柑橘林地优先路径分布及其影响因素

研究不同林龄柑橘林地优先路径分布特征,分析土壤特性和根系长度等因子对优先路径分布的可能影响,为研究柑橘优先流对柑橘林地溶质优先运移特征提供一定的参考和依据。通过应用亮蓝染色示踪法和图像分析法研究重庆市江津区柑橘林地优先路径分布特征,并应用SPSS分析土壤特性、根系长度与优先路径分布的关系。柑橘林地土壤中的优先路径改变了水分和溶质入渗过程,使得优先流染色面积较均匀下渗的基质流染色面积小,样地20～30 cm土层水平剖面染色面积和垂直剖面染色面积都在7%以下。在土壤质地差异较小的两个样地内,优先路径与除饱和导水率以外的其他土壤特性关系不大,与饱和导水率之间有显著相关关系(P<0.05)。1 mm相似文献   

不同土地利用类型优先流对磷素垂直迁移及淋失风险的影响

为揭示磷素在土壤剖面中垂直迁移及淋失机制,选择设施生产条件和露地生产条件2种不同土地利用类型为研究对象,通过原位染色示踪试验结合图像解析技术,比较设施样地、粮田样地2种土地利用方式下土壤优先流分布特征,探索优先流与基质流路径对2种土地利用类型全磷和土壤速效磷(Olsen-P)垂直迁移及分布特征的影响,评估不同迁移路径下磷素淋失风险,并探讨磷素随优先流/基质流迁移的影响因素.结果表明:(1)设施生产条件明显改变了水分入渗过程,优先流发育程度更高,并且优先流路径对水分入渗的贡献更大;而粮田土壤以浅层基质流为主,优先流路径分布较少.(2)设施土壤表层0～20 cm全磷和Olsen-P迁移方式以基质流为主,而20 cm以下土层磷素迁移则以优先流路径为主;与之相比,粮田土壤全磷和Olsen-P垂直迁移方式以基质流为主,优先流贡献率很低.(3)设施土壤优先流路径中CaCl2-P随Olsen-P的增加速率是基质流路径的2倍,磷素的优先流迁移路径极大地增加了其向环境淋失的风险.(4)相关分析表明,磷素随基质流迁移深度与土壤磷素最大吸持量Qm呈极显著负相关;磷素随优先流迁移深度明显大于基质流部分,磷素随优先流迁移深度与优先流路径中沙粒含量呈极显著正相关.     

人工银杏林土壤优先流多指标定量分析与评价 ——以镇江下蜀林场为例

选取了镇江市下蜀林场人工经济林作为研究对象,通过亮蓝试剂野外染色示踪法,采用图像处理技术、统计学理论对3种入渗水量(15、30、45 L)土壤优先流进行多指标(总染色面积比、基质流深度、优先流比、长度指数和最大染色深度)定量分析,并采用优先流评价指数对上述指标进行综合评价。结果表明:除优先流比和长度指数外,总染色面积比、基质流深度和最大染色深度均随着入渗水量的增大而增大;相关性分析中,入渗水量与最大染色深度、总染色面积比和长度指数均呈显著正相关(p0.01);15、30、45 L入渗水量条件下的优先流评价指数分别为0.27、0.34、0.55。采用单一指标难以对优先流发育程度进行准确评价,而多指标的综合分析研究表明入渗水量越大,优先流现象越明显。基于多指标定量分析的优先流评价指数能够很好地反映优先流发育程度,为人工经济林林地土壤水分污染提供理论基础。     

