丹江口库区不同植被类型地表根系对土壤渗透性的影响

为研究地表根系结构特征及其对土壤渗透性的影响,通过对丹江口库区针阔混交林、灌木林、针叶林和阔叶林35块样地进行地表土壤(0 ～10和10～20 cm土层)和根系采集和室内实验,分析4种植被类型根系结构特征、土壤渗透特性及其相互作用关系,并建立回归方程.结果表明:4种植被类型土壤0 ～10土层的土壤初渗率和稳渗率均高于10～20 cm土层;土壤0～10和10～20 cm土层土壤初渗率和稳渗率在不同植被类型间均表现相同趋势,即阔叶林＞针阔混交林＞灌木林＞针叶林;不同植被类型土壤初渗率、稳渗率等指标均与根长密度和根表面积密度存在显著的线性相关性(P＜0.05);根系直径在0.5 ～5 mm范围内的根系结构特征参数与土壤入渗特征指标之间存在显著的线性相关性(P＜0.05);在Kostiakov入渗模型中,直径介于0.5 ～5 mm不同径级的根长密度和根表面积密度与b值正相关,与a值负相关.丹江口库区阔叶林和针阔混交林土壤渗透性能优于灌木林和针叶林,4种不同的植被类型土壤入渗特征值均随根系结构参数值增大而增大,且直径在0.5 ～5 mm径级范围内的根系对土壤渗透能力的增强作用最明显.     

不同间伐强度下桥山麻栎林土壤渗透特性

为了探讨不同抚育间伐强度下麻栎(Quercus acutissima)林土壤水分渗透规律及影响因素,以桥山林区麻栎天然次生林地土壤为研究对象,对不同间伐强度(对照,10%,20%,30%)近自然经营抚育间伐5年后麻栎林的土壤入渗、土壤基本物理性质和土壤根系进行了研究。结果表明:在0—10cm土层中土壤渗透性能表现为间伐30%>间伐20%>间伐10%>对照;林地土壤总孔隙度、非毛管孔隙度随着间伐强度增强而增大,间伐达到20%以上显著高于对照,土壤容重则随间伐降低;在10—20cm土层中,间伐对土壤入渗及土壤基本物理性质并无显著影响;土壤根系结构指标随间伐强度增强而升高;通过相关性分析知,土壤容重、总孔隙度、非毛孔隙度、根长密度、根表面积密度是影响该地区土壤渗透性的关键因素;Philip模型能准确描述该研究区域的土壤水分入渗过程。间伐对土壤表层(0—10cm)的渗透性具有显著的改善作用,对较深层(10—20cm)土壤的渗透性并无显著影响。     

重庆市四面山林地土壤水分入渗特性研究与评价

采用Spearman秩相关分析法与灰色关联度分析方法,对四面山几种不同林地土壤水分入渗特性进行了研究分析。结果表明,林地土壤容重、砂砾含量及非毛管孔隙度对土壤饱和导水率具有显著相关性。非毛管孔隙度、砂砾含量与土壤饱和导水率成正相关关系,土壤容重与土壤饱和导水率成负相关关系。选取土壤水分初渗速率、稳渗速率、入渗时间与累积入渗量4项参数进行灰关联评价。林地土壤水分入渗特性灰关联紧密相关程度依次为阔叶林(0.8031)>楠竹林(0.7869)>针阔混交林(0.4454)>针叶林(0.4039),阔叶林土壤在所研究的几种林地中具有较好的渗透性能。Horton水分渗透模型对各林地土壤水分入渗过程拟合的相关系数R值均大于0.950,对所研究的四面山林地土壤水分入渗过程具有良好的适用性。     

广州市白云山五种森林类型的土壤渗透性研究

通过对广州白云山五种典型森林林地的土壤渗透性能进行测定分析,结果表明,广州白云山林地0-60cm土层的初渗速率、稳渗速率、平均渗透速率的变化范围分别为:2.26～3.91,1.31～2.09,1.51～2.46mm/min。其土壤入渗速率与入渗时间表现为幂函数关系。土壤渗透率的空间分布在0-20cm、20-40cm、40-60cm三个不同土层间以及在不同森林类型间均无显著性差异。在森林类型间的大小顺序为:天然次生阔叶纯林>人工阔叶林>人工针叶林>天然次生阔叶混交林>人工灌丛草地。土壤初渗速率、稳渗速率和平均渗透速率的大小受其它物理性状的影响,分别与土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、石砾含量呈极显著正相关关系,与容重呈显著负相关。其中非毛管孔隙度和石砾含量是主导因子。该研究可为城市森林区的水土保持功能评价和水源涵养功能测算提供参考依据。     

