乌兰布和沙区农田土壤水分及渗漏量动态特征

水分是沙区农田的主要限制因子,研究灌溉对沙区农田土壤水分的影响,对该区域农业水资源利用以及农业生产具有指导意义。为揭示乌兰布和沙漠不同土壤类型农田土壤水分规律及深层渗漏损失,分析播种-拔节期土壤体积含水量变化特征与深层渗漏规律。研究结果:1)观测期内不同土壤类型农田土壤含水量大小顺序依次为:砂土农田<壤土农田<粘土农田。4月17日灌溉211. 5mm对不同土壤类型0～150cm层土壤含水量均产生显著影响(p <0. 01),影响大小依次为:砂土农田、壤土农田、粘土农田。2)不同土壤类型农田在监测期内150cm土层均持续有深层渗漏,且211. 5mm灌溉量使砂土农田与壤土农田深层渗漏量增大,粘土农田无明显变化。观测期内砂土农田共产生深层渗漏138. 2mm,壤土农田共产生深层渗漏74. 6mm,粘土农田共产生深层渗漏3mm。     

不同季节强碱土土壤呼吸影响因子分析与模型预测

利用LI-8100土壤碳通量测量仪测定了春夏秋三季晴朗天气下强碱土土壤呼吸速率、温度(气温和地温)、湿度(空气相对湿度和土壤湿度)数据,分析了它们之间的相关关系,获得不同季节对土壤呼吸影响较大的因子,并建立不同类别的多种回归模型;在精度检验及简单易行原则基础上,得到各季节土壤呼吸预测的最优模型。结果表明:(1)虽然温湿度均是影响不同季节强碱土土壤呼吸的主要因素,但均以温度的影响较大,其中气温是春秋两季土壤呼吸的最大直接影响因子,地温是夏季的最大直接影响因子,而土壤湿度为各季节最大的间接影响因子。(2)春秋季土壤呼吸的最佳预测模型均为10 cm处气温和土壤湿度所建的双因子方程,该方程具有较小的均方根误差(RMSE)(分别为0.159和0.259),且相对分析误差(RPD)2(分别为2.9、2.094),具有非常好的预测能力。夏季土壤呼吸最佳预测模型则为包含10 cm处气温、地温、空气相对湿度和土壤湿度所建的4因子方程,RMSE为0.248,RPD2(为2.406),可用于精确预测。(3)各季节土壤呼吸变化趋势与其影响因子的变化,因春季的完全同步,夏季基本一致,而秋季一致性较差,故春季土壤呼吸最佳预测模型的预测精度最高(92.67%),夏季次之(84.99%),秋季较差(77.23%)。     

大青山区阳坡油松人工林土壤水分特征研究

对大青山区阳坡30a油松人工林生长季土壤水分特征进行研究,根据2006年的观测数据分析,得出以下结果:1)油松人工林0~20cm层土壤水分季节动态与降雨量变化相似,7月份土壤含水量最高,后逐渐减小趋于平缓,20~60cm层随季节变化波动很小,基本呈现水平趋势;2)土壤水分在垂直分布上可分为土壤水分速变层、活跃层、相对稳定层;3)0~60cm土层范围内,土壤含水量随密度增加,呈下降趋势,但表层变化规律不显著。     

沙区旱作农田作物垄沟种植下土壤水分动态观测——太仆寺旗油菜种植试验结果

在沙区旱作农田设计了4种种植油菜的垄沟种植试验,观测了其与传统平作下的土壤重量含水率。野外对比观测表明:在油菜生长季内,垄沟种植下土壤的水分含量高于传统平作,尤其在地表0~30cm的耕作层;土壤水分在生长季内呈“双峰双谷”型波动特征,可分为“墒情恢复期———缓慢耗墒期———墒情恢复期———迅速耗墒期———墒情恢复期”五个阶段,迅速耗墒期与油菜的旺盛生长期一致,而该时段垄沟种植下土壤重量含水率较高;在同一深度土层,垄沟种植下土壤水分的变异系数小于传统平作,土壤水分季节速变层和活跃层厚度小,稳定层靠近地表,土壤干湿波动较小。该试验研究可以为调整沙区旱地耕作方式,优化土地利用结构及风蚀防治提供参考。     

