黑河流域荒漠地区梭梭人工林地土壤水分动态研究

梭梭林地土壤剖面的含水量与裸沙地含水量显著不同 ,裸沙地土壤含水量随深度增加而增加 ,林地在 30～ 12 0cm范围内有较高的含水量 ;林地 0～ 30cm的上层土壤含水量受降雨及蒸发的剧烈影响 ,30～ 2 0 0cm范围内的林地土壤各测量层平均含水量与其标准差有二次函数的关系 ;降雨对每月的 0～ 2 0 0cm的土壤贮水量没有明显的影响 ,说明降雨多数在当月就被蒸散和深层渗漏所消耗 ;认为梭梭人工林这种脆弱生态系统能够在严酷的环境条件下存在 ,其根系对土壤水和地下水有吸水和释水的再分配功能是重要的因素之一     

乌兰布和沙漠流动沙地土壤水分动态、土壤水势特征的研究

通过对乌兰布和沙漠流动沙地土壤水分动态的研究表明:沙土含水量的时空变化与降雨季节和降雨量有密切关系。100mm左右的降雨量对沙地和丘间地的影响深度主要在60cm左右,因此0-60cm土层为土壤水分受降雨影响的活跃层;通过对土壤含水量与土壤水势的关系研究表明:在相同土壤含水量下沙土水分对植物的有效性远大于粘土;通过降雨量对沙地贮水量影响的研究表明:只有38%左右的降雨量增加了土壤贮水量,其余62%被蒸散。     

荒漠结皮对土壤水分状况的影响

本研究针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查 ,利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。研究表明 :生物结皮能显著地降低土壤水分的入渗速率。在去掉结皮时 ,表层下 5 cm处的土壤含水量在 1 0分钟时即开始显著增加 ,而有结皮时 ,此处的含水量则在 1 5分钟时才开始显著增加。利用圆盘入渗仪测定有结皮和无结皮条件下的土壤饱和导水率表明 :固定沙丘间地有生物结皮的土壤饱和导水率范围是 :2 9.1 0 - 82 .2 1 mm/ h;半固定沙丘有微弱结皮时饱和导水率为 1 43.5 4 - 2 30 .2 5 ;去掉结皮后土壤的饱和导水率可显著上升数倍 ,无结皮的流沙的饱和导水率最高。     

采煤塌陷对固定沙丘土壤水分动态的影响研究

通过对毛乌素沙地东南边缘沙地采煤塌陷对固定沙丘的水分时空动态分布规律影响的研究表明,沙土含水量的时空变化与降雨季节和降雨量有密切关系。沙丘0-80cm土层为土壤水分受降雨影响的活跃层,其中0-40cm土层变化最为明显。沙丘的迎风坡和坡顶含水量低于沙区的其他部位,但受沙丘高度以及植被和土壤质地的影响这种差异并不明显。在沙区采煤引起的地表塌陷对土壤水分的时空变化影响较小。     

浑善达克沙地不同植被下的土壤水分状况

浑善达克沙地的中东段阳坡近裸的流动风沙土 0 - 1 0cm土层整个生长季内平均含水量较低、波动也比较大 ,而在 1 0cm以下则基本稳定在 3%左右 ,尤其是深层。丘间低地草本群落下的土壤湿度随深度增加变化较大 ,2 0cm以上土层含量较高 ,40 - 5 0cm土层的含水量最低 ,波动也剧烈 ,90cm以下达裸沙含水量水平。阴坡灌丛下 ,最低土壤含水量出现在 70 -90cm土层 ,深层土壤含水量长期稳定在 1 .5 %左右。这说明植物的生长使根层土壤含水量下降 ,而且不同植物利用水的土层及利用土壤水的量不同。这可能是引起流动风沙土向固定风沙土转变过程中地表植被演替及决定地区顶级群落的主要原因。在干旱半干旱地区 ,植被影响着降水在土层中的分布及地表的蒸散条件 ,使土壤有效水向浅层分配。而降水在土壤不同深度的分配及入渗深度 ,决定着地表植被的生活型 ,从而影响地表植被的演替方向及顶级类型。需水量较大的灌丛在沙丘阴坡能形成稳定的群落 ,是由于沙丘为植物避免干旱胁迫 ,延长在干旱季节的生存时间创造了条件 ,因此 ,沙丘是沙地的重要环境资源 ,尤其是高大沙丘 ,在这类地区的防风固沙中具有重要的作用。     

