渭北果园不同管理措施的土壤水分灰色关联度

为了解果园土壤水分的剖面和季节变化特征,运用灰色关联分析法,分析了渭北黄土高原苹果园在3种不同土地利用类型下土壤水分的垂直变化和月动态。结果表明:不同土地利用类型的土壤水分垂直变化规律不尽相同,深层(120—160cm)与底层(160—200cm)土壤水分变化态势的相似程度均较高,即土壤水分的变化发展态势较一致,但相似程度清耕草地秸秆,表层(0—40cm)、浅层(40—80cm)与底层的灰色关联度最小,土壤水分变化态势差异最大。由各月土壤水分灰色关联度可知,清耕6—7月份与5月份的土壤水分灰色关联度处于中间水平,土壤水分变化态势的相似程度一般,8月份的差异明显;草地6—8月份的灰色关联度较大,土壤水分灰色关联度有波动,变化趋势为大—小—大—小—小—大;而秸秆地6—7月份与5月份的土壤水分灰色关联度相对较大,其他各月之间水分变化态势相似度较小。灰色关联分析法可以较好地反映不同土地利用类型土壤水分变化趋势的相异或相似性。     

不同植被覆盖类型黑土水分动态变化特征

采用中子水分仪定位监测方法,研究黑土区平水年大豆地、草地和裸地3种覆盖类型土壤水分变化特征.结果表明:土壤水分空间垂直动态变化随深度增加而降低,基于变异系数(CV)将土壤水分垂直变化分为4层,即水分速变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层.不同覆盖类型下,土壤水循环深度依次为大豆地>草地>裸地,土壤水循环强度依次为草地>大豆地>裸地;3种覆盖类型的土壤剖面含水量在作物生长季节内呈增长型变化特征,裸地0～20 cm土层各时段土壤含水量均高于草地和大豆地;30 cm土层以下土壤水分含量依次为草地>裸地>大豆地.该区土壤储水量主要受降雨调控,3种植被覆盖类型下,土壤水分的总蒸散量依次为草地>大豆地>裸地.     

青海北部草地水分时间异质性及主导因素

为探索青海北部草地土壤水分的时间异质性特征,采取小区定位监测的方法,获取典型草地2009—2012年生长季(4—9月)根区(0—0.7 m)土壤水分数据,采用经典统计学和地统计学方法,分析了土壤水分的时间变异特征。结果表明:青海北部紫花针茅(Stipap urpurea)草地根区土壤含水量的时间变异程度随深度的增加而降低,并通常保持在中等变异程度。半方差函数模型对土壤含水量时间变异拟合度较高,2011年生长期土壤含水量的时间异质性最高,2012年最低。研究区土壤含水量时间变异程度主要受土层深度、植被盖度和降水量的影响,对其时间变异的解释度达到51.5%。研究结果对于深入认识青海草地生态系统土壤水分的时间异质性、增强宝贵土壤水分的科学管理具有一定的科学和实践意义。     

不同生态修复措施对黄土丘陵区典型草原土壤水分时空变异的影响

以天然草地上整地5a后的水平沟和鱼鳞坑、封育5a后的草地为研究对象,在不同恢复措施的上坡、中坡和下坡设置3个观测样地,每个样地设置5个水分测定点,测定了宁夏黄土丘陵区本氏针茅(Stipa bungeana)典型草原0-200cm土壤水分含水率季节动态和垂直变化。结果表明:土壤水分的变化可分为3-6月土壤水分强烈蒸发丢失期,7-9月土壤水分蓄积期,10-12月土壤水分缓慢蒸发期;土壤水分表现为水平沟含水率最高,鱼鳞坑居中,封育草地最低,水平沟和鱼鳞坑增加土壤水分的主要时间在雨季;3种措施下,土壤水分较大变异值集中在0-60cm土层,0-40cm土壤水分变异以封育草地最大,水平沟最低,40-100cm土壤水分变异以鱼鳞坑最高,水平沟最低,而100-200cm土壤水分变异以封育草地最低;不同时期土壤水分的垂直变化存在差异,0-40cm土壤水分含量与40-100cm的差异在7-9月份最为明显。封育草地随坡位降低含水率呈显著增加趋势,但鱼鳞坑和水平沟无此明显规律。     

