桂林地区不同土地利用方式下土壤热容量空间变化的研究

以广西桂林市农业科学院大豆种植地、甘蔗种植地和梨树种植地为例,研究3种不同土地利用方式下干旱、中等和湿润土壤水分情况中土壤热容量的空间变化。通过对每个试验区面积为135 m×105 m的100个测量点进行土壤含水量测量,确定干旱、中等和湿润的土壤水分条件,并计算出土壤热容量。运用地统计方式,对土壤热容量进行空间变化分析。结果表明:在3种土壤水分条件下,土壤含水量的大小表现为梨树地甘蔗地大豆地,土壤热容量的大小同样是梨树地甘蔗地大豆地,可见土壤含水量是引起土壤热容量变化的主要因子。土壤热容量的地统计分析结果表明,在3种土壤水分条件下,土壤热容量整体的空间结构比均为25%~75%,属于中等的空间相关性。大豆地和甘蔗地的土壤热容量高阈值空间分布仅在中等和湿润条件下较为稳定,说明受到降水控制的土壤水分主导土壤热容量空间分布的稳定性,但耕作方式会在干旱时期打破其稳定性。而梨树地因受到长期免耕的影响,其空间分布稳定性较弱。结果说明土壤有保持其热容量空间稳定性的能力,但耕作方式等人为因素在一定程度上破坏土壤热容量的空间稳定性。     

桂林地区不同土地利用方式下土壤热导率空间变化

以广西桂林市农业科学院大豆种植地、甘蔗种植地、梨树种植地为例,对3种土地利用方式下干旱、中等、湿润土壤水分情况中土壤热导率的空间变化进行研究。结果表明:在干旱和湿润水分条件下,土壤热导率表现为梨树地甘蔗地大豆地,而中等水分条件下梨树地大豆地甘蔗地;土壤热导率的大小变化趋势与含水量相一致,说明土壤热导率的大小主要受土壤含水量的影响;土壤热导率的地统计分析表明,在3种土壤水分条件下,大豆地的土壤热导率空间结构比在50%~65%范围内,属于中等相关性,而甘蔗地和梨树地的空间结构比大于75%,空间相关性很强;大豆地的土壤热导率的高阈值空间分布比甘蔗地的稳定性好,主要是因为甘蔗地受垄沟灌溉的影响;而梨树地是免耕地,其空间分布稳定性较弱。研究结果说明,在研究区域土壤对其热导率空间相对稳定性具有一定维持能力,但土壤热导率的稳定性受耕作和灌溉等人为因素的影响。     

岩溶地区不同土地利用方式下土壤斥水性的空间变化

以广西桂林市农业科学院大豆、甘蔗及梨树植被覆盖的土壤为例,研究不同土地利用模式下土壤斥水性的空间变化。通过对每个试验区面积为135 m×105 m的100个测量点应用滴水穿透时间法(water drop penetration time,WDPT)进行土壤斥水性测量,利用土壤含水量确定干旱(0.062±0.025)cm~3·cm~(-3)、中等(0.151±0.045)cm~3·cm~(-3)和湿润(0.237±0.086)cm~3·cm~(-3)的土壤水分条件。运用地统计方式,对土壤斥水性进行空间变化分析。结果表明:在干旱和湿润水分条件下,WDPT的大小均表现出梨树地最大,甘蔗地次之,大豆地最小,与土壤含水量和有机质大小的变化一致,但是在中等水分条件下,WDPT均值大豆地高于甘蔗地,同时3个试验区的滴水入渗持续时间都达到最大。土壤斥水性的地统计分析结果表明,在3种水分条件下,3个试验区的空间结构比基本上大于75%,空间相关性较强。在土壤斥水性的高阈值空间分布上,甘蔗地的稳定性比大豆地强,而梨树的空间分布稳定性最弱。研究结果说明人类的活动会对土壤斥水性空间稳定性产生干扰,但土壤本身仍具有恢复其空间分布稳定性的能力。     

