太行山南麓鱼鳞坑工程对坡面土壤水分空间变异性的影响

【目的】探讨鱼鳞坑工程对坡面土壤水分空间变异性的影响。【方法】以太行山南麓实施鱼鳞坑工程坡面为研究对象,以自然坡面为对照,分析鱼鳞坑对坡面土壤水分空间变异的影响。【结果】(1)太行山南麓坡面土壤水分具有很强的空间相关性,实施鱼鳞坑工程可有效改善该区土壤水分状况,土壤含水率增加了7%～41%,变异程度由中等变异变为弱变异,结构变异占总变异的比例提高了20%～88%。(2)无论是在降水还是干旱条件下,自然坡面土壤水分从坡上到坡下均呈逐渐减小的带状分布,而鱼鳞坑坡面土壤水分在干旱条件下则呈斑块状分布,离散程度较高。(3)冗余分析表明,各环境因子解释量从大到小依次为砾石量(22.7%)砂粒量(2.9%)粉粒量(2.3%)体积质量(1.3%)海拔(1.0%)砾石覆盖度(0.02%),自然坡地为海拔(25%)砾石量(13.9%)粉粒量(8.1%)体积质量(2.9%)砂粒量(1.2%)砾石覆盖度(0.4%)。【结论】鱼鳞坑工程通过改变下垫面结构,弱化地形对土壤水分的影响,砾石引起的变异占总变异的比例增加,同时改善土壤保水性能,减小土壤水分变异系数,增加结构因素所占比例,改变坡面土壤水分分布特征,从而对土壤水分空间异质性产生重要影响。     

胶东丘陵区典型果园土壤水分蒸发空间变异性分析

利用微型蒸渗仪测量了烟台农科院苹果园内81个点处土壤6 d内的水分蒸发量,应用经典统计学和地统计学对土壤水分蒸发变异特性进行了分析。结果表明,该阶段内土壤水分蒸发量平均值为5.77 mm,最大值与最小值分别为10.45 mm和1.70 mm,变异系数Cv为0.324,属于中等变异强度;土壤水分蒸发空间变异符合球状模型,变程α为28.83 m,块金值与基台值之比为50.39%,属于中等空间相关性。     

基于温度植被干旱指数的土壤水分空间变异性分析

【目的】深入探讨区域土壤水分空间变异及其尺度效应,优化灌区尺度土壤水分采样精度,并提供合理采样方案。【方法】以人民胜利渠灌区为研究区,利用Landsat 8遥感影像,构建了温度植被干旱指数,根据其与土壤水分的相关关系获得研究区土壤水分分布。利用经典统计学和地统计学分析方法对2种尺度下土壤水分分布进行了空间变异性分析。【结果】不同尺度土壤水分服从正态分布,随着研究尺度和分辨率的增大,土壤水分的空间变异系数逐步增大;地统计学分析表明小尺度的块金基台比(C0/(C0+C))小于0.25,具有较强的空间相关性,而灌区尺度的块金基台比大于0.25小于0.75,具有中等强度的空间相关性。灌区尺度所选不同分辨率下土壤水分的变异系数、变程以及块金基台比变化很小。【结论】人民胜利渠灌区尺度土壤水分的获取不适宜用插值法,比较适宜用遥感法。     

景观高度异质区土壤有机质时空变化特征分析

基于GIS和环境相关法,构建了集传统统计学、空间趋势分析、时间稳定性评估、结合辅助信息的地统计混合模型联合的景观高度异质区土壤属性时空变化研究模型,并利用该联合模型揭示了北京市密云县土壤有机质时空变化特征及其影响因素。结果表明,构建的时空联合模型能够较好地体现景观高度异质区土壤有机质时空变化细节特征;土壤有机质以中等稳定为主,且随着时间的推移,随机部分占土壤有机质空间变异的比例越来越大;不同时期土壤有机质含量空间分布格局一致;高土壤有机质含量区域的土壤有机质随时间呈减小趋势,低区与之相反,且高土壤有机质含量区变幅大,而低土壤有机质含量区变幅小;影响密云县土壤有机质时空变异的因素主要为土壤质地和土地利用方式。     

南方季节性缺水灌区土壤水分变化规律研究

通过对四川简阳节水农业示范区土壤水分的长期观测,利用统计学方法对南方季节性缺水灌区土壤水分在时间和空间的变异性进行了研究,并对造成这种变异的原因进行了分析。研究结果表明,南方季节性缺水灌区土壤水分垂直变化不明显,土壤水分在坡面呈现出从坡顶到坡脚逐渐增大的变化趋势,土壤水分随着时间的变化较大。南方地区的土层厚度是影响土壤水分的主要因素,地形、气候、植被等因素也对土壤水分的变化产生一定的影响。     