荒漠-绿洲边缘区土壤水分时空动态研究

有梭梭群落和骆驼刺群落覆盖的沙地土壤剖面的含水量与裸沙地含水量显著不同,与前者相比,裸沙地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。不同植物群落沙地土壤水分呈现明显的土壤水分积累期(4～5月、9月)、土壤水分消耗期(6～8月)和土壤水分稳定期(10月至次年3月)的季节性特点。不同坡位土壤水分基本呈现出从小到大的顺序是坡顶<中坡<丘间地。由于植被覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分随坡度的变化幅度也有明显差异,与坡顶、中坡相比,丘间地土壤水分含量较高,最高达到14.60%。     

科尔沁沙地南缘不同植被对土壤物理性质改良作用研究

试验选取科尔沁沙地南缘樟子松林地、柠条林地、狗尾草草地、裸沙地（对照）4种典型立地类型为研究对象,通过测定各研究地土壤容重、土壤含水率、最大持水量、毛管持水量、田间持水量及沙粒粒径等物理指标,研究分析不同植被对沙地土壤物理性质的改良作用。研究表明:3种植被都对土壤物理性质都有一定改良作用。（1）柠条和樟子松对沙地土的保水效果较差,1 m深处的土壤含水率仅为2.1%和2.6%,低于裸沙地,而狗尾草草地1 m深处的含水率达到7.4%,为裸沙地1 m深处的1.6倍。（2）通过分析0—30 cm各物理指标平均值,得出3种植被下,土壤容重都小于裸沙地;狗尾草草地毛管持水量和田间持水量都最高,分别为21.7%和18.2%。其次为柠条林地和樟子松林地,裸沙地最小;柠条林地最大持水量最高,为24.6%,其次为狗尾草草地和樟子松林地,裸沙地最小。（3）通过对不同土层深度物理指标分析得出:3种植被对0—10 cm和10—20 cm的土壤容重、最大持水量、田间持水量有显著影响,而对毛管持水量没有显著影响;对20—30 cm的土壤各指标都有显著的影响。（4）三种植被对土壤颗粒分布异质性改良效果的大小顺序依次为狗尾草 > 樟子松 > 柠条,其间接反映了土壤粒径分布范围的均匀程度,其由高到低依次为狗尾草 > 樟子松 > 柠条。综上,与裸沙地相比,种植各植被土壤的物理指标明显好于裸沙地,表明植被能明显改善当地土壤的物理性质。     

赤峰市沙化土地结构与动态研究

采用实地调查与遥感材料分析相结合的方法，根据沙化土地的固定情况、利用方式及沙化程度引入土地沙化程度指数，对赤峰市沙化土地结构及1994年至2004年lO年间的沙化土地变化情况进行综合分析，结果表明：（1）赤峰市沙化土地总面积为1914982．6hm^2，占全市总面积的22．2％。有明显沙化趋势的土地1029690．3hm^2，占全市总面积的11．9％。从固定情况分析，流动沙地占7．8％，半固定沙地占10．1％，固定沙地占80．5％，露沙地占0．5％，沙化耕地占1．1％。从利用方式来看，沙化耕地占1．1％，沙化林地占24．8％，沙化草地占65．8％，未利用沙化土地占8．3%。根据沙化程度，轻度沙化土地占46．4％，中度沙化土地占35．2％，重度沙化土地占10．1％，极重度沙化土地占8．3％。各旗县土地沙化程度指数变动幅度较大，红山区土地沙化程度指数为0，翁牛特旗为22.45。（2）1994年至2004年10年间，赤峰市沙化土地面积减少748797，3hm^2，减少28，1％。固定沙地增加5．6％，半固定沙地减少47．4％，流动沙地减少24．8％，露沙地增加223．7％，沙化耕地减少96．7％。土地沙化程度指数下降23．2％，红山区下降最多为100％，已经没有沙化土地。克什克腾旗和翁牛特旗下降最少，分别下降4．8％和6．9％。     