桂林喀斯特地区干湿循环过程中土壤水含量的空间变异

[目的]研究桂林喀斯特地区干湿循环过程中土壤水含量的空间分布变化,为解决该地区农田水土流失及农作物防旱抗旱提供理论依据.[方法]选取种植有大豆、梨树和甘蔗3种不同农作物的耕作地为试验地,分析3种试验地在干湿交替条件下土壤表层0~6 cm土壤水含量的空间变异,并利用地统计方法研究不同土地利用方式下的土壤空间分布变异.[结果]大豆、梨树和甘蔗3种试验地的土壤质地差异不显著(P>0.05),土壤容重表现为梨树地最小,但土壤有机质含量和总孔隙度均以梨树地最高.3种试验地湿润阶段的土壤水含量是干旱阶段土壤水含量的2~3倍.在整个干旱—湿润循环过程中,3种试验地的土壤水含量均表现为梨树地>甘蔗地>大豆地,土壤水含量空间分布比为37.18%~95.99%,呈中等偏上的空间相关性,说明试验地的空间分布在一定范围内表现稳定,但因不同的土地利用方式存在一定变异性,变异强度也因其耕作方式或管理方式的不同而异.[结论]桂林喀斯特地区土壤自身具有维持其土壤水含量空间分布稳定的能力,但耕作方式、灌溉等人为因素在一定程度上会削弱土壤水含量的空间稳定性.     

昆明海口磷矿山复垦区土壤含水量研究

[目的]研究不同条件下昆明海口磷矿山复垦区的土壤含水量,旨在为该地植被复垦提供科学依据。[方法]选择昆明海口磷矿山复垦区为试验区,分别测定不同植被条件下不同土壤深度、不同时间段、不同人为因素影响下以及降雨前后的土壤含水量。[结果]矿山复垦区0~80 cm土层土壤含水量差异不大;下午土壤含水量高于上午;果林土壤含水量高于蔬菜地;未翻耕地土壤含水量高于翻耕地,且翻耕后覆膜的土壤含水量较高;降雨1 d后的土壤含水量较高,降雨后土壤含水量较降雨前高出15%左右。[结论]复垦区土壤含水量与土壤深度、时间段、人为因素、降雨等条件有关。     

不同耕作方式下甘蔗地土壤热容量的变化

【目的】研究不同耕作方式下甘蔗地土壤热容量的变化,为改善土壤水热条件提供参考。【方法】以广西农业科学院里建研究基地的甘蔗种植地为研究对象,选定面积为20 m×10 m的试验处理,通过定位监测试验区域的降雨量以及5、20和40 cm 3个深度土层的土壤含水量,计算得到土壤热容量,分析不同耕作方式和不同土壤水分条件下甘蔗地土壤热容量的动态变化过程。【结果】土壤热容量的变化与土壤含水量的变化具有一致性,说明降水是影响本地区土壤热容量的主要因素之一。耕作(T)处理的土壤蓄水上限值更高从而提高了土壤热容量,但水分不易储存;免耕(NT)处理的保水性优于耕作处理,土壤热容量更稳定。T处理中的5、20和40 cm土层的土壤热容量均高于NT处理。5 cm土层中,较高水分时段土壤热容量表现为NTT,较低和中等水分时段为TNT,40 cm土层的变化则与5 cm相反;而在20 cm土层,3种不同水分条件的土壤热容量均为TNT。不同耕作方式下,土壤热容量对降水的响应存在滞后现象:达到峰值前,NT处理响应滞后于T处理;达到峰值后,T处理响应滞后于NT处理,滞后幅度为1 d左右。【结论】土壤热容量主要受到降水等自然因素的直接影响,但不同耕作方式等人为因素将在很大程度上改变土壤热容量。     

不同农田模式下土壤有机碳、氮、磷及化学计量比的垂直分布特征

为了探讨土地利用方式的改变是否会影响土壤养分的垂直分布，以次生林地为对照，研究了西南喀斯特山区玉米—大豆轮作地、甘蔗地、桑园和牧草地等不同农田利用模式下0～50 cm土层中土壤SOC、N、P、MBC、MBN及其化学计量指标的变化。结果表明：研究区域内土壤SOC、N和P含量的表层积聚程度显著低于土壤MBC和MBN，森林土壤养分表层积聚效果优于农田土壤；土壤SOC含量是影响土壤养分表层积聚的重要因子。     

不同种植方式下的脐橙经济林水土保持效果分析

在经济林产业发展的背景下,水土流失成为严重生态问题.研究提出在脐橙经济林内套作大豆、套作百喜草、间作梨树3种种植方式,并在不同坡位进行3种种植方式下的土壤含水量、土壤容重、雨季水土流失量的测定.结果表明,套作大豆具有较好的保水效果,套作百喜草次之,上坡位间作梨树也有一定效果.套作大豆或百喜草有利于表层土壤容重的降低,然而该种植方式对中、下层土壤改良效果不明显;间作对土壤容重上、中、下各层次均有改良.水土流失主要集中在中、上两个坡位,研究发现套作大豆和百喜草均可显著降低中坡和上坡的水土流失量.     

