荒漠草原区不同类型草地土壤水分特征研究

农牧交错带发展人工草地的关键是土壤水分的适应性,针对年平均降水量250mm的地区,以人工甘草草地、人工苜蓿地、人工苜蓿混播甘草地和天然草地为对象,通过2010年观测,计算各种草地0-100cm土层质量含水量的均值、变异系数,分析土壤水分的空间分布特征;利用土壤水分平衡和土壤分层储水量公式计算不同草地0-100cm土层总储水量,结合试验地生长季降水量变化,分析不同草地储水量与消耗量以及0-20、20-60、60-100cm土层水分均值随植被生长季的变化规律。     

陕北毛乌素沙地土壤水分时空变异规律研究

对陕北毛乌素沙地流动、固定、半固定沙丘的土壤水分进行的长期动态观测结果表明,含水量排序为流动沙丘(8.47%)＞半固定沙丘(8.40%)＞固定沙丘(8.39%).沙地含水量随土壤深度的变化存在着分布上的差异,随着深度的增加呈现先增加再减少的趋势,在0～60 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.08%、8.00%和8.03%,差异不显著;在60～200 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.65%、8.57%和8.53%,差异显著(P>0.05),其中60～140 cm层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.76%、8.62%和8.54%,差异极显著(P>0.01).固定沙丘、半固定沙丘大部分背风面的土壤含水量高于迎风面的含水量,但在流动沙丘上迎风面的土壤含水量却明显比背风面的高.在沙丘的不同部位含水量也存在差异,土壤含水量坡顶部＜坡中部＜坡底部,在沙丘下部的丘间土壤含水量明显高于丘顶部.另外,沙地水分还受季节变化的影响,具有明显的季节变异性.     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子。沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性。以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征。结果表明:(1)土壤水分的季节变化受降水、植被蒸腾作用和地表蒸发的共同影响,不同物种的分布模式具有差异性,但都表现为7月的土壤含水量最高。(2)同一植物在不同地貌部位的土壤含水量具有差异性,小叶杨在迎风坡最高,樟子松、沙棘和乌柳在背风坡最高,而沙蒿在丘顶最高,但只有乌柳的土壤含水量在沙丘地貌部位间的差异明显(P<0.05)。不同植物在同一地貌部位的土壤含水量也具有差异性,迎风坡樟子松的土壤含水量最小,只有1.81%,而沙蒿的土壤含水量能达到3.48%。丘顶处乌柳的土壤含水量仅为1.82%,而沙蒿可达3.58%。背风坡处的土壤含水量相差不大,乌柳最大为3.41%。(3)土壤水分随着土层深度的变化模式不同,土壤含水量整体表现为10~20 cm处最高。不同植物的土壤水分的垂直分布具有差异性,小叶杨和樟子松下方的土壤含水量随着土层深度的增加而降低,沙棘和沙蒿表现为120 cm土层深度内无明显变化,而乌柳下方的土壤含水量随着土层深度的变化在各地貌部位不同,具体表现为迎风坡无明显变化、丘顶降低和背风坡增加的趋势。土壤水分在高寒半干旱沙地不同植被恢复措施下的分布除受到降水、土壤分布、物种类型、植物根系分布的影响之外,还与沙丘微地貌形态具有一定的相关性。     

呼伦贝尔天然草地地貌部位对土层厚度和土壤水分的影响

草原开垦破坏草地植被,并且破坏了整个草原的生态环境,这已取得共识。然而,目前还有人想开垦呼伦贝尔天然草地来追求短期的利益。通过调查一个天然草地坡面的土层厚度和土壤水分,分析天然草地地貌部位对土层厚度和土壤水分的影响,以此为根据来阐述开垦天然草地的利害。结果表明:上部样点含水量低,坡脚和坡底样点含水量依次增加;黑土层保水性好,黄粘土层透水性差,砂土层保水性很差;坡面80%的面积黑土层小于或等于30cm,开垦压实以后厚度只能满足暂时耕作的需要。呼伦贝尔草原地形起伏较大,干旱且多大风,易发生土壤侵蚀。开垦以后将会失去保水性好的黑土层,那时,呼伦贝尔草原前景甚忧。因此,建议不应开垦呼伦贝尔草原,并给与适当保护。     

