黄土高原典型林分土壤水文物理性质及持水性能

【目的】通过对黄土高原典型林分类型土壤水文物理性质及持水性能的研究,以期为该区域合理水资源综合管理和林分种类选取配置经营提供科学依据.【方法】采用野外观测和室内浸水相结合的试验方法,得到3种林分类型(贺兰山油松天然林、子午岭油松次生林、陇东黄土高原刺槐人工林及六盘山华北落叶松人工林)的土壤水文物理特征指标.【结果】不同林分类型的土壤容重、孔隙度与持水性能存在差异.土壤容重随土层深度增加而增大,子午岭油松次生林(1.24 g/cm~3)最大,陇东黄土高原刺槐人工林(1.16 g/cm~3)与六盘山华北落叶松人工林(1.16 g/cm~3)次之,贺兰山油松天然林(0.98 g/cm~3)最小;土壤孔隙度随土层加深而减小,总孔隙度与毛管孔隙度为贺兰山油松天然林陇东黄土高原刺槐人工林六盘山华北落叶松人工林子午岭油松次生林,非毛管孔隙度为陇东黄土高原刺槐人工林子午岭油松次生林贺兰山油松天然林六盘山华北落叶松人工林;贺兰山油松天然林土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率均值均与其它三种林分类型差异极显著(P0.01),土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率大小依次为贺兰山油松天然林陇东黄土高原刺槐人工林六盘山华北落叶松人工林子午岭油松次生林;土壤容重与土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、饱和持水率、毛管持水率、非毛管持水率均存在极显著负相关关系,土壤总孔隙度、毛管孔隙度与持水性能呈极显著正相关,非毛管孔隙度与土壤饱和持水率呈极显著正相关,其中以土壤容重、总孔隙度与饱和持水率的相关性最好.【结论】贺兰山油松天然林持水性最优,陇东黄土高原刺槐人工林与六盘山华北落叶松人工林次之,子午岭油松次生林最差.     

不同水土保持措施对红壤坡耕地土壤物理性质的影响

【目的】针对红壤坡耕地土壤结构差、水土流失严重等问题,研究不同水土保持措施对土壤容重、孔隙度等土壤物理性质的影响,为实现红壤坡耕地的持续、高效利用提供参考。【方法】以等高花生常规耕作为对照(CK),探析表施聚丙烯酰胺(PAM)、香根草篱和PAM+香根草篱等3种水土保持措施对土壤容重、孔隙度、持水量的影响,综合评价不同措施对土壤物理性质的改良效果。【结果】不同水土保持措施处理下0~20 cm土层土壤容重差异显著(P<0.05),3种水土保持措施主要对红壤坡耕地0~20 cm土壤容重改善效果明显;不同处理下0~40 cm土层土壤孔隙度和持水量差异不显著(P>0.05),不同水土保持措施对0~10 cm土层土壤孔隙度和持水量的提升效果较好。土壤容重与其他土壤物理指标呈负相关,且作为主成分评价不同水土保持措施对土壤物理性质的改良效果的贡献率较高(76.517%)。【结论】土壤容重是评价不同水土保持措施对土壤物理性质改良效果的重要因子,影响着土壤孔隙度和持水量等物理性质;不同水土保持措施对0~10 cm土层土壤物理性质的综合改良效果较好,且以表施PAM+香根草篱效果最佳,是值得推广应用的红壤坡耕地水土保持措施。     

