辽西北沙地流动沙丘土壤水分时空变化特征研究

以辽西北沙地流动沙丘为对象,研究了土壤水分运动的时空变化特征。结果表明:流动沙丘土壤含水率的时间变化与降雨有密切关系,春季土壤含水率较低,为0.1%～3.1%;夏季土壤含水率较高,为2.5%～5.1%;秋季土壤含水率略高于春季,为2.2%～3.6%。土壤含水率垂直变化位为:0～10cm土壤含水率变异程度较大,受降雨和蒸发影响强烈;10cm～80cm变异程度相对小些;80cm～120cm土壤含水率比较稳定。流动沙丘不同部位的土壤含水率受干沙层厚度频繁变化和降雨量影响显著,阴坡底含水率>阳坡底>阳坡中>丘顶>阴中。     

清水河流域典型林分类型土壤水分特征研究

【目的】水是植被分布的限制因子,为改善清水河流域的生态环境及土壤生态建设,对该流域典型林分类型下土壤水分状况展开研究。【方法】本文采用土壤剖面水分速测仪(TRIME-FM)对清水河流域立地条件一致的4种典型林分类型(落桦混交林、山杨林、白桦林和华北落叶松林)进行土壤水分的动态监测。【结果】:(1)4种林分的土壤平均含水量差异显著,其大小排序为:白桦林(17.80%)落桦混交林(14.16%)华北落叶松林(12.38%)山杨林(11.45%),8-9月份土壤蓄水量最大的为白桦林(142.40 mm),最小的为山杨林(91.60 mm)。(2)土壤含水量与降雨量呈现正相关关系,降雨量大则土壤含水量大,降雨量小则土壤含水量小(降雨量10 mm时土壤表层水分对降雨敏感性大,10 mm≤降雨量24.9 mm时10~20 cm土层水分对降雨敏感性较大),4个林分中白桦林的土壤含水量最高。(3)4个林分类型在0~80 cm随深度增加呈波浪形变化,其中华北落叶松林变化幅度最大;随土壤深度增加,各林分土壤水分变化幅度逐渐变小,变异系数也逐渐减小。0~10 cm土层对土壤蒸发的敏感性较强,20~80 cm土层对林木蒸腾耗水的敏感性较强。在0~40 cm土层范围内,白桦林各层土壤含水量明显高于其他3个林分类型。【结论】该地区典型林分中阔叶林下土壤含水量的变化幅度小于针叶林和针阔混交林。     

南京城郊不同植被类型土壤含水量变异规律

选择南京市城郊毛竹Phyllostachys edulis林和千金子Leptochloa chinensis草地, 分别在地下土壤5, 15, 30 cm深度埋设土壤水分探头, 在2.0 m高度处测定空气温度和湿度, 所有数据按照15 min间隔连续记录。研究了降雨间隔期不同植被土壤水分变异规律。结果表明:①不同土地利用类型受植物根系和凋落物影响, 相应层次间土壤体积含水量差异很大。草地相应层次土壤年平均体积含水量显著(P=0.05)低于毛竹林相应层次, 有凋落物覆盖的毛竹林0~40 cm土壤年平均含水量比草地多9.12%, 提高43.41%。②土壤含水量年平均变异系数在各土地利用类型内均和年平均土壤含水量呈显著(毛竹林:R2=0.77;草地:R2=0.986 4)负相关, 草地土壤年平均含水量变异系数变动为8.70%~16.80%, 毛竹林土壤年平均含水量变异系数变动为13.9%~16.4%, 下限显著高于草地, 波动幅度小, 表明毛竹林地土壤具有显著高于草地的水分涵养能力, 适合作为水源涵养林建设林种。③不同层次土壤含水量降雨间隔期呈指数显著(R2>0.9)相关关系消退。利用不同季节不同层次间土壤含水率指数模型, 可以预测森林抗旱能力并依次作出经营管理预案。     

