黄土塬区土地利用方式对土壤主要理化性质的影响

通过对陕西长武4种典型土地利用方式下0~500 cm土层土壤主要理化性质分析,以明确土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：农田、果园土壤有机质、全氮含量显著高于荒地和刺槐林地,土壤粘粒含量与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤饱和导水率呈显著正相关关系;农田0~100 cm土层土壤容重达1.44 g·cm^-3,显著高于同深度荒地（1.27 g·cm^-3）、果园（1.38 g·cm^-3）、刺槐林地（1.32 g·cm^-3）土层;400~500 cm土层土壤含水量为刺槐林地（86 g·kg^-1）<果园（113 g·kg^-1）<荒地（152 g·kg^-1）<农田（165 g·kg^-1）;果园和刺槐林地0~500 cm土层土壤平均饱和导水率分别为0.37、0.36 mm·min^-1,显著高于农田（0.25 mm·min^-1）和荒地（0.23 mm·min^-1）。退耕还林（草）导致土壤容重降低、饱和导水率增加,有助于降水入渗,但退耕后深层土壤有干燥化的倾向。     

关中农田土壤剖面的主要物理性状研究

为了探明现代长期集约化生产和耕作管理模式下土壤物理状态的变化特征,对关中地区农田0～60 cm剖面范围内的土壤物理特性进行了研究。结果显示：(1) 土壤剖面容重呈现先增大后减小的变化趋势,表层0～10 cm土壤容重最小,为1.34 g·cm^-3,20～40 cm土层容重高达1.67 g·cm^-3,达到了制约根系延伸的极限容重;(2) 土壤紧实度随着剖面深度增加逐渐增大,0～15 cm、15～25 cm、25～45 cm土层范围内的平均值分别为482 kPa、1 647 kPa、2 268 kPa;(3) 土壤饱和导水率随着土层深度增加而逐渐减小,其中0～10 cm土层的饱和导水率最高,平均为0.968 mm·min^-1,且各土层之间的差异达到显著水平。研究表明只有0～10 cm土层土壤结构性较好,而10 cm以下土壤的物理状态具有明显的退化趋势,制约着作物根系的延伸、气体交换和水分的入渗,应予以足够的重视。     

排土场土体裂缝特征对土壤物理性质的影响

以内蒙古胜利东二号露天煤矿南排土场为研究对象,研究排土场不同土体裂缝区土壤机械组成、孔隙状况、水分空间分布以及饱和导水率的特征和差异。结果表明：3个样地土壤机械组成以砂粒为主,土壤质地为砂质土壤,具有质地疏松、通气透水能力强、蓄水能力差等特点;3个样地土壤容重为1.22~1.45 g·cm^-3,且随着土层深度的增加先增大后减小;3个样地土壤含水率偏低,且随着土层深度的增加而减小;土壤饱和含水量、田间持水量和土壤有效水含量呈先减小后增大的变化规律,凋萎系数呈先增大后减小的变化规律,且不同土层之间存在差异。随着土层深度的增加,3个样地各个土层（0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60 cm）土壤饱和导水率平均值依次为1.16、1.02、0.95、0.71、0.47、0.27 mm·min^-1;土壤饱和导水率与土层深度之间具有较好的幂函数关系。土体裂缝的出现改变土壤容重、孔隙状况和土壤水分空间分布等土壤物理性质,进而影响排土场水分入渗、地表径流及产流产沙等水土流失过程。     

