基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度研究

[目的]研究基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度的变化规律.[方法]在棉花土壤中分10、20、30以及40 cm土层深度水平埋装一根Globe-Logging TDR测量探针,通过无线网络在线监测7月棉花土壤水分和土壤温度的变化规律.[结论]在不降雨或不灌水的情况下,深层土土壤水分要高于浅层土,深层土的土壤含水率与土壤温度呈反比例关系;当土壤温度高于最低气温时,土壤温度随着土层深度的增加而升高.[结果]该研究可为Globe-Logging TDR系统的推广应用提供参考.     

西南亚高山森林土壤表层温度变化特征及拟合模型

为探索土壤温度时间动态特征与导温率及土壤深度之间的关系,以西南亚高山森林表层土壤温度为研究对象,分析了2009-2010年每月28日或29日不同土层土壤温度的日变化特征,并对不同月份不同深度温度日变化建立数学模型并进行数据拟合.结果表明,亚高山森林0～40 cm土壤温度日较差随着土壤深度的增加逐渐减小,其中0～20 cm土壤温度日较差明显,20～40 cm的深层土壤温度日较差很小;40 cm深度土壤温度日进程基本上处于稳定状态,在冬季30 cm以下深度土壤温度都基本上处于稳定状态;随着深度的增加,土壤温度最高值和最低值出现滞后时间延长的趋势,而且同一土壤深度滞后时间在不同月份差异很大;非冻融季节土壤温度日变化用土壤温波方程来拟合是有效的;在低温季节(9月至次年3月),10 cm以下土壤剖面温度用土壤温波方程拟合误差较大,显示土壤冻结对土壤热量传输影响显著,温波方程不适于拟合冻融期土壤温度日动态.     

植被和坡向对土壤温度与土壤热通量变化的影响

土壤温度是森林气候的重要因素,与植物的生长关系密切.不同坡度和坡向的林分,光照条件的差异使林内的土壤温度和土壤热通量发生相应的变化.为研究试验区不同林分水热平衡规律,本试验监测了林木生长季土壤和大气温度.结果表明:整个生长季的平均地温林外＞阳坡＞阴坡,6-10月不同土层温度的变化规律是先下降后上升;土壤不同土层间温度极...     

全膜双垄沟播带状秸秆还田模式对土壤温度的影响

在田间全膜双垄沟播膜下设置带状秸秆还田不同模式,研究玉米生育期内土壤耕层温度的变化规律。结果表明,在玉米非种植带将5 cm长秸秆按3 750 kg/hm~2深翻15 cm与土壤混匀后,土壤温度日(8:00~20:00时)变化增温速度最快,逐日变化幅度最高,相应的0~25 cm土层温度振幅最大。不同秸秆还田方式玉米生育期0~15 cm土层温度日变化不同,苗期(5月13日)膜下秸秆还田0~15 cm土壤温度随着白天气温的升高快速增高,16:00时达最高峰,为26.8~28.9℃,持续2 h后迅速下降;拔节期(6月10)土壤温度在16:00时达到最高,随后缓慢下降。玉米生长后期不同处理0~15 cm土层温度没有差异。整个玉米生长期内,土壤温度的逐日变化表现出S型波动。各处理0~25 cm土层温度的振幅随着土壤深度增加和生育期延后而减小。     

地下滴灌葡萄园土壤温度的时空变化特征

以3年生克瑞森地下滴灌葡萄园为研究对象,分析土壤垂直方向上20、40、60、80 cm处的土壤温度日变化、土壤温度在葡萄不同生育期的变化及年变化特征。结果表明,地下滴灌葡萄园各深度的土壤温度日变化趋势基本相同,近地表处土壤温度日变化幅度相对较大,深层土壤温度日变化趋势平缓;以04:00、08:00、14:00、22:00代表土壤温度变化特征时刻的各深度土壤温度,在葡萄整个生育期内变化趋势均匀,萌芽期开始上升,果实生长期土壤温度达到最大值,后开始下降;葡萄园土壤温度在年变化过程中先上升后下降,7月达到最大值,土壤温度变化曲线随土壤深度的增加振幅减小;土壤深度40 cm处的年平均温度为13.14℃,高于其他深度土壤年平均温度;各深度土壤温度与气温有明显的二次函数关系,并随土层深度的变化显著性逐渐降低。     