海拔对毛竹林土壤水分物理性质及叶SPAD值的影响

【目的】为了解海拔对毛竹林土壤水分物理性质及竹叶SPAD的影响。【方法】在河北省崇阳县选择2个海拔梯度的毛竹林进行了对比研究,分析其土壤容重、空隙状况、持水性能和叶片SPAD的差异。【结果】随着海拔的升高,土壤容重呈下降的趋势,而土壤孔隙状况(非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度)和持水性能(最大持水量、毛管持水量和最小持水量)均呈增加的趋势。随着土层的加深,土壤容重增加,而土壤孔隙状况和持水性能下降。海拔对容重、毛管持水量和最小持水量影响显著;土层对容重、最大持水量影响显著。I度竹SPAD值表现为低海拔高海拔,而II度和III度竹则表现为低海拔高海拔;土壤水分物理性质中,容重、毛管持水量和非毛管孔隙度对毛竹叶片SPAD值的影响较大。【结论】海拔梯度造成了土壤水分物理性状的差异,对毛竹生长有一定影响。本研究区高海拔土壤水分物理性质较低海拔可能更适合毛竹分布。     

城市绿地不同植被群落对表层土壤入渗的影响

为探索郑州市城市不同植被群落对绿地表层土壤入渗的影响,以郑州市城区13种不同绿地表层土壤为对象,通过测定土壤物理性质及土壤饱和导水率,探讨了土壤物理性质对土壤入渗的影响。结果表明:1）不同绿地表层土壤的物理性质差别较大,乔灌草混合配置的绿地比单一种植的绿地理化性质更好,且土壤的物理理化性质易受到人为踩踏等因素的影响。2）不同绿地表层土壤水分入渗性能与持水能力差异显著,乔灌草混合配置的绿地比单一种植的绿地入渗性能和持水能力好,表现为较高的饱和导水率和田间持水量,其中银杏-麦冬配置的绿地饱和导水率最高,西府海棠-沿阶草配置的绿地饱和导水率最小;大叶黄杨单作绿地的田间持水能力最强,西府海棠-沿阶草配置的绿地田间持水能力最弱。3）土壤饱和导水率与总孔隙度呈极显著正相关关系,其中非毛管孔隙度与毛管孔隙度呈显著正相关关系。土壤饱和导水率与容重呈极显著负相关关系;田间持水量与土壤总孔隙度呈显著正相关。城市绿地建设采用乔灌草混合配置的形式,能有效提高绿地土壤的入渗能力和持水能力,降低城市内涝风险。     

西藏加乌拉山土壤物理性质垂直地带性特征

以西藏加乌拉山为研究对象,采用野外调查与室内试验的方法,测定加乌拉山山脉南北两侧不同海拔梯度的土壤容重、含水量和孔隙度等8项物理性质,分析不同海拔、不同坡向下各土壤指标的差异性及各指标间的相关性,旨为高原生态建设、区域水土保持工作提供科学理论依据。结果表明,1）不同海拔不同土层土壤物理性质存在一定的差异,不同海拔土壤样品的土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、土壤含水量、土壤饱和含水量和土壤毛管持水量的变化范围分别为0.99~1.59 g/cm³、40.85%~67.47%、1.63%~6.76%、42.80%~70.17%、5.71%~20.42%、25.55%~68.55%、25.27%~65.34%。2）在山麓北坡,海拔与容重呈极显著负相关（P<0.01）,与土壤饱和含水量、土壤毛管持水量、土壤非毛管孔隙度的相关关系为极显著正相关（P<0.01）,土壤容重与其他物理指标呈极显著负相关（P<0.01）;在山麓南坡,土壤毛管孔隙度、总孔隙度、土壤毛管持水量与海拔呈显著负相关（P<0.05）,总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤含水量与土壤容重呈极显著负相关（P<0.01）。3）研究区整体上0~10 cm土层土壤物理性质基本优于10~20 cm和20~30 cm;综合各海拔土壤物理性质表明,山麓北坡随着海拔升高,土壤各项物理指标越好,而南坡则相反。     

不同生态系统黑土的孔隙状况和持水性能

黑土水土流失日益严重,解决水土流失问题已迫在眉睫.而水土流失的程度受到土壤孔隙度和持水性能的影响.文章通过对裸地、草地、农田和林地等4种不同生态系统内不同深度土壤的容重、孔隙度及持水量进行了方差分析及比较.结果表明,草地、农田和林地土壤的容重均小于裸地,其容重大小依次为草地＜农田＜林地＜裸地;孔隙度大小依次为草地＞农田＞林地＞裸地;在土壤持水性能方面,草地优于其他生态系统,其大小依次为草地＞农田＞林地＞裸地.     

