiàn)存密度為D，土壤水分植被承載力為C；植物水關(guān)系調(diào)控強(qiáng)度R為：R＝(D-C)/D×100％。進(jìn)一步，所述土壤水分植被承載力的確定方法通過(guò)密度-土壤水分?jǐn)?shù)學(xué)模型確定土壤水分植被承載力；具體為：表示土壤水分植被承載力的指示植物為人工植被的目的樹草種，天然植被為建群種；在相同立地條件建立不同密度林地，建立標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)，在一年或生長(zhǎng)季內(nèi)內(nèi)，隨著植物群落中指示植物密度的增加，林草地土壤水分補(bǔ)給量呈線性下降；林草地土壤水分消耗量增加，指示植物密度與土壤水分消耗量關(guān)系用二次拋物線表示，在密度與土壤水分補(bǔ)給量和密度與土壤水分消耗量?jī)删€交點(diǎn)，土壤水分補(bǔ)給量等于土壤水分消耗量，該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的指示植物密度為該年度的土壤水分植被承載力。進(jìn)一步，所述土壤水分消耗量等于生長(zhǎng)初期和末期林草地植物根系吸收利用土層土壤儲(chǔ)水量之差加上期間土壤水分補(bǔ)給量；在豐水年，若生長(zhǎng)末期林草地土壤水資源出現(xiàn)盈余，則土壤水分消耗量等于降水量減去冠層截留量總量，減去地表徑流總量，減去深層滲漏總量和土壤水資源增加量；所述次降水土壤水分補(bǔ)給量為依據(jù)天氣預(yù)報(bào)測(cè)定雨前林草地剖面土壤水分垂直變化，雨停后測(cè)定剖面土壤水分垂直變化，兩次測(cè)定的剖面次降水入滲深度內(nèi)土壤儲(chǔ)水量之差；一年或生長(zhǎng)季內(nèi)土壤水分補(bǔ)給量等于次降水土壤水分補(bǔ)給量之和，或次降水量減去林冠截留，地表徑流和超過(guò)根系吸收利用土層的深層滲漏量。進(jìn)一步，林草地次降水土壤水分入滲深度采用兩線法確定，即次降雨前后剖面土壤含水量垂直變化曲線的交點(diǎn)至地表的距離為次降雨土壤水分入滲深度；最大入滲深度采用系列兩線法確定。進(jìn)一步，當(dāng)林草地最大入滲深度范圍內(nèi)土層全部為土壤干層時(shí)，土壤儲(chǔ)水量為土壤水資源利用限度；當(dāng)某層土壤含水量等于萎蔫系數(shù)時(shí)，該土層為土壤干層，所述萎蔫系數(shù)隨土層深度發(fā)生變化。本專利技術(shù)另一目的在于提供一種土壤肥力調(diào)控方法，所述土壤肥力調(diào)控方法包括：步驟一、將樹體周圍土壤翻耕后，晾曬3天～5天后，按照50kg/畝的量施用有機(jī)水溶肥，薄膜覆蓋一周；步驟二、利用農(nóng)閑田在田間原位堆放，堆料成分包括牛糞60％～85％,草木灰15％～40％，各組分質(zhì)量比之和為100％，混合物pH在9.0～10.0；步驟三、按照50kg/畝的量施用土壤改良劑，一周后按照10kg/畝的量施加土壤調(diào)理劑；步驟四、定期澆水保濕，保持濕度70％～90％，溫度控制在30℃；步驟五、按照30kg/畝的量施加鈣鎂硅鉀生物活性肥，翻耕一遍。進(jìn)一步，所述有機(jī)水溶肥由氮肥、鉀肥、鈣肥、鋅肥、鎂肥組成；所述氮肥以N元素計(jì)，所述鉀肥以K2O計(jì)，所述鈣肥以CaO計(jì)，所述鋅肥以ZnO計(jì)，所述鎂肥以MgO計(jì)，N:K2O:CaO:ZnO:MgO的質(zhì)量比為8:1030:3:0.2:0.1。進(jìn)一步，所述土壤改良劑的組分包括：草木灰10份～25份、硅酸鉀15份～30份、尿素15份～30份、磷礦粉12份～15份、氯化鈣6份～7份。進(jìn)一步，所述鈣鎂硅鉀生物活性肥包括：禽畜固廢物40份～60份，尿素5份～15份，磷酸一銨5份～20份，氯化鉀4份～15份，氧化劑1份～3份，生物活化劑2份～5份，粘合劑5份～15份；所述的禽畜固廢物中有機(jī)質(zhì)重量含量為55wt％～98wt％，含水率50wt％～60wt％；所述氧化劑為過(guò)硼酸鈉與四乙酰乙二胺按1：0.1～0.3的重量比的混合；所述生物活化劑為植酸酶或纖維素酶，哈茨木霉菌或康氏木霉菌，枯草芽孢菌、巨大芽胞菌或地衣芽胞菌之一或兩種按質(zhì)量比1：0.4～0.6：0.2～0.4的比例混合。本專利技術(shù)提供的一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法，適時(shí)適量地對(duì)水資源緊缺地區(qū)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控，就可確保水資源緊缺地區(qū)未來(lái)的人工林形成穩(wěn)定良好的群落結(jié)構(gòu)，林分健康生長(zhǎng)，不再出現(xiàn)嚴(yán)重土壤旱化引起的土壤退化和植被衰敗問題。實(shí)現(xiàn)了水資源緊缺地區(qū)土壤水資源可持續(xù)利用，森林植被的可持續(xù)管理。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤肥力調(diào)控方法流程圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的土壤水分補(bǔ)給量和消耗量隨密度變化圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的二線法確定土壤水分入滲深度和入滲量圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的田間持水量和萎焉系數(shù)隨土壤深度變化圖。