模拟增温对土壤电导率的影响

为研究模拟增温对土壤电导率的影响,为气候变化背景下高寒草地土壤盐渍化趋势动态研究提供理论基础。本研究选择位于青藏高原腹地的三江源草地生态系统监测定位站开展试验,自2015年9月至2017年9月对OTC增温室内外0～15 cm和15～30 cm土壤温度、含水量以及电导率进行同步测定并分析其变化特征。结果表明:①OTC的模拟增温效果明显,与未采用OTC的对照相比,0～15 cm和15～30 cm土壤温度分别增加2. 41℃和1. 27℃;增温导致0～15 cm和15～30 cm的土壤含水量分别增加27. 65%和32. 17%; 0～15 cm土壤电导率,增温处理和对照的观测值分别为45. 67μS·m~(-1)和45. 75μS·m~(-1),而15～30 cm土壤电导率增温比对照高158. 09%。②相关性分析表明,在土壤冻结期,土壤温度对土壤电导率的贡献大于土壤湿度,与对照相比,模拟增温条件下土壤含水量与电导率的相关性增加;在土壤消融期,与对照相比,模拟增温条件下0～15 cm和15～30 cm土层土壤温度与电导率的相关性增加,土壤含水量与电导率的相关性随土层深度而不同,0～15 cm土层土壤含水量与电导率的相关性增加,15～30 cm土层土壤含水量与电导率的相关性变化不大。土壤温度对土壤电导率的贡献率高于土壤含水量。     

宁夏盐池沙地不同密度人工柠条林土壤水分时空变化分析

对宁夏盐池退化沙地不同密度的人工柠条林地的土壤水分时空特征进行分析。结果表明:1)林下土壤体积含水量随着深度的增加呈先增大后降低的趋势,在垂直剖面上可分为土壤水分速变层(0-20cm)、活跃层(20-80cm)、相对稳定层(80-100cm);2)土壤水分季节动态变化可划分为:积累期(4-5月);消耗期(6-9月);稳定期(10月至次年4月)3个时期;3)土壤体积含水量随人工林密度增加呈下降趋势,2490丛/hm2和1665丛/hm2可作为该区人工柠条林调控密度的参考依据。     

荒漠草原灰钙土与风沙土水分时空特征

受人为和自然因素干扰，宁夏荒漠草原原生灰钙土经过长期沙化，面积逐渐缩小并形成岛状斑块分布在广大风沙土中。为揭示灰钙土沙化后土壤水分时空特征，于2017—2019年生长季内(5—10月)在宁夏盐池县皖记沟村选取大(200～300 m²)、中(约100 m²)、小(约50 m2)面积各3个斑块，分别开展斑块内部灰钙土与其外围风沙土的含水量对比研究。结果表明：(1)从时间上来看，2017年均匀降雨格局使得全年土壤平均含水量最高；2018年全年降雨量略高于2017年，但集中于春季，夏秋季几乎无降雨事件，导致全年土壤含水量均较低；2019年夏季降雨年型使得土壤平均含水量在夏季最高。(2)0～100 cm剖面内灰钙土含水量随土层深度的增加表现出先增加后减少，10～40 cm土层较高；而风沙土含水量随土层深度的增加而增大，0～20 cm土层土壤含水量远低于20～100 cm。0～20cm土层灰钙土含水量大于风沙土，20～100 cm土层灰钙土含水量显著小于(P<0.05)风沙土(2018年中小斑块除外)。除大斑块外围风沙土含水量显著大于(P<0...     