人工模拟不同降雨强度对贵阳市花溪区石灰土水分运移的影响

采用人工降雨对各种降雨强度进行模拟,观测花溪区石灰土土壤水分在不同雨强下的入渗情况,总结和探讨了不同降雨强度对典型喀斯特区域石灰土土壤水分入渗的影响规律。结果表明:对于石灰土,降雨强度小于60 mm/h的降雨归类于有效降雨,≥60 mm/h的降雨归类为侵蚀性降雨。40 mm/h雨强降雨对土壤水分补充效果优于20 mm/h雨强降雨。在60~80 mm/h雨强范围的降雨是利用率最低的降雨,降雨强度越大,产流量越高,对土壤的侵蚀力越强,土壤对降雨的吸收率越低。雨强越大,土壤表层含水率变化越大,土壤水分的增加过程在降雨后20 min达到最大值然后缓慢降低。     

不同石砾条件对土壤水分入渗的影响

运用室内人工模拟的方法,对黔中喀斯特地区几种不同配比的白云岩土石混合样进行了土壤水分入渗的试验。结果表明:(1)石砾含量和砾径的增加均能加速土壤湿润峰下移速率。(2)容重较大(1.3 g/cm3)的土样土壤湿润峰下移速率和渗透系数高于容重较小(1.1 g/cm3)的土样;但当石砾含量为80%时,容重对土壤水分渗透系数的影响差异不显著。(3)在砾径为2~3 mm、3~5mm时,石砾含量与土壤渗透性能呈正相关趋势。但砾径为5~10 mm时,除了80%石砾含量的土样下渗曲线明显较高以外,土壤容重和石砾含量对土壤渗透性影响差异较小。     

垄沟集雨种植系统水分入渗特性模拟研究

【目的】探讨不同带型垄沟集雨种植系统水分入渗特性,为农田垄沟集雨种植的垄沟带型优化设计提供依据。【方法】采用土槽和人工降雨模拟试验,在相同的初始含水率(10%)和降雨条件(降雨强度为16mm/h,降雨量24mm,试验历时81min)下,在土槽内分别设计宽带型垄沟(垄宽和沟宽均为60cm)和窄带型垄沟(垄宽和沟宽均为45cm),2种垄沟均为1∶1带型,垄高15cm,借助数码相机记录垄沟断面土壤湿润锋动态,利用时域反射仪(TDR)测定沟中心、垄沟交界、垄腰、垄顶及垄中心0~5,5~10,10~15,15~20,20~25和25~30cm土层土壤含水率,研究垄沟集雨种植系统土壤水分入渗过程。【结果】2种带型垄沟土壤水分入渗所呈现的湿润锋具有相似的空间分布规律,在垄沟交界处土壤浸润锋水平和垂向推进速度大于其他部位,半垄沟集雨系统横截面大致呈现为垄沟交界水分富集区、沟内水分过渡区和沟中心水分次富集区3个相连接的部分。尽管2种带型垄沟湿润锋在垄沟交界处均呈现出垂直入渗和横向侧渗增大的现象,但窄带型垄沟湿润峰距垄沟交界处最大侧渗距离(6.14cm)比宽带型垄沟(7.28cm)仅降低了1.14cm。在垄沟交界处,窄带型垄沟浸润峰面积占整个湿润锋面积的比例(64%)大于宽带型垄沟(47.3%),窄带型有利于水分蓄积保墒。在0~30cm土层,同一深度垄沟交界处土壤含水率最高,其次是沟中心、垄腰,垄顶、垄中心土壤含水率与初始含水率差异不大。在相同的初始含水率和降雨事件下,2种带型垄沟湿润锋运移累计面积及变化速度存在明显差异。人工降雨后0~72h,集雨沟不同观测部位2种带型垄沟土壤含水率之差的变化规律有明显差异。【结论】2种带型垄沟集雨种植系统中,土壤水分在垄沟交界处存在富集区域,适当降低垄沟带型宽度可以减少土壤水分渗漏和蒸发损失。     

