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。     

人工控制潜水位下苏打盐渍土水盐动态分析

土壤盐渍化是松嫩平原的主要生态环境问题之一。潜水埋深及矿化度对盐渍化的发生和盐渍土的水盐运移有着重要的影响。本文通过在"中国大安碱地生态试验站"进行野外定位实验,研究了人工控制潜水位下的土壤水盐动态,进一步探讨了不同潜水位下的苏打盐渍土水盐运移规律。通过对人工控制不同潜水位(1.0m、1.4m、1.8m、2.2m、2.5m)下苏打盐渍土土壤含水量和盐分在剖面深度和试验期间内的变化进行分析,发现:试验期间的土壤盐碱化程度较重;基本上地下水埋深越浅,土壤体积含水量在剖面中的变化越小;受降水和蒸发等因素的影响,深度80cm以上土壤体积含水量随深度变化幅度较大,深度40cm以上土壤含水量在整个试验期间(7月~10月)变化比较明显;土壤盐分和主要离子含量(Na+、HCO3-)在深度60或100cm处表现为最大值;且在降水和蒸发的共同作用下,试验期间(7、8、9月)土壤盐分和主要离子含量表现出高-低-高的变化趋势。     

长期滴灌棉田非灌溉季节土壤盐分累积特征

非灌溉季节冻融过程中土壤水盐的运动变化特征,直接影响春季作物灌水决策.本文对新疆绿洲灌区6块不同滴灌年限的棉田地块进行田间采样监测,探究冻融过程中土壤水盐运移规律以及不同滴灌年限棉田土壤盐分累积特征.结果表明:(1)随滴灌年限的增加,棉田盐分分布特征由表层聚集转变为向深层累积.(2)在冻融过程中,棉田土壤盐分运动特征存...     

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。     

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。     

民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层水力性质及其生态水文意义探讨

土壤水力性质是土壤水文功能的重要组成部分及影响因子，其对土壤水分分布状态、土壤水分循环的强度与速率具有重要影响。粘土夹层虽在干旱区呈不连续分布的状态，但其植被覆盖率却远高于相同水热条件下的非夹粘土壤。文中以民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层为研究对象，对其土壤物理性质、土壤持水性和导水性质进行测量，同时利用壕沟法对该地15年林龄的深根系乡土物种多枝柽柳根系进行了调查，分析了夹粘土壤剖面的水力性质变化特征及其影响因素，探讨了粘土夹层对干旱区植被恢复和重建的生态水文意义。结果表明：1)土壤颗粒组成和有机质含量是影响土壤持水性和导水性的重要因子。2)15年林龄多枝柽柳根系生物量(d<2mm)在粘土夹层上下界面处呈现明显增加的趋势。3)粘土夹层具有较高的持水性，其可通过毛管作用补给其他土层，同时，粘土夹层阻滞了土壤水分的运移，二者的共同作用改善了粘土夹层上下界面处的土壤水分条件。粘土夹层可以改变土壤水分入渗和存储的环境，在含有粘土夹层的土壤上进行植被建设，有助于干旱区固沙植被的恢复和建设。文中研究为了解荒漠绿洲过渡带土壤水文过程、生态恢复和重建提供了一定的数据支持。     

干旱区膜下滴灌条件下膜孔蒸发特征研究

模拟不同覆膜开孔率下的蒸发试验,研究了蒸发过程中不同覆膜开孔率下土体湿润锋及水盐运移情况的动态分布特征.结果表明:随蒸发历时的延长垂直湿润距离增大,在蒸发1d后垂直湿润距离的增加量最大,蒸发结束时随覆膜开孔率的增大垂直湿润距离减小;随蒸发历时的延长土体剖面内的含水量在减小,表层减小最快,剖面底部边侧含水量有所增加;盐分...     