间隔覆盖条件下玉米土壤水分研究

基于野外试验,研究了间隔覆盖条件下种植作物的坡面土壤水分时空分布及蓄存状况。结果表明,间隔覆盖法可以显著提高覆膜区土壤含水率,其中玉米生长中期最为明显;玉米生长前期覆膜处理下种植区土壤含水率高于对照处理种植区,中期相反,后期相差不大。坡面相同位置表层土壤含水率变化剧烈,且与降雨量变化趋势基本一致;对照处理下深层土壤含水率波动较小,覆盖处理波动较大,坡面上部覆膜使坡面下方较深层土壤含水率增加。间隔覆盖法在作物需水关键期可以显著增加种植区土壤蓄水量。     

黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布特征

为探明黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布状况,选取延安市一典型小流域黄土坡面设置定位观测试验,采用Trime-PICO TDR进行土壤水分观测,并分析坡面土壤水分的时空变化特征。结果表明:坡面土壤水分含量随着坡位的下降,呈逐渐增大趋势,且在湿润期增加明显,下坡位土壤水分含量比上坡位大5.33%;在季节上的差异表现为在干旱期土壤表层水分差异较大,湿润期整个土壤剖面上土壤水分含量差异均较大;在植物主要生长期(5-10月),坡面土壤水分含量呈现出增加-减少-增加-减少的循环波动趋势,且其波动程度随着坡位的下降而增大;随着土壤深度的增加,土壤水分含量的变异性减小,其中0~20 cm土层含水量的变异性最大,可达到38.1%,140~160 cm土层含水量的变异性最小,为2.9%。     

黄土高原西部不同集雨保水措施下土壤水分变异特征

选择黄土高原西部丘陵区典型生态恢复区域,采用中子仪测定研究了不同集雨保水措施下油松林土壤水分变化,明确了不同措施下土壤水分动态特征和雨季前后土壤水分的亏缺与补偿情况。结果表明:不同集雨保水措施下土壤储水量差异明显。坡面覆膜集雨措施下各个土层土壤含水率均大于其他措施下土壤含水率。7月份各措施下土壤储水亏缺均有不同程度的缓解,坡面覆膜集雨、坡面覆膜集雨与集水槽结合2种措施下0~100 cm土层土壤储水亏缺状态得到有效缓解。坡面覆膜集雨措施对于有效利用降水有显著作用;树穴覆膜对于表层土壤水分的恢复有负面影响,但对深层土壤保水作用明显;燕尾式聚流坑对提高降水利用率和缓解土壤储水亏缺状态效果不佳。     

西藏拉萨河谷山地土壤水分对降雨的响应

通过野外坡面降雨试验,对西藏拉萨河谷山地土壤水分进行全天候定位监测,以揭示拉萨河谷山地土壤水分对降雨的响应,旨在为促进青藏高原干旱半干旱地区的水土保持、植被恢复及水土流失治理提供一定的科学依据。研究结果表明:不同土层条件下,土壤水分对降雨的响应不同,即表层(0~5cm)土壤水分对降雨的响应最为迅速与直接,次表层(5~20cm)土壤水分对降雨的响应相比表层土壤会有延迟,深层(20~40cm)土壤水分对降雨的响应不明显,基本处于平缓状态;研究区域条件相同条件下,海拔越高,降雨量越大,高海拔各土层的土壤水分对降雨的响应更为强烈;土壤水分对降雨的响应受植被类型及其密度大小的影响,密度更大的草本植物相对于稀疏的灌草植被而言,其土壤水分对降雨的响应会较为平缓与延迟。     

内蒙古河套灌区解放闸灌域土壤水盐空间变异性研究

以河套灌区解放闸灌域的节水改造项目区作为研究对象,从统计特征值、半方差函数和克立格法绘制的分布图几个方面对比分析了节水改造前后的土壤水分和盐分的空间变异性。结果表明:2007年与2008年土壤水分和盐分可分别用球状模型和指数模型进行拟合,空间自相关距离表明二者具有中等强度的空间自相关性,且2008年土壤水分和盐分的相关性都大于2007年,2008年较2007年土壤水盐的空间变化趋于连续。对克里格插值结果分析可知:土壤水分和盐分在空间上的分布都具有明显的逐渐变化趋势,表现为相近值的局部聚集;而且2008年的土壤水分和盐分分布与2007年相比在较大的范围内颜色变化幅度小且较连续。通过对灌区节水改造前后大尺度采样分析,了解区域土壤水盐分布状况和空间变异情况,为灌区今后的节水灌溉、盐碱地分区治理、区域化水资源管理提供一定得理论依据。