东北地区土壤湿度的诊断分析

分析了中国东北地区22年间（1981～2002年）平均土壤湿度（10～100cm层）的垂直分布特征及时空变化。结果表明,1981～2002年,东北地区表层（10～60cm）土壤湿度呈现下降趋势,而深层（60cm）以下呈现上升趋势,东北地区各年土壤湿度的垂直结构各有不同,降水是造成这一现象的可能因素之一。东北地区各个站点土壤湿度的垂直结构和变化特征也有很大区别,除了降水,积雪、地温等因素也会影响土壤湿度的变化。     

不同节水灌溉方式对温室土壤湿度的影响

在温室黄瓜生产上采用渗灌、滴溅灌和地表滴灌3种节水灌溉方式,对比测定分析了温室内不同节水灌溉方式下土壤湿度的垂直和水平日变化,以及深度10cm、株距10cm土层灌水前后土壤湿度变化,结果表明:随着土层深度的增加,不同节水灌溉方式下土壤湿度变化程度不同,表层渗灌最大,中层滴溅灌最大,深层上午和下午变化呈相反趋势,上午为地表滴灌渗灌滴溅,下午为滴溅渗灌地表滴灌;灌水前后不同方式在特征区域对湿度变化的影响是渗灌最大,地表滴灌次之,滴溅灌最小。     

辽西地区春播期土壤湿度变化特征及气象影响因子分析

利用1981—2011年辽西地区土壤相对湿度、降水和气温资料,对该区土壤湿度和降水变化特征及二者关系进行分析。结果表明：土壤湿度具有明显干化趋势,同期降水不是唯一影响因子;春播期土壤湿度与前秋降水正相关,深层相关系数为0.69,与底墒显著正相关,相关系数最高可达0.84,如此显著的正相关是由于北方特有的封冻雨,秋季降水封冻在土壤里,到第二年春季,气温升高,解冻返浆,土壤变得湿润;5月土壤湿度与同期降水呈正相关,浅 层相关系数为0.67,与气温呈负相关,深层相关系数为-0.58。     

一年两熟制下旱地土壤水分动态的初步研究

本文研究了土壤水分的季节变化和垂直变化。土壤季节变化可划为4个时期:秋季缓慢蒸腾消耗期(9-11月)、冬季冻结水分相对稳定期(11-翌年3月)、春季初夏返浆蒸发水分强烈消耗期(4-6月)、雨季雨水下淋水分恢复期。土壤水分垂直变化划分为3个层位即活跃层(0-20cm)、次活跃层(20-60cm)、深墒较穗层(60cm以下)。在没有补充灌溉条件下,自然降水直接影响着土壤水分状况。5月至6月份是全年最干旱时期,表层0-20cm土壤含水量为5.50％,0-100cm平均土壤含水量为22.16％,土壤干旱落后于大气干旱,冬春季土壤贮水量与同期降水量关系不大,而夏秋季降水量与1m土层贮水量有一定相关关系,降水对土壤表层及上层影响较小,而对深层土壤水分影响较大。     

宁南旱区苜蓿草地土壤水分消耗规律及粮草轮作土壤水分恢复效应研究

对宁南旱区不同生长年限紫花苜蓿草地土壤水分消耗及粮草轮作水分恢复效应进行了研究。结果表明:(1)随着苜蓿生长年限延长,在1￣6年内苜蓿草地土壤湿度下降迅速,产草量逐年上升,7年后土壤湿度下降趋于平缓,但苜蓿产草量下降迅速,表明苜蓿生长强烈耗水引起深层土壤干燥化,导致苜蓿生长逐渐衰败,苜蓿平均降水生产效率逐年下降;(2)苜蓿草地土壤垂直剖面可分为降水入渗恢复层(0￣200cm)、根系发达枯竭层(200￣500cm)和根系衰老缓耗层(500cm以下)三个层次。随苜蓿生长年限延长,苜蓿剖面的主要土壤干层逐渐上移,并且干层厚度呈现减小趋势;(3)耕翻的苜蓿茬后轮作粮食作物的年份越长,土壤水分恢复越好,实行草粮轮作的苜蓿最迟不超过生长的第10年。     

近50年东北地区夏季降水变化特征

为充分利用降水资源,采用东北地区166个气象观测站1961-2016年逐月的降水量地面观测资料,并对该地区近50年夏季降水量的气候特征和变化趋势的空间差异进行了分析。结果表明:东北地区大部分区域夏季降水量在300~400mm,总体呈现东南部多、西北部少的空间分布特征。辽宁东部和吉林南部存在明显的降水高值区,夏季降水量达到600mm以上。近50年东北地区夏季降水量整体呈现减少趋势,在辽东半岛与长白山南部、吉林西北部以及黑龙江中部降水量明显减少,部分区域的减少趋势超过~(-1)5 mm·(10a)~(-1)。吉林南部与辽宁东北部的夏季降水增加明显,变化趋势达到10~15mm·(10a)~(-1)。     