不同柠条密度在退化草地恢复过程中对土壤水分的影响

宁夏盐池县常受干旱风沙的影响,加上超载过牧,草场退化严重。1987年在柳杨堡乡建立了退化草场植被恢复与风蚀沙化防治技术示范区,带状种植了柠条(中间锦鸡儿Caragana intermedia),对退化草场进行改良。种植柠条,一方面增大了植被的覆盖度和土地生物产量,另一方面,由于柠条的生长也增大了对土壤水分的消耗。为此,我们进行了水分定位观测,从土壤水分季节性动态、水分垂直分布及贮水量几个方面作了系统的比较分析,研究柠条种植密度对土壤水分的影响,选择适宜的柠条种植密度。结果表明,柠条半人工草地土壤水分的季节变化受降水的影响,随降水量多少而变化。0～100cm土壤含水量的垂直分布规律为从表层到深层含水量递增。在定植后第11年,不同种植密度柠条草地土壤含水量没有显著的差异。定植后第16年,土壤含水量出现了显著的差异。种植密度1665丛／hm^2柠条半人工草地,0～100cm土层中,各土层含水量均极显著地高于3330丛／hm^2柠条半人工草地,其0～100cm土壤贮水量最高,为245．4mm,比2490丛／hm^2柠条半人工草地高48．10mm,比3330丛／hm^2柠条半人工草地高151．99mm。     

短期增温下青藏高原多年冻土区植物生长季土壤水分的动态变化

以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象，采用红外灯加热的方法模拟全球增温，并利用水分探头，于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据，并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用，但增幅并不显著（P>0.05），平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%，在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值；对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层，而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度，表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大，对深层土壤含水量的影响则较小，而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化，在5—8月呈上升趋势，表明在青藏高原北麓河地区植物生长季，8月是其土壤水分含量最充足的月份，到了9月土壤中含水量开始降低，但5个土层深度降幅均不明显；增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。     

干旱地区谷子适宜土壤湿度下限动态指标

采用大田遮雨和盆栽的方法进行水分控制试验，通过相关和回归分析，研究了谷子5个发育时段适宜土壤湿度下限指标，通过多项式拟合方法插值形成土壤水分下限动态指标曲线。结果表明：谷子生长期土壤水分下限呈抛物线型变化，播种至出苗土壤水分下限为60%,土壤湿润层深度为0～20cm;出苗至拔节水分需求较低，土壤水分下限为55%,土壤湿润层深度为0～30cm;拔节至抽穗为水分敏感期，根系继续向下伸展，土壤水分下限为65%,土壤湿润层深度为0～50cm;抽穗至灌浆为谷子需水最多时期，土壤水分下限为75%,土壤湿润层深度为0～50cm土层；灌浆至成熟期需水有所减少，土壤水分下限为65%,土壤湿润层深度为0～50cm土层。基于发育进程和积温方法建立的土壤湿度动态方程，相关指数R²分别为0.9706和0.9302,此方法可在谷子节水灌溉预报工作中应用。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工林防风固沙及改良土壤效应研究

为探讨小叶锦鸡儿防风固沙、改良土壤养分状况和生物活性的能力,选取6年和11年生小叶锦鸡儿人工固沙林为对象,以流动沙丘为对照,研究不同年龄固沙林降低风速和风沙流结构特征、土壤有机质和N,P含量、土壤酶的活性以及微生物生物量C,N,P含量的变化特征.结果表明:在小叶锦鸡儿灌木林内,各个高度风速和输沙量均显著低于流动沙丘,防风固沙效果明显.随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,其综合防风性能提高,土壤有机质、N,P,K含量和生物活性逐渐得到改善.O～30 cm土层中磷酸单酯酶、蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶、多酚氧化酶、脱氢酶的活性和土壤微生物生物量C,N和P含量均大幅度提高,其中O～10 cm土层增幅最大.土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,6年和11年生固沙林O～10 cm 土层分别是流动沙丘的28.58倍和55.21倍.小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤养分和生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在科尔沁沙地大面积推广应用.     

沙漠水渠人工固沙区沙篙和沙拐枣灌丛的土壤水分特征对比

在古尔班通古特沙漠引水渠沿线建植5a的人工固沙区内,选择自然生长的沙蒿和沙拐枣灌丛,依据冠幅大小设置5个水平距离梯度和4个土层深度梯度.对比研究了二者的土壤水分特征.结果表明,随土层深度的增加,两种灌丛土壤含水量均呈增加趋.,中下部2层(20～40 cm和40～60 cm)土壤含水量显著(P<0.05)高于上部2层(0...     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分分析

采用定位监测法,对地处黄土丘陵区的延安燕沟不同植被类型下土壤水分状况进行了对比分析。结果表明:农林草地土壤水分剖面(0~4 m)存在显著差异,平均土壤含水量由高到低依次为:旱农坡地>草地>柠条灌丛>果园>黄刺玫灌丛>刺槐,与旱农坡地对照分别相差2.04%、2.27%、4.75%、4.8%和5.68%;刺槐、柠条和黄刺玫的土壤水分垂直分布呈现较一致的趋势,表现为上层水分高于下层且差异显著,水分较明显的分界点在100cm左右,其100 cm以上平均土壤湿度分别为10.12%、13.58%和11.89%,100 cm以下分别为8.79%、12.16%和9.07%;同时,不同植被类型下土壤剖面低湿层不同,乔灌地低湿层深度较农地和草地深;土壤水分剖面形态与分层特征受植被利用影响作用显著。