六道沟流域不同坡位不同土地利用方式下 的土壤持水特征研究

为了恢复黄土高原典型水蚀风蚀交错带六道沟流域的脆弱的生态环境,本文对六道沟流域不同坡位不同土地利用方式的土壤进行采样调查,利用高速离心机测定土样的水分特征曲线,评价了该流域土壤的持水特征和水分有效性。结果表明：A值、S(C(θ)=10^-2)值及A*B值适合用于评价六道沟流域内的风沙土的土壤持水性能;在坡上位,土壤持水性能及水分有效性顺序为：农地＞柠条、沙蒿地＞杨树林地;在坡中位,农地的土壤持水性能与土壤水分有效性最高,杨树林地的最差;在坡下位,柠条地的持水性能及土壤水分有效性高于荒草地、杨树地和柠条、沙蒿地。本区域应选择土壤持水性能和水分有效性高的柠条、沙蒿灌木植物进行生态恢复。     

岩溶区板栗树下旱季和雨季土壤CO2浓度的研究

为了研究岩溶区种植板栗树以后土壤CO2浓度的变化,以广西隆安县岩溶区板栗树下和相同地质条件下非板栗树下（草地）为研究对象,分别测定了旱季与雨季时10 cm、20 cm、40 cm、60 cm、80 cm的土壤pH和CO2浓度等,并且做了比较分析。结果表明：在相同的条件下板栗树下的土壤pH比非板栗树下的低且显弱酸性;雨季土壤pH比旱季土壤低;板栗树下的土壤CO2浓度比非板栗树高,而雨季比旱季CO2浓度高。土壤pH与土壤CO2浓度相关性分析表明,土壤CO2的浓度与土壤的pH成显著负相关关系,土壤CO2浓度与降雨量、温度等有很大的关系。     

地下热水的来源与补给机制分析——以重庆北温泉为例

地下热水的来源研究对地下热水资源量评价和可持续开发利用有重要意义。选取重庆市北温泉作为研究对象,采用水化学分析、D、O同位素以及实时在线监测对其热水来源进行了研究。研究认为：重庆市北温泉泉水为中-低温浅层中性地热水,水化学类型为SO4-Ca型,地下热水的δ 18O值为-8.48‰～-7.09‰,δD值为-55.46‰～-53.26‰,其补给来源为雨水,补给高程为海拔641～1 206 m的岩溶出露区。安装马歇尔槽和CDTP300高分辨率实时在线监测发现：1)地下热水水文地球化学特征在长时间内稳定,体现了稳定的水-岩作用过程;2)北温泉的流量与研究区降雨量呈现出以半年为单位的滞后,雨季偏低,旱季偏高;当场降雨后20 d左右,温泉水的水温和电导率微降,水量增加。地下热水的来源为大气降水,其补给除了长时间长距离的含水层稳定补给外,热水上升过程中受地表水和浅层地下水的补给。     

紫色土小流域种植模式对土壤氮素流失的影响初探

种植模式变化是农业非点源污染流域治理最佳管理措施的主要内容之一,以紫色土区徐家湾和桑树土典型农业小流域为例,初步探讨了套种和单作模式下自然降雨侵蚀过程次降雨土壤氮素的流失特征。结果表明,土壤硝态氮流失表现为套种与单作模式下的差异不显著,而铵态氮的流失受流域种植模式变化的影响强烈,套种模式下的平均流失浓度(0.453mg/L)明显大于单种模式下的(0.169mg/L)。套种模式应与流域土壤-作物系统的科学管理有机结合才能在提高土地生产力的同时有效地减控流域土壤氮素的非点源流失。     

基于SWAT的猫跳河流域径流及土壤侵蚀模拟研究

为了了解猫跳河流域水文水资源状况,预测水文物理过程、合理利用水资源,对其采取有效的水土保持措施,在GIS支持下,构建SWAT模型所需的空间数据库、气象数据库、土地利用数据库、土壤属性等数据库,考虑西南岩溶地区水文特点,对模型中的岩溶水功能模块进行改进,成功构建了猫跳河流域SWAT模型,模拟分析了流域的径流和土壤侵蚀过程,并对SWAT在该地区的适应性进行探讨。结果表明,SWAT模型很好地概化了研究区的参数,模拟效果较好,在整个流域内具有良好的适用性。通过计算27个子流域内的侵蚀模数,对流域内的土壤侵蚀强度进行了分级,结果显示流域下游的土壤侵蚀较为严重,是水土流失防治及治理的重点区域。     