沼液穴灌入渗特征及Philip入渗模型拟合

为探求沼液穴灌条件下土壤入渗特征及适宜入渗模型，通过室内试验研究了沼液配比（沼液∶水，体积比，1∶4、1∶6、1∶8及纯水）、穴孔直径（3、5、7 cm）和土壤容重（1.35、1.45 g·cm-3）对土壤入渗特征的影响，利用数理统计方法分析影响沼液穴灌入渗的因素和湿润体变化规律，同时应用Philip入渗模型对沼液穴灌累积入渗量进行了拟合分析。结果表明：沼液穴灌累积入渗量均随沼液配比和土壤容重的增大而降低，随着穴孔直径的增加而增大，当入渗历时180 min时，土壤容重1.35 g·cm^-3和1.45 g·cm^-3的CK处理累积入渗量分别是沼液配比为1∶4、1∶6、1∶8处理的3.62、3.12、2.77倍和3.47、2.64、2.16倍；湿润体形状随穴孔直径的增加逐渐由水平轴大于垂直轴的椭球体趋向于水平轴小于垂直轴的椭球体，土壤容重1.35 g·cm^-3和1.45 g·cm^-3对应各穴孔直径（3、5、7 cm）的垂向最大湿润距离（V）与水平最大湿润距离（H）的比值(V/H)分别为0.929、1.081、1.111和0.957、1.048、1.064；幂函数能够准确描述湿润锋最大湿润距离与时间的函数关系；建立的多元线性方程能够较好描述累积入渗量与土壤容重、穴孔直径和沼液配比的关系，偏回归系数检验均达到显著或极显著水平；Philip入渗模型能够准确描述沼液穴灌累积入渗量随时间的变化规律，决定系数（R²）在0.98以上；Philip入渗模型中的土壤吸渗率(S)随穴孔直径的增大而增加，随沼液配比和土壤容重的增加而降低；土壤稳定入渗率（A）为负值与沼液的粘性及所含有的有机悬浮颗粒有关。基于以上分析，在农业生产中建议实施方案为：土壤容重1.35 g·cm^-3、穴孔直径5 cm、沼液配比1∶6和土壤容重1.45 g·cm^-3、穴孔直径7 cm、沼液配比1∶8。     

水分对不同栽培年限日光温室土壤氮矿化的影响

采用室内短期（84 d）好气培养法评价了不同水分供应水平下（田间持水量的60%、80%及100%，分别用60FC、80FC和100FC表示）陕西杨凌地区不同栽培年限（种植前、种植第二年及种植第三年）日光温室土壤（0~20 cm及20~40 cm土层）氮素矿化特性。结果表明：随着日光温室栽培年限的延长，0~20 cm土层累积净矿化氮量显著增加，且随栽培年限的增加，20~40 cm 土层氮矿化势呈增加的趋势；土壤水分含量由60FC增加到80FC，土壤累积矿化氮量呈增加趋势，但当含水量达到100FC时，土壤累积矿化氮量降低。回归分析结果表明，土壤有机质含量每增加1 g·kg^-1, 60FC、80FC、100FC土壤含水量条件下土壤氮矿化势分别增加 1.62、1.88 mg·kg^-1和1.57 mg·kg^-1;土壤全氮含量每增加1 g·kg^-1，土壤氮矿化势分别增加28.93、33.42 mg·kg^-1和27.82 mg·kg^-1。因此，建议日光温室蔬菜栽培中应综合考虑温室年限及灌溉量对土壤氮素矿化过程的影响。     

苹果树根域土壤理化性质对园艺地布覆盖的响应

为探究园艺地布覆盖对苹果树根域土壤理化性质的影响，本研究设置了园艺地布覆盖和清耕2个处理，于2018年2—12月对苹果树休眠期、盛花期、幼果期、果实膨大期及果实成熟期0~60 cm土层的土壤理化性质进行测定。结果表明：园艺地布覆盖果园相比清耕，土壤含水量提升了0.16%～7.10%；土壤pH在休眠期40~60 cm土层增大了0.12，在其余生育时期及土层内降低了0.06 ~0.43；有机质含量在休眠期至幼果期0~20 cm土层、休眠期和盛花期40~60 cm土层、果实膨大期0~60 cm及果实成熟期40~60 cm土层增加了0.05~4.05 g·kg^-1；碱解氮含量增加了2.10~46.05 mg·kg^-1；速效磷含量在休眠期40~60 cm土层和盛花期20~40 cm土层分别降低了0.87 mg·kg^-1和0.43 mg·kg^-1，在其余生育时期及土层增加了5.57~57.58 mg·kg^-1；速效钾含量增加了43.78~182.19 mg·kg^-1。园艺地布覆盖处理对土壤含水量、pH、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量和速效钾含量各因子的作用强度在生育时期间和土层间有较大差异，在幼果期至果实膨大期对土壤含水量的提升超过4.60%，在休眠期和盛花期对土壤含水量的提升作用低于3.00%；对土壤速效钾含量的提升作用在生育时期间以果实成熟期最明显，增加量均大于107.00 mg·kg^-1，在土层间以20~40 cm土层最明显，增加量均大于97.00 mg·kg^-1；对其余各因子的作用强度无明显规律。     