科尔沁地区不同类型沙地土壤水分变化分析

于2005-2008年5-9月,利用中子水分仪对科尔沁沙地的流动沙丘、固定沙丘和沙质草地的不同深度(0-160 cm)的土壤水分进行了为期4 a的定期观测.采用方差分析和多重比较等方法,并采用变异系数对土壤水分的时空变异进行了分析.结果表明,可将土壤水分剖面的变化划分为3层:土壤水分剧变层(0-40 cm),稳定层(41-130 cm),活跃层(131-160 cm).在0-40 cm土壤层,3种类型沙地土壤水分表现为随深度增加而增加,在41-130 cm土壤层则随深度增加而减小,而在131-160 cm土壤层流动沙丘表现为继续减小,但其它两种沙地的土壤水分则随深度增加而增加.同时土壤水分变异系数表现为:流动沙丘>固定沙丘>沙质草地.土壤水分在不同月份的变化表现为:7月>8月>6月>9月>5月,各月之间总体上差异性显著;各类型沙地土壤水分的年变化为:固定沙丘总体表现出逐年减小的趋势,沙质草地有变化但差异不大,而流动沙丘则随降雨的变化而变化.     

黄丘区典型灌木和荒草地土壤含水量变化对降雨的响应

为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化特征及其对降雨的响应,以黄丘区辛店沟流域坡面径流小区灌木和荒草地为研究对象,利用多探头土壤水分监测仪对研究对象0—50 cm土层土壤水分进行了连续定位观测,对不同下垫面下土壤水分的变化特征进行了系统的分析和研究。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤水分表现出明显的季节变化特征,观测期内荒草地的平均土壤含水量为0.099,大于灌木地0.091,荒草地的土壤含水量总体要高于灌木地。(2)不同土地利用方式土壤含水量垂直变化趋势相似,总体上随着土层深度的增加而减少,具有明显的垂直变异性,灌木地对深层土壤含水量的消耗比荒草地多。(3)土壤含水量在垂直方向上对降雨的响应程度随着土层深度的增加而减小,灌木地和荒草地垂直方向上0—30 cm土层与30—50 cm土层对降雨响应表现为相反的规律。研究认为相比荒草地,灌木地土壤水分消耗更严重,且深层土壤水分受降雨补给有限,易引发土壤干层。     

不同治理措施下科尔沁沙地南缘土壤质地与持水特性研究

[目的]研究不同治理措施下土壤结构及土壤水分的分异特征,为合理选择沙化土地治理方式提供科学参考。[方法]结合空间代替时间和相邻样地比较法,利用压力膜仪和烘干法对科尔沁沙地治理过程中形成的樟子松人工林地、小叶杨人工林地、小叶锦鸡儿林地、围封草地、天然恢复的固定沙地以及流动沙地(CK)土壤水分特征曲线及土壤结构进行研究。[结果](1)各种治理措施均能明显增强土壤水分持蓄能力,小叶锦鸡儿林地土壤有效水含量最高,为0.05cm~3/cm~3。(2)各治理措施土壤沙粒含量、土壤容重降低;小叶锦鸡儿对土壤粉粒恢复效果最高,较流动沙地增加7.49%;围封措施下土壤黏粒含量最高,为1.08%。(3)土壤黏粒是影响土壤有效水含量和过剩水含量的主要因素,回归系数分别达到2.54和-2.65。[结论]小叶锦鸡林地和围封措施能较好地改善沙化土地土壤结构和土壤水分持蓄能力。     