聊城地区降水变化及旱涝特征分析

依据1962-2015年的气象观测数据,采用线性分析、突变检验、标准化降水指数(SPI)等方法,探讨了聊城地区降水量的时空变化和旱涝灾害特征。结果表明:聊城地区年平均降水呈现不明显下降趋势,季节降水中,春季降水呈现增加趋势,其余各季呈现不明显的下降趋势。聊城市旱涝交替发生,变化具有阶段性特征,1962-1970年、1981-1990年、2011-2015年以干旱为主,1971-1981年、2001-2010年以雨涝为主,经历了旱-涝-旱涝-旱的变化过程。3个区域旱涝变化与全区总体上较为一致。     

新疆绿洲长期连作棉田土壤氮储量及其垂直分布特征

通过长期定位试验,设置了不同连作年限(1、5、10、15、20、25、30年)和3个土层深度(0～20、20～40 cm和40～60 cm),研究了新疆绿洲长期连作棉田土壤氮储量的动态变化及其垂直分布特征。结果表明,新疆绿洲棉花长期连作过程中,土壤全氮储量均呈增加趋势,但是在不同的年限,增加的程度不同;棉花短期连作(5年和10年) 0～60 cm土壤全氮储量是一个明显的渐增过程,随后是一个缓慢增长的积累过程。从增长速率来看,0～60 cm土壤氮储量的增长速率表现为先下降后上升,最后趋于稳定的变化趋势。土壤容重与土壤全氮含量呈极显著的负相关关系。从不同土层深度来看,各年限的土壤全氮储量随深度增加均有降低的趋势,表层土壤(0～20 cm)全氮储量均大于深层土壤(20～40 cm和40～60 cm),并且随着连作年限的增加,0～60 cm剖面土壤全氮储量表聚性越来越明显。从不同连作年限来看,短期连作时期(5～10年)土壤全氮储量的增加体现在0～60 cm各个深度,而经过长期连作后(10～30年),土壤深层20～40 cm深度的氮储量会逐渐增加,但40～60 cm深度增加较缓慢。总之,新疆绿洲棉田土壤中的氮是“氮汇”,并且棉花连作增加了各土层的土壤氮储量,提高了新疆绿洲棉田的持续供氮能力。     

基于CLDAS2.0驱动数据的中国区域土壤湿度模拟与评估

基于高时空分辨率的中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)2.0版本的大气驱动数据,使用Noah-MP陆面模式模拟中国区域2013—2014年土壤湿度的时空变化,将模拟结果与自动土壤水分观测站的逐小时观测值进行对比,并选取6个研究区,分析区域的平均土壤湿度时间变化特点。结果表明:Noah-MP模式能够很好地模拟出中国区域0~10 cm土壤湿度空间分布,模拟值和观测值均呈现由西北向东南和西南地区递增的趋势;从全国尺度来看,模拟值与观测值非常接近,相关系数大于0.9,均方根误差为0.008 m3/m3;从区域尺度看,Noah-MP能够很好地模拟出各研究区土壤湿度的时间变化,但是对于冻土融化时东北地区的土壤湿度存在轻微的低估。基于CLDAS2.0驱动数据得到的土壤湿度模拟结果具有较高准确性,可为农业干旱研究提供一定参考。     

天山北坡融雪期下垫面土壤湿度变化研究

融雪期的土壤湿度是影响融雪径流的主要因子。基于2016年天山北坡军塘湖流域融雪期林地、林间草地和草地下垫面的土壤温湿度数据,利用相关性分析方法研究融雪期不同下垫面土壤湿度变化特征,结果表明:融雪期三种下垫面气温总体呈波动上升趋势;低海拔草地下垫面土壤湿度呈"双峰"状,中高海拔林间草地土壤湿度均成"单峰",中海拔林地土壤湿度呈现"三升三降,同深度三种下垫面的土壤湿度是:林地林间草地草地;三种下垫面土壤温度和土壤湿度相关性均达到显著性水平(P0.01),草地和林间草地下垫面土壤湿度不仅受到对应层土壤温度的影响,还受到下层土壤温度的制约,林地下垫面的土壤湿度除受到对应层和下层土壤温度的影响之外,还受到更深层次40 cm土壤温度的制约;从融雪期土壤湿度的垂深变化来看:草地下层土壤湿度自表层向下呈减小趋势,而林地呈增加趋势,林间草地浅层土壤湿度波动幅度大于深层。土壤湿度与土壤温度变化关系密切,且下垫面不同,其相关性也有所不同。不同下垫面土壤湿度的变化研究,对提高融雪径流模型中土壤湿度参数化、融雪洪水模拟和提高洪水预报精度有着重要意义。     