黄土区坡沟系统容重、饱和导水率和土壤含水量变化分析

切沟是黄土高原侵蚀沟的重要类型之一,对流域水文、植被、地貌和生态等地表过程具有深刻影响。为明确土壤物理参数对切沟地形、坡位和深度的响应,在陕北黄土高原选择典型切沟,根据其走向设置沟道、沟缘及坡面3条样线,对40个样点按照10 cm深度间隔采集0~30 cm各土层原状土样,利用定水头法和烘干法对土壤容重、饱和导水率和土壤含水量进行测定并分析。结果表明:(1)地形对容重、饱和导水率和土壤含水量具有显著或极显著影响,3个参数随坡位自下而上均呈波浪式变化趋势;沟缘和坡面位置容重随坡位上升总体呈微弱减小趋势,沟缘表层坡下土壤含水量较其他坡位明显偏低;(2)沟缘和坡面位置不同土层深度饱和导水率及容重的大小变化规律与沟道恰好相反;(3)对于各土层深度而言,沟缘和坡面土壤含水量均与沟道内差异显著,且沟缘土壤含水量总是低于坡面。以上结果表明,切沟分布改变了土壤容重、饱和导水率和土壤含水量在坡面的空间格局,在黄土区坡沟系统内不同地形条件对相关土壤物理参数的影响不应忽视。     

秸秆深还田对东北半干旱区土壤结构及水分特征影响

采用定位田间小区试验方法,研究秸秆深还田对东北半干旱区农田土壤结构和土壤水分特征的影响。结果表明,秸秆深还田能够有效地改良土壤结构和土壤水分分布状况。秸秆深还田第3年土壤0～50 cm层对照处理容重为1.45 g·cm^-3,各处理的平均容重为1.34 g·cm^-3,土壤容重显著减小;干筛团聚体以＞5 mm团聚体增加为主占18.69%～27.20%,抵抗外力破坏而保持原有形态的能力增强;平均重量直径及几何平均直径均较对照和深耕有所提高;施入秸秆量800 kg·667m^-2处理的水稳性团聚体稳定率和土壤结构体破碎率降低最为明显。不同处理之间表现出秸秆深还田处理的持水量要高于对照处理。     

冷凉区黑土有机质和玉米产量双提升技术探索及经济效益分析

为明确有机肥还田+保护性耕作措施下黑龙江省西部土壤有机质和作物产量的双提升技术效果,2021年10月,在黑龙江省西部齐齐哈尔市梅里斯区开展试验,以玉米为供试作物,设置5个处理：有机肥+深松40 cm（YS40）、秸秆留茬+深松40 cm（WS40）、有机肥+旋耕20 cm（YS20）、秸秆留茬+旋耕20 cm（WS20）、有机肥表施+免耕（YB）;一个对照：秸秆留茬+免耕（CK）。结果表明：施入有机肥的处理能够提升深土层土壤肥力,在20～40 cm土层中YS20处理与CK处理相比有机质和全氮依次提升11.56 g·kg^-1和0.57 g·kg^-1;40～60 cm土层中YS40处理与CK处理相比有机质和全氮依次提升2.83 g·kg^-1和0.28 g·kg^-1。土壤结构方面,在0～20 cm土层中YB处理的容重较CK降低17.5%、含水量提升35.5%,40～60 cm土层中YS40处理的容重较CK处理降低5.3%、含水量提升38.4%。有机肥与保护性耕作处理提高了玉米不同生育时期叶面积指数、叶绿素含量和干物质积累量,进而提高了玉米产量,第二年的YS40、YS20、YB处理较CK处理分别增产14.5%、18.5%、11.4%。收益分析表明,与CK处理相比,2021年YB处理和2022年YS20处理收益增加最多,分别增加5 770元·hm^-2和5 223元·hm^-2。综上所述,黑龙江省西部薄层黑土实施有机肥还田+保护性耕作是提升土壤有机质、有机碳储量、全氮、全氮储量、玉米产量和经济效益的有效措施。     

基于HYDRUS模型的暗管排水水盐运移模拟

为了探索暗管排水条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律，本文设计了埋深1 m，间距4 m的暗管排水模型试验，研究分析灌水淋洗过程中土壤水分和盐分的动态变化规律，并利用HYDRUS模型对暗管排水条件下的水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明：经过3次灌水淋洗后，表层0~20 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，达到了非盐化土水平，20~60 cm土体内上层土壤脱盐效果高于下层，总盐分含量下降至8 g·kg^-1以下；经过实测值与模拟值的验证，土壤盐分和水分的均方根误差RMSE最大分别为0.632和1.324，决定系数R²最小分别为0.992和0.906，说明模拟结果与实测结果吻合度较好，HYDRUS模型能够较好地模拟暗管排水过程中水盐运移规律。通过模型模拟6次灌水（共90 d）后暗管排水条件下不同土层深度的水盐动态变化特征，模拟结果表明，0~40 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，40~80 cm土层内盐分含量下降至4 g·kg^-1左右，基本达到轻度盐化水平；距离暗管不同间距处的土壤剖面盐分含量呈波动变化，距离暗管越远，土壤剖面含盐量越大，盐分含量在0~8 g·kg^-1范围内变化。     