中亚热带典型林分不同层次降水的水质变化特征

为全面调查亚热带森林生态系统各层次降水水质状况,于2013年9月—2014年8月对重庆市缙云山常绿阔叶林大气降雨、林内降雨、地表径流、土壤渗滤液进行了持续1年的水质效应研究。结果表明:缙云山全年大气降雨明显偏酸性(pH 4.75);土壤层和林冠层均能调升降雨的pH值,其中土壤层对pH值的调升幅度最大,其次为森林冠层;森林林冠层对NO_3~-、NO_2~-、Na~+有一定的吸附净化作用,降雨能够淋溶森林林冠层的NH_4~+、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+;另外,枯枝落叶的降解导致构成植物组织的有机物降解为无机物进而促使各离子浓度在地表径流中增加;森林土壤中的官能团以及胶体能够吸附中和渗滤液中的NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、PO_4~(3-)、K~+、Mg~(2+),同时长期处于酸性条件下的土壤层也释放出了部分Na~+、NO_2~-、PO_4~(3-)、Ca~(2+);重金属铅(Pb)、镉(Cd)在该区域大气降雨中的含量较高,经过森林冠层后表现出大幅下降的趋势,说明森林冠层对有害重金属Pb、Cd有较强的拦截净化作用。     

闽北森林对持续性强降雨作用的反馈与恢复对策

为了查明强降雨对闽北森林造成的灾害形式及原因,促进灾区的生态修复,笔者以受灾最严重的福建省南平市为研究区,系统分析了森林受灾的特征、背景条件和形成原因,进而提出受灾森林的恢复对策。研究表明,极端降雨条件下,森林受灾与土体失稳关联性强,表现出在强降雨区沿河谷与道路分布、坡度>25°分布、浅根性森林受灾严重的特点。花岗岩风化土、持续性强降雨、浅根性人工林及人为扰动、危害认识不足是导致森林受灾的主要原因。最后,笔者提出清理倒木及折木、种植地表蔓生植物、深根性树种更新、森林受灾危险性分区的恢复对策。     

紫色土壤氮素不同流失形式的比较研究

土壤氮素流失形式及其量化研究是农业小流域氮素管理及流失过程模拟的核心内容之一,以紫色土区3个具有不同地形和土地利用方式的典型农业小流域为研究对象,比较研究了区域土壤氮素在降雨侵蚀过程中流失的主要形式。结果表明,紫色土区土壤氮素以硝态氮为主要流失形式,其流失浓度一般占硝态氮和铵态氮总浓度的80%以上,农田利用为主流域的则高达90%以上。氮素流失的平均浓度因流域土地利用类型的差异而显著不同,农田的一般为(5.36±2.13) mg/l,而非农田利用的变化在1.70~3.15 mg/l之间。农田硝态氮的精确管理应作为减控流域土壤氮素非点源流失的关键措施。     

水、热对土壤CO2排放影响的研究

为了研究旱地土壤CO2产生与排放的特征以及水热等因素对其的影响,在甘肃省马铃薯大田内,采用静态箱-气相色谱法检测CO2排放通量,同时观测了土壤5,10,15,20,25 cm深度处的CO2浓度,研究不同灌水、覆膜方式下水、热因素对CO2排放的影响。结果表明：灌水后,CO2产生和排放量显著增加;在24 h内,CO2通量以及土壤中CO2浓度日变化因受到气温的影响而呈现出明显的昼高夜低趋势;灌水周期内,水分为影响CO2产生和排放的主要因素,CO2通量和土壤不同深度处浓度随着土壤水分的降低总体呈下降趋势。     

坡度对云南红壤径流中磷素浓度的影响研究

水体富营养化的发生与农田土壤中磷的淋失有密切的关系。采用模拟降雨试验研究了土壤坡度对地表径流和亚地表径流中磷素浓度的影响。结果表明：在0°—10°范围内,地表径流中总磷、水溶性磷和颗粒态磷浓度和亚地表径流中水溶性磷浓度都随土壤坡度的增加而增加。亚地表径流中总磷和颗粒态磷在坡度为15°时均有一定程度的下降,其下降机理将做下一步分析研究。     

京郊山地旱作区作物水分生态适应性系统评价

为了提高京郊山地旱作区农作物产量,以延庆县为例,依据农户调查、田间试验和数学模型等方法,从作物生长期间降水状况、作物生长发育与降水分布的时序关系、农田水分供需平衡与作物生态适应性判定和作物水分利用效率等方面,对京郊山地旱作区主要作物生态适应性进行了系统评价。结果表明:不同作物降水利用状况存在明显差异,其规律是:多年生苜蓿>春玉米>春大豆>春谷子>马铃薯。5种作物中春玉米、春谷子和春大豆生长发育与降水分布耦合性较好,马铃薯和多年生苜蓿生长发育与降水分布耦合性较差。农田作物水分满足率和生态适应性指数,4种春作物排序依次为:春玉米>春谷子>春大豆>马铃薯。水分利用效率依次为春玉米>苜蓿>春谷子>春大豆>马铃薯。研究结果可为京郊山地旱作区制定合理的种植制度提供理论依据。     