降雨强度对西南喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响

降雨强度是水文过程的重要影响因素，为揭示其对喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响，本研究以桂西北典型喀斯特坡地为研究对象，采用野外人工模拟降雨方法，在相同降雨量（200 mm）下，对不同降雨强度下（34.8 mm/h、73.2 mm/h、100.0 mm/h 和136.4 mm/h）坡地土壤水分动态变化及产流过程进行研究。结果表明：1）随着土层深度的增加，土壤水分对降雨的响应趋于迟缓；由于喀斯特坡地土壤导水率较大，在不同坡位和土层深度，土壤水分变化迅速，通常在24 h 内恢复到降雨之前的水平，表明土壤层蓄水能力低，水文过程迅速。2）随着降雨强度的增大，累积地表径流量、壤中流量及表层岩溶带径流量均呈增加的趋势，表明随雨强的增加，喀斯特坡地水分由垂向（深层渗漏为主的慢速流）转为侧向运移（不同径流成分的快速流）。3）地表径流、壤中流及表层岩溶带径流与土壤含水率存在明显的产流阈值关系，且径流产生与消退过程和土壤含水量存在滞后效应，表现为顺时针（壤中流）或逆时针（表层岩溶带径流）的“绳套关系”。本研究表明喀斯特坡地产流主要受控于土壤- 表层岩溶带界面稳定入渗率，表现为受降雨强度的影响较大，研究结果有助于深入了解喀斯特关键带水文循环。     

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。     

基于探地雷达技术估算喀斯特峰丛洼地不同坡位土壤有机碳密度的方法

在典型喀斯特峰丛洼地区按上、中、下坡位和洼地分别选取四个样方,利用探地雷达技术探测土壤深度,获得各层次土壤体积分数,结合土壤剖面采样获得的土壤有机碳含量、石砾含量和容重等数据,计算土壤有机碳密度。结果表明:该峰丛洼地区上、中、下坡位的土壤主要集中在0~30 cm深度范围内,体积分数范围为72%±16%~78%±6%,洼地的土壤则主要集中在0~70 cm,体积分数为64%±17%;土壤剖面0~30 cm内有机碳含量逐层显着下降(P<0.05),在深度30 cm以下下降趋势变缓,表层土壤有机碳含量从上坡至洼地逐渐降低,符合喀斯特地区特有的“养分倒置”现象;基于探地雷达法测得的0~20 cm土壤有机碳密度由上坡至洼地逐渐减小,上坡与洼地差异显着(P<0.05),而0~100 cm土壤有机碳密度则洼地显着大于坡地(P<0.05);探地雷达法与“平均深度法”相比,后者对前者的相对误差为0.3%~14.5%,未达到显着差异。通过研究建立了基于探地雷达准确获取土壤深度的土壤有机碳密度的估算方法,适用于喀斯特非连续性土壤,为进一步准确估算喀斯特地区土壤有机碳储量提供了更可靠的方法。     

典型喀斯特峰丛洼地土壤水分时空动态研究

对桂西北喀斯特峰丛洼地中耕地和退耕牧草地不同深度的土壤水分进行了1年的定位观测,采用时间序列分析法研究了降雨对土壤储水量的动态影响.结果显示,两种类型土壤表层（0～10 cm）和亚表层（10～20 cm）土壤水分含量较低但波动强烈,越到底层含水量越稳定（牧草地60～80 cm层除外）;土壤储水量具有明显的季节变化特征,旱季储水量的波动较雨季更显著,而且牧草地的剖面土壤储水量较耕地高8.5%.一般采样前1 d或2 d的降水对表层和亚表层土壤储水量的影响最大,随着土层加深,耕地在采样前3 d,牧草地在前6 d的降水对土壤储水量仍有一定影响且一般以3 d为一个波动周期.剖面土壤储水动态及其与降水序列的相关关系显示退耕还草后能延缓降雨入渗和地面蒸发,有助于喀斯特退化生态系统的土壤水分保蓄和植被恢复.     