大兴安岭北部天然落叶松林土壤水分空间变异及影响因子分析

从坡面尺度对大兴安岭北部多年冻土区天然落叶松林的土壤水分空间变异特征以及冠层结构、土壤温度、降 雨对土壤水分分布的影响进行了研究。结果表明:自坡上至坡下,0 ~5 cm 土层土壤含水量逐渐降低,样带12 比样 带1 降低了19.95%,5 ~10 cm 和10 ~15 cm 土层土壤含水量随坡位的降低而逐渐升高,从样带1 至样带12 分别增 加15.55%和29.16%;0 ~15 cm 土层土壤平均含水量在17.61% ~18.77%之间波动,从坡上至坡下有逐渐增大的 趋势;坡上和坡下样带垂直变异系数明显高于坡中,样带1、11 及12 的垂直变异系数最高,分别为10.17%、 13.39%及15.02%,属于中等变异程度,而各样带间的水平变异程度很弱;0 ~5 cm 土层土壤含水量与叶面积指数 和林冠开度分别呈极显著正相关和极显著负相关关系,5 ~10 cm 和10 ~15 cm 土层土壤含水量与叶面积指数呈极 显著负相关关系,而与林冠开度相关性不显著;土壤温度与土壤含水量呈极显著负相关;雨后4 d 内,各样带土壤含 水量均逐渐降低,表层土壤含水量降幅明显大于下层,说明降雨对表层土壤水分影响较大,而对下层土壤水分影响 较小。      

不同灌溉定额对枸杞土壤水分动态变化规律的影响

利用时域反射仪对不同灌溉定额下枸杞园土壤水分的变化特征进行研究,分析不同灌溉定额条件下土壤水分垂直变化特征。结果表明,枸杞园中土壤水分变化的深度一般在0～100cm,0～60cm土层变化尤为激烈,灌水量越大,变化越明显,100～180cm土层各处理土壤水分变化不明显;根据不同处理土壤水分运移规律,将0～180cm土层垂直分为4层,即活跃层(0～30cm)、次活跃层(30～60cm)、缓变层(60～100cm)和均稳层(100～180cm)。     

辽东山地森林景观界面土壤水分变异特征研究

为了评价不同森林植被类型水源涵养能力的差异性,采用定位研究的方法,通过布点测试了林下0~30cm土壤水分含量的变化,重点对辽东山地雨季胡桃楸天然次生林与落叶松人工纯林2种森林景观界面土壤水分演化动态进行了研究。结果表明:胡桃楸天然次生林和落叶松纯林2种森林植被类型之间土壤水分含量存在差异性,蓄水能力差异显著。主要表现为:由坡上至坡下依次分布胡桃楸天然次生林与落叶松人工纯林,可划分胡桃楸林、景观界面区、落叶松林3个功能区;景观界面区各土层深度的土壤含水率均明显高于胡桃秋林及落叶松林功能区。沿等高线方向土壤水分变化呈现出先平稳后波动趋势。垂直方向上土壤含水率均呈现随土层深度(0~30cm)增加而降低趋势,可依次分为速变层、渐变层和稳定层3个层次。采用移动窗口法界定雨季期间(8—10月)不同土层深度胡桃楸天然次生林、落叶松人工林景观界面土壤水分影响域范围,得出0~10cm土层土壤水分影响域范围25m,界面类型为渐变型界面;10~20cm土层土壤水分影响域范围20m,界面类型为渐变型界面;20~30cm土层土壤水分影响域范围10m;其中8、10月均为渐变型界面,9月为突变型界面。      

沿淮淮北麦田土壤水分动态分析

沿淮淮北地区年度间土壤含水率差异较大,土壤含水率与当年降雨量呈正相关,60 cm以上土层的含水率相关显著.淮北地区的平均土壤含水率高于沿淮地区.随着土层的加深土壤含水率的变化逐渐变小.淮北地区土壤含水率的垂直分布呈"S"型,沿淮地区土壤含水率垂直分布规律性不明显.     