长三角丘陵地不同植被林下土壤入渗特征分析

对南京市紫金山典型黄棕壤区麻栎纯林、麻栎马尾松混交林及灌木三种植被结构下土壤进行环刀法分层(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm)取样,采用传统土壤物理性质测定方法,研究了林分尺度下部分土壤物理性质的空间变异性及其与渗透规律的相互关系。结果表明:三种植被林下土壤在垂直方向上入渗速率由表及里均逐步递减,土壤初渗速率与土壤粉粒含量、土壤毛管孔隙度及土壤总孔隙度极显著相关,而土壤稳渗速率与土壤非毛管孔隙度极显著相关。同时,麻栎纯林的土壤渗透速率在三种植被类型中为最大;结合各植被结构下土壤持水能力分析,故而推断研究区麻栎纯林的土壤水文效应最为理想,可为该地区的人工造林植被结构搭配提供科学依据。     

不同土地利用类型土壤入渗性能及其影响因素研究

土壤入渗性能是土壤侵蚀研究的热点内容,其值受土壤理化性质的影响较大。为了准确测得紫色土区不同土地利用类型土壤入渗性能,采用一种新方法——点源入渗法对其进行测定,并对不同土地利用类型土壤入渗性能与其理化性质进行了相关性分析。结果表明:(1)不同土地利用类型土壤理化性质差异性较大,土壤初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、0.25mm团聚体含量和有机质含量基本上是表层土大于下层土;(2)不同土地利用类型土壤入渗性能差异较大,初渗速率和平均入渗率大小基本表现为林地坡耕地草地,稳渗速率则为坡耕地林地草地,达到稳渗时间为坡耕地林地草地;(3)初渗速率与湿筛MWD值和结构破坏率呈显著正相关,与毛管孔隙度呈显著负相关;(4)稳渗速率与非毛管孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关;(5)平均入渗率与非毛管孔隙度和结构破坏率呈正相关,其相关系数较大,与土壤容重和毛管孔隙度呈负相关,其相关系数绝对值较大。本研究可为紫色土区土壤入渗的研究提供理论依据。     

苏南丘陵区主要林分类型土壤水文效应

以苏南丘陵区杉木、马尾松、栎林、毛竹等4种林分土壤为研究对象,研究了该区域内不同林分类型土壤层的水文效应。结果表明:不同林分类型土壤的蓄水能力、渗透性能均存在着一定的差异,其中毛竹林地土壤蓄水能力最好,为2 096 t/hm2,渗透性能也以毛竹林最好,为17.56mm/m in;通过测定4种林地土壤的入渗速率与入渗过程,对其入渗曲线进行拟合,得出土壤渗透速率与渗透时间呈乘幂函数关系,复相关系数为0.93~0.97,说明方程拟合效果较好,可以较好地描述各林地的土壤入渗过程;土壤理化因子与土壤渗透性能的相关分析显示研究区土壤渗透性能受多个因素影响,其中土壤非毛管孔隙度、有机质含量与土壤初渗、稳渗速率相关性最高,为首要影响因素;基于主成分分析,各样地土壤综合水文效应优劣依次为:毛竹栎树杉木马尾松。     

长白山不同林型土壤水源涵养功能特征

为了研究长白山森林水源涵养功能,连续3年在长白山研究了3种主要森林类型(针叶林、针阔混交林、阔叶林)土壤特性和水源涵养功能。结果表明:(1)不同林型土壤密度随土层深度的增加呈逐渐增加趋势,相同土层土壤密度大小基本表现为针阔混交林针叶林阔叶林。不同林型土壤总孔隙度和毛管孔隙度均随土层深度的增加呈逐渐降低趋势,相同土层土壤总孔隙度和毛管孔隙度基本表现为针阔混交林针叶林阔叶林;然而相同土层毛管孔隙度大小基本表现为针阔混交林针叶林阔叶林。(2)土壤总孔隙度和土层深度以指数函数方程拟合最好,而土壤总孔隙度土层深度以对数函数方程拟合最好,其中针阔混交林相关系数最高。(3)土壤剖面各层次的自然含水量、土壤通气性、饱和蓄水量、最大持水量、有效持水量、毛管蓄水量和非毛管蓄水量均随着土层深度的递增而逐渐降低,相同土层自然含水量、土壤通气性、饱和蓄水量、最大持水量、有效持水量、毛管蓄水量和非毛管蓄水量基本表现为针阔混交林针叶林阔叶林。(4)不同林型土壤稳渗速度、渗透系数(K_1,K_(10))随土层深度的增加呈逐渐增加趋势,相同土层基本表现为针阔混交林针叶林阔叶林。(5)相关性分析表明土壤渗透性能与总孔隙度和非毛管孔隙度均为极显著正相关关系(p0.01),与毛管孔隙度呈极显著负相关关系(p0.01),其中,非毛管孔隙状况对土壤渗透性的影响更为显著。层次分析法显示,不同林型综合能力范围为0.714～0.956,大小排序为针阔混交林针叶林阔叶林。     