不同覆膜宽度对棉花农田环境的影响

【目的】研究不同覆膜宽度对棉花全生育期内0～60 cm土层深度下土壤含水率及土壤温度的影响。【方法】采用土壤墒情监测仪，实时监测土壤中水分、温度实时状况。同位监测连续6个土层深度(每10 cm一层)的土壤体积含水量以及连续6个土层深度(每10 cm一层)的土壤温度。根据棉花生育阶段，分别读取棉花苗期、蕾期、花铃期、吐絮期等每天地温以及水分变化，分析4.4 m超宽膜与2.05 m宽膜对土壤水分及温度的影响。【结果】4.4 m超宽膜与2.05 m宽膜在0～60 cm土层深度下的地温日变化趋势一致，土壤温度在地面表层和地下10 cm处主要受大气温度的影响。棉花生育后期时，不同土层的温度逐渐下降，4.4 m超宽膜的土壤温度较2.05 m宽膜滞后。从棉花苗期到花铃期，中层土壤深度以下的平均温度与平均含水率呈负相关的关系。【结论】超宽膜有增温保水的能力，可以改善土壤的水热条件，加快棉花的生长发育，增产效果显著，可用于新疆北疆地区推广试用。     

北疆滴灌复种大豆田土壤温度分布特征

针对复种作物生长季节的特殊性,研究复种大豆田土壤温度在0~100cm深度土壤剖面的分布、日变化,生育阶段的动态及灌水对土壤温度的影响。结果表明,土壤温度受大气温度昼夜变化影响的土层临界深度为40cm,0~40cm土壤温度以24h为周期呈准正弦曲线波动,其振动变化幅度随土壤深度增加趋于平缓;土壤温度日变化呈上升和下降2个变化阶段,升温速率明显大于降温速率;适宜的灌水定额具有提高土壤温度的效果,360mm灌溉定额处理土壤温度最高,小灌溉定额和大灌溉定额均不利于提高土壤温度;土壤温度在大豆生殖生长阶段内宽行温度始终高于窄行但温差随生育期推移趋于一致,且土壤温度随时间推移呈逐渐下降趋势。     

干热河谷区覆盖方式对夏玉米农田土壤温度的影响

对西南干热河谷地区夏玉米农田土壤在不同覆盖方式下其温度变化影响进行了研究,结果表明,不同覆盖方式下,旱地玉米农田土壤温度变化情况呈现出差异性。在0~25 cm土层范围内,夏玉米生育前期秸秆覆盖土壤日均温度比裸地要低,而地膜覆盖土壤日均温度要高于裸地,到了生育后期,不同覆盖方式下的土壤温度日均差异明显降低,其中以地膜覆盖方式下的土壤目平均温度变化最小;土壤温度随土层加深变化幅度逐渐减小,且不同覆盖方式下的温度变化逐渐趋于一致,其中地膜覆盖的增温缓温作用优于秸秆覆盖;土壤温度的变化与气温的相关函数均呈正向相关性,但随土壤深度增加,相关性减弱;最后通过比较产量数据,得出稳定的土壤温度有利于提高夏玉米产量,且地膜覆盖方式在增产增收方面具有显著优势。     