晋西黄土区刺槐林地土壤水分对降雨的响应

通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1）坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2）垂直方向上,0~20 cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层（10~20 cm土层）土壤含水率的上升有先后之分,与表层（0~10 cm土层）相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层（20~150 cm土层）土壤含水率对降雨几乎无响应过程。3）坡面上表层土壤含水率对降雨的响应受降雨强度和植被密度影响,当降雨强度较小时,土壤含水率变化会出现上升期和退水期;当降雨强度较大时,土壤含水率变化则分为上升期、平台期和退水期,各期到达时间会因植被密度增加而出现相应的滞后现象。      

降雨对流动沙丘水分动态变化特征的影响

流动沙丘水分动态状况是合理进行固沙植被配置的基础,而降雨及其入渗特征又是影响流动沙丘水分动态的重要因素。采用Watchdog土壤水分自动监测系统和CR-1000型自动气象站自动采集的降雨数据,同步监测了浑善达克沙地南缘多伦县流动沙丘0~120cm土层土壤体积含水量的动态变化。结果表明:6月21日至10月31日间,流动沙丘不同土层水分含量变化受降雨量、累计降雨量以及降雨入渗效应等多因素的影响。其中,流动沙丘40cm以上土层水分动态对日降雨量的响应敏感,日降雨50mm或受累计降雨入渗效应的影响能够提高80cm和120cm土层水分含量。降雨量20mm时降雨湿润深度低于20cm土层、30mm时湿润深度为40~80cm土层、49.27mm时湿润深度可达120cm土层,说明降雨对流动沙丘水分状况有补给作用,但是对80cm以下土层水分状况的补给能力有限。     

高速公路绿化带土壤水分动态变化规律研究

【目的】研究高速公路绿化带边坡的土壤水分动态变化规律,旨在为高速公路生态绿化提供参考。【方法】2009年4-11月对河北固安县廊涿高速各观测点(阳坡、阴坡、平地及中央隔离带)不同土层深度(0~40cm)含水量及降雨量进行连续观测,分析了高速公路绿化带土壤水分的动态变化规律。【结果】4-5月,各观测点土壤含水量持续下降;5-8月,各观测点土壤含水量迅速增加,并保持在较高水平;8-10月,各观测点土壤含水量逐渐降低;10-11月,各观测点土壤含水量稳中有升。各观测点表层(0~10cm)和下层(10~20cm)的土壤含水量波动较大,变异系数平均值为28.39%和24.85%,深层(20~40cm)土壤含水量的变化明显减弱,变异系数平均值为19.41%。在0~40cm土层,中央隔离带的土壤含水量较高,阴坡和阳坡次之,平地最低。【结论】高速公路边坡土壤水分的季节性动态变化规律显著,且与降雨规律一致。5-10月的土壤水分条件最好。土壤水分的空间变化可分为速变层(0~20cm)和活跃层(20~40cm)2个层次。各观测点中,中央隔离带的土壤水分条件最好,阴坡和阳坡次之,平地土壤水分条件最差。     

黄土高原不同降雨量条件下梯田与坡地土壤水分变化特征

[目的]研究不同降雨量下黄土高原坡地和梯田土壤水分的运移及分布情况。[方法]以黄土高原陕西乾县为试验区,通过田间试验,研究不同降雨量条件下梯田与坡地土壤含水量变化情况。[结果]梯田和坡地土壤含水量空间垂直变化分为4个层次:1土壤水分速变层(10~40 cm)。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。该层受水文气象、耕作措施、冠层覆被等多种因素的影响较大,土壤水分变化较大。2土壤水分缓变层(40~80 cm)。该层土壤水分受诸多因素的影响相对小,土壤水分变化幅度小。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。3土壤水分过渡层(80~100 cm)。该层坡地土壤水分变化缓慢,而梯田土壤水分变化迅速,即开始由大向小快速突变。4土壤水分相对稳定层(100 cm以下)。该层梯田土壤含水量小,坡地土壤含水量大。[结论]初步掌握了黄土高原乾县的土壤水分变化特征。     