降雨对不同土地利用类型土壤水氮变化特征的影响

以2018年6—10月降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的标准径流小区为研究对象,裸地为对照,通过研究降雨对园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮含量与土层深度和时间的变化特征,经野外试验数据统计分析,提出降雨对园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮含量与土层深度和时间变化特征的影响。结果表明:降雨增加园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤含水率,加速土壤总氮、硝态氮和铵态氮水解转化硝化和反硝化速度,影响土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮含量,降雨与土壤含水率、总氮、硝态氮、铵态氮呈显著相关性(P0.05)。降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤含水率随土层深度增大而增大,土层深度100 cm处土壤含水率最大,分别为30.34%,27.67%,24.98%,24.03%和21.95%,总氮随土层深度增大呈先增大后减小,在土层深度为60 cm土壤总氮含量最大,分别为1.02,0.99,0.90,0.86,0.75 g/kg,硝态氮和铵态氮含量随土层深度增大而减小,在土层深度为100 cm硝态氮和铵态氮含量均最小,其中硝态氮含量分别为9.01,7.89,7.25,6.10,5.22 mg/kg,铵态氮含量分别为9.41,9.14,6.40,5.38,4.37 mg/kg。土壤含水率随时间的延长先减小后增大又减小,呈正余弦变化趋势,8月土壤含水率最大,分别为22.97%,22.01%,19.87%,19.03%和17.98%,总氮随时间的延长先增大后减小,8月总氮最大,分别为1.09,1.01,0.94,0.84,0.76 g/kg,硝态氮和铵态氮含量随时间的延长而逐渐减少,6月硝态氮和铵态氮含量均最大,其中硝态氮含量分别为13.40,12.37,11.20,10.39,8.67 mg/kg,铵态氮含量分别为18.89,17.02,14.54,12.02,8.36 mg/kg。不同土地利用类型土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮平均值与土层深度和时间关系由大到小依次为园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地,研究结果为农田土壤水肥流失控制和养分利用提供理论技术支持。     

黄土丘陵缓坡风沙区不同土地利用类型土壤水分变化特征

为研究黄土丘陵缓坡风沙区不同土地利用类型下的土壤水分变化规律,采用时域反射仪TDR在山西省五寨县分别对玉米农地、柠条林地、苜蓿草地0-100 cm土层进行连续3年的土壤水分观测,掌握不同土地利用类型土壤含水量的季节变化规律和垂直分布特征。结果表明:(1)农林草地土壤水分随时间的变化曲线基本呈"M"形分布,三者季节变化规律相似,但土壤含水量差异达到极显著水平(P<0.01),表现为苜蓿草地>柠条林地>玉米农地;(2)玉米农地与柠条林地土壤含水量随土层深度的增加呈"S"形分布,苜蓿草地的变化趋势与两者完全相反,玉米农地仅土壤表层0-20 cm含水量与降水存在显著相关性,柠条林地和苜蓿草地0-60 cm土壤含水量均与降水显著相关;(3)土壤含水量具有明显的垂直分布特征,在0-100 cm土层层中,随着土层深度的增加,玉米农地CV先逐渐降低后保持稳定,柠条林地CV始终持续降低,苜蓿草地CV先呈现波动变化后明显降低,三者整体表现为表层土壤含水量变异系数大于深层;(4)0-100 cm范围内,玉米农地的土壤层自上而下依次可划分为速变层、活跃层2个层次,柠条林地和苜蓿草地的土壤层划分为速变层、活跃层和次活跃层3个层次。本研究结果表明林地和草地在涵养土壤水分方面优于农田,林地和草地为黄土丘陵缓坡风沙区适宜的土地利用方式,为该区域土壤水分管理及水土资源的合理开发利用提供理论依据。     

科尔沁沙地南缘樟子松人工林对土壤水盐的影响

为掌握科尔沁沙地南缘樟子松造林40多年对土壤水分、盐度的影响。以科尔沁沙地樟子松林地、草地2020年3月至2021年11月土壤、气象数据为基础，采用双累积曲线法(DCM)验证样地选取的合理性，利用空间代替时间法(STM)研究樟子松林地、草地土壤含水量、盐度的变化规律，以及与气象因子关系的差异。樟子松林地改变了土壤纵向剖面水分、盐度分布规律，二者均趋于正“S”形分布；林地有效提高土壤储水量(p<0.05),降低土壤盐度，缩减水分次活跃层范围；林地土壤水分变异性更高(p<0.05),盐度变异性更低(p>0.05);林地的气象因子与土壤水分、盐度指标各分项之间关联程度与草地不同，减弱与降雨的相关性，增加与水汽压亏缺的相关系数。樟子松林生态系统具有较强的涵养水源、抑制土壤盐渍化的功能。     