科尔沁沙地雨后黄柳灌丛内外土壤水分动态分析

以科尔沁沙地半固定沙丘不同冠幅的黄柳为对象,利用Diviner2000对降雨后(65.9mm)灌丛内外土壤水分动态进行监测。结果表明:降雨后0.5d内,灌丛内外0-90cm的土壤含水量均明显增加,降雨在灌丛基部的入渗深度(110cm)大于中部(90cm)和外部(100cm);灌丛中部0-20cm和0-80cm储水量在0.5d-15.5d内的变化速率分别为0.88mm.d-1和2.64mm.d-1,分别低于灌丛外部的0.90mm.d-1和2.88mm.d-1,说明灌丛中部土壤具有较强的保水能力。降雨后7.5d时,灌丛基部储水量增加(12.20mm)显著高于中部(8.79mm)和外部(7.29mm)(P<0.05)。随着灌丛冠幅的增加,灌丛下0-80cm土壤截留降雨能力和保水能力有逐渐增强的趋势,而降雨的入渗能力逐渐减弱。     

民勤绿洲-沙漠过渡带土壤微生物数量特征

对民勤绿洲-沙漠过渡带中固定白刺沙包、半固定白刺沙包、半固定梭梭沙丘和流动白刺沙包中0-20cm土层微生物类群数量研究结果表明:1)不同类型沙地土壤微生物总数量及细菌、真菌和放线菌类群组成比例存在显著差异(P<0.05),同一类型沙地土壤微生物数量垂直分布不规律;2)土壤微生物总数量依次排列为:半固定梭梭沙丘>半固定白刺沙包>流动白刺沙包>固定白刺沙包;3)结皮层厚度和草本植物覆盖度对土壤微生物总数量没有显著影响,而灌木植物覆盖度对土壤微生物总量起着决定性的作用,土壤微生物在半固定人工梭梭林沙丘中数量最多,可见,营造梭梭灌木林对固沙及沙丘土壤形成具有重要的作用。     

土壤水分对毛乌素沙地油蒿群落演替的影响

采用空间代替时间的方法,对毛乌素沙地三种不同演替阶段的油蒿(Artemisia ordosica)群落(半固定沙地油蒿群落、具生物结皮的油蒿群落、油蒿+本氏针茅群落)的群落特征及生物量、叶片气体交换过程、不同土层(0-10cm、10-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm)土壤含水量、根系垂直分布等进行测定.结果表明:油蒿群落演替是油蒿与草本植物竞争、生物结皮发育、土壤发育以及土壤水分垂直变化等生物非生物因素综合作用的结果.随着油蒿群落演替的发展,群落物种数、草本层盖度和生物量、群落总盖度逐渐增加,而油蒿个体数、油蒿盖度、油蒿叶生物量以及生物土壤结皮盖度则先增加后减少,油蒿根系有向下分布的趋势,0-10cm土层逐渐以草本植物根系占优势.土壤水分是毛乌素沙地油蒿群落演替的主要驱动力,通过影响油蒿叶片气孔导度和净光合速率,以及根系垂直分布影响油蒿在群落中的竞争力.不同演替阶段油蒿群落土壤水分低值区不同,半固定沙地油蒿群落0-10cm和20-40cm土壤含水量最低,具生物结皮的油蒿群落10-20cm土壤含水量最低,而油蒿+本氏针茅群落60-80cm土壤含水量最低.     

六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分对降雨的响应

研究土壤水分对不同量级降雨的响应,探讨森林生态系统的土壤水分形成与消耗规律,可为我国干旱半干旱地区基于土壤水分承载力的森林植被建设和水土资源管理提供依据。在宁夏六盘山北侧半干旱区,利用气象站及土壤水势仪监测并分析了2010年生长季(5-10月)58次降水事件及华北落叶松林地根系分布层(0-60cm)各层土壤水分的响应过程。结果表明:华北落叶松林土壤水分变化与降水关系密切,土壤含水量峰型与降雨分布格局较为一致,月均土壤含水量(%)与月降水量(mm)呈极显著正相关(R=0.573,P<0.01)。不同深度处的土壤水分对降水量级的响应有差异,在小雨条件下,0-10cm土层的累计降水量响应阈值为7mm;在中雨条件下,0-10、10-20cm土层的累计降水量响应阈值为10和25mm;在大雨条件下,0-10、10-20、20-40cm土层的累计降水量响应阈值依次为8、22和36mm;在暴雨条件下,0-10、10-20、20-40、40-60cm土层的累计降水量响应阈值依次为12、29、37和63mm;随土层向深处,响应变幅呈减少趋势,对降水的响应滞后时间逐渐增加;在小雨和中雨条件下,侧向流不明显,但在大雨条件下侧向流趋势明显,最大为7.88mm。综上可知,土壤含水量的变化幅度随土层深度增加,各层次呈减小趋势,土壤含水量与降雨的同步性呈下降趋势且各层响应存在时间的滞后性。     