土壤水分变异对降雨和植被的响应

在我国半干旱地区水土流失严重的黄土高原,开展土壤水分的时空变异研究有着极其重要的生态意义,是土地可持续利用的基础。该文利用时间序列分析方法,研究了黄土高原丘壑区降雨、植被对土壤水分特征变化的影响。结果表明,红豆草和豌豆的表层土壤含水量对降雨响应速度快于油松土壤含水量;水分入渗增湿与同期降雨量密切相关;土壤含水量对降雨的响应时间随土层深度的增加而变长。     

保墒措施对盛果期油茶林地土壤水分时空特征的影响

为探究高产油茶成林地适宜保墒措施,调查观测不同保墒措施下油茶林地的土壤含水量。结果表明:夏季林地0~20 cm层与20~40 cm层的土壤含水量分别只有春季的75.2%与83.3%,夏、秋季土壤0~20 cm层的含水量波动幅度最大;4种保墒措施中各季节均以茶壳覆盖的土壤水分含量高,比对照增加12.24%;覆盖稻草可明显提高夏季、冬季土壤0~20 cm土层水分含量,春、秋季滴灌能显著改善林地20~40 cm的土壤水分,比对照分别提高25.03%与19.12%;秋、冬季生态膜覆盖的林地20~40 cm土壤水分较高;稻草覆盖可显著提高0~20 cm层土壤水分。油茶试验区上半年降雨量占到全年的68.29%,春季降雨占近一半,降雨量季节分布不均与林地土壤含水量变化密切相关。     

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。      

南方红壤丘陵区不同植被类型土壤不同土层水分对降水的响应

以江西省泰和县老虎山小流域为研究对象,使用ECH_2O土壤含水率监测系统,对该区域百喜草(Paspalum notatumn)地、马尾松(Pinus massoniana)林地不同土层土壤含水率进行了定位监测,以裸地作为对照,分析红壤丘陵区百喜草地、马尾松林地各土层土壤水分对不同强度降水的响应。结果表明:(1)降雨后,不同土层深度土壤含水率的变化趋势相同且同一植被各土层土壤含水率从大到小依次为:5、15、30、60 cm土层。(2)同一土层,百喜草土壤含水率增长最快,其次为马尾松,最后为裸地。其中小雨时,,其他土层土壤含水率均有增加(百喜草增加2.42%~3.81%,马尾松增加1.94%~3.10%,裸地增加1.30%~2.34%),60 cm土层无响应;中雨时,百喜草土壤含水率增加1.73%~3.89%,马尾松增加1.56%~3.45%,裸地增加1.41%~2.98%;大雨时,百喜草土壤含水率增加2.94%~8.81%,马尾松土壤含水率增加2.51%~8.10%,裸地土壤含水率增加2.44%~7.67%。(3)土壤含水率主要受降水影响,降雨强度越大,土壤含水率增长速率越快。降雨强度为4.43 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(0.42%~0.57%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(1.91%~2.16%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(1.74%~1.98%)/h,60 cm土层无响应;降雨强度为12.74 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率(4.41%~4.89%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(4.98%~5.41%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(2.33%~3.06%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(0.34%~0.52%)/h;降雨强度为22.49 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(5.38%~5.83%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(5.60%~6.02%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(3.26%~3.61%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(1.05%~1.27%)/h。(4)在同一降水类型条件下,百喜草地土壤退水时间最长,其次为马尾松林地,最后为裸地。     

小陇山林区主要林分类型森林土壤持水能力研究

以小陇山林区阔叶混交林、锐齿栎林、日本落叶松林和针阔混交林4种主要林分类型森林土壤为研究对象,对不同林分类型森林土壤持水特性进行了研究.结果表明:各林分类型森林土壤容重变化在1.28～1.44g/cm3之间,排序为:阔叶混交林>日本落叶松>针阔混交林>锐齿栎林;土壤总孔隙度变化在45.82%～51.7%之间,排序为:锐齿栎林>针阔混交林>阔叶混交林>日本落叶松;各林分类型土壤最大持水量及非毛管持水量随着土壤深度的增加,都呈现递减趋势.土壤最大持水量排序为:锐齿栎林>针阔混交林>阔叶混交林>日本落叶松,非毛管持水量排序为针阔混交林>阔叶混交林>锐齿栎林>日本落叶松;各林分类型森林土壤最大持水量均值为2 801.0t/hm2,有效持水量均值为872.3t/hm2.林区森林土壤有效持水量均值低于1 000t/hm2,仅相当于87.2mm的降水,表明小陇山林区森林土壤持水能力较弱.     

