土壤冻融温度影响下棉田水盐运移规律

以新疆北部常年膜下滴灌棉田为研究对象,探讨整个冻融过程中温度对土壤水盐运移规律的影响。研究结果表明：气温对土壤温度的影响随着土壤深度的增加而不断减小,滞后时间不断延长,并且气温对冻土的消融速度远远快于冻结速度,上层冻土消融速度快于下层。土壤水分受温度的影响较大,在冻结期,土壤水分从非冻结层向冻结层缓慢运移;在消融期,下层土壤水分在蒸发作用下不断向上运移。通过监测分析得知,温度间接影响盐分运移,在冻结期,土壤水分运移缓慢,土壤盐分运移变化较小;在消融期,土壤水分运移较为活跃,土壤盐分运移变化较大。在温度快速上升的情况下,土壤水分不断上移, 120～150 cm土壤盐分迅速向上扩散,上层土壤盐分不断增加,威胁膜下滴灌棉田可持续种植。     

秋灌对冻融期土壤水盐热时空变化规律影响及灌水效果评价

为探究河套灌区秋灌条件下冻融期土壤水盐热变化规律及其灌水效果,采用田间试验的方法,对秋灌前至土壤冻融结束期间温度变化下水盐运移规律及玉米播种前的土壤水盐热条件进行了研究分析。结果表明:冻融期各层土壤温度在各时段具有相同的变化趋势,土壤温度的变化直接影响到水盐的运移过程;冻结期在温度梯度作用下非冻结区水分向冻结区运移使得冻结区土壤含水率增加,平均增幅4.02%~18.18%;进入消融期后上层土壤出现返浆现象,0~10 cm土壤含水率平均较冻结期增加11.54%~111.15%;随着温度的升高,在水势梯度的作用下盐随水向表层运移出现春季返盐现象;秋灌后土壤盐分被淋洗到作物根系层以下,但还存在于田间,所以冻结期随着水分的上移,根系层以下盐分又被带到上层土壤中,各土层含盐量平均增幅11.19%~50.19%;消融结束后下层土壤由于消融水下渗,盐分随之向下运移,20~100 cm土层含盐量平均降幅15.71%~44.95%,呈现脱盐趋势。研究表明秋灌灌水定额为1 500 m3·hm-2播前土壤水、盐、热状况较适宜于灌区玉米覆膜沟灌种植模式。     

冻融期膜下滴灌棉田水盐时空动态特征研究

利用经典统计学方法,分析了冻融期北疆地区常年滴灌棉田土壤水分、盐分时空动态变化特征。结果表明:在整个冻融期,裸地处理的含水率随时间变异性较覆膜处理大;在最大冻土深度(90 cm土层)附近,土壤盐分随时间变异剧烈,属于强变异性,变异系数高达1.1左右;在深度方向上,土壤含水率呈中等变异性,而土壤含盐率则呈强变异性;在整个冻融过程中,冻结带中盐分随时间和深度的变化幅度较小;冻融期土壤存在稳定盐分累积层,该累积层的深度在120 cm土层,且不受地表覆盖的干扰。覆膜对120 cm土层以下土壤盐分运移影响较小。     

北疆常年膜下滴灌棉田土壤盐分年内及年际变化特征研究

针对膜下滴灌棉田土壤次生盐渍化问题,从年内变化与年际变化两个方面,分析新疆典型绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分演变特征。研究结果表明:在年内,土壤盐分整体随生育期的顺延而呈下降趋势,其中5月上旬(苗期)、7月中旬(花铃期)、9月中旬(收获期)土壤盐分呈现积盐趋势;膜下滴灌4~12 a的棉田土壤存在稳定积盐层,其深度大约在60~150 cm范围内,其盐分值基本保持在0.6%上下;60 cm以上土层基本处于脱盐状态,其盐分值保持在0.2%~0.4%左右,属于非盐化土壤;膜下滴灌15 a的棉田,土壤盐分随生育阶段变化幅度较大,呈现中度盐化土特征。在年际间,膜下滴灌最初1~6 a,土壤盐分呈现持续脱盐趋势,尤其20 cm以下土层脱盐效果较为明显;实施膜下滴灌6~7 a,土壤盐分变化趋于稳定状态,各棉田出现稳定积盐层,其深度大约在80~100 cm土层,积盐层盐分值大部分保持在0.25%上下,属于非盐化土。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤水分盐分变化特征

通过分析2014年11月—2015年3月北疆地区膜下滴灌棉田冻融期土壤盐分、水分与温度变化,探讨了不同土层水热盐在冻融期的变化和耦合关系。结果表明:冻融期土壤表层和深层含水量较高,中间层含水量较低;土壤剖面盐分在0~80 cm呈现层状分布,浅层土壤发生盐分明显累积,土壤盐分变异系数20 cm土层为0.525、40 cm土层为0.257、80 cm土层为1.041。在冻融期,土壤水分盐分沿剖面分布发生明显变化;土水势梯度、土壤温度梯度是冻融期土壤水分盐分迁移的主要因素,土壤水热盐之间变化具有高度的耦合性。     