半干旱黄土区山地枣林春季土壤水分动态变化研究

为明确半干旱黄土区山地枣林土壤水分特征,本文对陕西延川县齐家山红枣试验基地春季土壤水分特征进行了分析。结果表明:1)不同坡向枣树林地土壤水分存在差异,阴坡土壤水分最高,其次为半阳坡,而阳坡最低,且不同坡向不同土层间存在显著差异;不同坡向土壤水分垂直变化趋势相似。2)坡位对枣树林地0～60 cm土层的水分影响较大,且随着土层的增加,坡位对土壤水分的影响逐渐减小直到差异不显著。3)山地枣林0～60 cm土层内,不同整地方式对土壤水分影响较大,且差异显著;但显著性随土层深度增加而降低。4)不同植被类型间土壤水分存在差异。0～40 cm土层,枣树林地土壤水分含量最高,且与苹果园、草地土壤水分差异显著;40～100 cm土层,苹果园土壤含水量最大,且与枣园、草地显著差异。5)研究区3种植被类型0～100 cm土层土壤蓄水量表现为红枣(153.03 mm)苹果园(149.26 mm)草地(98.76 mm),说明林地土壤水分涵蓄能力强,而撂荒草地土壤蓄水能力较弱。因此,研究表明半干旱黄土区进行水平阶整地和合理的经济林营造有助于土壤水分的利用且不会造成土壤水分亏缺,相反进行撂荒则反而会使土壤水分含量降低。     

三峡库区花岗岩林地坡面优先流对降雨的响应

通过在长江三峡曲溪小流域花岗岩林地坡面开挖土壤剖面 ,采用自记雨量计和翻斗式流量计对优先流、土壤渗流及降雨进行了观测 .结果表明 ,在同场降雨中 ,优先流流速最大可达土壤剖面渗流流速的 2 16 6倍 ,所测优先流总量在土壤剖面渗流总量中占 5 5 %～ 7 2 % .在其他影响因素相同的条件下 ,降雨强度越大 ,优先流产生的时间越早 .在一次降雨过程中 ,降雨历时延长 11h时 ,优先流总量可增加 96 94 0cm3.优先流峰值流量与降雨量、降雨峰值呈正相关关系 .同时 ,降雨量的大小还直接影响到优先流在土壤剖面渗流中所占的比重 .同场降雨中不同优先流的波形比较相似 ,即上升阶段的历时较短 ,表现为较大的正斜率 ;而降雨停止后 ,波形呈缓慢的下降趋势 ,表现为较平缓的负斜率 .     

保护性耕作的不同因素对降雨入渗的影响

通过 2次人工模拟降雨试验 ,研究了机械化保护性耕作以及秸秆覆盖、表土耕作及机具压实 3因素对降雨入渗的影响。结果表明保护性耕作有延缓径流 ,增加降雨入渗的作用 ;秸秆覆盖和机具压实是影响降雨入渗的主要因素 ,表土耕作的影响相对较小。在土壤干燥 ,降雨强度为 72 mm.h-1的条件下 ,保护性耕作处理与传统翻耕处理比较 ,其地表产生径流的时间延迟 12～ 16 min,且稳定入渗率提高 1.5～ 1.6倍 ;分析各因素的影响可知 ,秸秆覆盖使径流延迟 8min产生 ,稳定入渗率提高 1.1倍 ;机具压实使径流早 7min产生 ,稳定入渗率降低 4 7.5。进一步研究压实程度和覆盖率对降雨入渗的影响 ,结果表明 :秸秆覆盖率越高 ,径流开始的时间和土壤含水量达到饱和的时间越晚 ,且稳定入渗率越高。在所试的秸秆覆盖率范围 (0～ 70 )内 ,同等降雨条件下 ,随着秸秆覆盖率的增大 ,径流量近似按二次曲线减少。随着土壤含水量的增大 ,秸秆覆盖对降雨入渗的作用减弱而压实的影响增强 ,压实可使表层土壤的体积质量增大 ,土壤入渗性能降低。在土壤含水量较高 ,降雨强度为 82 .5 mm.h-1条件下 ,压实使径流产生时间比无压实的早 13min,使稳定入渗率降低86 .8。机器质量越大 ,压实影响的深度越大。试验表明 ,小拖拉机和中型拖拉机都使     