降水与土壤含水量关系分析

[目的]了解土壤含水量与降水的关系,为防涝抗旱提供依据.[方法]对濉溪县2011-2012年逐日土壤含水量时空变化及其与降水量的关系进行相关分析.[结果]0～60 cm土壤含水量与深度二次曲线相关,低点随含水量增加而下移;20～30、60～100 cm土层含水量与月度二次曲线相关.入渗深度与过程降水量、雨前表土层含水量正相关,入渗速度与雨前表土层含水量负相关,雨后耕层含水量与入渗深度正相关.雨后表土层含水量及变化与雨前表土层含水量和降水量对数正相关,雨后10～20 cm土层含水量及变化与雨前10～20 cm土层含水量和降水量正相关.[结论]濉溪县常年降水量略有不足,要补充灌溉,抓住有利时机实施人工增雨作业.     

模拟降水量条件下不同种植方式集雨效应研究

针对阴山北麓旱作区雨水蓄积利用效率低的问题,探讨本地区主要种植方式对降水的蓄积效应及降水后土壤水分变化动态。本研究采用模拟降水试验方法,对降水后农田土层水分含量的变化情况进行监测和分析,结果表明:1)在4mm降水下,粘壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照;在12mm降水下,沙壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照。不同降雨量粘壤土和沙壤土贮水量增量表现一致,大小顺序均为垄作全膜垄作半膜平作全膜平作半膜平作(CK)。以8mm降水为例,粘壤土各处理中,垄作全膜处理下土壤贮水增量为6.5mm,是对照的1.76倍,沙壤土各处理中,垄作全膜种植方式贮水增量是对照的3.2倍。2)垄作全膜能够将12mm以上降水蓄积在粘壤土表层,使该层土壤水分变化较小,土壤含水量基本维持在15.0%~16.5%,沙壤土蓄积雨水效果较差。3)在降水后5d内,粘壤土土壤水分变化为0~20cm土壤含水量呈降低趋势,降水后第3天该土层土壤含水量下降变缓,20~30cm土壤含水量先增加后降低,在降水后第3天达到最高,30~50cm土壤含水量均呈增加趋势;沙壤土土壤水分变化为0~30cm土壤含水量下降趋势较明显,30~50cm土壤含水量表现为先增加后降低。因此,在本地区生产条件下,垄作全膜不仅具有良好的集雨效果,而且能够将积蓄雨水主要分布于土壤表层30~50cm,从而对有限的降水资源进行再分配,提高作物的水分利用效率。     

江西庐山自然保护区不同森林植被下土壤的持水性能分析

对庐山自然保护区内6种主要森林植被下枯枝落叶累积量及其吸水量和土壤物理性质、土壤水分的入渗性能进行测定分析。结果表明,该自然保护区森林枯枝落叶层平均累积量为18.67 t/hm2,其平均最大净吸水量为35.75 t/hm2,相当于3.58 mm的降雨深度,说明其森林枯枝落叶层涵养水源功能较为显著。6种森林植被下土壤容重的大小顺序为黄山松〉玉山毛竹〉茅栗、白辛树〉青岗栎、化香〉山毛榉〉马尾松;土壤非毛管孔隙度的大小顺序为马尾松〉茅栗、白辛树〉山毛榉〉玉山毛竹〉黄山松〉青岗栎、化香;马尾松林下土壤硬度最小,而土壤毛管孔隙度最大;从土壤水分的入渗性能来看,马尾松林涵养水源和理水调洪的功能要远大于其他林地类型,玉山毛竹林地最差。     