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。如圖1所示，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種土壤肥力調(diào)控方法，該包括：S101：土壤翻耕后，晾曬3天～5天后，按照50kg/畝的量施用有機(jī)水溶肥，薄膜覆蓋一周；S102：利用農(nóng)閑田在田間原位堆放，堆料成分包括牛糞60％～85％,草木灰15％～40％，各組分質(zhì)量比之和為100％，混合物pH在9.0～10.0；S103：按照50kg/畝的量施用土壤改良劑，一周后按照10kg/畝的量施加土壤調(diào)理劑；S104：定期澆水保濕，濕度保持在70％本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法，其特征在于，該土壤水資源可持續(xù)利用的方法包括：首先對(duì)人工林生長(zhǎng)過(guò)程中林地土壤水分進(jìn)行測(cè)定；當(dāng)林地土壤水資源下降到土壤水資源利用限度時(shí)，土壤水分嚴(yán)重影響林木生長(zhǎng)，此時(shí)需要依據(jù)土壤水分植被承載力對(duì)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種土壤水資源可持續(xù)利用的方法，其特征在于，該土壤水資源可持續(xù)利用的方法包括：首先對(duì)人工林生長(zhǎng)過(guò)程中林地土壤水分進(jìn)行測(cè)定；當(dāng)林地土壤水資源下降到土壤水資源利用限度時(shí)，土壤水分嚴(yán)重影響林木生長(zhǎng)，此時(shí)需要依據(jù)土壤水分植被承載力對(duì)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控。2.如權(quán)利要求1所述的土壤水資源可持續(xù)利用的方法，其特征在于，所述依據(jù)土壤水分植被承載力對(duì)人工林生長(zhǎng)與土壤水分關(guān)系進(jìn)行調(diào)控的方法為：通過(guò)降低密度來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤水分與植物生長(zhǎng)關(guān)系調(diào)控；密度調(diào)控量＝現(xiàn)存密度-土壤水分植被承載力進(jìn)行調(diào)控；公式為：Q＝D-C；其中，土壤水分與植物生長(zhǎng)關(guān)系調(diào)控量為Q，現(xiàn)存密度為D，土壤水分植被承載力為C；植物水關(guān)系調(diào)控強(qiáng)度R為：R＝(D-C)/D×100％。3.如權(quán)利要求1所述的土壤水資源可持續(xù)利用的方法，其特征在于，所述土壤水分植被承載力的確定方法通過(guò)密度-土壤水分?jǐn)?shù)學(xué)模型確定土壤水分植被承載力；具體為：表示土壤水分植被承載力的指示植物為人工植被的目的樹草種，天然植被為建群種；在相同立地條件建立不同密度林地，建立標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)，在一年或生長(zhǎng)季內(nèi)內(nèi)，隨著植物群落中指示植物密度的增加，林草地土壤水分補(bǔ)給量呈線性下降；林草地土壤水分消耗量增加，指示植物密度與土壤水分消耗量關(guān)系用二次拋物線表示，在密度與土壤水分補(bǔ)給量和密度與土壤水分消耗量?jī)删€交點(diǎn)，土壤水分補(bǔ)給量等于土壤水分消耗量，該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的指示植物密度為土壤水分植被承載力。4.如權(quán)利要求3所述的土壤水資源可持續(xù)利用的方法，其特征在于，所述土壤水分消耗量等于生長(zhǎng)初期和末期林草地植物根系吸收利用土層土壤儲(chǔ)水量之差加上期間土壤水分補(bǔ)給量；在豐水年，若生長(zhǎng)末期林草地土壤水資源出現(xiàn)盈余，則土壤水分消耗量等于降水量減去冠層截留量總量，減去地表徑流總量，減去深層滲漏總量和土壤水資源增加量；所述次降水土壤水分補(bǔ)給量為依據(jù)天氣預(yù)報(bào)測(cè)定雨前林草地剖面土壤水分垂直變化，雨停后測(cè)定剖面土壤水分垂直變化，兩次測(cè)定的剖面次降水入滲深度內(nèi)土壤儲(chǔ)水量之差；一年或生長(zhǎng)季內(nèi)土壤水分補(bǔ)給量等于次降水土壤水分補(bǔ)給量之和，或次降水量減去林冠截留，地表徑流和超過(guò)根系吸收利用土層的深層滲漏量。5.如權(quán)利要求4所述的土壤水資源可持續(xù)利用的方法，其特征在于，林草地次降水土壤水分入滲深度采用兩線法確定...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭忠升，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西北農(nóng)林科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西;61