盐渍土的热力构型对水盐运移的影响研究

通过野外定位观测和室内分析,探讨了冻融季节苏打盐渍土的热力构型及对苏打盐渍土的水盐变化的影响。结果表明:土体热力梯度是水盐运移的诱导因素和驱动力。冬季松嫩平原西部土体热力构型为冷冻层-过渡层-暖土层;消融季节土体热力构型为暖土层-过渡层-冷冻层-过渡层-暖土层。受土体热力梯度和水势梯度驱动,潜水向冻结层积聚形成冻土。土壤类型不同,冻土的组成和性质存在显著差异。盐化草甸土和苏打草甸盐土成为水分迁移的汇集区,大量地下水汇集在盐化草甸土和盐土的冻层中,0-70 cm土层的含水率显著增加,最高含量达60%。苏打草甸盐土和白盖苏打碱土的冻层为盐分汇集区,苏打盐土和白盖苏打碱土0-70 cm土层土壤盐分增加明显,其中0-40 cm土层的盐分增量最显著。冻土层积聚大量盐分导致消融季节土壤的盐渍化程度不断加重。     

南疆棉花苗期覆膜地温变化分析

通过对新疆巴州灌溉试验站棉花苗期覆膜(膜下)与不覆膜(膜间)条件下土壤温度的监测,分析了两种条件下土壤温度的变化趋势。结果表明:5 cm土层在8∶00~16∶00地温处于升温阶段,膜下达到最高温度44℃,比相应膜间地温高8.5℃,随后逐渐降低;不同深度土壤达到最高温度出现的时间随土层深度的增加而滞后;表层5cm土层地温日变化过程可以利用正弦函数曲线进行较好的描述;膜下和膜间地温差值随时间的变化趋势是先增后减,峰值出现的时间随土层深度的增加而延迟,且变化幅度随土层深度的增加而趋于平缓;膜下5 cm土层深度的地温在8∶00~12∶00时间段增量最大,为13℃,而相应时间段膜间地温增量为8.5℃,说明覆膜对提高地温具有较好的效果。通过分析苗期内地温变化趋势,覆膜具有提高地温,减小地温变化幅度,避免因地温降幅过大而造成棉苗受灾。     

季节性冻土区土体冻融过程及其对水热因子的响应

利用内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家野外观测研究站试验地的森林小气候观测塔,根据2015—2016年冻融期野外观测的气温、降水量、土壤温度和水分数据,对该区季节性冻土的冻融过程和特点进行分析,研究土壤冻结和解冻过程中各土壤层的垂直温度和水分的变化,以及对气温和降水量的响应。结果表明:①季节性冻土的土壤温度随着土层深度增加,土壤冻结和融化滞后天数也会增加,同时与气温的相关性也逐渐减小;②季节性冻土解冻的速度要快于冻结的速度;③在进入解冻期前,3月中旬到5月中旬,各层土壤温度始终保持在-1～1℃之间,不随气温波动;④降水量并不大的解冻期,土壤未冻水含量会迅速增加,说明冻融过程确实能够保存土壤水分,这将有利于植被应对春季干旱。     

温室甜椒局部分根区交替畦灌土壤温度的变化研究

温室甜椒局部分根区交替畦灌根际土壤温度变化研究表明,浅层土壤温度增加较快且交幅很大,不同深度土壤温度出现最高温度的时间随深度增加而廷迟;局部分根区交替畦灌的平均地温(湿润侧和干燥侧)比常规灌溉的高,8:00时到14:00时浅层土壤湿润侧地温比相应的干燥侧低,14:00时到18:00时各个深度湿润侧地温都比相应的干燥侧高;每天同一时刻浅层土壤温度与气温呈线性相关,一天中浅层土壤温度和气温呈指数关系;土壤温度麦幅和深度可以拟合成指数关系且土壤温度与土壤含水量有密切联系.     

天山北坡季节性积雪消融对浅层土壤水热变化影响研究

融雪期,浅层土壤水热变化影响融雪水下渗及积雪产流过程,是融雪产流模拟及汇流计算的重要参数.本研究以天山北坡军塘湖流域为研究区,从积雪消融角度来分析浅层土壤水热变化情况,通过分析积雪消融期土壤剖面水分、温度的变化规律确定二者之间的定量关系.结果表明,气温对土壤温度的影响随着土壤深度增加减弱,积雪越厚,土壤温度越高;土壤水分受地温影响较大,雪水入渗能在一定程度上补给土壤水,但消融后期剧烈的蒸发引起土壤表层10cm内水分损失较多.阴阳坡土壤水分均随时间呈中等变异(除阳坡60cm),在30-60cm土壤层土壤水热间表现出显著的相关性.此结果为该区域农业生产、春季融雪洪水预警进一步研究提供参考.     