西藏尼洋河流域下游5种典型土地利用方式土壤物理性质差异分析

【目的】探明西藏尼洋河流域下游不同土地利用方式对土壤物理性质的影响,为该地区水土流失治理提供理论依据。【方法】在尼洋河下游河谷地带,采集天然林地、人工林地、河滩林地、农耕地、草地5种典型土地利用方式,选取每个样点0~15,15~30cm土层样品,测定土壤体积质量,孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度),含水率(饱和含水率、毛管含水率),田间持水率,渗透性(初始渗透速率、稳定渗透速率、平均渗透速率),并对各指标的相互关系进行了分析。【结果】不同土地利用方式土壤体积质量、孔隙度、持水性能有明显差异,土壤体积质量表现为0~15cm土层15~30cm土层,人工林地(1.51g/cm~3)农耕地(1.40g/cm~3)草地(1.16g/cm~3)河滩林地(1.12g/cm~3)天然林地(0.92g/cm~3)。天然林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均明显大于其他土地利用方式,且土壤体积质量与土壤总孔隙度呈显著负相关关系。天然林地饱和含水率、毛管含水率均极显著大于其余土地利用方式。除河滩林地外,其余土地利用方式下土壤饱和含水率、毛管含水率随土层深度增加呈减小趋势。土壤饱和含水率、毛管含水率、田间持水率与土壤体积质量呈显著性负相关关系,与总孔隙度呈显著正相关关系。各土地利用方式下土壤渗透性存在一定差异,但大多差异未达显著水平,具体表现为:天然林地河滩林地农耕地人工林地草地。除草地外,其余4种土地利用方式下渗透性均随土层深度增加而增强。【结论】不同土地利用方式对土壤物理性质影响有差异,其中天然林地土壤物理性质最优,人工林地较差,在进行土地利用时应减少人为干扰强度,避免对自然植被产生破坏。     

高冰草对土壤物理性质的影响研究

为探讨高冰草（Agropyron elongatum）对土壤物理性质的改良效果,本文对种植高冰草前、后不同土层的多项土壤物理性质指标进行了比较分析。结果表明：种植高冰草后的所有土层土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、毛管持水量和田间持水量均极显著提高（P<0.01）,非毛管孔隙度极显著降低（P<0.01）,而土壤容重、土壤通气度则无明显差异。随着土层深度的增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、毛管持水量和田间持水量和土壤通气度均呈递减趋势,土壤非毛管孔隙度呈先增加后递减的趋势,土壤容重则呈递增趋势。综合分析表明,种植高冰草有利于增强土壤涵养水源的能力,提高水资源利用效率,对土壤的物理性质有一定的改善作用。     

不同林分配置对土壤水分物理性质的影响

【目的】探讨不同林分配置对土壤水分物理性质的影响,以期为人工林的可持续经营与管理提供理论依据。【方法】以西柳沟3种造林树种纯林与混交林土壤水分物理性质为研究对象,采用常规方法对0～30 cm土层土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度和土壤崩解量进行测定,并构建土壤崩解量与土壤水分物理性质的回归模型。【结果】(1)不同林分配置的土壤容重和土壤孔隙度差异显著。沙棘×柠条、山桃×柠条、沙柳×柠条混交林相较于山杏、油松纯林能够显著降低土壤容重,增加土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度。(2)不同林分配置的土壤含水量和崩解量差异显著。沙柳×柠条、油松×柠条、山桃×柠条混交林相较于山杏、柠条纯林能够显著增加土壤含水量,减小土壤崩解量。(3)不同林分配置未能改变土壤性质垂直分布特性,土壤孔隙度、崩解量随土层深度增加而降低,土壤容重、含水量随土层深度增加而增加。(4)本研究通过岭回归分析得到土壤崩解量与土壤含水量、容重、毛管孔隙度的方程:Y(土壤崩解量)=0.033 8-0.004 9X1(土壤含水量)+0.071 6X2(土壤容重)-0.000 2X3(土壤毛管孔隙度),且上述3个变量可以解释因变量的85.37%。【结论】相较于山杏、油松、柠条纯林,沙棘×柠条、山桃×柠条、沙柳×柠条、油松×柠条等混交林更有利于改善土壤水分物理性质,提高水源涵养能力。     