冻融作用下地下水浅埋区土壤盐分及离子变化特征

冻融作用是地下水浅埋区土壤盐渍化的重要原因之一，了解其对土壤盐分及离子变化的影响对土壤盐渍化防治具有重要意义。为探究冻融作用下土壤盐分及离子的分布及变化规律，以太谷均衡实验站地中蒸渗仪系统为试验设备，结合野外和室内试验分析了2020—2021年冻融期内6种不同地下水埋深下土壤剖面水分、可溶性盐分及离子含量的变化特征以及冻结层在冻融过程中对土壤盐分运移的影响，并采用灰色关联法分析了土壤含盐量与离子间的关联度。结果表明：（1）蒸渗仪土壤中以Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-及Cl^-为主，土壤含盐量与Na⁺和HCO₃^-极显著相关，与Ca²⁺、SO₄^2-和Cl^-显著相关。（2）冻结层在整个冻融过程中对于Ca²⁺和Cl^-变化影响较小，对Na     

地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移研究

综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点.     

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。     

解冻期覆盖盐渍土地表对土壤盐分和水分的影响

选择春季土壤解冻期,用塑料薄膜、麦草和沙子覆盖盐渍土地面,改良盐碱地。结果表明,覆盖对土壤盐分表聚和水分蒸发损失具有明显的抑制作用。塑料薄膜采用全地面覆盖,麦草适用量为2934．8k／hm^2沙子的适宜覆盖厚度为4cm。     

澳大利亚干旱区典型土壤

澳大利更干旱区的特点是,气候干燥,降雨量少,蒸发强烈,昼夜温差大。土壤母质中含有较多的盐分,人类活动少。石灰性土、盐渍土和漠境土是澳大利亚干旱区的典型土壤,土壤粘化和土壤中含有丰富的石膏是澳大利亚干旱区土壤的两个重要特征。     

不同覆盖模式下土壤返盐及水盐运移规律

干旱地区地表蒸发引起土壤水分的散失是造成盐分表聚的重要原因之一,土壤表层进行覆盖处理可改变地表结构,从而影响土壤水分蒸发和盐分迁移过程,本研究旨在通过野外田间试验,研究不同覆盖模式下土壤返盐及水盐运移规律。结果表明:土壤表层进行不同覆盖处理均可有效抑制土壤水分蒸发,土壤保水效果为:覆砂+覆膜覆秸秆+覆砂覆砂覆秸秆+覆膜无覆盖(CK);随土层深度的增加,土壤含水率减小的趋势逐渐减缓。不同覆盖处理也可有效抑制土壤盐分表聚,缩小盐分在土壤中迁移的范围;覆盖处理的土壤盐分向上迁移主要发生在0~20 cm范围内,无覆盖处理在0~35 cm范围内,覆盖后可较好地抑制土壤返盐。综合考虑认为砂石覆盖模式是较适合该试验区的覆盖模式。     

基于HYDRUS-2D模型模拟耕荒地水盐运移规律

在野外实测资料的基础上,利用HYDRUS-2D模型对作物生育期耕地与盐荒地间土壤水盐的迁移进行了模拟和分析。结果表明,在强蒸发作用下,盐分在表层土壤中积聚,20、40、70 cm土层分别上升了67.23%、62.37%、37.2%。经检验,HYDRUS-2D模型对土壤含水率和含盐率运移的模拟具有较高精度,反映出盐分积聚和水分运移规律。     

土壤盐分对干旱区盐渍土壤碳垂直分布的影响

以新疆玛纳斯县盐渍土壤盐分和碳为研究对象,通过野外实地采样调查,分析干旱区盐渍土条件下的土壤盐分、有机碳、无机碳的垂直分布(0~300 cm)特征,探究土壤盐分对土壤碳垂直分布的影响。结果表明:土壤盐分含量随剖面深度增加呈"先增后降"的趋势,有机碳(SOC)含量随剖面深度增加呈下降趋势,无机碳(SIC)含量随剖面深度增加无明显变化规律。土壤剖面中,盐分与有机碳(SOC)含量及密度呈显著正相关(P0.05),在0~100cm土体中相关性最高(r=0.53);盐分与无机碳(SIC)含量及密度在整个土体中呈负相关关系,相关性不显著。     