秸秆覆盖对广西甘蔗地土壤水分变化的影响

【目的】研究秸秆覆盖对广西甘蔗地不同土层深度土壤水分时空连续变化的影响,以探求优化广西甘蔗种植中土壤水分状况的有效途径。【方法】甘蔗试验田设无秸秆覆盖（T0）和秸秆覆盖（TS）2个处理,常规耕作,并对试验区的降水量及试验田0~10 cm、10~30 cm和30~50 cm土层的土壤含水量进行连续动态监测,对比分析不同处理甘蔗地的土壤理化性质及土壤水分变化特征。【结果】秸秆覆盖可改善甘蔗地的土壤环境,提高土壤有机质含量,TS处理0~10 cm、10~30 cm和30~50 cm土层的土壤有机质含量较T0处理分别显著增加42.8%、29.1%和45.4%（P<0.05,下同）;秸秆覆盖同时可提高甘蔗地土壤的蓄水保墒能力,使土壤含水量显著增加,TS处理0~10 cm、10~30 cm和30~50cm土层的土壤含水量较T0处理分别显著增加10.5%、16.0%和11.5%。在干旱缺水条件下,与T0处理相比,TS处理提高了0~50 cm土层土壤水分的向上供给,水分运动更活跃。【结论】在广西甘蔗种植中进行秸秆覆盖可增加土壤有机质含量、降低土壤蒸散发,从而改善土壤水分条件和土壤环境,为甘蔗根系生长提供良好的土壤环境,值得在广西蔗区推广。     

GPS和GIS支持下的田间土壤含水量空间变异试验研究

以静海县农业科技园区内一块冬小麦田和玉米地作为试验区,分别按照50m×50m和80m×50m设置格网,共设32个采样点,通过手持定位导航仪GPS MAP76确定点的位置,利用土壤湿度检测仪快速测量各个采样点表层土壤含水量,利用ARCI/NFO的地统计分析模块绘制整个试验区土壤含水量空间分布图,并分析其空间分布规律,可为采取合理的灌溉措施提供科学依据,对于及时调整灌溉和其它农田精细管理措施将具有重要的指导作用。     

荒漠绿洲过渡带土壤水分空间分布特征及对植被的影响

研究荒漠绿洲过渡带土壤水分空间特征,有利于提高干旱区水资源利用率和植被恢复。连续对黑河中游荒漠绿洲过渡带6个典型群落类型样地的地表0～120 cm深度剖面的土壤水分分布进行调查,采用烘干法分析并结合18个调查样方进行土壤含水量的空间分布特征研究,揭示荒漠植被土壤水分分布特征。结果表明,1)土壤水分的变异性随着深度的增加而减小,表层土层含水量空间变异性表现为强变异,说明土壤水分不稳定,深层土壤空间变异性变现为弱变异性,说明土壤水分较稳定。2)垂直分布上,每个样地各土层的土壤含水量均随土壤深度增加呈上升—降低—上升的总体趋势,各样地土壤含水量均是表层低,深层高。3)水平空间上,土壤含水量变化范围在0.09%～22.34%,土壤含水量的均值依次为深层(60～120 cm)>上层(0～40 cm)>中层(40～60 cm),总体来看,黑河中游荒漠绿洲过渡带各层土壤含水量均处于较低水平。4)干沙层土壤含水量最低,上覆沙土土壤含水量很少且随着深度的增加而增加,下浮沙土受地下水毛管作用和蒸腾作用影响水分含量较高且随土壤深度的增加而增加。研究结果为深入理解荒漠绿洲过渡带固沙植被的天然分布提...     

黄土高原人工林根区土壤水分亏缺状况与空间分布

通过定位监测与对比分析,对黄土高原半湿润落叶阔叶林区、半干旱森林草原区和半干旱典型草原区,持续干旱期末人工林根区土壤干旱状况、雨季后土壤水分恢复情况进行了测定分析;同时,通过引入土壤贮水亏缺度这一新的指标,对人工林地土壤水分亏缺度的空间分布进行了研究.结果表明,黄土高原人工林地土壤水分亏缺严重.根区O～320 cm土层贮水亏缺量达384.06～466.68 mm,相当于该地多年平均降水量的63.95～77.70.其中以0～40 cm主要根系分布层亏缺量最大.人工林根区土壤贮水亏缺度,在水平方向上具有较为明     