鄂东南崩岗洪积扇土壤物理性质空间分异特征

【目的】研究崩岗洪积扇农田土壤颗粒组成、容重、土壤孔隙度、土壤持水情况、有机质并分析它们之间的相互关系,同时探索崩岗洪积扇农田土壤物理性质空间分异规律,不仅有利于农业用地规划,也为崩岗洪积扇农田土壤改良提供理论依据,对山区农林业生产具有重要的意义。【方法】运用野外调查结合室内分析的方法,以通城县杨垄小流域崩岗洪积扇农田为研究对象,选定水田和旱地两种洪积扇土地利用方式,分别采集洪积扇农田扇顶、扇中、扇缘以及对照4个区域测定其土壤物理性质,运用Pearson相关系数分析法对各指标之间的内在联系进行探究,研究崩岗对洪积扇农田的影响规律。【结果】崩岗侵蚀导致洪积扇农田土壤严重沙化,土壤结构性恶化。洪积扇农田土壤粗颗粒物质（砾石和砂粒）平均比对照区多75.89%,土壤细颗粒物质（粉粒和黏粒）平均比对照区减少39.13%。土壤有机质含量减少,洪积扇土壤有机质含量平均比对照区减少58.70%;容重增大,相对对照区平均增加0.25 g·cm^-3;土壤孔隙度均小于对照区,饱和持水性和毛管孔隙度显著低于对照区。同时,沿着洪积扇扇缘到扇顶,土壤砾石和砂粒含量呈现逐渐增加,而粉粒和黏粒含量逐渐减少,容重随之增大,土壤孔隙度减少,持水性能也逐渐减弱,有机质逐渐减少的趋势。相关性分析得出,土壤容重与有机质含量呈极显著的负相关（R=-0.907^**）,土壤容重与土壤孔隙性和土壤持水特性呈极显著的负相关,总孔隙度、毛管孔隙度与土壤持水特性均呈极显著的正相关,非毛管孔隙度与各物理性质之间没有明显的相关性。土壤各粒级大小与土壤容重、土壤持水性指标、总孔隙度和毛管孔隙度之间呈显著或极显著相关性。【结论】崩岗侵蚀发生后,洪积扇农田以土壤颗粒组成、有机质、土壤容重、孔隙度以及持水性能为代表的土壤物理性质退化严重。此外,崩岗洪积扇农田土壤物理性质存在空间分异规律,离扇顶越近,土壤物理结构性越差。洪积扇农田土壤指标间存在息息相关的联系,尤其是土壤颗粒组成和其他物理性指标之间的关系,突出了改良洪积扇土壤从土壤颗粒方面入手是可行的,如采取客土法和深耕法可有效改良被侵蚀的土壤结构。研究结果为明确洪积扇农田土壤物理性质提供了依据,为改良崩岗洪积扇土壤结构性奠定了基础,对农业生产和提高农业经济效益有重要意义。     

