云南元谋干热河谷土壤水分季节动态

[目的]研究云南元谋干热河谷土壤水分的季节动态。[方法]对云南元谋干热河谷雨季土壤水分进行了测定分析,结合已经完成的旱季土样水分的研究,将雨季、旱季数据进行对比,研究其土壤水分的季节动态。[结果]雨季土壤水分总体呈现含水率随着土壤深度增加而增加的趋势,但是在根系层向下1.0 m以内含水率会下降;草地土壤含水率高于林地,稀树草地则高于林地而低于草地。此外,对比旱季土壤含水率可知,为了避免形成永久性的土壤干化,在元谋的土壤水文条件下,在恢复工程中栽种林木是不合适的,草本植物是更好的选择。[结论]该研究对在干热河谷中种植农作物、经济作物以及进行生态恢复有一定的指导意义。     

金沙江干热河谷不同土地利用方式的土壤水分特征

[目的]研究金沙江干热河谷地区不同土地利用方式下的土壤含水量的变化特征,为干热区脆弱生态环境的生态恢复、物种选择提供依据。[方法]以金沙江干热河谷典型区云南省元谋县的6种土地利用类型为例,采用TRIME-PICO-IPHTDR每月定期测定土壤水分,每个样地设3个重复,定期分别测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm处的土壤含水量。[结果]罗望子纯林土壤含水量相对稳定,且含水量较高;银合欢间伐林土壤含水量高于银合欢与其他物种组合的人工林;在草本植物较多的人工林内,土壤含水量均较低。土壤0～20cm含水量变异系数最大,40～60和60～80cm处变异系数旱季比雨季略大。不同林分组合对土壤水分影响明显,Ⅱ和Ⅵ为代表的用地类型土壤含水量较高,Ⅳ和Ⅴ中的20～60cm土壤含水量均下降,Ⅰ和Ⅲ中的80～100cm深度范围内土壤含水量均有小幅下降。[结论]土壤含水量随土壤深度的增加而增加,雨季含水量明显高于旱季,雨季土壤含水量变化速率高于旱季,植被郁闭度、草本层盖度是影响土壤含水量的主要因素。     

印楝在干热河谷的适应性

通过印楝Azadirachta indica在干热河谷地区造林试验,分别研究根际土壤水分动态、植物在雨季和旱季时的生长和光合生理特性,以探讨印楝对干热气候适应性的机制。研究表明,土壤含水量与吸力成幂函数关系。当土壤含水量下降到5.9%,土壤吸力上升到1.5MPa达3个月的条件下,印楝仍然能维持生存,表明该植物具有极强的耐旱性。在旱季时,印楝受到土壤和大气干旱胁迫,生长基本停止,顶芽枯死,大部分叶片脱落,以减少水分蒸腾,保持植物体内的水分平衡;在雨季时,印楝能迅速生长,整个生长周期呈现曲折性生长规律。印楝在旱季的气孔导度、净光合速率和蒸腾速率分别为雨季的23.8%, 47.1%和64.9%。在旱季时,水分利用率明显下降。在旱季时,印楝的光合生理明显下降,其主要原因是叶片的光合系统受到明显的破坏。通过生长和生理上的适应,在经过6个月旱季后,印楝的保存率达90%以上,表明印楝适应于干热河谷地区生长。图7表1参16     

印楝在干热河谷的适应性

通过印楝Azadirachta indica在干热河谷地区造林试验,分别研究根际土壤水分动态、植物在雨季和旱季时的生长和光合生理特性,以探讨印楝对干热气候适应性的机制。研究表明,土壤含水量与吸力成幂函数关系。当土壤含水量下降到5.9%,土壤吸力上升到1.5MPa达3个月的条件下,印楝仍然能维持生存,表明该植物具有极强的耐旱性。在旱季时,印楝受到土壤和大气干旱胁迫,生长基本停止,顶芽枯死,大部分叶片脱落,以减少水分蒸腾,保持植物体内的水分平衡;在雨季时,印楝能迅速生长,整个生长周期呈现曲折性生长规律。印楝在旱季的气孔导度、净光合速率和蒸腾速率分别为雨季的23.8%,47.1%和64.9%。在旱季时,水分利用率明显下降。在旱季时,印楝的光合生理明显下降,其主要原因是叶片的光合系统受到明显的破坏。通过生长和生理上的适应,在经过6个月旱季后,印楝的保存率达90%以上,表明印楝适应于干热河谷地区生长。图7表1参16     