典型岩溶坡面土壤水分的空间变异研究

选取典型岩溶区顺坡和土地整理后的坡改梯土壤水分空间分布为研究对象,应用地统计学与GIS技术,将土壤水分室内布点和实地监测相结合,对果化示范区进行两个坡面的网格布点和坡面土壤水分空间变异研究.结果表明:顺坡地和土地整理后的坡改梯两个坡地的空间分布存在一定程度的全局空间正相关;两个坡地的空间聚集区和空间孤立区呈现出类似的高-高集聚和低-低集聚明显,而孤立区零星分布的特征;两个坡地均符合球状模型,顺坡地的土壤水分受坡面情况的影响较大;土地整理后的坡改梯土壤水分主要受地形条件和人为因素共同作用的影响;顺坡和土地整理坡地的土壤水分的最小空间变程分别约为90 m和135 m,可作为不同类型坡面土壤水分样点间隔的布设依据.研究结果对于指导典型岩溶区农业生产、保障区域土壤资源可持续合理利用具有重要的理论意义和参考价值.     

基于GIS的小麦籽粒品质空间分布特征和影响因子分析

【目的】分析小麦籽粒品质不同年份空间分布特征和变化规律,以及影响籽粒品质的因子。【方法】选用种植时间长、范围广的济麦22,利用地理信息系统（GIS）选择最优模型,绘制其2010—2015年6省历年籽粒品质空间分布图,筛选籽粒形成期的温、光、水和经纬度关键因子。【结果】不同年份、麦区间小麦籽粒品质存在差异,变异系数为蛋白质含量＞硬度＞容重。籽粒硬度6年总趋势呈东北低西南高分布,并逐年下降,不同年份、纬度间呈多态分布,华北北部强筋麦区（Ⅰ）和黄淮北部强筋中筋麦区（Ⅱ）多数年份高于黄淮南部中筋麦区（Ⅲ）,硬度与灌浆期总降水、成熟期总降水、成熟期光照数和纬度呈显著负相关,其中灌浆期总降水和纬度是主要因子。容重总体也呈东北低西南高分布,并逐年小幅上升,其中2013年明显低于其他年份,黄淮北部强筋中筋麦区（Ⅱ）西部和中部多数年份好于其他区域,其与成熟期平均温度、≥10℃积温、日较差和灌浆期日较差呈显著正相关,而成熟期日较差是主要因子。蛋白质含量总趋势呈东北高西南低分布,并逐年下降,6年间多呈带状分布,北方整体高于南方,纬度是主要影响因子。【结论】灌浆期总降水、成熟期气温日较差和纬度是影响籽粒品质不同年份空间分布变化的主要因子。灌浆期总降水逐年下降及纬度间变化不规律导致籽粒硬度下降并呈多态分布;受成熟期气温日较差影响容重逐年小幅上升并区域间变化;受纬度影响蛋白质含量年份间分布规律一致。黄淮北部强筋中筋麦区（Ⅱ）中冀、鲁、豫交界处灌浆期总降水较低、成熟期日较差大,有利于籽粒品质提高。     

长期连作与轮作种植体系中土壤含水率生育期动态变化

通过对玉米连作与轮作制度下,不同时期及不同土层土壤含水率的定位采样测定,研究比较不同种植方式土壤水分动态变化规律和空间立体分布,揭示土壤含水率与种植方式的关系。结果表明:轮作区较连作区土壤含水率在玉米播种-拔节期有不同程度的增加,0～20 cm及0～40 cm分别增加2～4.2 mm和2.6～6.7mm;各处理土壤含水率时间变化趋势相同,但变幅不同,均在拔节前及收获前最低,在土壤结冻前最高。     

太岳山油松人工林土壤呼吸对强降雨的响应

在全球气候变化背景下,关于森林生态系统土壤呼吸变化的研究越来越受到关注,然而目前由于测定技术限制,对于强降雨影响森林土壤呼吸的国内相关研究还不够深入.选取山西省太岳山油松人工林土壤作为研究对象,应用LI-8150土壤CO2通量全自动连续测量系统,对降雨前后的土壤呼吸速率和环境因子在原位置进行全天候连续监测,分析了3次强降雨前后的土壤呼吸速率变化.结果表明,(1)5月的旱季降雨改善了土壤水分状况,促进了土壤呼吸,降雨结束后土壤呼吸速率的平均水平是降雨发生前的2倍;7月的雨季开端期降雨对土壤呼吸先促进后抑制,土壤容积含水量和土壤呼吸速率的二次关系曲线存在拐点,但总体上降雨是促进了土壤呼吸;8月的雨季降雨整体上抑制土壤呼吸,土壤呼吸速率和土壤容积含水量的变化曲线走势呈明显的镜像,雨中及雨后土壤呼吸速率分别下降了约45％和28％.(2)每一次降雨结束后,土壤温度都有一定程度的下降.雨后,较低的土壤温度在土壤呼吸得到降雨促进时,可加速土壤呼吸速率的恢复;在土壤呼吸受到降雨抑制时,能阻碍土壤呼吸速率的恢复.(3)降雨的不同时期,影响半湿润地区油松人工林土壤呼吸的关键因子也是不同的.降雨前如果土壤容积含水量处于明显变化的状态,水分是影响土壤呼吸的关键因子;如果土壤容积含水量比较稳定,则土壤温度是关键因子.降雨过程中由土壤温湿共同影响土壤呼吸,降雨结束后水分是影响土壤呼吸的关键因子.     