北疆滴灌棉田冬季土壤盐分运移研究

[目的]研究冬季温度和雪融水对土壤盐分运移的影响.[方法]通过设置覆膜和不覆膜测坑处理,对测坑土壤温度和盐分在整个冬季进行监测,测定不同处理下土壤温度和盐分的变化规律.[结果]气温变化对土壤温度有一定的影响,随着土壤深度的增加气温对土壤的影响逐渐减小.覆膜对土壤有一定的保温作用,各土层开春积雪融化时土壤会被雪水洗淋,表层盐分会有所减少,但是积雪融化结束后开始强烈蒸发,盐分将在表层重新积累.覆膜后测坑土壤不会受到外界积雪影响,但发现不同深度土壤盐分还是有增大的趋势.[结论]北疆滴灌棉田冬季土壤盐分运移受外界气温的影响较大.     

砂砾粒径对砂田西瓜根际温度的效应

以不覆砂露地（CK）为对照,通过铺设砂石粒径为1~3 mm的毛砂、10~20 mm豆砂、80~120 mm扁平椭圆卵石和1~100 mm当地砂田普通混砂,研究不同粒径砂砾覆盖对砂田西瓜根际温度的效应,监测砂田0~25 cm不同深度土壤温度变化。结果表明,砂田早春0~25 cm土壤日均温度比对照高0.3~3.0℃,日最高温度随土层深度的增加而逐渐降低,各层土壤最高温度出现时间比对照滞后0.5~2.5 h。毛砂、豆砂、卵石和混砂覆盖下砂层5 cm处根际平均温度分别比对照增加了20.03%、20.66%、0.47%、8.48%,除卵石外,早春其余粒径砂砾覆盖的砂田砂下5 cm处根际温度显著高于对照;砂层下5 cm处土壤温度受外界环境的影响最大,其变化规律可用一元三次函数y=ax3＋bx2＋cx＋d拟合,各处理拟合相关性系数均在0.87以上,其它土层曲线变化规律不明显。不同粒径的砂砾覆盖0~25 cm土壤温度增加效应从高到低顺序为豆砂、毛砂、混砂、卵石,其增加幅度随土壤深度的增加而减缓,豆砂和毛砂增温较慢,但增加幅度较大,卵石增温散温都快但增加量小。覆砂后0~25 cm根际最高温度毛砂、豆砂、卵石和混砂分别比对照增加了2.52、2.00、0.64、1.04℃,但不同深度土壤温度变化规律无明显差异。     

旱田改水田对黑土pH及微生物类群的影响

[目的]探明旱田改水田后黑土酸碱度及土壤微生物的变化。[方法]通过5点采样法取样,利用平板菌落计数法对相关微生物类群数量进行研究。[结果]旱田改为水田后,土壤pH显著上升;细菌和真菌数量明显增多,放线菌数量变化不明显,纤维素分解菌数量逐渐下降,在5~10 cm土层,其数量较旱田显著降低(P0.05),有机磷细菌和无机磷细菌数量略有增加;在0~5 cm土层水田的B/F比旱田显著降低,但其他土层间B/F差异不大。[结论]短期旱田改水田能初步缓解土壤的酸化问题;旱田改水田后土壤微生物数量发生了变化;水田中各土层间B/F较一致,说明土壤微生物类群结构更为稳定。     

元谋干热河谷不同土地利用对土壤孔性特征的影响

在元谋干热河谷对桉树林、银合欢林、灌丛、草地和裸地5种土地利用类型0~100 cm土壤剖面的容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度进行分析研究。结果表明:元谋干热河谷桉树林、银合欢林、灌丛、草地和裸地5种不同土地利用类型土壤容重在0~100 cm土壤剖面变化规律为随着土层深度增加,土壤容重增大;土壤总孔隙度和非毛管孔隙度随着土层深度的增加而减小;土壤毛管孔隙度较高,主要由土壤质地决定。元谋干热河谷地区土地利用方式不同造成土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度在土壤剖面上的分布差异。     

不同土地利用方式下土壤线虫群落的垂直分布分析

对佳木斯地区水稻地、湿地草甸与玉米地等6种土地利用方式下土壤线虫群落的垂直分布进行了研究,分析了土壤线虫群落组成及多样性在土壤深度的分布特征.结果表明,水稻地和湿地草甸的土壤线虫总数、玉米地的植物寄生线虫数量、林地的捕食杂食线虫数量随土壤深度变化显著;玉米地土壤线虫群落的多样性指数随深度变化显著;不同土地利用方式下土壤线虫群落在不同土壤深度的垂直分布存在一定差异.     