膜下长期滴灌土壤盐分的空间分布特征与累积效应

通过对不同土壤质地和不同滴灌年限两个方面对新疆棉田膜下滴灌盐分的运移与积累规律的研究,结果表明:对于不同土壤质地,壤土中的盐分分布大致呈抛物线型,在40～60 cm处盐分积累量达到最大值.粘土中盐分分布大致呈"S"型,在60～80 cm处土壤盐分积累达到最大值;不同滴灌年限中随着滴灌年限越长,棉田中地表盐分积累越少,而在40～60 cm的盐分积累则越多.分析认为棉田土壤仅通过膜下滴灌淋洗盐分是不够的,必须与一定的灌排水技术相配合才能很好地防止棉田次生盐渍化.     

冻融对北疆盐碱地长期滴灌棉田土壤盐分的影响

为了解北疆积雪覆盖条件下,冻融作用对盐碱地膜下滴灌棉田土壤盐分分布及变化的影响。采用时空变异法,以连续应用膜下滴灌0、4、6、8、10、15 a 6块棉田初春土壤盐分的变化为例进行分析。结果表明,"冻层滞水"及积雪消融入渗对80~100cm深度土体中盐分具有天然淋洗作用,冻融前后土壤盐分分布呈"广口杯"状。4月5日至14日在水分(直接驱动力)运动影响下,60~80 cm土层含盐量降低,其中一部分随毛管水向上蒸发,滞留于0~40 cm土壤;另一部分受重力水作用向下淋洗,80 cm以下土层含盐量升高。滴灌0 a地块0~140 cm土体内储盐量为29 063.00 g,滴灌15 a后,降至5 778.86 g。冻融对盐分的淋洗作用在应用滴灌年限较短地块表现得相对明显,即土壤中含盐量越高,淋洗作用越显著;冻融后滴灌0 a棉田0~140 cm土体储盐量降低8 941.33 g,滴灌15 a棉田降低614.62 g。提出冻融循环对土壤中盐分的天然淋洗作用是北疆盐碱地长期膜下滴灌棉田土壤盐分降低的重要因素之一。     

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。     

小波分析法在内蒙古寒旱区降水量特征研究中的应用

区域降水量不但是影响土壤风蚀的一个重要因素,同时还对植被及农牧业发展起着决定性的作用。以内蒙古寒旱区降水量为研究对象,在收集多年气象站观测数据的基础上,引入MHF小波函数,对其时间序列进行小波分析。揭示了区域降水量变化的多时间尺度的复杂结构,分析了其在不同时间尺度下的周期性和突变诊断点。研究表明:内蒙古寒旱区降水具有明显的季节性和阶段性特征,以1年和9年的周期振动最强;在整个时间域上,降水量呈减小趋势。     

起垄沟播和常规平播下滴灌棉田土壤水盐的运移

为明确滴灌条件下植棉方式对土壤水盐运移的影响，采用田间调查与室内分析相结合的方法，在滨海重度盐碱地开展了起垄沟播和常规平播植棉方式下的水盐运移试验，调查了滴灌前后两种植棉方式不同点位及不同土壤深度的土壤水分、盐分和土壤溶液电导率等指标，分析不同植棉方式土壤水分、盐分和土壤溶液电导率的时空分布特征。结果表明：滴灌条件下起垄沟播的水分入渗深度和盐分淋洗深度均明显大于常规平播植棉方式，起垄沟播植棉膜下(0~20 cm)土壤溶液电导率明显低于常规平播植棉；滴灌对两种种植方式膜外土壤水分和盐分运移未产生明显影响。起垄沟播联合滴灌技术更有利于为棉花生长的水盐环境。研究结果可为盐碱地植棉提供理论参考和实践依据。