TDR在测量农田土壤水分中的室内标定

给出了一种较简便、准确的时域反射仪(TDR)室内标定方法,该方法工作量小,克服了田间土壤水分空间变异的影响,更适用于粘壤土质的TDR标定。通过对昆山地区粘壤土质的实例标定发现,TDR测量值较烘干法明显偏低,绝对偏差范围0.02~0.09 cm3/cm3,相对偏差随着土壤含水量的减小有增加趋势。但TDR的测量值与真实值之间有较高的相关性(R2=0.9837,P<0.001),可以用一个简单的线形函数进行校正,校正后的TDR测量值中将有98.4%的值接近土壤含水量真实值,说明该校正公式可以作为昆山地区进行TDR校正的参考。     

气象因子对祁连山北坡天然草地土壤水分动态变化的影响

利用2004年祁连山北坡五类天然草地生长季的土壤水分数据和同期的气象资料,以回归和相关分析的方法分析了气象因子对五类天然草地土壤水分动态变化的影响.结果表明:(1)土壤水分的动态主要受降水量及其季节分配的影响,并建立了降水量对土壤含水量的回归方程;(2)利用ASCE-PM模型计算了五类草地群落的潜在蒸散量,潜在蒸散量对...     

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...     

不同质地土壤应用保水剂效果研究

通过盆栽试验,对保水剂在砂土、壤土和粘土上的保水效果进行了研究,结果表明:(1)对于土壤水吸力变化而言,沙土、壤土分别添加保水剂(SAP)5 g和10 g(即处理B5和B10)均低于不添加SAP(处理B0),但随着SAP用量的增加,水吸力并没有表现出减小的趋势,沙土均30.4 kPa,壤土均80 kPa;粘土在低水吸力范围内与砂土、壤土相似,30 kPa各处理效果不明显。(2)对于土壤含水量而言,沙土的B10处理在含水量上显著高于其它处理,然而综合考虑水吸力和含水量时,沙土在15 kPa水吸力范围内,B10处理虽供水性较强,但土壤持水性变差,B1处理持水性较好,供水性在作物可利用范围内;壤土的处理效果不如沙土,壤土在同一水吸力下,处理B5含水量始终处于较高水平,均高于19%,且在30 kPa的吸力范围有较高的持水性和供水性;粘土土壤水吸力与含水量二者的关系相对比较复杂,B5处理在不同吸力范围内出现相反的保水效果,其机理有待进一步研究。     

三种沙生灌木叶片含氮量的季节变化及其水分响应

沙生灌木叶片含氮量的季节变化及其对土壤水分的响应对理解植物资源利用、胁迫适应以及生态系统氮水过程耦合具有重要意义。文中研究了宁夏盐池油蒿(Artemisia ordosica),沙柳(Salix psammophila)和杨柴(Hedysarum mongolicum)叶片含氮量的季节动态及其与土壤水分的关系。结果表明:杨柴叶片含氮量显著高于油蒿和沙柳。在展叶期三种植物叶片含氮量均随时间下降;在叶变色期和落叶期叶片含氮量再次呈现下降趋势。在完全展叶期,三种植物叶片含氮量均不随时间发生趋势性变化,但随10cm土壤含水量的升高而增加,而不随深层(30,70cm)土壤含水量变化。此外,叶片含氮量对水分响应的敏感性存在种间差异,油蒿较其它两种植物更为敏感。在整个生长季,0-30cm土壤含氮量随10cm土壤含水量的升高而增加,表明土壤水分是通过改变土壤含氮量而间接影响植物叶片氮动态的。     