干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分的影响

[目的]研究干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分变化的影响。[方法]对云南省元谋县的金沙江段干热河谷植被覆盖坡面及裸地进行雨季地表径流和土壤含水量的连续观测,并对观测数据进行统计学分析。[结果]植被覆盖能够显著减少地表径流量,对照小区（裸地）地表径流量是植被覆盖小区的22倍;植被覆盖下0-180 cm土壤含水量比裸地增加37.6%;植被覆盖提高了土壤深层含水量的稳定性,并保持土壤物理性质稳定;不同深度土壤不仅水分含量差异显著,而且土壤水分含量变化也明显不同。[结论]坡面植被覆盖能够明显改变土壤水文,维持土壤水分含量在较高水平,特别是20 cm以下的土层。     

金沙江干热河谷冲沟发育区不同部位土壤水分的时空变化特征

【目的】为了研究干热河谷冲沟不同部位(集水区、沟头和沟床)土壤水分时空变化特征。【方法】基于元谋干热河谷典型冲沟不同部位土壤水分的长期监测,分析冲沟不同部位土壤水分(10~100 cm)时空变化特征。【结果】(1)冲沟不同部位土壤平均含水量随时间变化可划分为土壤水分消耗期(2-6月)、土壤水分积累期(7-10月)和土壤水分消退期(11-12月)等3个变化阶段;冲沟不同部位不同深度土壤水分年内变化特征不同,其中集水区20、30和40 cm土层,土壤水分年内分配差异不明显,其他部位不同深度土壤水分均表现明显的干湿季变化。(2)冲沟不同部位年内土壤水分含量及变异系数随着土层深度的增加均表现出先减小后增加的分布特征,其中40~60 cm土层土壤水分变异系数较低且土壤水分亏损表现明显,表明表层(10~30 cm)和深层(60~100 cm)土壤水分年内含量高且分配不均,而中间(30~60 cm)土层土壤水分含量相对较少且分配相对均匀。(3)不同深度的土壤水分日变异系数表明,集水区和沟床在干季,不同深度土层间土壤水分差异较小,雨季差异较大,分配不均,而沟头土壤水分在春季土壤水分分配较均匀,其他时间均出现分配不均现象;冲沟不同部位土壤水分含量差异显著,表现为沟头(9.98%)沟床(9.65%)集水区(6.64%)。【结论】在进行植被恢复时,应该考虑冲沟不同部位、季节性以及剖面土壤水分变化规律,因时因地进行植被恢复。     

干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分的影响（摘要）

[目的]研究干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分变化的影响。[方法]对云南省元谋县的金沙江段干热河谷植被覆盖坡面及裸地进行雨季地表径流和土壤含水量的连续观测,并对观测数据进行统计学分析。[结果]植被覆盖能够显著减少地表径流量,对照小区（裸地）地表径流量是植被覆盖小区的22倍;植被覆盖下0～180cm土壤含水量比裸地增加37.6%;植被覆盖提高了土壤深层含水量的稳定性,并保持土壤物理性质稳定;不同深度土壤不仅水分含量差异显著,而且土壤水分含量变化也明显不同。[结论]坡面植被覆盖能够明显改变土壤水文,维持土壤水分含量在较高水平,特别是20cm以下的土层。     

海南岛燥红土发生学特性的薄片观察

燥红土薄片的显微镜观察表明,由于长期受干热的生物气候条件影响,燥红土在发育过程中矿物风化淋溶程度较弱,各种分解形态的有机残体数量少,有机质含量缺乏.燥红土的主导形成过程是红化作用,由于遭受侵蚀,燥红土近代成土过程遭受砂化,表层呈现漂白砂型土壤微垒结.     