太行山低山丘陵区不同植被类型土壤渗透特性及影响因素

为了探讨太行山低山丘陵区不同植被恢复类型土壤水分入渗规律及影响因素,采用双环刀入渗法和相关分析、典型相关分析方法,研究了该区域不同植被群落表层土壤的入渗特性,对土壤入渗过程进行模拟,并深入探讨了土壤入渗的影响因素。结果表明:（1）从裸地、草地、灌草地、灌丛到乔灌林地,土壤渗透性能不断增加;不同植被类型0—10 cm层土壤渗透速率大于10—20 cm层土壤渗透速率;土壤初渗速率和稳渗速率最大值均出现在侧柏林地,分别为5.96 mm/min和4.76 mm/min。（2）土壤入渗模型拟合结果表明Philip入渗模型对不同植被类型土壤入渗过程拟合效果最好,Kostiakov入渗模型拟合效果次之,Horton入渗模型拟合效果最差,不适合用于描述该区域土壤入渗特征。（3）土壤渗透特性指标与土壤容重、总孔隙度、有机质质量分数、根质量密度、根体积密度、根平均直径存在显著相关关系（p < 0.05）;土壤理化性质指标和根系结构指标中对土壤渗透性能产生影响作用最大的分别是总孔隙度和根平均直径,典型相关负荷量分别为1.299,1.084。     

重庆缙云山典型林分林地土壤入渗特性研究

通过对三峡库区重庆缙云山4种典型林分(针阔叶混交林,阔叶林,楠竹林和灌木林)林地土壤的入渗特性研究表明,4种典型林分林地土壤的快速度贮水量(即非毛管暂时滞留水)是农地的1.3~2倍,灌木林非毛管贮水量最大(171.27 mm)。4种典型林分林地土壤稳渗率的顺序为:灌木林(10.169 mm/m in)>楠竹林(0.927 mm/m in)>混交林(0.743 mm/m in)>阔叶林(0.551 mm/m in)>农地(0.253 mm/m in)。对于林地土壤,Ph ilip入渗公式比Horton公式拟合效果更好。而对于农地土壤,采用Horton公式模拟效果更好,相关系数均在0.94以上。运用入渗模型模拟要优于直接幂函数回归。     

鲁中山区小流域不同土地利用类型的土壤分形及水分入渗特征

为探讨坡耕地土壤入渗性能退化特征与分形机制,对鲁中山区选择典型小流域,运用土壤分形和水文学原理与方法,通过测定坡耕地、弃耕地、生态林地和经济林地4种土地利用类型的土壤分形特征与入渗性能,探讨土壤人渗速率与土壤颗粒分维及孔隙分维的定量关系。结果表明：1）不同土地利用类型土壤稳渗速率表现为坡耕地〉弃耕地〉生态林地〉经济林地,土壤颗粒分维数与孔隙分维数表现为生态林地〉经济林地〉弃耕地〉坡耕地;2）研究区土壤颗粒分维与孔隙分维数之间显著正相关,二者与土壤黏粒及粉粒体积分数显著正相关、与土壤入渗速率显著负相关;3）霍顿入渗模型和幂函数模型比较适用于拟合研究区土壤入渗过程与入渗速率,而菲利浦模型的适用性较差。因此,研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作会加剧土壤中粉粒和黏粒等细粒物质流失,降低土壤颗粒分布与孔隙分布的均匀性及其分维数,导致土壤入渗性能增强但水肥保蓄性能降低。     