乌尔禾区不同土地利用方式下土壤化学性质的差异

研究以乌尔禾区为研究区,利用3S技术对研究区遥感影像进行分类、土壤采集以及对不同土地利用方式下土壤化学性质空间分布规律进行分析。结果表明：①土层深度小于20cm的土地利用方式下,有效P表现为其他用地最大;有效N表现为交通运输用地最大;有效K表现为其他用地最大;总盐度表现为其他用地最大;有机质含量表现为交通运输用地最大;pH表现为住宅用地最大。土层深度大于20cm的土地利用方式下,有效P表现为其他用地最大;有效N表现为交通运输用地最大;有效K表现为其他用地最大;总盐度表现为交通运输用地最大;有机质含量表现为林地最大;pH表现为住宅用地最大。②运用经典地统计学法对有效P,有效N有效K,总盐,有机质及pH之间进行相关性分析。结果表明,大于20cm土层中都未达到0.05的显著性水平;而小于20cm土层中有机质与pH的相关性关系达到了0.05的显著性水平（R=-0.812）,总盐与有效P的相关性关系达到了0.01的显著性水平（R=0.882）。     

不同土壤团聚体及其有机碳库的分布特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对山西农业大学校园内的农田、灌木丛、针叶林、阁叶林和草地土壤团聚体及其有机碳库的分布特点进行了研究.结果表明：（1）不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以＞10 mm团聚体为主,总体随着团聚体粒径的减小呈先减小,后增加,再减小,然后增加,最后减小的变化.（2）0～20 cm土层中,不同土地利用方式的分形维数表现为：阔叶林＞针叶林＞农田＞灌木丛＞草地,草地的分形维数与灌木丛、阔叶林、农田、针叶林间差异极显著,在20～40 cm土层中,分形维数表现为：灌木丛＞草地＞阔叶林＞农田＞针叶林,针叶林的分形维数与灌木丛、草地、阔叶林、农田间差异极显著.（3）土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小呈先增加后降低的趋势.（4）不同土地利用方式下,随着土层深度的增加有机碳贮量降低,在0～20 cm、20～40 cm土层,有机碳贮量随着土壤粒径大小的变化趋势与不同粒级土壤团聚体质量百分比的变化趋势相同,主要以＞ 10 mm粒级团聚体最高,且与其余粒级间均呈极显著关系,＞10mm粒级的有机碳贮量表现为农田＞阔叶林＞灌木丛＞针叶林＞草地.     

土地利用方式对潮棕壤磷素剖面分布的影响

采用现场采集土壤样品及室内分析测试,对中国科学院沈阳生态实验站4种土地利用方式的潮棕壤在0～150cm10个土层中全磷的垂直分布、磷储量及碳磷比进行比较研究。结果表明,不同利用方式下土体中全磷平均含量为林地>撂荒地>玉米地>水稻田,各种利用方式土壤全磷含量在0～30cm各层次差异不显著,30cm以下各层次玉米地和撂荒地差异不显著,但60cm以下各层次林地土壤全磷显著高于其他3种利用方式,表明土地利用对磷素的剖面分布产生了明显的影响。4种利用方式在20cm深度土壤磷储量差异不明显,但在100cm和150cm深度,林地和撂荒地显著高于玉米地和水稻田土壤。土壤碳磷比随剖面深度下降而降低,在40cm以下有林地和玉米地高于撂荒地和水稻田的趋势。回归分析表明,各种利用方式下土壤速效磷与全磷有较好的正相关关系,说明供试土壤中速效磷含量受全磷状况的影响较大。     

