川西亚高山暗针叶林土壤渗透性能研究

对川西亚高山针叶林土壤渗透性能进行研究,结果表明:（1）林地表层土壤（0-30 cm）滞留贮水量受土壤容重、孔隙度及林龄影响显著。天然冷杉林土壤滞留贮水量变化范围为593.7~694.2 t/hm²,大小排序为:185 a>80 a>40 a生。人工云杉林175.8~545.1 t/hm²,从大到小依次为40 a>30 a>25 a>20 a。（2）天然林初渗率为10.6~30.1 mm/min,最大为80 a生冷杉林;稳渗率为3.3~6.4 mm/min,185 a生冷杉林为最大。人工林土壤初渗率为2.7~8.3 mm/min,稳渗率1.9~5.4 mm/min,两指标中均以40 a生云杉林为最大。（3）构建了土壤渗透过程回归方程,拟合度R²为0.869~0.959,表明回归方程可以较好地反映各试验标准地土壤入渗过程。     

三峡库区主要森林植被类型土壤渗透性能研究

对三峡库区11种主要森林植被类型114块临时样地土壤渗透指标及物理性质进行测定和比较。结果表明:(1)各森林植被类型林地A层土壤渗透速率和孔隙度均高于B层,土壤渗透速率与土壤孔隙度之间存在显著相关关系。(2)不同森林植被类型林地各层次土壤稳渗速率存在差异。常绿阔叶林地各层土壤的稳渗速率最高,A、B层分别达到8.72 mm/min,8.52 mm/min,其后依次为杉木林、针叶混交林等,马尾松林最低,A、B层分别仅为2.22 mm/min和1.13 mm/min。(3)不同土壤种类的相同层次土壤稳渗速率存在显著差异,紫色土稳渗速率最高,A,B层分别为6.48 mm/min,3.25 mm/min,其后为山地棕壤、山地黄棕壤,最低为山地黄壤,其A、B层稳渗速率分别为1.98 mm/min,1.65 mm/min。(4)砂土A、B层均具有最高的非毛管孔隙,分别达到10.54%,8.28%,其稳渗速率均为最高,A、B层稳渗速率分别为7.16 mm/min,5.66 mm/min,显著高于其他质地土壤。(5)森林土壤的渗透特性和孔隙度受植被、土壤种类及质地等多种因素的影响,建立了利用多指标进行林地土壤渗透速度和孔隙度预测的多元线性模型。研究结果可为探讨森林对流域水文过程的调节机制及科学评价三峡库区森林植被水源涵养功能奠定基础。     

三峡库区主要森林植被类型土壤渗透性能研究

对三峡库区11种主要森林植被类型114块临时样地土壤渗透指标及物理性质进行测定和比较。结果表明：（1）各森林植被类型林地A层土壤渗透速率和孔隙度均高于B层,土壤渗透速率与土壤孔隙度之间存在显著相关关系。（2）不同森林植被类型林地各层次土壤稳渗速率存在差异。常绿阔叶林地各层土壤的稳渗速率最高,A、B层分别达到8.72 mm/min,8.52 mm/min,其后依次为杉木林、针叶混交林等,马尾松林最低,A、B层分别仅为2.22 mm/min和1.13 mm/min。（3）不同土壤种类的相同层次土壤稳渗速率存在显著差异,紫色土稳渗速率最高,A,B层分别为6.48 mm/min,3.25 mm/min,其后为山地棕壤、山地黄棕壤,最低为山地黄壤,其A、B层稳渗速率分别为1.98 mm/min,1.65 mm/min。（4）砂土A、B层均具有最高的非毛管孔隙,分别达到10.54%,8.28%,其稳渗速率均为最高,A、B层稳渗速率分别为7.16 mm/min,5.66 mm/min,显著高于其他质地土壤。（5）森林土壤的渗透特性和孔隙度受植被、土壤种类及质地等多种因素的影响,建立了利用多指标进行林地土壤渗透速度和孔隙度预测的多元线性模型。研究结果可为探讨森林对流域水文过程的调节机制及科学评价三峡库区森林植被水源涵养功能奠定基础。     

湘西南山地典型植物群落森林土壤渗透性能研究

通过对湘西南山地21块典型植物群落标准地的土壤渗透性能研究表明,不同标准地的贮水能力受土壤的厚度和非毛管孔隙度的影响较大,在264.0-912.0 t/hm^2之间;土壤的初渗速度在17.75-35.42 mm/min之间;土壤的稳渗速度在4.31-11.34 mm/min之间;土壤入渗过程的回归方程表现为乘幂函数形式,回归系数R在0.88~0.97之间,方程拟合效果较好。     