六盘山半干旱区华北落叶松林坡面土壤含水量的降雨响应

在宁夏六盘山外围半干旱区,土壤含水量是影响林木成活与生长的关键因子,需深入理解森林坡面不同坡位的土壤含水量对降雨量的响应差异。本文在宁夏六盘山叠叠沟小流域,选择一个华北落叶松人工林典型坡面,于2021年5—10月利用自动气象站和土壤水分仪连续监测降雨等气象条件和坡面土壤含水量变化,分析土壤含水量的坡位差异及对降雨量级的响应。观测期间总降水量为443.7 mm,虽然接近多年平均值,但夏季干旱严重。结果表明:(1)土壤含水量存在明显的生长季内变化,整体表现为先降低后升高的趋势,8月最低(0.112 m³·m^-3)。(2)土壤含水量存在明显的坡位差异,整体表现为:上坡[(0.191±0.044)m³·m^-3]>中坡[(0.158±0.045)m³·m^-3]>下坡[(0.146±0.034) m³·m^-3],表明土壤含水量的坡位变化因处于干旱年,主要受植被蒸散耗水量大小的影响,而受坡面汇流影响不大。(3)在同...     

滴灌棉田土壤水分测点最优布设研究

为寻求滴灌棉田土壤剖面水分测点的最优布设方案,2009年在棉花生育期内采用取土烘干法对膜下滴灌棉田不同位置、不同深度土壤质量含水率进行连续监测。利用监测数据分析了膜下滴灌棉田土壤剖面内不同观测点垂直方向上各层次土壤含水率之间的相关关系,并利用R型谱系聚类法对剖面内各观测点8个土壤层次的土壤含水率变量进行分类,筛选出适合膜下滴灌棉田墒情观测的土壤水分测点布设方案。最后利用2007年试验数据对提出的水分测点布设方案进行验证,结果表明,水平方向上距滴灌带0 cm、32.5 cm和50 cm处3个观测点,各观测点垂直方向上0~10 cm、20~30 cm、40~50 cm和60~80 cm深处4个层次12个测点的土壤含水率能较好地反映整个剖面的土壤水分信息,可作为膜下滴灌棉田土壤水分探头的布设点。     

农田土壤水分动态估算模式的研究

利用气温、降水等常规气象资料 ,建立了以旬为时间单位的农田土壤水分动态估算模式。并通过对昌图、庄河及朝阳三地作物生长季农田土壤水分估算的实例分析 ,验证了该模型的准确性。该模型的建立对干旱发生的预测、预警和合理安排农事活动具有实际意义。     

长武塬区不同土地利用条件下土壤水分深剖面分布特征比较

通过调查取样的方法对长武塬面不同土地利用条件下(作物地,果园,苜蓿地)土壤水分状况在0～600 cm范围深度内进行对比,结果显示:长武塬区小麦收获期,不同土地利用条件下土壤水分含量总体存在较大差异,其中春玉米地由于上年小麦收获后直到春玉米播种前土地休闲,土壤含水量显著高于其它土地利用方式.其它土地利用条件下土壤平均含水量相对较低,在0～300 cm的范围内含水量分布表现为果园>苜蓿地>小麦地.300 cm以下含水量表现为小麦地>果园>苜蓿地;同时,不同利用条件下土壤水分剖面低湿层的位置深度也不相同,小麦地土壤水分低湿层深度较果园地和多年苜蓿地浅,土壤水分剖面形态与分布特征受利用模式影响显著.     

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。     

黑河流域土壤含水量遥感反演及不同地类土壤水分效应分析

利用NASA提供的MOD IS数据产品和黑河流域的野外实测数据,在充分考虑研究区的下垫面特征、数据的时间特性和遥感反演土壤含水量的模型与算法的基础上,采用了热惯量法,计算了表观热惯量,并与实测数据进行回归分析建模,反演了整个黑河流域的土壤含水量。随后构建了三个区域土壤水分效应评价指标:土壤水分单元权重指数、区域土壤水分单元权重指数和土壤水分效应贡献度,结合黑河流域的土地利用状况,定量评价了不同土地利用类型的土壤水分效应。研究表明:利用MOD IS数据产品,反演参量获取简单,可降低反演土壤含水量的复杂性,有利于大、中尺度的实际应用;利用当地积累的季节标准日变化曲线将温差修正到最大值,使反演的表观热惯量更接近真实,可提高模型精度;用多个地面采样点的土壤含水量均值与一个像元对应建模,能改善因MOD IS数据空间分辨率低而存在大量混合像元致使反演精度降低的问题;在黑河流域,中覆盖度草地、有林地、高覆盖度草地、水田等用地类型的土壤水分效应最为明显,贡献最大。     