太行山南麓不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性

[目的] 探讨不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性,为陆地生态系统碳循环研究提供理论支持。[方法] 以太行山南麓裸地、草地、灌丛、林地为研究对象,采用长期定位观测和室内化验分析相结合的方法,研究不同季节土壤水热因素、呼吸特征及其温度敏感性。[结果] 不同植被类型的土壤温度变化较大,均表现为1月初最低,8月下旬最高,8月以后土壤温度呈逐渐降低模式,相同月份土壤温度大致表现为：裸地>草地>灌丛>林地,局部有所波动。不同植被类型的土壤呼吸速率具有明显差异,季节变化特征一致;其中,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率季节变化特征一致（倒V形变化规律）,大致表现为：夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季。不同植被类型的土壤呼吸湿度敏感性大致表现为：裸地 < 草地 < 灌丛 < 林地。由此说明植被类型是影响土壤呼吸温度敏感性的重要因素,并且夏季和秋季土壤呼吸Q₁₀显著高于春季和冬季。相关性分析表明土壤pH值与温度敏感性（Q₁₀）呈显著负相关（p<0.05）,与有机碳含量呈显著正相关（p<0.05）。不同植被类型土壤异养呼吸夏季的贡献率最高,春季的贡献率最低,贡献率依次表现为：夏季>秋季>冬季>春季,自养呼吸贡献率随季节的变化呈逐渐增加趋势。[结论] 异养呼吸对土壤总呼吸的贡献率大于自养呼吸,微生物参与下的异养呼吸成为土壤呼吸中最主要的组成部分。     

科尔沁地区不同类型沙地土壤水分的时空异质性

应用半干旱区科尔沁沙地2006-2010年5-9月份土壤水分定点观测资料,研究农田、沙质草地和固定沙丘土壤水分的时空变异性。结果表明:2006年5月-2010年9月,(1)农田、沙质草地和固定沙丘土壤水分都在7月份最高;农田7月份土壤水分与5、6月份的差异显著,沙质草地7月份的与8、9月份的差异显著,而固定沙丘7月份的与生长季其他月份的都有显著差异;(2)3个样地土壤水分随年份有逐渐增加的趋势;(3)农田、沙质草地和固定沙丘0-160cm平均土壤含水量分别为20.69%,7.63%,3.61%,农田土壤水分明显高于沙质草地和固定沙丘,而且3种样地间土壤水分差异显著;(4)3个样地土壤水分随土层厚度增加呈"先增加后减少,最后又增加"的趋势;农田0-20cm土壤水分与20-40cm,40-60cm,120-140cm及140-160cm的差异显著;沙质草地0-20cm土壤水分除与140-160cm有显著差异外,与其他土层均无显著差异;固定沙丘土壤水分只有100-120cm与140-160cm的差异显著;(5)研究区降雨的季节分配极不均匀,主要集中在4-10月的生长季,占全年降雨量的92.58%;0～5mm降雨占全年降雨事件的73.29%,但其降雨量只占全年降雨量的25.1%;降雨间隔期以0～10d为主,占全年无降雨期的37.6%;0～10d降雨间隔期出现的频数最高,占全年间隔期频数的86.9%;(6)当土壤水分较高时,其变异性会随着土壤水分的增加而减小,而当土壤水分较低时,其变异性随土壤水分的增加而增加。     