紫色丘陵区坡耕地生物埂的蓄水保土效应

【目的】研究紫色丘陵区坡耕地生物埂的蓄水保土效应。【方法】采用土壤物理性质及土壤力学分析等综合性研究手段,对4种紫色丘陵区坡耕地生物埂措施的蓄水保土效应及其影响因素进行研究。【结果】（1）不同生物埂措施的土壤总孔隙度表现为桑树埂＞花椒埂＞紫花苜蓿埂＞自然生草埂;生物埂土壤初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率变化趋势一致,依次为桑树埂＞花椒埂＞紫花苜蓿埂＞自然生草埂。（2）生物埂土壤有效库容与对照自然生草埂相比差异明显（P＜0.05）,表现为木本埂＞草埂＞对照自然生草埂;在生物埂蓄水过程中,土壤的非毛管孔隙度和总孔隙度越大,土壤入渗性能越好,土壤水库库容越大;生物埂土壤容重越大,则土壤渗透性和通透性越差,导致土壤无效库容越大,坡耕地农作物水分利用困难。（3）生物埂土壤抗剪强度表现为紫花苜蓿埂（0.38 kg•cm-2）＞花椒埂（0.25 kg•cm-2）＞桑树埂（0.22 kg•cm-2）＞自然生草埂（0.18 kg•cm-2）,内摩擦角以花椒埂最大（20.76°）;生物埂土壤内摩擦角与机械组成分形维数、土壤初始含水率之间呈显著负相关,与微团聚体分形维数呈显著正相关;土壤黏聚力和抗剪强度与机械组成分形维数呈显著负相关,与土壤分散率呈显著正相关,与微团聚体分形维数相关性不显著。【结论】由于紫色丘陵区生物埂措施对土壤孔隙结构等物理性质具有改良作用,提高了土壤有效库容,这对抵御坡耕地季节性干旱作用成效明显;同时也增强了土壤抗剪强度,使得地埂抵抗降雨和径流剪切的能力增强,保证了坡耕地土地生产力的稳定。     

家蚕五龄第1天与第4天后部丝腺蛋白质双向电泳图谱比较

【目的】家蚕后部丝腺是合成分泌占蚕丝总量75%～80%丝素蛋白的器官，通过后部丝腺蛋白的研究，有利于阐明家蚕分泌丝素蛋白及蚕茧优质、高产的机理。【方法】采用蛋白质双向电泳和图像分析技术，研究了家蚕不同品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成变化。【结果】发现各个品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成存在差异，但蛋白质水平的差异，远远小于从EST分析得出的基因表达水平的差异；不同家蚕品种，从五龄第1天到第4天，后部丝腺细胞的蛋白质组成的变化规律各不相同。【结论】暗示了家蚕丝素分泌的过程可能受到多种蛋白的调控，不同的品种，在调控位点及调控蛋白上存在着一定的差异，从而导致了不同品种家蚕后部丝腺细胞在分泌丝素能力上的差异。     

紫色土旱坡地土壤团聚体稳定性特征对侵蚀过程的影响

 【目的】研究紫色土旱坡地土壤团聚体稳定性特征及其对侵蚀过程的影响。【方法】利用野外人工模拟降雨与土壤团聚体特征分析的研究方法,对4种紫色土旱坡地土壤团聚体稳定性特征及其对侵蚀过程影响进行研究。【结果】（1）快速湿润使大部分团聚体崩解为细小的团聚体,慢速湿润和湿润振荡2种处理对5—2 mm大团聚体的影响最大,崩解后集中分布在2—0.5 mm范围内。（2）4种土地利用类型团聚体稳定性大小为桑园地＞苜蓿地＞荒草地＞菜地,快速湿润作用下4种土地利用类型团聚体的平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）都较小,慢速湿润处理的MWD和GMD总体较大,紫色土旱坡地土壤团聚体崩解机制主要是快速湿润时孔隙内封闭的空气压力作用,而黏粒膨胀对团聚体破坏的作用最小。（3）在持续模拟降雨下,4种旱坡地产流产沙量大小为：菜地＞荒草地＞苜蓿地＞桑园地,产流产沙过程与不同土地利用土壤团聚体稳定性特征相耦合;团聚体稳定性指标与产流率和产沙率在第1小时降雨历时相关系数大于第2 小时,快速湿润下MWD值分别和径流总量与侵蚀泥沙总量呈显著负相关,降雨侵蚀产沙过程中土壤团聚体孔隙内部空气压力对土壤团聚体的破碎是侵蚀产沙的主要形式。【结论】土壤团聚体稳定性越差,紫色土旱坡地侵蚀产沙量和径流量越大,降雨前期土壤团聚体稳定性特征与侵蚀产流产沙相关性最高,MWD能更好反映紫色土土壤团聚体与侵蚀产沙和产流间的关系,紫色土旱坡地土壤团聚体内部空气压力破坏是土壤团聚体破碎侵蚀产沙的主要形式。     