小流域森林生态系统林地土壤渗透性能研究

通过对女儿寨森林小流域11块标准地土壤渗透性能的研究表明,不同标准地的贮水能力受土壤的厚度和非毛管孔隙度的影响较大,在112~598.5 t/hm2之间;土壤的初渗速度在18.62~38.94 mm/min之间;土壤的稳渗速度在1.42~7.61 mm/min之间;次生林比人工林具有更强的渗透性能;土壤入渗过程的回归方程表现为乘幂函数形式,回归系数R在0.88~0.99之间,方程拟合效果较好。     

三峡库区不同退耕还林模式林地水文效应

在三峡库区兰陵溪小流域内选定3种典型退耕还林模式,基于2007—2009年连续3a的观测,对退耕还林林地水文效应进行了定量研究。结果表明:(1)与坡耕地比较,退耕还林地土壤总孔隙度增加4.2%～11.5%,非毛管孔隙度增加了69.1%～162.6%,平均可增加饱和蓄水量42.5%,非毛管蓄水量221.4%;(2)各退耕还林模式A层土壤的初渗速率和稳渗速率分别在2.73～4.74mm/min和1.30～2.96mm/min,与对照相比A层土壤渗透性能差异不大,B层土壤初渗及稳渗速率分别较对照提高0.85～5.21倍和3.33～6.83倍,在0.14～0.87mm/min和0.06～0.47mm/min间变动;(3)各退耕还林模式年均径流深为13.21～22.38mm,较农耕地减少74.7%～57.3%,各退耕模式土壤侵蚀模数在137.1～331.1t/(km2.a),较对照减少92.4%～81.6%。     

金沙江流域典型森林土壤水分入渗特征试验研究

对金沙江流域典型森林生态系统的土壤水文特征进行了研究。结果表明,研究区不同森林类型的土壤容重随着土层深度的增加而逐渐增大,土壤总孔隙度和毛管孔隙度随土层深度的增加而逐渐减小;土壤水分入渗受土壤容重的影响,随容重增加,稳渗率降低;不同森林类型土壤前120min平均入渗速率介于0.78~2.42mm/min之间,稳渗率介于0.10~0.53mm/min之间;无论是平均入渗率还是稳渗率均表现为:华山松林地滇杨林地圣诞树林地水冬瓜林地荒坡地;土壤入渗的渗润阶段发生在0~5min;渗漏阶段约发生在5~80min;渗透阶段发生在80min以后。采用Kostiakov模型拟合双环入渗法测得的入渗过程效果最佳,其次为Philip模型,而用Horton模型的拟合效果最差。     

土地利用及其变化对洮儿河流域中上游地区非点源污染的影响

为了评价老秃顶子自然保护区不同森林类型土壤水源涵养功能,对区内5种植被类型的土壤贮水能力与入渗特征进行了研究。结果表明,不同林型0—40cm土壤容重均值为0.76～1.71g/cm3,非毛管孔隙度均值为8.15%～22.07%,毛管孔隙度均值为27.60%～53.28%,灌木林、岳桦林、杂木林等天然次生林的土壤孔隙状况要好于落叶松人工林和红松人工林;不同林型0—40cm土壤的蓄水容量为1 429.8～2 834.3t/hm2,有效蓄容为325.9～882.7t/hm2,毛管持水量为1 103.8～2 131.0t/hm2,天然次生林土壤贮水能力相对较强;不同林型0—20cm土壤初渗率介于0.28～21.1mm/min之间,20—40cm土壤初渗率介于0.07～6.7mm/min之间,不同林型0—20cm土层稳渗率介于0.14～8.3mm/min之间,20—40cm土层稳渗率介于0.05～2.0mm/min之间,初渗率和稳渗率均表现为天然次生林高于人工林;土壤入渗速率与入渗时间存在良好的幂函数关系。     