哈尼梯田水源区不同景观类型土壤水分的入渗特性及影响因子

[目的]揭示不同景观类型土壤水分入渗特性及影响因子的差异,为红河哈尼梯田世界遗产的保护及持续发展提供参考。[方法]选择草地、林地、旱地和茶园等景观类型的7个样地,用Hood IL-2700土壤水分入渗仪测定样地土壤水分入渗参数,并分析枯落物持水性能和土壤物理性质因子对土壤水分的影响。[结果]在人为影响程度不同的森林和草地生态系统内部,土壤水分入渗能力表现为:原始林次生林人工林,荒草地蕨草地。在研究区的4种景观类型水平上,土壤水分入渗能力表现为:园地(翻耕)草地森林耕地(未翻耕),说明人为活动对土壤水分入渗效率影响显著。不同景观类型的土壤水分入渗特征值与影响因素的相关分析显示,除园地外的其他景观类型土壤水分入渗值与土壤枯落物特征、土壤物理性质中的多个指标具相关性。[结论]人为活动影响下的4种景观类型的土壤入渗能力差异明显,枯落物特性和土壤物理性质是关键因素。     

不同林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响

利用双环入渗法对黄土残塬沟壑区主要林分类型（刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林、山杨栎类天然次生林）进行土壤入渗试验,分析4种林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响。结果表明：（1）研究区不同林分类型土壤理化特征存在一定差异,山杨栎类天然次生林的土壤理化性质总体最好,刺槐×油松混交林优于刺槐林和油松林;（2）0~90 min测试时间内,不同林分类型的土壤入渗速率随时间的变化规律均表现为迅速递减（0~5 min）、逐渐递减（5~60 min）和趋于稳定（60~90 min）的过程;4种林分的土壤初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率由大到小依次为山杨栎类天然次生林、刺槐×油松混交林、刺槐林、油松林;（3）4种常见土壤入渗模型（Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型和通用经验模型）中,通用经验模型对研究区不同林分类型土壤入渗过程拟合效果最好,拟合精度均在0.990以上;（4）相关性分析结果表明,不同林分类型的土壤入渗指标与土壤容重呈现极显著负相关（P<0.01）,与非毛管孔隙度、> 0.25 mm水稳性团聚体含量、砂粒含量以及有机质含量呈现极显著正相关（P<0.01）;通过通径分析并计算主要影响因子的决定系数表明,对土壤初始入渗速率影响程度最大的因子是土壤容重（0.309）,对土壤稳定入渗速率影响程度最大的因子是>0.25 mm水稳性团聚体含量（0.251）,对土壤平均入渗速率影响程度最大的因子是有机质（0.408）。研究结果为研究区营造水土保持林树种的选择与水土保持功能评价提供一定参考。     

有机碳质量分数对森林土壤水分入渗过程的影响及其模拟

为了探讨三峡库区不同森林植物群落土壤有机碳质量分数与土壤水分入渗的关系,将森林土壤有机碳质量分数设定为独立变量,引入土壤有机碳质量分数对Horton土壤水分入渗模型进行修正。结果表明:1)不同森林植被群落类型土壤有机碳质量分数不同,表现为阔叶混交林>针阔混交林>针叶混交林>乔灌混交林;2)初渗速率、初渗速率和稳渗速率的差分别与土壤下层土壤有机碳质量分数呈线性相关关系。研究还发现,Horton模型经引入土壤有机碳指标后,新模型的入渗速率与入渗量模拟值与实测值相关系数明显提高,模拟结果更逼近实测值。研究结果为同类地区森林土壤水分入渗过程预测与模拟提供了一种新方法。     

宁夏六盘山地区不同森林类型土壤的蓄水和渗透能力比较

通过对六盘山香水河小流域的华北落叶松、杂灌丛、华山松和白桦等4种森林植被类型的土壤水文物理性质的调查和分析比较,发现它们在土壤容重、持水能力和渗透性方面都存在差异：不同林地的最大持水力受土壤分层的厚度、总孔隙度大小的影响,范围变化在313.4-604.8 mm之间;稳渗速率在5.94-8.65 mm/m in之间。通过比较得出杂灌丛土壤的涵养水源功能最强,应该增加灌木林的营造。     

北京山区典型森林生态系统土壤水文特征研究

对北京山区4种典型森林生态系统的土壤水文特征进行了研究。结果表明,除侧柏外,研究区各林分土壤容重都随土层深度增加而增加,土壤总孔隙度和毛管空隙度都随土层深度增加而减小,而非毛管空隙度变化没有普遍规律性。不同林分各层次土壤水势都随土壤含水率的增加而降低,100kPa为土壤水分特征曲线的临界值。土壤入渗的瞬变阶段发生在0～5min,渐变阶段发生在5～60min,稳定阶段发生在60min以后,针叶林的土壤渗透能力要明显高于阔叶林。用双环入渗法得出的土壤入渗过程用蒋定生公式拟合的效果最佳。     