新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响

【目的】研究新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响。【方法】采用环刀法,分层次取样,研究草坡河小流域4种震后不同恢复类型样地的新生水土流失对土壤入渗的影响。【结果】在新生水土流失的作用下,地表裸露样地、自然恢复样地和人工种植样地的土壤容重、土壤孔隙和持水能力较对照样地（完全未遭地震破坏）差。土壤初渗率、稳渗率、平均入渗速率和75 min渗透总量在4种处理样地均表现为对照样地＞人工种植样地＞自然恢复样地＞地表裸露样地。土壤入渗性能与非毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著或显著正相关,与土壤容重极显著或显著负相关,与毛管孔隙度的关系不显著。运用综合判断值（F）评价震后不同恢复类型样地的土壤入渗性能优劣,表现为对照样地（1.2569）＞人工种植样地（-0.2252）＞自然恢复样地（-0.4578）＞地表裸露样地（-0.5738）;回归分析表明：通用经验模型和Horton模型的拟合效果较好,比较适合于地震区域土壤入渗特征的模型,Kostiakov模型次之,Philip模型最差。【结论】新生水土流失对土壤水分入渗存在影响,汶川震区对照样地的土壤容重1 g•cm-3左右,土壤总孔隙度50%左右,非毛管孔隙度20%-40%,土壤入渗性能最好。通过自然恢复和人工种植植被等措施可以调控土壤容重和土壤孔隙状况,增强土壤的持水能力,提高土壤水分入渗性能,从而有效地减少地表径流和防止水土流失。     

黄土高原半干旱区不同覆膜方式对土壤水热环境及糜子耗水特性的影响

【目的】探明黄土高原旱作区不同覆膜方式中的土壤水温效应及糜子增产机制。【方法】 2015-2016年,以陇糜10号为试验材料,设置全膜双垄沟留膜免耕穴播（A1）、全膜双垄沟穴播（A2）、全膜平铺膜上覆土穴播（A3）、全膜平铺穴播（A4）、露地等行距条播（CK）5个处理,研究土壤水热效应及其对糜子耗水特性、水分利用效率及产量的影响。【结果】与露地条播（CK）相比,两年间在糜子生育期内,A1、A2、A3、A4处理5-25 cm土层平均温度变化及土壤平均温度日变化均表现出不同程度的增温效果。糜子生育期内,丰水年份（2015年）A1、A2、A3、A4处理较CK贮水量分别提高94.7、67.9、58.0、21.0 mm,而耗水量表现为CK＞A1＞A4＞A2＞A3,且各处理在不同土层、不同生育阶段耗水均衡;严重干旱年份（2016年）A1、A2处理较CK贮水量提高83.9、57.4 mm,而A3、A4较CK降低27.1、25.3 mm,耗水量表现为A3＞A4＞A1＞A2＞CK,其中,A3、A4、A1、A2较CK依次加强了对80-100 cm土层水分的利用,且播种至苗期4种覆膜方式较CK耗水量降低,均衡调控了拔节至成熟期的耗水强度;基于4种覆膜方式间土壤水热环境的不同和对糜子生育期内耗水特性的差异,A1、A2、A3、A4处理较CK水分利用效率分别提高1.3-3.9、5.2-5.5、3.4-3.5、4.1-4.2 kg·hm^-2·mm^-1,增产9.0%-43.3%、34.8%-58.2%、20.8%-49.4%、29.0%-52.9%,且干旱年份的增产幅度更高。【结论】4种覆膜栽培均改善了糜子生育期内的土壤水热环境,调节了其不同生育阶段的耗水强度,显著提高作物水分利用效率、产量及其相关性状,增产潜力依次为A2＞A4＞A3＞A1。     