基于水分变化的沙地樟子松人工林土壤分层特征

研究了章古台地区沙地樟子松人工林不同林龄(10a,20a,35a,50a,60a)不同深度(20cm,40cm,60cm,80cm,100cm,120cm,140cm,160cm,180cm)的土壤含水量变化的分层特征。结果表明:沙地樟子松人工林地各土壤层次水分含量随林龄的不同表现各异。依据土壤含水量的不同将沙地樟子松人工林地土壤层次分为3层,即表层、根系层和稳定层,各林龄的层次分别为:10a林龄林地无明显表层,100cm土层以上为根系层,120cm土层以下为稳定层;20a林龄林地40cm以上为表层,60-140cm为根系层,160cm以下为稳定层;35a林龄林地40cm土层以上为表层,60-100cm为根系层,120cm以下为稳定层;50a林龄林地40cm以上为表层,60-120cm为根系层,140cm以下为稳定层;60a林龄林地40cm以上为表层,60-100cm为根系层,120cm以下为稳定层。     

典型草原禁牧条件下土壤水分对降雨模式的响应

通过在锡林郭勒草原设置禁牧和放牧试验点,对气象、植被、土壤要素和5 cm、10 cm、15 cm、30 cm层土壤水分进行监测分析,揭示典型草原禁牧条件下降雨和土壤水分的变化及转化规律,结果表明:禁牧3 a后土壤垂向异质性增强,降雨过程中各土层土壤含水量差异显著,放牧区则相反;土壤水分对降雨响应的滞后时间随土层深度增加而增加,相对于禁牧区,放牧区浅层土壤(5 cm、10 cm)持水性能较弱,入渗完成用时较短;5 mm以下的降雨对禁牧和放牧区土壤水分均无明显补给作用,当降雨连续均匀且强度不超过5 mm·h~(-1)时最有利于入渗,放牧区入渗深度达到15 cm和30 cm层分别需要7.9 mm和大于25 mm的降雨,而禁牧区大于5 mm的降雨就可以入渗到30cm土层;强度5～6 mm·h~(-1)的独立降雨只能入渗到表层土壤中(5 cm),强度大于15 mm·h~(-1)的降雨在禁牧区能通过大孔隙快速入渗到30 cm及更深层土壤,放牧区则表层入渗较快(0～5 cm),深层入渗较慢,会形成地表径流甚至洪水灾害。该研究的结果可以为草地生态水文过程研究和制定合理的放牧政策提供参考。     

不同降雨历时梯田和坡耕地的土壤水分入渗特征

以黄土高原丘陵沟壑第三副区庄浪县为例,研究不同降雨历时条件下坡耕地和水平梯田土壤(黄绵土)水分入渗变化特征,应用Hydrus-1D模型对不同降雨条件下的土壤水分入渗进行定量模拟研究。结果表明:(1)与实测数据相比,Hydrus-1D模型模拟降雨后土壤水分的运移较合理。(2)地表层(0~40 cm)土壤含水量变异系数(CV)呈中等变异,即5 d的时间内梯田和坡耕地地表层的土壤含水量变化大,随着土层深度的增加变异系数减小,呈弱变异性。(3)在1.45 mm/min降雨强度下,在23 min时拔节期的小麦坡耕地产生径流,水平梯田在整个过程中没有产生径流。(4)降雨历时为10 min时,在土层深度为0~15 cm,梯田土壤含水量比坡耕地多0.13%~1.65%,在土层深度为30~200 cm,梯田和坡地都没有下渗。降雨历时为20min、30min时,在土层深度为0~20 cm,梯田的土壤含水量比坡耕地的分别多0.05%~2.22%、0.01%~2%。     

内蒙古荒漠草原降水有效性分析——基于苏尼特右旗过程降水量的监测

研究选取内蒙古苏尼特右旗，通过分析2015年5月至2016年12月日降水数据和同期不同深度土壤（0~10 cm，10~20 cm，20~30 cm，30~40 cm和40~50 cm）含水量日连续观测数据，探讨降水事件对荒漠草原土壤含水量的影响。结果表明:① 降水量对表层土壤（0~10 cm，10~20 cm）含水量影响最剧烈，且2层土壤含水量与降水量存在显著的正相关关系，其余3层土壤含水量对降水事件响应不显著。②0~10 cm、10~20 cm土壤层的最小有效降水量分别为6.4 mm和8.33 mm。③ 结合最小有效降水量进一步推导0~10 cm及10~20 cm土壤层的有效降水转化率发现，0~10 cm土壤最大有效降水转化率可达到95%，但是大部分都是在70%左右；10~20 cm最大有效降水转化率可达90%，但是大部分都是在50%左右。     