不同密度樟子松固沙林土壤水分特征

[目的]探讨樟子松固沙林合理栽植密度,为进一步深入分析樟子松固沙林水量动态平衡、衰退原因及林分稳定性评价提供参考。[方法]以科尔沁沙地南缘3种密度(400,600和800株/hm2)的33a樟子松固沙林为研究对象,连续监测了生长季降雨、0—200cm土壤含水量、200cm以下渗漏量,分析了3种密度下土壤水分特征及差异。[结果](1)3种密度下土壤水分时空变化趋势基本一致,0—30cm为降雨影响剧烈层,60cm以下受40mm降雨影响,降雨结束后均表现蒸渗型水分消退特征,之后转换为蒸散型;(2)0—200cm土壤体积含水量大小为:400株/hm2600株/hm2800株/hm2,且差异显著(p0.05);(3)200cm以下均有水分渗漏,其中800株/hm2最低,为0.4mm。[结论]丰水年3种密度林分基本能够维持水量平衡,但正常降水或极端降水年份会增加土壤蓄存水消耗,可能出现水分亏缺或衰退现象。建议生产中樟子松固沙林适宜密度应控制在400株/hm2左右。     

祁连山区不同土地覆被类型下土壤水分变异特征

结合土壤、植被、地形等要素,建立黑河上游土壤水文观测体系,收集代表黑河上游区域特征的36个定位观测点土壤水分数据和12个气象站的降水数据,采用经典统计方法揭示祁连山区区域尺度上7种土地覆被类型下的土壤水分变异特征。结果表明,降水和植被特征是影响生长期土壤水分的主要因素。降水量大的土地覆被类型上土壤水分值较高。同时土壤水分值越低,降水补给和蒸散发消耗所引起的相对波动就越大,导致其变异性越大。由于植被根系对土壤水分的显著影响,高盖度草地、低盖度草地的土壤水分值在剖面各层变化不大,而农田、草甸、灌丛、林地和裸地土壤水分值随深度变化较明显。草甸、灌丛、裸地土壤水分整体均在夏季最高、秋季次之、春季最低。农田和高盖度草地土壤水分均呈现秋季最高、夏季次之、春季最低。土壤水分变异程度除灌丛外,存在春季变异最大,夏季次之和秋季最小的规律。降水是导致土壤水分值和变异系数在夏、秋季变化的主要因素,而土壤冻融过程则是导致其在春季变化的主要因素。总而言之,祁连山区土壤水分具有明显的空间分布差异与季节变化特征,与不同土地覆被类型的降水条件、植被特性和人工影响都有着密切的关系。     

毛乌素沙地南缘臭柏群落土壤水分空间分布特征

为对臭柏群落土壤水分空间分布特征进行初步研究,以毛乌素南缘神木大保当镇臭柏(Sabina vulgaris Ant.)群落为研究对象,选取10个样地利用环刀进行土壤取样,通过土壤烘干法测出土壤含水量与蓄水量并进行分析。结果表明:(1)在坡位影响下,各样地间的土壤含水量存在显著性差异(P0.05),含水量和蓄水量整体分别表现为沙丘下部沙丘中部丘间低地沙脊,沙丘中部沙丘下部丘间低地沙脊;(2)在坡向影响下,各样地的土壤含水量存在显著性差异(P0.05),含水量和蓄水量均表现为背风坡迎风坡;(3)在林内外植被影响下,各样地的土壤含水量存在显著性差异(P0.05),含水量和蓄水量均表现为草地臭柏沙地。表明臭柏群落对土壤水分空间分布有一定的影响。     

降水年型对黑土区土壤水分动态变化的影响

利用长期定位试验,研究了黑土区不同降水年型下荒地、裸地和农田土壤水分的变化特征.结果表明,降水年型能够影响不同植被类型下土壤水分的季节性动态变化和垂直变化.丰水年不同植被类型土壤含水量均呈"v"型曲线变化,最低值出现在7月份,观测期内裸地较高;平水年呈"W"型曲线变化,分别在6月份和8月份出现两个低值,不同植被类型表现为裸地>荒地>农田;枯水年除裸地在观测后期土壤含水量略有增加外,荒地和农田均持续下降.降水年型对土壤水分变异系数的影响表现为枯水年>平水年>丰水年.其中荒地土壤水分变化最为剧烈,表现在枯水年出现了速变层,而在丰水分内次活跃层也较农田向土壤深层延伸,其次为农田和裸地.