黄土丘陵区典型农耕地土壤临界剪切力季节变化

【目的】研究黄土丘陵区典型农作物玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力的季节变化特征及其影响因素,以期为该区的粮食安全生产和土壤侵蚀过程模型建立提供参考依据。【方法】以黄土丘陵区玉米地和谷子地为研究对象,在6组不同的水流剪切力条件下(τ=5.71—17.18 Pa),借助坡面径流冲刷试验测定土壤的分离能力,结合土壤侵蚀过程WEPP模型,利用线性回归方法推求土壤临界剪切力(τ_c),分析了玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力的季节变化规律。【结果】黄土丘陵区玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力具有明显的季节变化规律(P0.05),整体呈上升趋势。玉米地τ_c表现为先降低后升高再降低又升高的季节变化模式,变化范围为1.51—4.89Pa,平均值为3.0 Pa,最小值(1.51 Pa)出现在五叶期,最大值(4.89 Pa)出现在收获期;谷子地τ_c表现为先降低后升高的季节变化模式,变化范围为1.06—6.53 Pa,平均值为2.93 Pa,最小值(1.06 Pa)出现在幼苗期,最大值(6.53 Pa)出现在成熟期。玉米地和谷子地土壤临界剪切力的季节变化由土壤黏结力、初始含水量等土壤属性的季节变化和作物根系生长所致。两种作物地的土壤临界剪切力与土壤黏结力、初始含水量和作物根重密度间呈正相关关系。在玉米和谷子生育期内,利用土壤黏结力、初始含水量和作物根重密度可以较好地模拟两种作物地土壤临界剪切力的季节变化(R~20.74,NSE0.72)。【结论】作物根系、土壤黏结力和初始含水量等的季节变化是影响玉米地和谷子地土壤临界剪切力季节变化的主要因素。土壤临界剪切力与根重密度、土壤黏结力和初始含水量间呈正相关关系。用根重密度、土壤黏结力和初始含水量等参数能够较好地模拟玉米地和谷子地土壤临界剪切力的季节变化。     

碳氮同位素结合稳定同位素模型解析沉积土壤碳源

【目的】研究辽西褐土丘陵区典型小流域不同土地利用方式下经侵蚀沉积过程沉积土壤碳来源,为合理调控小流域土壤侵蚀造成的土壤碳流失提供科学参考。【方法】通过对辽西丘陵沟壑区小流域野外取样,研究小流域沉积土壤碳的来源并量化其贡献。通过GIS结合GPS技术对小流域4种不同土地利用类型（耕地、林地、草地、沟渠）表层土壤及小流域拦沙坝3个位点（S1坝前、S2坝中、S3坝后）0-100 cm土壤剖面进行取样,结合碳、氮同位素混合模型对沉积土壤碳源进行解析。【结果】利用¹³C和¹⁵N同位素特征及其元素组成（土壤有机碳和全氮）对辽西丘陵沟壑区侵蚀沉积物土壤有机碳进行了定性和定量鉴定。辽西丘陵沟壑区小流域沉积物中有机碳主要来源为耕地,其次是沟渠、草地和林地。耕地贡献平均为58.75%,沟渠25.49%,草地6.49%,林地9.2%。【结论】碳氮稳定性同位素模型作为一种重要的“指纹”工具可以成功应用于辽西丘陵沟壑区小流域沉积土壤碳来源定性及定量的分析。研究成果可以为受水力侵蚀的小流域的土壤保护和养分流失控制以及维持生态系统的可持续性提供理论参考。     