庄浪县黄土丘陵沟壑梯田建设成就及经验

对山川秀美工程试验示范区——甘肃省庄浪县梯田建设的成就及经验进行了分析总结,证实修建梯田是黄土丘陵沟壑地区治理水土流失、改善生态环境的重要工程技术措施,在山川秀美工程中具有广阔的应用前景。     

黄土丘陵沟壑区土地利用空间分布与地形因子关系研究

以地处黄土丘陵沟壑区的安塞县为例,以土地利用现状图和数字高程模型为基础数据,在ArcGIS9.3软件的支持下,分别从高程、坡度、坡向三个方面对地形数据和土地利用数据进行叠加分析处理,研究土地利用空间分布格局与地形因子的关系。研究结果表明:土地利用空间分布与地形因子关系密切,并呈现一定的规律性。随着海拔的增加,草地的分布比例增大,林地的分布比例先增大后减小,耕地、园地、水域和工矿用地均呈减少趋势;平坦地区是耕地、园地、水域和工矿用地的优势分布区,大坡度区域是林地和草地的优势分布区;坡向由阴坡转向阳坡的过程中,林地的分布比例减小,耕地、园地、草地和工矿用地的分布比例增加,水域基本不受坡向影响。在此基础上,构建研究区土地利用空间分布三维景观图,再现土地利用空间分布与地理环境的关系。该研究有助于实现不同地形上土地利用类型的合理布局,优化该区的土地利用结构。     

黄土丘陵沟壑区不同土地类型的土壤水分特性

在黄土丘陵沟壑区燕沟流域,于2002～2006年定位监测不同类型土地不同坡位、坡向的土壤含水量,对土壤含水量的动态变化进行了系统分析.结果表明:不同土地类型的土壤含水量差异明显,坝地最高,平均19.83%,川台地次之,平均17.21%,梯田平均16.34%,坡地最低,平均15.04%,土壤含水量与年降雨量呈正相关,相关系数为0.68;土壤含水量月变化动态呈现"单谷"曲线,7月份最低;不同坡位的土壤含水量变化趋势为随坡位升高,土壤水分含量递减;不同坡向的土壤含水量变化趋势为阴坡>阳坡.     

区域模型在黄土高原丘陵区尺度转换研究中的应用

针对黄土高原的土地可持续利用研究方法中的尺度转换研究需要,利用较为先进的土地情景利用规划思路与土壤侵蚀与生产力测算模型APEX(AgriculturalPolicy/EnvironmentaleXtender),对于黄土高原区域综合治理典型面积为8.27km2的纸坊沟流域土地利用结构进行了模拟计算。结果表明,模型模拟计算的水土流失量与实际观测量的误差小于10%,5年加权平均的作物模拟产量与实测值的差异不显著。据此计算了55km2县南沟不同轮作方式、不同耕作措施等生产设计所产生的不同结果,并经由计算结果做出比较分析。     

黄土丘陵区免耕条件下两种土壤酶活性变化

为了确定合理环保的耕作制度,2007～2008安塞田间定位试验黄土丘陵旱作农区大豆(Glycine max L)、玉米(Zea mays L)、红小豆(Semen Phaseoli)、马铃薯(Solanum tuberosum Linn.)在翻耕化肥(CF)、翻耕有机肥(CM)、翻耕无肥(CN)、免耕化肥(NF)、免耕有机肥(NM)、免耕无肥(NN)等水平下的农田土壤脲酶、蔗糖酶活性.结果表明:在作物花期,大豆、玉米土壤脲酶活性较高,蔗糖酶活性较低,而红小豆、马铃薯则与之相反,差异极显著.到作物收获后,玉米土壤脲酶、蔗糖酶活性增高,增幅在83%以上,而马铃薯、红小豆、大豆三种作物土壤脲酶活性降低,降幅在10%以上,蔗糖酶活性增强,增幅在40%以上.从花期到收获后,免耕降低了土壤脲酶活性,提高了土壤蔗糖酶活性,在黄土丘陵沟壑旱作农区两种土壤酶活性表现较优的作物为大豆、玉米,较优的处理为NM玉米、NF大豆,其田间环保效应为:作物生长期间两种酶活性比较高,收获后两种酶活性则降低,有利于提高作物生长期土壤肥效利用率,减少作物收获后温室气体的排放.     