Influence of soil moisture on short-term adsorption of diuron and isoproturon by soil

The adsorption of diuron and isoproturon by a clay loam soil at 35% (3-16 kPa) and 62% (1 kPa) soil moisture content was studied by means of glass microfibre filters capable of sampling soil solution for herbicide analysis. Adsorption was rapid, with 40–80% of the final (24 h) sorption being achieved within 2 min. These equilibria were achieved more rapidly for diuron, which was also the more highly adsorbed. Adsorption of both herbicides was favoured by low soil moisture initially, but was enhanced by higher soil moistures at sorption times greater than 30 min. However, increasing the soil moisture from 31% (10 kPa) to 62% (1 kPa) had little effect on the final soil sorption capacity. Regarding the water status in the soil, it is thought that adsorption took place in small pores (<3 μm). Herbicides diffused rapidly into small pores and adsorption by wet soil was delayed for a short period of time (about 30 min).     

西安地区丰水年有林地土壤水分恢复效应研究

通过对西安南郊平水年与丰水年秋季有林地土壤含水量的测定,研究了地下0～6 m之间土壤含水量的变化与土壤水分恢复问题.研究结果表明,正常年西安地区人工林2～4 m土壤含水量为9%～10%,发育了明显的土壤干层,表明土壤干层在黄土高原分布具有普遍性;丰水年西安南郊人工林下2～4 m的土壤含水量在18%～24%之间,高出正常年份这一层位含水量的8%～14%,土壤干层已经消失;丰水年4～6 m的土壤含水量也明显升高.分析得出,在降水丰富的年份,土壤水分得到恢复,而且恢复的深度可达5 m,恢复的速度也较快.     

3种保水措施影响下的风沙土水盐及地温特征

对塔克拉玛干沙漠腹地不同保水措施(覆膜、覆沙、喷施Guilspare)和裸地(对照)土壤水分、盐分分布及耕作层温度的变化特征进行了分析.结果表明:夏季采取保水措施能够抑制土壤蒸发,提高土壤的蓄水保墒能力.同时,还能起到抑制土壤盐分表聚的作用,明显地改变了风沙土水盐空间分布,降低表层盐分被淋溶至林木根系层的概率.保水措施...     

晋西北黄土丘陵区不同植被类型土壤水分分析

选择晋西北半干旱黄土丘陵区典型植被人工油松林、天然灌丛、荒坡草地和农地 ,对其土壤剖面 0 - 9.9m的土壤水分进行了测定与分析。结果显示 ,农地 0 - 9.9m土壤剖面上的土壤水分皆在易效水范围之上。人工油松林、天然灌丛和荒坡草地的土壤湿度低于农地 ,三者对土壤水分的利用深度都超过了 9.9m,并且大部分土层的水分含量在中效水范围内 ,部分在难效 -无效水范围。由此可见 ,天然植被对土壤水的利用与农地相比有显著差异。     

耕作方式对黑土耕层孔隙分布和水分特征的影响

为探索耕作方式对黑土孔隙度分布和土壤水分特征的影响,以2010年吉林省德惠市中层黑土上进行了9年的田间定位试验小区土壤为研究对象,对免耕和秋翻两种耕作处理下耕层土壤孔隙度和土壤水分特征曲线进行分析。结果表明不同耕作处理对黑土孔隙度影响较大。与秋翻相比,免耕减小了土壤总孔隙度,增大了0～5cm和20～30cm10%～16%的>100μm大孔隙,减小了耕层5～20cm的100～30μm次大孔隙,两种处理不同深度的中孔隙和微孔隙数量相近。不同耕作方式对土壤水分特征的影响存在较大差异,免耕0～5cm和20～30cm的持水能力高于秋翻,而5～20cm表现出相反的变化趋势。实施免耕后,改变了土壤孔隙分布和持水性能,对土壤通气透水和作物根系发育具有重要作用。