海南岛燥红土发生学特征的薄片观察

燥红土薄片的显微镜观察表明,由于长期受干热的生物气候条件影响,燥红土在发育过程中矿物风化淋溶程度较弱,各种分解形态的有机残体数量少,有机质含量缺乏。燥红土的主导形成过程是红化作用,由于遭受侵蚀,燥红土近代成土过程遭受砂化,表层呈现漂白砂型土壤微垒结。     

塔里木河上游荒漠河岸林土壤水分与浅层地下水分布规律研究

【目的】为研究荒漠河岸林生态系统的耗水规律。【方法】本研究选择塔里木河上游流域作为研究区,通过采集不同土层的土壤样品测定其含水量,并量测不同覆盖度的浅层地下水埋深,分析了荒漠河岸林土壤水分、浅层地下水埋深时空变化规律及二者之间关系。【结果】不同覆盖度土壤水分差异显著,覆盖度越高,土壤保墒能力越强,土壤含水量越高;覆盖度越低,土壤水分活跃程度越高;同一覆盖度不同月份土壤含水量随深度的变化趋势大致相同,各覆盖度土壤含水量垂直变化特征总体满足随着土层深度的增加而增大;覆盖度高的各层土壤含水量随时间变化范围小。【结论】各覆盖度由表层到底层土壤含水量变化幅度与覆盖度有关,植被和地下水埋深越深可以有效控制土壤水分变化,而河道侧渗对地下水的补给却具有一个延迟作用。     

不同容重条件下深层坑渗灌土壤水分运动的数值模拟

【目的】探究不同土壤容重条件下深层坑渗灌土壤水分的运动规律。【方法】以非饱和土壤水分运动方程为基础,建立深层坑渗灌的数值模拟模型,采用Galerkin有限单元法进行数值求解,用5种不同土壤容重的试验资料对模拟结果进行验证。【结果】容重不同的5种土壤在不同时刻湿润锋的模型值均略小于实测值;非边界上土壤含水量模型值的相对误差为1.98%,边界上土壤含水量模型值的相对误差为10.97%,且上边界的模型值普遍偏小,下边界的计算值普遍偏大;基于研究资料建立了土壤含水量的上、下边界修正方程。【结论】该模型结合修正方程,可以作为一种预测深层坑渗灌条件下土壤水分运动及其含水量分布的有效方法。     

金沙江干热河谷银合欢人工林的土壤水分变化特征

土壤水分是植物耗水的主要来源,对植物的生理活动有着重大影响。通过对金沙江干热河谷地区银合欢人工林的土壤含水量进行研究,分析其时间和空间上的动态变化特征及影响因素,结果表明:银合欢林的土壤含水量在雨季时期较高,旱季时期较低;随土层深度增加,土壤含水量也逐渐增加,且上层土壤含水量变化幅度大于下层;银合欢林土壤含水量的年际变化随着降雨量的增大而增加,但存在滞后效应;银合欢林在雨季阶段可以有效地降低0~40 cm土层的水分蒸发,起到良好的涵养水源作用;银合欢林种植对土壤理化性质产生了重大的影响,使得土壤容重下降,土壤孔隙度增加,土壤有机质增加,对土壤蓄水能力和持水性产生积极作用;土壤砂粒含量与土壤含水量呈显著正相关关系(P0.05),土壤粉粒、粘粒含量与土壤含水量呈显著负相关关系(P0.05)。总之,在金沙江干热河谷地区,合理发展银合欢人工林种植能有效地改良土壤物化性质,提高土壤持水、保水能力,具有良好的保持水土、涵养水源等生态作用。     