紫色土坡地尺度土壤养分的空间变异特性

利用地统计学方法,结合坡地土壤养分采样分析与G IS技术,分析紫色土坡地土壤养分空间变异特征。结果表明地块尺度上土壤养分的空间变异特性和空间相关性具有明显特征,其中土壤有机质、全氮和有效磷具有很强的空间异质性;碱解氮和pH具有中等的空间异质性;而速效钾不具有空间异质性。利用克里格法进行插值并绘制各养分属性的等值线图,表现出空间分布的类似性,但因微地形和耕作管理的影响而表现出各自的规律性,其中土壤有机质、全氮和有效磷的分布具有相似性,而碱解氮、速效钾和pH具有明显不同的分布规律。对典型地块的空间异质性分析有助于坡地和小流域尺度的土壤采样和调查分析,同时对地块水文过程分析和模型应用有重要参考价值。     

降雨对草地土壤呼吸季节变异性的影响

利用土壤碳通量自动观测系统(LI-8150)对呼伦贝尔草原在自然降雨条件下的土壤呼吸作用进行了野外定位连续观测,研究结果表明:降雨对土壤呼吸作用存在激发效应和抑制效应,降雨发生后1-2 h内土壤呼吸速率可增加约1倍,当单次或者连续降雨累积量大于7-8 mm,或土壤含水量大于29%-30%时,降雨对土壤呼吸会产生明显的抑制作用。土壤呼吸的激发效应往往体现在次日,表现为次日平均土壤呼吸速率的显著升高;而抑制效应则在当日即可体现出来,表现为观测当日平均土壤呼吸速率的明显下降。土壤呼吸季节变异性与降雨频率和降雨强度密切相关,在降雨量一定的情况下,较低的降雨频率和较高的降雨强度会增加土壤呼吸的变异性。呼伦贝尔草甸草原而言,在生长季土壤平均含水量为16.5%时,土壤呼吸的温度敏感性值(Q₁₀)为2.12;而平均土壤含水量为26%时,Q₁₀值为2.82,明显高于前者,土壤含水量与Q₁₀之间存在正相关关系。降雨导致土壤呼吸的激发效应和抑制效应交替发生,使草地土壤呼吸的季节变异性增加,降雨格局变化必然会对草地碳循环和碳通量特征产生深刻影响。     

塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植物群落分布及其环境解释

为探讨生境对荒漠-绿洲过渡带植物群落分布格局的影响,在对塔里木河下游铁干里克绿洲边缘至英苏荒漠-绿洲过渡带进行典型植物群落样地调查的基础上,选取19个环境指标刻画植物群落的土壤、水分和空间位置特征,采用双向指示种分析(TWINSPAN)划分植物群落类型,利用除趋势典范对应分析(DCCA)分析不同植物群落分布格局与环境的关系,并对环境空间变量进行定量分离.结果表明:(1)塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植物群落可以划分为4个类型;(2)0～180 cm的土层是与植被群落分布相关紧密的土壤层次,为开展植被群落格局与环境因子关系研究的关键层次;(3)过渡带以水盐耦合为主导的环境梯度对植物群落分布格局起主导作用,其中影响显著的环境因子是以电导率、Cl-为代表的土壤盐分因子和土壤养分中的速效K;(4)环境因子总共解释了塔里木河下游荒漠-绿洲过渡带植被分布格局变异的52.08;,其中土壤盐分因子、土壤养分因子、水分因子、空间因子和四者的交互作用分别解释了16.589;、11.104;、9.940;、7.148;和7.247;.在对过渡带的恢复与重建过程中,应采取分区治理,重点考虑土壤盐分因子,保持水盐动态平衡,防止土壤盐渍化的发生.