Soil moisture characteristic curve and prediction of available water content of overburden in Xilinhot Mining Area
王鑫肖武刘慧芳赵艳玲田帅帅邹玉珠
WANG Xin, XIAO Wu, LIU Huifang, ZHAO Yanling, TIAN Shuaishuai, ZOU Yuzhu
中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所浙江大学公共管理学院
露天矿开采导致大面积的地貌改变和植被破坏,进行土地复垦是重建原有生态系统的有效手段。为改善锡林浩特矿区生态脆弱、且矿区表土稀缺的现状,利用上覆岩层进行表土替代材料的开发,上覆岩层土壤的持水能力是选择表土替代材料的重要指标,对于指导排土场复垦具有重要意义。基于此选取了AP(Arya and Paris模型)、MV(Mohammadi and Vanclooster模型)和MVVG(MV model with the van Genuchten模型)3种模型对锡林浩特矿区上覆岩层(L1—L5,共5层)土壤水分特征曲线与土壤有效含水量的预测精度。结果显示:MVVG对于土壤水分特征曲线(R2=0.940)与有效含水量(R2=0.7409)的预测精度均较好,AP对于土壤水分特征曲线的预测结果最好(R2=0.950),且对于剖面有效含水量的预测趋势与实测值一致,但是有效水含量的预测值与实测值R2较低(R2=0.491),MV预测结果最差。AP模型对壤质沙土、砂之壤土和粉砂壤土的水分特征曲线预测效果好于MV和MVVG,但是各模型对沙土的预测预测效果均较差。除L5层,其余4层随着土壤层次深度的增加,其田间持水量、凋萎系数和有效水含量均呈减少趋势。L2—L4的有效水含量均低于L1(18%),且L4(8%)<L3(11%)<L2(15%)。研究结果显示AP和MVVG模型可以准确地预测研究区土壤水分特征曲线和水分常数,适合用于锡林浩特矿区上覆岩层土壤持水能力的预测。同时结果表明,L5层的有效含水量最大(20%),且土层较厚,具有在土地复垦过程中作为表土替代材料的潜力,而L2—L4可以考虑作为中和L5质地过黏的材料,使其土质更加接近腐殖层土壤(L1)。
土地复垦土壤重构水分特征曲线土壤有效水
land reclamation;soil reconstruction;water characteristic curve;soil available water content
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