宁夏盐池沙地土壤水分条件与植被分布格局

以宁夏盐池沙地为对象,研究了沙地水分条件与植被分布格局的关系。通过对2002年和2003年样地调查数据的分析,运用烘干法和L 520型中子仪对不同坡位的土壤水分含量进行测定,研究结果表明,有植被覆盖地段的30 cm和60 cm土层的土壤含水量比裸地低约10%,其变化幅度也由于植物不同生长阶段耗水量的不同而比裸地剧烈,特别是植物根系密集的30 cm土层。土壤含水量的高低决定了该区域的植物种类。选择的10块样地中,只有耐旱能力很强的苦豆子生长在含水量较少的沙丘顶部,主要伴生种只有沙蓬和赖草,赖草、沙蒿、猫头刺和柠条6块样地均分布在水分条件相对较好的沙平地,主要伴生种有10种。土壤含水量与地表植被相互作用、相互制约,沙地的水分条件决定了植被分布的格局。     

宜昌地区土壤有机质的空间分布及演变特征

对宜昌地区13个典型土壤剖面土壤有机质进行了测定和统计分析。结果表明,宜昌地区土壤有机质表现出显著的空间变异性。在水平分布上,西部高山区土壤有机质最为丰富,高山棕壤土0～10 cm土层有机质含量可达到77.72 g/kg;中部低山丘陵区土壤养分缺乏,尤其是耕种后的红壤土0～10 cm土层有机质含量仅有2.83 g/kg;东部河谷平原区土壤有机质相对较高,水稻土表土层有机质含量为27.10g/kg。在垂直分布上,大多土壤剖面有机质都表现出显著的表聚性,并且黄棕壤、棕壤2种地带性土壤以及非地带性土壤中的潮土表现出明显的从表层往下有机质依次递减的规律。近30年来,宜昌地区土壤有机质整体上出现一定的退化特征,其中黄壤与红壤的退化特征尤为明显,0～10 cm土层有机质分别下降39.9%和54.7%。     

Vertical Distribution and Seasonal Dynamics of Fine Root Parameters for Apple Trees of Different Ages on the Loess Plateau of China

The vertical distribution pattern and seasonal dynamics of fine root parameters for the apple trees of different ages （3, 10, 15, and 20 years old） on the Loess Plateau of China were studied. Soil coring method was used to determine the vertical distribution and seasonal dynamics of fine roots at different root radial distances （1.0, 1.5, and 2.0 m from the main tree trunk）. The fine root biomass density （FRD）, fine root length density （RLD）, and specific root length （SRL）, as well as soil water content and soil temperature were also measured. The FRD and RLD for the 10, 15, and 20 years old trees reached peak values in the 20-30 cm soil layer. For the 3 years old tree, the highest FRD and RLD were observed in the 10-20 cm soil layer. The FRD and RLD decreased with increased soil depth from the 10-20 or 20-30 cm soil layer for all age apple trees. The SRL declined with the increase of tree age. The FRD at the 1.0 m radial distance from the main tree trunk was higher than that at other radial distances in the 3 and 10 years old orchard. However, in the 15 and 20 years old orchards, especially the 20 years old orchard, the FRD at the 2.0 m radial distance was nearly equal to or higher than that at the 1.0 and 1.5 m radial distances. For all the root radiuses or the tree ages, the FRD, RLD, and SRL were the highest in spring and the lowest in autumn. The age of an apple tree does not affect the vertical distribution pattern but the biomass of fine roots and the SRL. Radial distance affects the root horizontal distribution of 3 and 10 years old trees but the 15 and 20 years old trees. Additionally, effects of soil temperature and soil moisture on fine root distribution or seasonal dynamics are not significant.     

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...     

垄膜集雨对陇东旱塬苹果根系分布及土壤性状的影响

为探明黄土高原旱塬区垄膜集雨措施对苹果根系及土壤性状的影响，以9 a生苹果树为试材，结合田间调查和室内测量的方法，研究垄膜集雨保墒条件下果树根系分布及土壤性质的变化特点。结果表明，垄膜和清耕处理苹果根系水平分布特征相似，垂直分布有明显差异。清耕条件下，富士苹果根系主要分布在距离主干30~150 cm内的20~80 cm深土层中，以40~60 cm土层分布最多；而垄膜集雨处理根系主要集中在 0~20 cm 土层中，占根系总量的48.18%，随着土壤深度的增加，根系生物量减少，表现出根系上浮现象；垄膜和清耕处理土壤体积质量与总根长、根系生物量、根系表面积、根长密度均呈极显著负相关，而土壤含水量与根系各指标呈极显著正相关；垄膜处理下，0~40 cm土壤体积质量明显降低，而土壤含水量显著提高。