库布齐东段典型人工固沙林土壤水分时空变化特征

以库布齐沙漠东段典型人工固沙林（油蒿林、沙柳林、柠条林）为对象,利用TRIME-PICO土壤水分观测系统对2017-2019年生长季迎风坡顶部、中部和底部0～180 cm土层深度土壤含水量进行连续监测,探讨区域植被类型和环境因子对土壤水分时空变化的影响。结果表明,研究区平均土壤含水量年际变化受降雨量影响表现为:2019年（9.7%）>2018年（8.6%）>2017年（4.3%）;因植被生长特性差异,土壤含水量表现为:油蒿林（7.9%）>沙柳林（7.8%）>柠条林（6.9%）;不同坡位土壤含水量略有差异,油蒿林和柠条林表现为:迎风坡底部>中部>顶部,而沙柳林为:迎风坡底部>顶部>中部;不同样地土壤含水量垂直变化明显,均呈现先减小后缓慢增大的趋势,含水量最大值均出现在浅层（0~40 cm）,由于降雨入渗和植被根系分布的不同,最小值在中层和深层均有出现;3种样地土壤水分时间变异系数为0.2~0.4,浅层时间变异性较大,深层较为稳定;土壤水分与垂直变异系数呈负相关。总体上,季节变化和土层深度在时间和空间维度对土壤水分有较大影响,土壤水分和植被生长既相互作用又相互制约。     

5种主要森林类型涵养水源能力比较研究

从林冠层、凋落物层及土壤层3个生态作用层次对三峡库区莲峡河小流域5种主要森林类型的涵养水源功能进行了定量研究 结果表明: 林内透雨量、树干径流量与降雨量、降雨强度呈二元线性关系; 林冠截留量与降雨量呈幂函数关系 林冠截留率为16 34%~27 43%, 平均为22 15%, 依次为针阔混交林>马尾松林>针叶混交林>柏木林; 凋落物储量为10 52~21 90t·hm-2, 平均为17 61t·hm-2, 依次为针阔混交林>马尾松林>柏木林>针叶混交林>灌木林; 凋落物最大持水量为2 66~4 19mm, 平均为3 48mm, 依次为柏木林>针叶混交林>针阔混交林>马尾松林>灌木林; 土壤层非毛管蓄水量为34 68~ 44 16 mm, 平均为40 35mm,依次为柏木林>针阔混交林>针叶混交林>马尾松林>灌木林; 各种森林生态系统能够截留的降雨量总量为377 6~494 6t·hm-2, 平均为446 56t·hm-2, 柏木林的涵养水源功能最好, 针阔混交林、针叶混交林、马尾松林次之, 灌木林最小     

浅沟坡面红壤水分季节变化特征及其影响因子

在2007年5月到2008年1月期间,供试土壤为红壤及坡面坡度为15°条件下,利用定位观测数据,探讨了天然降雨条件下浅沟侵蚀小区土壤水分季节变化特征,分析了降雨、土壤质地、等高绿篱、浅沟地形等四个因素对土壤水分动态变化的影响。结果表明,小区坡面0-45 cm土层平均土壤水分含量季节变化规律基本与降水变化一致,降水是影响浅沟坡面土壤水分变化的主要原因;绿篱对浅沟坡面土壤水分的影响因存在季节性的差异,雨季等高绿篱措施对提高浅沟坡面0-45 cm土层含水量作用显著,旱季则相反;土壤质地和浅沟微地形也是影响土壤水分变化的重要因素,但其影响都不如降雨和绿篱的影响显著,种植绿篱有利于保持坡面水分。     

祁连山寺大隆林区土壤水分动态研究

通过对祁连山寺大隆林区云杉林、圆柏林、灌丛林、放牧草地等４种主要植被类型土壤水分动态的长期定位研究,揭示出生长季节内各植被类型的土壤水分动态变化规律：土壤水分的年变幅以云杉林为最小,各类型土壤含水量随土层深度增加而递减,均分为３个作用层。土壤０ｃｍ～８０ｃｍ年平均持水量、多年平均持水量以灌丛林最高,分别为２２８ｍｍ、３９１．９２ｍｍ,云杉林、圆柏林、放牧草地依次递减。雨季土壤水分的消退以表层最快,向下呈递减趋势,而且因土壤类型不同差异较大;评价土壤水分有效性认为云杉林土壤水分供应状况最好。雨季是本区最佳的造林季节。