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。     

植被恢复模式对黑土贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对黑龙江省克山农场5种主要的人工林植被类型（水曲柳林、樟子松林、落叶松林、美青杨林和水曲柳落叶松混交林）土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究。研究结果表明：所研究的5种林地土壤1m土层范围内饱和贮水量在5347．01～5762．91t／hm^2之间,水曲柳和落叶松林地最大,其它3种林地间则差异较小;滞留贮水量在543．43～916．13t／hm^2之间,从大到小的顺序依次为落叶松林〉水落混交林〉美青杨林〉水曲柳林〉樟子松林;初渗速率的变化范围为14～33mm／min,水落混交林最高,依次分别为落叶松林、美青杨林、水曲柳林、樟子松林;稳渗速率在1～8mm／min之间;30min累计人渗量水落混交林和美青杨树林地要远高于其它林地,水曲柳和落叶松林地次之,樟子松林地最小。采用的4种人渗模型都能较好地反映各种林分土壤的人渗过程,平均相关系数r在0．9272～0．9536之间,而考斯加可夫模型和Philip模型的拟合值更接近于实测值,更适用于描述本研究区森林植被下的土壤人渗特征。     

一种田间测算土壤导气率的瞬态模型

根据长度等效原理,定义了三维边界条件下难以直接测定的土柱外气体运动范围,从而建立了适用于三维边界条件下土壤导气率瞬态测算模型,并利用三维稳态导气率测算模型对其测定结果进行验证。经杨凌小麦地和烟台苹果园土壤导气率测定试验检验,新模型具有良好的精度,其导气率测算结果与三维稳态模型测算结果之间具有极显著相关性;以三维稳态模型导气率测定结果为标准,新模型与三维稳态模型两者测定结果整体相对误差小,小麦地测定结果80%以上相对误差变化幅度小于15%;苹果园测定结果75%以上相对误差变化幅度小于20%。     

马兰黄土渗气性试验研究

利用改进的ZC-2015型渗气仪对不同类型的原状风干和重塑的马兰黄土进行渗气试验,分析土样体积、渗径、干密度、取样深度等对渗气率ka的影响,并利用扫描电镜(SEM)试验得到的孔隙结构参数解释黄土渗气特性。结果表明:渗气率ka不仅是气体渗透特性的衡量指标,也是描述非饱和马兰黄土孔隙和结构特征的重要参数。不同体积的土样由于尺寸效应,其渗气率随着土样体积的增大而增大。另外,渗气率随着渗径、干密度的增大而减小。对比3种不同类型黄土的透气性试验结果和电镜照片,并结合统计的孔隙结构参数,得出渗气率在区域和深度上有一定的规律,区域上黄土颗粒中黏粒含量增高,总孔隙和大孔隙面积减小,土体有效渗气孔隙减少,重塑黄土的渗气率随着取土深度的增加有微小的减小。     

生物炭改性黏土的渗水渗气特性及其函数关系

黏土中施加生物炭可改变土体的孔隙结构。生物炭掺量和干密度均会对土体的渗透系数产生影响,准确确定生物炭-黏土混合土的渗透系数对满足填埋场上覆层的功能需求就显得格外重要。采用自主研发设计的柔性壁水-气联合渗透测试装置,测定不同生物炭掺量和干密度的生物炭-黏土混合土的饱和渗透系数和渗气系数,得到生物炭掺量、干密度与渗气系数和渗水系数间的关系曲线。建立生物炭掺量和干密度双变化条件下的渗气渗水函数,并通过验证组验证该函数的适用性。研究结果表明：在干密度较小时,对比纯黏土的渗水率,添加5%、10%、15%和20%生物炭处理后的土样渗水系数k_w值分别为8.25×10^-17、8.89×10^-17、10.40×10^-17和18.25×10^-17 m²,掺20%生物炭土样的渗透率增加了将近一个数量级。渗气渗水函数基于易测定的渗气率作为自变量,同时又考虑了干密度和生物炭掺量的影响,能快速、准确地确定土样的渗水系数。结合验证组试验得出,利用该函数计算得到的渗水系数和试验实测值吻合程度较好,表明该函数具有一定的适用性。本研究结果可为快速、准确确定渗水系数,定量描述非饱和土孔隙中水气运动之间的相互影响提供理论支撑。     

Foliar absorption of nickel: Determination of its cuticular behavior using isolated cuticles