天山北坡融雪期季节性冻土融化过程分析

利用军塘湖河流域典型试验场2013年11月至2014年3月整个冻结融化期野外观测的季节性冻土温度和水分数据,对融雪期该地区季节性冻土的融化过程和特点进行了分析,研究了融雪期土壤在融化过程中各土壤层的时间与垂直温度和水分的变化,并探讨了融雪期季节性冻土的水文效应。结果表明:1季节性冻土的融化过程可以分为融雪前期、融雪中期和融雪后期3个阶段;2融雪期季节性冻土的温度呈阶段性变化,随着土壤深度的增加,大气温度对土壤温度的影响越小,且存在明显的滞后性;3土壤的水分含量在融雪中期才有所提升,季节性冻土从上下2个方向融解;4融雪中后期的积雪液态含水率对土壤水热状况的影响显著,整个融雪期积雪密度对土壤水热状况影响较小;5季节性冻土的冻融过程对春季融雪径流有着十分重要的影响。     

土壤盐分含量对滴灌复播青储玉米光合特性及土壤水盐动态的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤含盐量(0.14%(CK)、0.60%、0.80%、0.90%、1.00%)条件下,青储玉米光合特性及土壤水盐运动规律变化。结果表明:随着土层深度的增加,土壤含水率和含盐量均表现出增加的趋势,土壤盐分含量越高其平均含水率越高,由含盐量为0.14%处理的12.30%增加到含盐量为1.00%处理的15.82%;从7月初到10月初,各处理0~40 cm土层盐分变化量依次为-0.03%、-0.08%、-0.12%、-0.14%、-0.17%,盐分变化率依次为-11.52%、-13.34%、-13.88%、-14.81%、-17.41%,所有处理0~40 cm土层处于脱盐状态;土壤盐分抑制青储玉米叶片气孔导度,因气孔限制因素,玉米叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等均下降,影响光系统的正常运行,导致玉米叶片水分利用效率和光能利用率降低。     

河北省冻土气候变化初探

本文利用河北省1961—2000年68个站点地面气象观测记录中的冻土资料,通过对河北省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数及平均最大冻土深度的时空分布特征进行分析,以此来解释冻土对气候变化的响应。结果发现:近40a来,地面冻结日期呈现略微推迟的态势;地面解冻日期呈明显提前的趋势;地面冻结日数相应减少;累年平均最大冻土深度由北到南逐渐减小;全省历年平均最大冻土深度变化呈减小趋势,各分区的变化趋势与全省的变化趋势基本相同,冀北高原区变化幅度最大。     

沙漠绿洲区平原水库下缘盐荒地水盐动态规律

为揭示平原水库周边无灌溉盐荒地及防风林生长区水盐分布特征,在沙漠绿洲区多浪水库南库区周围布设了地下水监测井和土壤监测点,进行了为期2 a的逐月地下水埋深监测和土壤含水率及含盐量的定点取样测定试验。结果表明:库区周边盐荒地地下水埋深随监测时段变化变幅不大,2 a内均值为1.28 m;不同土壤含水率整体随土层深度增加呈升高趋势,其中60~100 cm的土壤含水率较其他土层波动较大。2 a间盐荒地的土壤含盐量在0.48~8.86 g·kg~(-1)之间变化,不同土壤总盐含量随土层深度增加呈减小的趋势,0~40 cm土层含盐量变化较为明显,具有显著的盐分表聚现象,其中,防风林地土壤含盐量在0~40 cm土层内较天然生态林地明显降低。     

气候变化对东北黑土冻融作用与冻融侵蚀发生的影响分析

文中对气候变化与东北黑土冻融作用及冻融侵蚀发生的影响关系进行了分析,探讨黑土冻融作用发生的气候环境,以及气候环境变化对黑土冻融作用的影响问题。结果表明:东北黑土区年平均气温的波动上升十分显著,而降水呈波动下降趋势。在气温和降水变化的情况下,东北黑土冻结层和融化层的深度趋于减小,发生冻融作用的程度趋于减小。在空间变化上,黑土区由北到南冻结层和融化层的深度逐渐减小,发生冻融作用的程度也逐渐减小;土壤有迟冻结,早融化的趋势;初春(3月)温度的上升,冬季降雪量的增加,使春季解冻期融雪侵蚀有加剧的可能。     

甘肃河西冬季平均冻土深度对春小麦生育期的影响

利用甘肃河西分布较为均匀的11个站点冬季平均冻土资料,分析冻土的年际变化特征,并分析了冻土深度对春小麦生育期的影响效应.结果表明:近45年来,甘肃河西冬季冻土深度的变化呈现出波动中逐年减小的趋势,其减小速率为5.5 cm/10a;甘肃河西西部、中部和东部的春小麦生育期均有提前趋势,中部提前趋势最为明显;冬季冻土深度与东部和西部春小麦生育期相关性显著,与中部的酒泉站春小麦生育期相关性较差,仅与出苗和三叶期相关性较好;春小麦生育期随冻土深度的增加而推迟,西部的敦煌推迟速率为1.8～2.4 d/10cm,中部的酒泉推迟速率为1.9～2.1 d/10cm,东部的武威推迟速率为1.3～3.0 d/10cm,变化范围较大.