晋西黄土区退耕还林后土壤入渗特征及土壤质量评价

为研究晋西黄土区退耕还林后不同植被覆盖下土壤的入渗特征及土壤质量评价,采用野外双环入渗法测定土壤的入渗特征,并测定不同地类土壤的容重、孔隙度、有机质、全氮等指标,使用相关性分析研究不同类型植被覆盖下土壤的入渗性能及其与土壤理化性质的相关关系,并将各地类的土壤理化性质进行主成分分析。结果表明:(1)植被类型对于土壤渗透速率影响较大,表现为天然次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田(玉米地)。(2)退耕还林后,不同植被类型的土壤理化性质差异显著(P0.05),随着森林逐渐恢复,土壤容重下降,孔隙度及有机质等含量增加,土壤理化性质得以改善,入渗性能也有明显提高。土壤入渗特征与总孔隙度、非毛管孔隙度、有机质和全氮含量呈极显著正相关(P0.01),与容重呈极显著负相关(P0.01),与速效磷呈显著负相关(P0.05)。(3)综合土壤入渗性能和土壤理化性质作为土壤评价指标,晋西黄土区退耕还林后不同植被类型土壤质量从高到低依次为次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田。     

太原东山试验林场土壤理化性质及饱和导水率的坡向分异规律研究

为了探究太原东山试验林场不同坡向条件土壤性质及饱和导水率变化的规律,选取东山林场无植被覆盖裸地和油松林地的阳坡、阴坡、半阴半阳坡共6个样地进行土壤采样,测定了土壤基本性质及养分含量,并用环刀分层取土,测定土壤饱和导水率,对比分析了土壤性质、养分及饱和导水率的坡向分异规律。结果表明:坡向对土壤密度无影响;裸地土壤含水率表现为阴坡 > 半阴半阳坡 > 阳坡;油松林地土壤含水率、土壤养分元素含量、土壤饱和导水率表现为阳坡 > 半阴半阳坡 > 阴坡,阳坡表层土壤（0—30 cm）石砾含量少于其他坡向,总孔隙度高于其他坡向。坡向对土壤性质及饱和导水率的影响是通过植被产生作用。在今后对林地土壤性质及水分入渗的研究中不能忽略坡向的影响。     

冀北山地6种林分类型土壤水分-物理性质变化

为改善冀北山地林地生态功能,提高该地区森林涵养水源的能力,选取冀北山地6种典型林分为研究对象,采用环刀法对土壤物理性质进行了分析比较。结果表明:(1)土壤容重与土层深度呈正相关,土壤容重均值排序为:华北落叶松林(1.20g/cm~3)蒙古栎林(1.14g/cm3)油松林(1.12g/cm~3)黑桦林(1.03g/cm~3)白桦林(0.98g/cm~3)山杨林(0.81g/cm~3);(2)土壤总孔隙度与土层深度呈负相关,土壤总孔隙度均值排序为:山杨林(57.6%)白桦林(51.4%)黑桦林(51.1%)油松林(49.1%)华北落叶松林(45.9%)蒙古栎林(44.8%);土壤毛管孔隙度均值山杨林最大(48.9%),油松林最小(35.1%);非毛管孔隙度均值为油松林最大(14.0%),白桦林最小(3.6%);(3)土壤持水量与土层深度之间存在负相关关系,土壤最大持水量均值为山杨林最大,华北落叶松林最小;(4)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,稳渗速率油松林最大(15.00mm/min),华北落叶松林最小(0.68mm/min)。研究结果可为森林土壤资源可持续利用提供依据。     

黄土丘陵区不同植被下土体入渗性能研究

采用PVC管在野外刺槐林,沙棘林,荒草地3种植被类型下取原状土,土层深度分为0～30 cm,30～60 cm,0～60 cm三个层次.将土柱放回室内,采用无压力的供水入渗装置测定土体的入渗性能.对每个土体的入渗过程进行连续跟踪,测定土体底部稳定出水率,以此定为该土层深度的稳渗率.同时提出以土层深度界定稳渗率,并指出低入渗层对一定土层的入渗影响.研究结果表明:原状土的入渗性能远大于扰动填装土;不同植被间入渗性能差异很大,同一植被类型不同土层深度入渗性能差异显著,表层土的入渗结构好于心土层等等.