喀斯特区两种岩性发育土壤入渗特征及其影响因素

为探究土壤理化性质和植物根系结构对喀斯特区白云岩和砂页岩发育土壤入渗特征的影响,本文以环江县典型喀斯特峰丛洼地小流域为研究对象,采用圆盘入渗仪（DJ-WS）进行4个压力水头（0、-3、-6和-9 cm）的土壤入渗实验,同时利用数字扫描仪测定根系结构指标,分析两种岩性不同土地利用发育的土壤入渗性能的差异以及影响土壤入渗的主控因素。结果表明：1）土壤稳定入渗率均随着压力水头的增大而增大,且白云岩大孔隙导水能力均强于砂页岩;2）砂页岩土壤根系结构指标均明显高于白云岩;3）白云岩土壤导水率均与有机质含量、总孔隙度、根系根长密度和根系体积密度呈现显著或极显著正相关;砂页岩土壤导水率均与有机质含量和总孔隙度呈现显著或极显著正相关,与大孔隙导水能力和根系结构指标存在显著正相关,与容重呈现显著负相关;逐步回归表明,白云岩发育土壤入渗受控于根系根长密度和根系体积密度,砂页岩发育土壤入渗受控于根系体积密度。综上,根系根长密度和根系体积密度是影响喀斯特区白云岩和砂页岩发育土壤入渗的主控因素。研究结果以期为深入认识喀斯特区水分入渗以及地下漏失提供新的研究思路与科学理论支撑。     

崩壁不同土层水分运动特征的染色示踪

以南方花岗岩崩岗崩壁不同土层土壤为研究对象,运用染色示踪和Photoshop CS5图像提取技术,记录水平方向上土壤剖面的染色面积和最大染色深度,以分析崩岗崩壁不同土层的水分运动分布特征.结果表明:红土层持水性能高于砂土层和碎屑层,但水分的侧向运移速率低于其他2个土层;在水平方向上10~30 cm内各土层土壤含水量均随深度的增加呈现逐渐减小的趋势;经过24 h染色入渗试验后,砂土层水平方向上0~9 cm和碎屑层0~13 cm内的染色面积均超过80%;红土层优先流现象明显,剖面染色比例小,亮蓝染色剖面呈条带状分布,其染色面积随深度的增加而缓慢下降;砂土层和碎屑层平均染色比例较大,亮蓝染色剖面呈块状均匀分布,并随深度的增加表现出先缓慢下降后迅速下降的趋势.     

单点源入渗条件下肥液入渗水磷分布与数值模拟

【目的】 研究不同滴头流量在滴灌条件下对风沙土中水磷分布的影响。【方法】 采用室内试验,研究相同灌水量不同滴头流量(0.3、0.9、1.2 L/h)单点源入渗条件下的土壤水分和有效磷在土壤中的分布情况,进行数值模拟研究。【结果】 滴头流量为0.3 L/h时,土壤湿润范围由0~15 cm深度向30~45 cm深度逐渐缩小,土壤中有效磷分布较均匀。滴头流量为0.9 L/h时,各深度土层土壤湿润范围一致,滴头下方15~30 cm深度土壤有效磷浓度峰值为800 mg/kg,高于滴头流量为0.3 L/h时。且有效磷含量水平方向上分布范围较1.2 L/h流量时广。在相同的滴头流量下,磷肥随着水分入渗向下迁移,有效磷含量主要聚集在15~30 cm深度内;随着滴头流量增大,磷肥向土壤深层迁移量增大。【结论】 在灌水量为225 m³/hm²、磷酸二氢铵施入量为300 kg/hm²时,土壤中有效磷浓度较高。在不同滴头流量条件下,土壤有效磷分布符合滴头正下方浓度较高,随水扩散后含量逐渐降低的规律。     