青海湖不同沙漠化治理区土壤含水量动态变化研究

研究选择青海湖不同沙漠化治理区,通过野外采样及室内数据分析,对不同季节的土壤含水量进行测定.结果表明:土壤平均含水量在6月和8月最大,4月和9月较低.克土-早期灌丛治理区,4月和6月土壤含水量表层较低,30cm处达到峰值.8月和9月表层土壤含水量最高,20cm处最低.克土-草方格,4月份表层土壤水分偏低,10cm以下开始上升,6月份和8月份土壤水分基本一致.9月份,表层土壤含水量较低,20cm处达到峰值.沙岛固定沙丘及沙棘灌丛,4月、6月和8月土壤含水量表层偏低,10cm以下开始下降,20cm以后逐渐增加,70cm处最高,9月份,表层土壤含水量开始下降,10cm处较低,之后逐渐增高.示范区草方格,表层土壤水分6月和8月高于4月和9月,4月和6月均为逐渐增加趋势,8月,10cm处达到峰值,之后下降,20cm以下变化较稳定,9月份土壤水份垂直变化一直波动.流动沙丘顶部、迎风坡和背风坡表层土壤含水量较低,表层以下土壤含水量逐渐增加.湖东种羊场流动沙丘草方格区,土壤含水量表层较低,表层至30cm处表现为上升,以下变化幅度较弱.     

小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其模型模拟

【目的】田间土壤水分状况是灌溉管理的基础,土壤水分的动态变化过程是灌溉预报的重要依据。【方法】通过监测冬小麦田间不同深度土壤含水量和气象数据,分析了小麦生育期内田间土壤水分动态变化过程及其对降水和作物需水量的响应情况,采用土壤水量平衡模型对土壤含水量变化过程进行模拟。【结果】小麦全生育期内,根系主要活动层(0～50 cm)中各层土壤含水量为12.00%～34.53%,方差为5.74～34.05。20 cm土壤含水量与冬小麦根系主要活动层(0～50 cm)土壤含水量相关性最好,相关系数为0.96。20和40 cm深度土壤含水量对降水和作物需水量的响应存在12 h滞后。拔节期后冬小麦田发生轻旱和中旱。旬尺度内,土壤水量平衡模型模拟最大误差小于10%。【结论】在降水和作物需水量共同影响下,土壤深度对土壤含水量变化过程存在影响,且随深度的增加影响减弱;20 cm深度土壤水分与根系主要活动层土壤水分变化过程最接近,可作为土壤水分监测的代表深度;在降水频率P=25%的水文年型下,冬小麦田需要进行补充灌溉,小于1旬时间尺度的水量平衡模型可很好的模拟土壤水分动态变化过程。     

土壤水分对台湾青枣苗的影响

应用人为控制土壤水分的方法,研究了1年生台湾青枣苗在不同土壤水分条件下的生长和生物量的分配.结果表明:地上部分和地下部分生物量均随着土壤含水量的降低而升高;根冠比随着土壤含水量的降低而降低;在元谋干热河谷地区种植台湾青枣苗的土壤含水量以田间持水量的40%～60%为宜.     

滴头间距对双点源交汇入渗影响的模拟研究

【目的】研究滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗的影响。【方法】应用HYDRUS 3D软件,在滴头间距分别为10,20,30和40 cm时,对湿润峰交汇时间、交汇面土壤含水量、湿润峰运移速率和湿润体的形状变化进行模拟研究,并进行试验验证。【结果】湿润峰交汇时间随着滴头间距的增大呈指数级增加,湿润峰运移速率与滴头间距之间呈幂函数关系;随着滴头间距的增加,湿润体形状依次从1个近似半球体向近似半药囊形、半花生壳形及2个分离的近似半球体转变,湿润体内高含水量区域也从2个逐渐转化为1个。以土壤剖面含水量、湿润峰运移距离及总入渗量为指标进行验证试验,结果表明,土壤含水量、湿润峰运移距离及总入渗量的模拟值与实测值均具有较好的一致性。【结论】滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗影响显著,土壤水分三维数值模拟模型能较准确地反映双点源入渗条件下粘壤土的水分运动规律。     