不同耕作方式对旱区春谷根系发育、产量及水分利用效率的影响

不同耕作方式对旱区春播谷子根系的生长发育有极为重要的影响。以晋谷21号为材料,以传统旋耕为对照,研究了翻耕、秋季深松和春季深松3种耕作方式对谷子地下根系性状与垂直分布、产量和水分利用效率的影响。结果表明,3种耕作方式均能提高谷子根系的长度、表面积、体积、平均直径与干重,深松处理能使谷子根系向40~60cm土层有效生长。与传统旋耕相比,2个深松处理均能显著提高穗长和穗粒重,3种耕作方式的谷子产量较传统旋耕均显著提高,提高幅度排序为春季深松、秋季深松和翻耕,2个深松处理间产量差异未达显著水平。春季深松耕作方式替代传统旋耕能有效提高旱作春谷区的谷子生产水平。     

岩溶农业区典型土地利用土壤磷素空间分布与成因

为了查明岩溶农业区不同土地利用下磷素在垂直和平面上的分布情况,分析岩溶农业区土壤中磷素的迁移特征及其影响因素,采集了凯掌水库周边草地、河滨带、水田及旱地等典型土地利用下的9个土壤剖面共计56个样品,分别测定各个土壤剖面的含水率、pH、有机质、交换性酸、全磷、有效磷、各无机磷形态等。结果表明：研究区全磷、有效磷含量分别在420.73~1669.53 mg/kg和2.50~64.14 mg/kg之间,土壤磷活化系数在0.34%~5.96%之间。农业用地表层土壤有效磷含量均超过15 mg/kg,需减少磷肥的施用以避免浪费,同时坝后农业区旱地表层土壤（有效磷平均含量64.14 mg/kg）中的磷存在向下淋溶进入地下水的风险。水田、旱地剖面土壤无机磷形态以Fe-P、Al-P为主,草地、河滨带剖面无机磷形态以Fe-P和O-P为主。土壤pH与有效磷、Fe-P和Al-P呈显著负相关,土壤有机质与全磷、有效磷、Al-P、Fe-P显著正相关。本研究阐明了岩溶农业区磷素及其形态的空间分布规律,可为磷的农业面源污染防控提供依据。研究区农业用地土壤磷素含量普遍高于非农业用地,不同土地利用类型对磷素分布具有显著影响。     

基于排水单元的流域农业面源污染时空分异性研究

为了揭示流域内各排水单元农业面源N、P污染的总量和组成特征,揭示各排水单元间农业面源污染的时空变异特征,以湖北四湖流域为例,选取流域内24个排水单元,运用ENVI 4.7和GIS技术提取出研究区土地利用现状,并建立基础数据库,通过对排水单元出水口水体的多时段定点采样测试,分析四湖流域排水单元农业面源污染的时空变化特征。结果表明：各排水单元面源污染空间分布格局总体上呈现上、下区排水单元污染较轻、中区表现严重的态势,这与流域内湿地和旱地等土地利用分布格局有关。在时间变异方面,农业面源年内变异明显,TN、TP在不同季节存在着显著差异,主要表现在冬、春季的浓度明显高于夏、秋季,这与流域内降水和径流的季节性差异有关。     

怀化地区强降水过程中的GPS可降水量特征分析

利用改进的天顶静力延迟（ZHD）模型和本地化水汽权重平均温度（Ts）模型反演怀化地区GPS可降水量（GPS-PWV），并结合自动气象站逐小时资料分析了2017年怀化地区大气水汽变化及汛期14次暴雨以上降水过程的GPS-PWV演变特征。结果表明：GPS-PWV可较好反映怀化地区大气水汽的变化特征。怀化地区可降水量-气压（PWV-P）分布月变化特征明显，冬季PWV较低且变化范围较小，降水发生时气压较夏季平均高14.75 hPa；春季PWV逐步增大，降水发生时气压较冬季有所降低；夏季PWV为全年最高，降水发生时气压则降至全年最低值；秋季PWV-P数据逐渐分散并向可降水量低值区移动，分布情况逐步趋近冬季。2017年汛期怀化地区14次强降水过程中PWV均高于各月均值，最大小时降水量与最大PWV存在较好对应关系；降水开始前，PWV出现较明显上升，且多伴随气压较明显下降，可为局地强降水短临预警提供较好参考。     