沙田柚果园土壤铜素的含量及其剖面分布特征研究

对广西沙田柚主产区果园21个0-30cm表层土壤样品和12个土壤剖面的36个土壤样品进行了有效铜及全铜含量测试分析。结果表明,沙田柚果园的表层土壤有效铜含量范围是0.18~23.93m g/kg,平均值为3.33m g/kg,高过广西耕地土壤有效铜的平均含量及柑桔园土壤有效铜的适量范围;土壤全铜含量在5.71~71.35m g/kg之间,平均值为29.36m g/kg;果园表层土壤有效铜含量主要受土壤pH和有机质含量影响;在土壤剖面中,土壤有效铜及全铜含量随土壤剖面层次的加深而减少。     

枫香麻栎混交林土壤优先流特征及其对碳运移的影响

为探究不同降雨强度土壤优先流的水文特性及其对碳运移的影响,以南京紫金山枫香麻栎混交林为研究对象,通过野外染色示踪法,阐明10 mm、25 mm、50 mm三种模拟降雨强度下,土壤优先流的发育情况;通过计算优先流路径贡献率,研究优先流对土壤有机碳、无机碳、水溶性有机碳、水溶性无机碳运移的影响。结果表明:①随着模拟降雨强度增加,土壤纵剖面土壤优先流区面积比及其深度增大。当模拟降雨强度为10mm、25 mm和50 mm时,土壤纵剖面优先流区面积占比最大分别为15.33%、37.01%和69.14%,土壤优先流最大深度为27.59 cm、35.83 cm和42.00 cm。②土壤优先流区面积比与模拟降雨强度存在显著正相关关系;与优先流对水溶性有机碳的贡献率存在显著正相关关系,优先流的发育对土壤中水溶性有机碳产生运移作用;与优先流程度评价指数呈显著负相关关系。③降雨强度的增加,可以增强优先流的发育程度,优先流对水溶性有机碳运移的贡献率为15.06%～64.04%。     

阿维菌素在柑橘园中的消解动态研究

为了解阿维菌素农药在柑橘园中使用的安全性,借助高效液相色谱检测技术,在田间试验和添加回收试验的基础上检测了阿维菌素在柑橘园中的消解动态。结果表明:当阿维菌素的添加浓度在0.01～1.00 mg/kg时,阿维菌素在柑橘全果、果皮、果肉及柑橘园土壤中的平均添加回收率为82.65%～98.99%,相对标准偏差为1.93%～8.56%;阿维菌素在柑橘全果中的半衰期为3.93～4.53 d,平均为4.09 d,在柑橘园土壤中则为6.22d～7.15 d,平均为6.64 d。试验表明阿维菌素农药在柑橘园中应用属较易降解农药。     

白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗和持水特征

土壤入渗和持水性能对森林生态水文有着重要影响。为了解白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗特征和持水性能,在室内采用双环刀法对该地区土壤进行研究,测量土壤容重、孔隙度、持水量、渗透速率、根系含量等指标。结果表明:1)不同演替阶段森林土壤的容重、持水量、孔隙度的变化比较明显,并随着土层深度的增加土壤容重与持水量、孔隙度呈反比关系;2)土壤入渗速率在不同土层上各有差异,但总体有初渗速率＞平均渗透速率＞稳定入渗速率的趋势。在0~10 cm土层灌丛的渗透性能好,10~40 cm红桦林渗透性能优于其他林分;3)Kostiakov模型对不同植被类型不同土层的土壤入渗拟合的精度相对较高,尤其是对灌丛的拟合,是描述本研究区灌丛地土壤入渗特征最好的模型;4)植物粗根与土壤入渗呈负相关关系,与毛管持水量呈正相关关系,细根和中根与土壤入渗呈正相关关系,中根与毛管持水量呈负相关关系。