塔里木河流域典型绿洲不同土地利用方式对土壤酶活性的影响

[目的]塔里木河流域典型绿洲,不同土地利用方式对土壤酶活性的影响.[方法]通过样区内棉田、林地、荒草地、盐碱地、沙地等不同土地利用方式下土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶、碱性磷酸酶活性的研究,了解其在人为影响下的变化规律.[结果]不同土地利用方式对土壤酶活性有着显著的影响,棉田的脲酶活性较高,林地、荒草地的土壤酶活性基本大于盐碱和沙地;随着土层深度的增加,过氧化氢酶、转化酶、碱性磷酸酶活性的变化规律可以表现为上层土壤酶活性较高,中间下降,下层又有所上升的趋势.[结论]研究为进一步建立土壤质量评价和预警模型、合理进行区域土地规划、优化作物栽培布局提供科学依据,贡献于当地农业可持续发展和生态环境保护.     

民勤绿洲弃耕地土壤活性有机碳和氮变化特征及影响因素

【目的】了解民勤绿洲弃耕地不同土层土壤活性有机碳、氮演变特征.【方法】以民勤绿洲区不同年限弃耕地为研究对象,以常规耕地为参照,通过野外调查取样和室内测试分析,测定土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、易氧化碳(ROC)含量.【结果】弃耕后土壤活性有机碳、氮含量呈现明显的分层现象,短期弃耕(3a)后0~20cm土层土壤MBC、MBN、POC、PON和ROC分配比例高于常规耕地(0a),并和其他弃耕地构成显著差异(P0.05).20~40cm土层,弃耕地土壤POC、PON和ROC分配比例和常规耕地差异不显著,但是MBC和MBN的分配比例和常规耕地差异显著(P0.05).深层土壤氧化稳定系数(Kos)明显高于表层土壤,而且长期弃耕地Kos值显著高于常规耕地和短期弃耕地(3a).【结论】弃耕有利于土壤活性有机碳、氮在0~20cm土层中的形成和累积,而且该土层中活性有机质的分配比例也明显高于常规耕地,弃耕能提高土壤有机质的氧化稳定性,深层土壤表现的尤为突出.     

黄土高原丘陵沟壑区土壤储水量年变异特征

通过测定飞马河流域阴坡、阳坡、半阴半阳坡、川地不同部位0～180 cm的土壤储水量,分析了土壤储水量的变异特征.结果表明:坡位、坡向不同,土壤储水量差异很大,阴坡沿坡长方向土壤储水量平均增速6.01 mm/m,阳坡沿坡长方向土壤储水量平均增速0.71mm/m;在坡地上修建了水平阶后,沿坡长方向土壤储水量趋于均匀;土壤储水量年变化分为3个阶段,即2～7月土壤储水量变化缓慢.7～9月土壤储水量急剧变化,9～12月土壤储水量变化又趋于缓慢;不同土地利用类型土壤储水量差异明显,随着土层深度的增加土壤储水量变化幅度不断减小.     

沙地衬膜对土壤温度的影响

通过对景电灌区衬膜沙地与不衬膜沙地土壤温度的变化规律及二者温度差异的观测分析表明：沙地衬膜后生长期土壤温度的月平均值、日平均值及各层次平均值均比不村膜沙地有所下降。在观测期内（5月27日～6月30日）,衬膜地日平均土温比对照地降低7.4℃,在地表层及地下5cm、10cm、15cm、20cm和25cm深处,衬膜地比对照地土温平均下降8．2℃、6．9℃、6．0℃。60℃、5．6℃和5．4℃,但衬膜地土壤温度变化趋于缓和,在生长期（6月份）,衬膜沙地日温差、月温差及上下层之间的温差比对照地分别减小49℃、5．0℃和28℃。