The sorption and penetration of ⁶³Ni at the cuticular level were investigated using enzymatically isolated tomato fruit cuticles. The high values of the partition coefficients determined by immersing cuticular material in a nickel chloride solution indicated that Ni was well retained by cuticular constituents. They were assayed by both direct and indirect methods and increased more than twofold between 1 and 6 days revealing that equilibration between the cuticular material and the bathing solution proceeds very slowly. Ni concentrations at 6 days were about 1,000 times higher in cuticles than in the immersion solution. No significant difference appeared between the immersion with buffer (pH : 8) and without buffer (pH: 6.5). Only 3.2% of sorbed ⁶³Ni was removed by successive rinses in water. The remainder of the radioactivity appeared to be ionically bound to negatively charged exchange sites on the cuticle since 99% of bound ⁶³Ni could be exchanged by rinsing with IN HC1. The cuticular permeability coefficient (P) and the diffusion coefficient (D) determined under self‐diffusion conditions at pH 8, were 1.6 x 10^‐8 cm.8^‐l and 37.4 x 10^‐12 cm².s^‐1 respectively. High variability was noted between cuticles isolated from the same fruit sample. By comparison the permeability coefficient of ⁴⁵Ca at pH 8 was 16 times higher than for Ni.

The agronomical and ecotoxicological implications of these results are considered.     

土壤渗透性的区域变化规律及因子分析

通过应用数据挖掘和数据整合方法,以建立我国土壤渗透性数据库,并对影响土壤渗透性的各因子综合分析,揭示土壤渗透性的区域变化规律。结果表明:(1)土壤渗透性呈现明显的区域性变化,表现为西南地区<华北地区<东北地区。西南地区土壤渗透力最差,稳渗速率对数值为-0.5～-2.0;华北、东北地区整体数值均在0.5以上,土壤渗透力较强。(2)在影响土壤渗透力的各因子中,气候类型及林龄通过影响植被来间接改善土壤渗透力;植被能有效提升土壤渗透力,但不同植被类型间土壤渗透力并无显著差异;随土层深度的增加,土壤渗透力有所下降。土壤有机质、土壤容重及非毛管孔隙度对土壤渗透力的影响均存在一个阀值,其值分别为30%,1.0g/cm^3,30%。当各因子值超过此阀值,其对土壤渗透力的影响减弱。为更好地探究土壤类型对土壤渗透力的影响作用,在今后的研究中应加强对土壤结构、团聚体等数据的分析。(3)海拔、土层深度及土壤容重对土壤渗透力的影响主要通过影响土壤中非毛管孔隙数量来起作用的。非毛管孔隙度是影响土壤渗透力的主导因子,通径系数为0.34。     

不同耕作制度对土壤渗透性和玉米生长的影响研究

针对松辽平原玉米连作黑土在不同作制度下所形成的两种不同构型剖面(“平面型”剖面和“波浪型”剖面),对玉米产量有显著影响。通过模拟构型,研究了不同剖面构型的水分特征及其对土壤肥力的影响。结果表明:“平面型”剖面构造改善了土壤的通透性,增加了土壤水分渗透的速率,减少了雨水径流。“波浪型”剖面耕层土壤的耗水量比“平面型”剖面的大,特别是后期,易发生水分亏缺现象。从作物生育时期降雨量分析来看,对于“平面型”剖面来说略有盈余,而“波浪型”却出现亏缺。“波浪型”剖面耕层土壤比“平面型”剖面更容易发生干旱现象,这可能是黑土区土壤易出现干旱现象的主要原因。在这种现象的作用下,使玉米生长过度依靠年度降水,将会出现年际产量的高波动性。     

Effects of hydroxy-aluminum on flocculation and permeability of silt and clay fractions separated from paddy soils

Flocculation tests and permeability measurements were carried out for silt and clay fractions separated from surface and subsurface horizons of four paddy soils. There was not much difference in the flocculating power between A1(OH)_2.2C1_0.8 and CaSO₄. Their flocculation value, 0.3 to 3 mM, was attained by adding the reagents at the rate of 0.24 to 2.4 mmol/100 g of the silt and clay. The flocculation with A1(OH)_2.2C1_0.8 or CaSO₄ did not affect the sediment volume of the silt and clay. This sediment volume was smaller for the surface than for the subsurface horizons of each soil, suggesting that soil organic matter and repetition of wetting and drying contribute to the stable aggregation of the silt and clay in the surface horizon. The permeability was higher for the silt and clay fractions separated from the surface horizon than that from the subsurface horizon, and the addition of 2.5 to 4.2 mmol of A1(OH)_2.2C1_0.8 or CaSO₄/100g of the silt and clay increased its permeability by 1.5 to 4 times. The effect of A1(OH)_2.2C1_0.8 was more lasting than that of CaSO₄ and was recognized even after 200 ml of water passed through 1 g of the silt and clay. The effect of the flocculating reagent on the permeability was more or less enhanced by air-drying the treated silt and clay.