平凉黄土高原沟壑区最高最低气温对气候变暖的响应

利用平凉黄土高原沟壑区7站1959-2008年平均最高、最低气温资料,采用线性倾向估计法和累积距平法,分析了最高、最低气温和日较差的长期变化趋势,对气候变化过程有了进一步的认识,用Mann-Kendall法对气候突变进行了检测。结果显示:平均最高、最低气温呈上升趋势,与全球和全国变暖趋势一致,气温日较差与全国减小趋势相反;气候的变化过程分三个阶段,20世纪70年代以前为气候偏冷期,80年代开始转暖,90年代明显变暖;最高、最低气温分别在1999年和1994年发生变暖突变。     

青海黄土丘陵区沟蚀侵蚀模数与其影响因子关系分析

以青海黄土丘陵区18条侵蚀沟为研究对象,用钢钎法测定了侵蚀模数,根据样地土壤砂粒、粉粒、粘粒质地分布和有机质的质量分数,分析计算其可蚀性K值。结合样地植被、坡度等调查信息,分析侵蚀模数与其影响因子的关系。结果表明:同一时期,侵蚀模数随植被覆盖度的增加而降低,当植物覆盖度达到70%时,侵蚀模数对植被因子的敏感度降低。侵蚀模数随土壤孔隙度的增大而降低。随K值的增大和坡度的升高,侵蚀模数有增大的趋势。不同时期,高植被覆盖的样地,侵蚀模数随年限的增加呈降低趋势;低植被覆盖的样地,侵蚀模数随年限的增加呈波动变化,但总体上呈下降趋势;无植被覆盖的侵蚀沟样地,年侵蚀模数没有降低趋势。植被覆盖度相当的样地,K值越小,侵蚀模数越小。     

陕北黄土高原丘陵沟壑区植被恢复中的障碍分析与应对策略——以子长县为例

通过对子长县退耕还林、植被恢复重建中出现的具体问题进行实地调查研究,并结合研究区自然环境条件和前人有关人工植被建设中的研究结果进行分析,以探讨黄土高原丘陵沟壑区植被恢复重建的技术体系.结果表明,在陕北黄土高原丘陵沟壑区退耕还林植被恢复建设中,应充分考虑当地降水条件并结合生态效益与经济效益,具体实施过程中要注意: (1) 依据当地原生态植被结构合理配置乔、灌、草,在以刺槐为主的乔木林内应适当搭配当地适生树种(杨、柳、山杏、榆、杜梨等);(2) 在沟谷及部分阴坡水分条件较好的地方种植耐旱乔木树种,在墚峁坡顶种植灌木和草本植物,半灌木和灌木种植在沟坡上部,坡度大的地方尽量不要人为干扰,自然封育恢复;(3) 秋季植树,初植乔木林密度不要超过2 300株/hm2,成林密度应控制在1 100株/hm2左右;(4) 建立苗圃,提高种苗质量,造林种苗尽量在本地解决,以提高植树成活率.     

黄土丘陵区退耕还林（草）生态经济系统的能值分析

能值分析方法是惯用的评价生态系统能量输入输出的方法之一。本文以位于陕西省黄土丘陵区的安塞县为例，通过分析该区域退耕还林（草）前后生态系统投入产出的能值动态变化，定量评价了退耕还林（草）工程的生态经济效应。研究结果显示：受退耕还林工程的影响，安塞县生态系统年总投入能值和总输出能值均呈先下降后上扬的发展趋势，其中有机能和不可更新环境资源投入量表现出递减的趋势，说明退耕还林工程对于减少表土流失具有积极的作用；在总能值产出中，种植业和养殖业的能值产出占绝对优势，但随着退耕还林工程的开展，林业的能值产出表现出快速的增长势头，系统的结构日趋多元化；在系统主要能值指标中，能值投资率、环境负载率呈现先增后降再增长的趋势，净能值产出率和能值持续性指数均呈先降低再增长的趋势，系统稳定性呈现增加的趋势。说明退耕还林后系统的生态环境压力趋于减小，持续性增强，系统结构趋于稳定，系统功能协调，基本可以实现生态和经济双赢的目标。     

高塬沟壑区苹果微灌方式试验研究

通过对半固定式滴灌、固定式滴灌、渗灌、滴渗灌、涌泉灌5种果园微灌方式在滴灌湿润剖面、湿润区域与果树根系耦合性、灌水均匀度、运行管理、投资、用工量等方面的比较分析，建议固定式滴灌和渗灌应控制发展，滴渗灌、半固定式滴灌应加大推广力度，涌泉灌应加大配套管件开发，在经济条件较好的果园进行推广。