4种旱作谷类作物根系发育规律的研究

 【目的】探讨春小麦、谷子、高粱、黍子4种谷类作物根系分布的空间几何构型特点和根系生长时空分布规律。【方法】采用盆栽、根管土柱栽培、铁丝网箱栽培与田间调查相结合的方法，研究谷子、高粱、黍子、春小麦4种作物根系的生长规律。【结果】（1）4种供试作物根系的种子根数、次生根数、入土深度和根幅明显不同；根系最大入土深度为高粱＞谷子＞春小麦＞黍子；最大根幅为高粱＞黍子＞谷子＞春小麦。（2）随着生育时期的推进，谷子、黍子、春小麦和高粱根系的根长与根重的增长均表现为慢-快-慢的规律。（3）4种谷类作物苗期主要以根系纵向下扎为主，根长与根干重呈明显的“T”字型结构；拔节期春小麦根长分布呈现近似“8”字型，其它作物的根长和根重分布仍呈明显的“T”字型；抽穗期谷子、高粱、黍子根长在不同土层深度中的分布近“8”字型，而春小麦呈现近卵型。（4）4种谷类作物根重在不同深度土体中的垂直分布符合指数递减方程y=A·e-bx，但其垂直递减率b值大小不等。4种谷类作物的总根长在不同深度土体中的分布前期符合指数递减方程y=A·e-bx，但后期与多项式y=ax3+bx2+cx+d的拟合程度更好。【结论】4种谷类作物根系空间分布的存在相似性，该相似性可为谷类作物高产栽培的根系调控提供理论依据。     

黄土高原典型土壤有机氮组分剖面分布的变化特征

 【目的】研究黄土高原主要典型区域不同土层土壤有机氮组分分布特征。【方法】根据土壤类型和土地利用方式,分别从黄土高原南北不同典型区域分层（0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100、100—120和120—140 cm）采集96个土壤样品,用Bremner法测定土壤有机氮组分含量。【结果】从北到南,土壤中有机氮及各组分含量呈增加趋势,各组分占酸解全氮的比例相对稳定,而酸解全氮占全氮比例在0—40 cm土呈下降趋势,40 cm以下土层趋于稳定;从南到北同层次、相同土地利用方式下有机氮各组分均表现为0—40 cm土层迅速下降,40—80 cm土层缓慢下降,80 cm以下土层基本稳定。不同土壤有机氮各组分在整个剖面上占酸解性全氮的平均比例不同,干润砂质新成土：酸解氨基酸态氮（39.5%）＞酸解氨态氮（32.3%）＞酸解未知态氮（25.7%）＞酸解氨基糖态氮（2.5%）;黄土正常新成土：酸解氨基酸态氮（36.0%）＞酸解氨态氮（35.6%）＞酸解未知态氮（25.3%）＞酸解氨基糖态氮（3.1%）;土垫旱耕人为土：酸解氨态氮（50.6%）＞酸解氨基酸态氮（29.0%）＞酸解未知态氮（17.5%）＞酸解氨基糖态氮（2.8%）。供试土样中除氨基糖态氮外,草地土壤各有机氮组分在0—40 cm土层内均高于同层次的农田土壤,但随土层深度增加,差异性减小。【结论】黄土高原典型区域从北到南土壤各有机氮组分含量呈增加趋势,但在酸解全氮中的比例相对稳定,酸解性全氮占全氮比例呈下降趋势;酸解氨基酸态氮和氨态氮是研究区域最重要土壤有机氮形态;土地利用类型对土壤有机氮组分含量分布存在一定影响,基本呈草地>农田的分布规律。