民勤绿洲-荒漠过渡带微区土壤水分及粒度特征研究

为阐明民勤沙区3种典型微区土壤水分及其粒度特征变化,在其产流区及积水区采用土壤剖面及多点混合取样法取样,供土壤水分及理化性质分析,研究结果表明：（1）3类微区积水区积水痕迹明显且其植被盖度大于产流区。粘土沙障 梭梭林积水区结皮发育优于产流区,白刺沙包丘间低地及粘土平地与其结果恰好相反。（2）固定白刺沙包丘间低地积水区各层水分优于产流区;粘土平地表层土壤含水量积水区明显好于产流区,而粘土沙障 梭梭林表层土壤含水量产流区好于积水区。（3）3类微区积水区土壤含水量在20~40 cm之间最低,其中固定白刺沙包丘间低地明显高于粘土平地和粘土沙障 梭梭林,而对应产流区土壤最低含水量大小及出现深度基本一致。（4）固定白刺沙包丘间低地积水区表层粘、粉粒含量小于产流区,而深层细砂粒含量产流区大于积水区;粘土平地两区土壤组成以粗、细砂粒为主,粘粒在各对应层产流区都好于积水区。粘土沙障 梭梭林以粗砂粒为主,结构较为单一。总之,微区通过调节降水的分配方式来影响土壤水分及粒度分布进而影响沙地微区植被时空分布。     

典型岩溶农业区洼地和坡地的元素迁移特征差异

摘要：本文以桂林会仙典型岩溶洼地和坡地两种不同地貌部位为研究点,以石灰岩地质背景条件下的基岩-土壤-土壤水-植物体系统中的元素含量和组成特征为研究对象,探讨不同地貌部位条件下元素的基本特点、制约因素和变化趋势。研究结果表明,在岩溶动力条件的驱动下,岩溶区形成了显著的偏碱环境特征;洼地和坡地土壤剖面元素和土壤水含量特征差异明显,植物对土壤元素的生物吸收系数比较低,属于受氮限制的类型;坡地部位的偏碱富钙和水分胁迫程度更为严重;同一石灰岩地质背景条件下不同地貌部位岩溶系统元素迁移特征差别显著。     

基于主成分和聚类分析的柳州市森林火灾特征研究

为给柳州市预防森林火灾提供参考依据,根据柳州市2010—2017年的森林火灾资料,采用常规统计方法对柳州市森林火灾的时空动态和分布规律进行研究,利用主成分分析和聚类分析对柳州市森林火灾形势进行评价。结果表明：（1）柳州市森林火灾的发生年际波动显著,2017年林火发生次数最高,其次是2011年和2014年。林火主要集中在秋末、冬季和春初;（2）从空间分布看,森林火灾主要发生在中南部的鹿寨县、柳江区、柳城县,以鹿寨县最为集中,火场总面积及受灾森林面积也最大。（3）在火灾形势方面,按照严重程度将森林火灾分为8类,其中鹿寨县的火灾形势较为严峻,级别波动明显,其次是柳城县的火灾形势呈波动恶化态势。研究结果为建立柳州市森林火险气象等级预报提供了借鉴。     

基于GMS的模拟结果绘制岩溶区地下水位等值线图

研究区内岩溶地下水的运动既受区域性水势场的控制,也受岩溶管道分布的影响,为了正确反映在上述2种因素共同作用下地下水的运动轨迹,使用耦合了达西流与非达西流于一体的GMS软件包进行数值模拟,并根据模拟结果分析等水位线图。结果表明,比较丰水期与枯水期的等水位线图后发现,研究区地下水在丰水期的运动明显受到岩溶管道分布的影响,而在枯水期的运动则不受岩溶管道的影响,分析认为这是由于在枯水期地下水位低于岩溶管道底板的原故。     

1958—2013年山西降水的季节变化及统计特征

为了研究56年来山西旱涝的演变特征,系统分析山西地区旱涝灾害的季节变化,基于山西38个气象观测站1958—2013年的逐月降水观测资料,应用线性倾向估计、M-K突变检测和Morlet小波等方法,分析了山西降水的气候变化。结果表明：（1）56年来山西年平均降水量为377.6~600.2 mm,降水从北至南递增,中部小东西部大,且东部大于西部。（2）春季各地降水为55.7~107.4 mm,从北至南增加,北中部呈经向分布,南部为纬向分布;夏季降水为230.1~355.6 mm,大值区集中在东部;秋季降水为76.6~157.7 mm,纬向分布特征明显,从北至南递增,大值区位于东南部;冬季降水为5.1~24.4 mm,分布同春季降水类似。（3）山西年降水随时间呈显著下降趋势,下降幅度为12.6 mm/10 a;四季降水除冬季小幅增加外,春夏秋均有不同程度的下降。（4）山西年降水在1967年发生了显著突变,春季突变年份为1965、1982、1992、2002年,夏季突变年份为1977年,秋季突变年份为1969、2007年,冬季突变年份为1971、1980、1988、1991年。（5）山西年降水在不同时间尺度上存在3个周期,分别为7、15和26年;春季降水存在2个周期,分别为7和24年;夏季存在3个周期,分别为4、8和18年;秋季存在2个周期,分别为2和8年;冬季存在2个周期,分别为4和15年。