阿拉善荒漠功能灌木群的土壤呼吸动态研究

使用LI-8100仪器实测了在生长季阿拉善的梭梭、沙冬青、红砂、华北驼绒藜、珍珠、白刺六种植物群落土壤呼吸速率,使用挖刨面法逐月测定了土壤温度和土壤含水量。结果表明:这六种荒漠植物群落土壤呼吸速率日动态均呈单峰型,最高值皆出现在12:00-14:00,最低值出现在早晨8:00,土壤呼吸速率最大值出现时间先于气温最高值出现的时间。六种植物群落土壤呼吸速率的月变化呈单峰曲线,与近地面气温的变化趋势一致。六种植物群落土壤呼吸速率的日变化与地表温度达到极显著正相关关系,与近地面气温、5cm、10cm温度具有显著相关性。六种植物群落与土壤含水量0-10cm、10-20cm、20-30cm都没有显著相关性。在源与汇的问题上,梭梭、沙冬青、红砂、珍珠、华北驼绒藜、白刺是汇。     

绿洲边缘土壤水分与有机质空间分布及变异特征

在黑河中游绿洲边缘由北向南选取的1 200 m × 250 m长方形沙漠、林地和耕地3种土地类型为研究区,利用经典统计学方法对其土壤水分与有机质空间分布及变异性进行研究。结果表明：由沙漠向耕地过渡,土壤水分与有机质含量上升,平均值变化幅度分别为9.36%和4.92 g·kg-1。在水平方向上,随着样带位置南移,0~200 cm土层土壤水分与有机质变异程度均表现为先增大后减小,且林地>耕地>沙漠。在垂直方向上,随土壤深度增加,土壤有机质变异性减弱,土壤含水量变异性在0~100 cm范围内增强,之后亦减弱。绿洲边缘土壤有机质含量对土壤水分影响显著,土壤含水量随有机质含量增加呈对数增长,适当增加有机质含量可以提高土壤蓄水能力。     

PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响

选取风季和雨季两个典型时期,对铺设不同规格PLA沙障沙丘迎风坡不同坡位0-60cm土层的土壤含水量进行测定,并以裸沙丘为对照,探究PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响.结果表明:1m×1m和2m × 2m沙障在不同时期对沙丘迎风坡整体和坡位间土壤水分影响明显,而菱形沙障作用效果差;1m×1m、2m×2m沙障使风季形成迎风坡浅层(5-20cm)土壤含水量低于裸沙丘的水分特征,雨季形成迎风坡表层(0-10cm)土壤含水量优于裸沙丘的水分特征,从而影响了植物的入侵与定居方式;不同时期1m×1m和2m×2m沙障对迎风坡中部和下部土壤水分的影响均较上部明显,迎风坡中部和下部应为重点关注区域,而在上部应采取相伴措施弥补不足.     

民勤绿洲人工梭梭林群落结构及种群生态特征

采用野外样方调查方法,分别对生长于民勤绿洲盆地不同立地类型的人工梭梭群落内的物种重要值、多样性等生态特征进行分析,将其划分为3个类型：梭梭-一年生植物群聚、梭梭-一年生植物-灌木群聚和梭梭-灌木群落;分别分布于流动沙丘、半固定沙丘和固定沙地上,随着沙地固定程度的增加,人工梭梭群落由梭梭-一年生植物群聚（先锋群落,盖度23%、多样性指数0.26）演替到梭梭-一年生植物-灌木群聚（盖度30%、多样性指数0.34）再演替到梭梭-灌木群落（盖度40%,多样性指数0.60）;在人工梭梭群落演替过程中,人工梭梭种群在不同沙地类型上生长状况不同,沿着流动沙地→半固定沙地→固定沙地为衰退型,这种衰退与土壤水分的含量有关。