高速公路绿化带土壤水分动态变化规律研究

【目的】研究高速公路绿化带边坡的土壤水分动态变化规律,旨在为高速公路生态绿化提供参考。【方法】2009年4-11月对河北固安县廊涿高速各观测点(阳坡、阴坡、平地及中央隔离带)不同土层深度(0~40cm)含水量及降雨量进行连续观测,分析了高速公路绿化带土壤水分的动态变化规律。【结果】4-5月,各观测点土壤含水量持续下降;5-8月,各观测点土壤含水量迅速增加,并保持在较高水平;8-10月,各观测点土壤含水量逐渐降低;10-11月,各观测点土壤含水量稳中有升。各观测点表层(0~10cm)和下层(10~20cm)的土壤含水量波动较大,变异系数平均值为28.39%和24.85%,深层(20~40cm)土壤含水量的变化明显减弱,变异系数平均值为19.41%。在0~40cm土层,中央隔离带的土壤含水量较高,阴坡和阳坡次之,平地最低。【结论】高速公路边坡土壤水分的季节性动态变化规律显著,且与降雨规律一致。5-10月的土壤水分条件最好。土壤水分的空间变化可分为速变层(0~20cm)和活跃层(20~40cm)2个层次。各观测点中,中央隔离带的土壤水分条件最好,阴坡和阳坡次之,平地土壤水分条件最差。     

干热河谷新银合欢等树种的蒸腾速率对光照响应的研究

干热河谷地区造林成活率低一直是困扰国内学者的难题之一,其中影响其成活的关键因子之一就是土壤水分。以台湾相思、新银合欢、车桑子及赤桉为田间供试树种,重点分析不同光照强度对蒸腾速率的影响及田间条件下蒸腾作用的日变化。结果表明,植物的气孔阻力和蒸腾速率与光照强度均呈现幂函数模拟关系,两者决定了深层根系的吸水能力。气孔阻力有效地控制着蒸腾作用的强弱,弱光胁迫对蒸腾速率的影响很大。相思、合欢、车桑子和桉树4种造林树种在雨季和旱季的蒸腾速率日变化分别呈现＂双峰＂、＂双峰和单峰＂、＂双峰和单峰＂与＂双峰＂的特点。     

人工桉林土壤孔隙状况及水分变化分析

【目的】探明人工桉林的土壤孔隙状况及水分含量变化影响因子,为华南红壤丘陵区桉树种植生产中土壤水分利用提供参考依据。【方法】在相同气候区内,按上中下不同坡位,采集表土层（A）、淀积层（B）和母质层（C）3个不同剖面发生层的土壤,测定人工桉林、天然林、松林的土壤孔隙度和水分,并在垂直和水平方向分析土壤水分含量的差异状况及影响因子。【结果】A、B、C三层的人工桉林、天然林与松林的土壤孔隙度平均值分别为45.9%和41.4%、55.3%,水分平均值分别为13.3%、13.4%和15.5%,这3种林分的土壤水分在剖面上和坡位上不存在显著差异（P＞0.05）,但不同林分间的表层土壤水分存在显著差异（P＜0.05）;在水平方向上,总盖度与土壤水分存在极显著正相关。【结论】冠层及草本、落叶层的总盖度是林分表层土壤水分变化的主控因素之一。     

元谋干热河谷不同整地措施造林成效研究

在元谋干热河谷对银合欢、山合欢、赤桉和大叶相思进行不同的整地方式种植,调查植株成活率、保存率、生长情况,对不同整地方式旱季、雨季土壤含水量、养分等进行测定分析.结果表明,水平沟和反坡平台套塘整地对苗木成活率、生长量提高幅度较大,浅沟套深塘整地对苗木成活率、生长量提高幅度最大,造林效果最好;水平沟、反坡平台套塘、浅沟套深塘整地旱季土壤含水量比鱼鳞坑整地提高22 %～32 %,雨季可提高26 %～35 %,在3种整地方式中,树种之间土壤含水量差异不大;不同的整地方式对土壤养分的增减不同,加大整地力度,促进植物生长,可以在一定程度上起到改良土壤的作用.