长城塬全新世黄土剖面重金属元素揭示的成壤环境变化

通过广泛的野外考察,选择宁夏自治区长城塬全新世黄土土壤剖面进行了系统采样以及化学元素、磁化率、和粒度等多指标的测定。结果表明:(1)重金属元素Mn,Zn,Ni,Cu,V和Cr的含量变化趋势与磁化率、烧失量和黏粒含量变化趋势呈正相关关系,而它们与CaCO₃和粗粉沙含量变化趋势呈负相关关系。这些重金属元素的含量在全新世中期古土壤层(S₀)中呈现高值,在各黄土层(L₁,L_t,L₀)中呈现低值。这表明风化成壤过程中,这些元素的含量变化受到全新世以来季风气候变化和成壤作用的影响。(2)重金属元素Pb含量变化趋势与上述元素的含量变化趋势相比差异较大。Pb的含量变化趋势与磁化率变化趋势无明显相关性,Pb的含量变化趋势与黏粒和烧失量变化趋势呈负相关关系,而与粗粉沙含量变化趋势呈正相关关系。Pb的含量在全新世早期过渡性黄土层(L_t)呈现最低值,在全新世中期古土壤层(S₀)、近代黄土层(L₀)和现代表土层(TS)相对较高,并与晚更新世马兰黄土层(L₁)相当,表明Pb主要包含在粗颗粒和重矿物之中,其化学性质比较稳定,具有强抗风化性,很少受到风化成壤作用的影响。     

渭北黄土坮塬区苹果园土壤养分状况分析

采用常规方法测定了渭北黄土坮塬区110个苹果园的土壤养分含量,结果表明苹果园0～30 cm土层土壤有机质含量8.9～12.1 mg·kg-1,平均为10.05 mg·kg-1,属较低水平;有效氮、磷、钾供应状况大约为钾＞氮＞磷,按照农田土壤养分丰缺指标衡量,果园土壤普遍缺磷,约40％土壤缺氮,而钾素含量较为丰富;有效铁、锌、锰含量大部分在边缘值以下,其比例分别为铁64.5％、锌83.4％、锰91.3％,缺乏程度依次为Mn＞Zn＞Fe,远远不能满足苹果优质、高产之需要.     

长武县土地利用/覆被演变规律及其影响下生态服务价值变化研究

研究长武县近30年来的土地利用/覆被变化及其生态服务价值响应,明确人类活动对该区域环境的影响,有利于辅助政府制定合理土地利用政策,改善生态环境。在1990—2015年时段内,选择五个时间节点,从土地类型变化趋势、变化速率、转换关系及综合利用度等方面研究长武县土地利用/覆被演变规律,并在此基础上,结合长武县实际情况分析其生态服务价值的变化。结果表明:研究时段内耕地、草地等面积呈减少趋势,林地、园地、工矿用地、居民地等面积呈增加趋势;土地综合利用程度略有下降,土地利用处于调整时期;土地利用/覆被变化使长武县生态服务价值发生变化,其中林地生态服务价值增加62.33%,园地生态服务价值增加近8.5倍,耕地生态服务价值减少53.67%;长武县生态系统的气体调节、水源涵养、生物多样性保护指标等服务价值呈增加趋势,生态环境明显改善。     

西安白鹿塬约8500年来土壤侵蚀研究

本文根据作者的观察和测量 ,对西安市白鹿塬塬区的土壤侵蚀状况进行了研究。研究表明 ,白鹿塬塬区确定土壤侵蚀的主要依据是土层厚度的变化 ,并非侵蚀面。塬区侵蚀是塬边侵蚀较强 ,向塬里侵蚀逐渐减弱。塬面上高地侵蚀弱 ,低地侵蚀强 ,暂时性线状流水长期汇集而成的冲沟对黄土塬区土壤的侵蚀更加强烈。气候对土壤侵蚀也有影响 ,冷干和温湿气候均会产生土壤侵蚀 ,冷干期侵蚀量比温湿期大 ,前者侵蚀厚度比后者大 7倍多     

长武试区耕地生产潜力和人口容量估算

以长武农业生态试验区为例,采用地块为计算单元,探讨黄土高原沟壑区小区域范围内土地生产力估算。通过对各地块光、热、水、肥等生态因子对小麦、玉米两个主要作物产量效应分析,计算了试验区耕地生产潜力。并且结合试验区人口及人口消费资料,估算出试验区人口容量。     

高塬沟壑区雨水集流效率研究

通过6个径流小区对自然荒坡和道路场院的模拟对比试验,探索雨水集流场建设中的新材料、新工艺、新方法,为雨水集流场建设提供技术支撑。在模拟自然荒坡的3个径流小区中,无机防水剂1#和硅烷偶联剂对地表喷施处理后,集流效率明显高于对照;在模拟道路场院的3个径流小区中,无机防水剂4#+5kg/m²水泥和硅烷偶联剂+5kg/m²水泥对地表土壤掺混处理后,硅烷偶联剂+5kg/m²水泥集流效率明显高于对照。试验共筛选出了3种新材料,可用于雨水集流场建设。次降     

黄土高原白草塬土地利用变化对地下水补给的影响

为研究黄土高原土地利用变化对地下水补给的影响，在甘肃会宁县白草塬采集农地、杏林地、杏林‖柠条地和杏林‖苜蓿地4种土地利用方式0~10 m剖面土样，通过制定表征土壤水分亏缺的指标和氯离子质量平衡法，从土壤水分含量、储水量、干燥化和深层渗漏量等角度分析了土地利用变化对地下水补给的可能影响。结果表明：不同土地利用方式对土壤水分作用强度和深度不同。0~10 m剖面的平均土壤含水量表现为农地＞杏林地＞杏林‖柠条地＞杏林‖苜蓿地。0~5 m包含杏树的两种间作地平均土壤含水量已达到或接近萎蔫湿度，土壤达到中度甚至重度干燥化；5~10 m各利用方式干燥化程度有所减轻。4种样地土壤水分深层渗漏量为8.8~13.6 mm·a^-1，占多年平均降雨量的4.0%。由于土地利用类型转换时间不到10年，尽管土地利用变化对土壤水分有较大影响，但对地下水补给的影响尚不显著。     

深层土壤水分对黄土塬区旱作冬小麦耗水的贡献

为研究不同土层尤其是深层土壤水对冬小麦耗水的贡献，本文首先对长武黄土塬区300 cm深度土壤水人工标记氘水，并通过测定抽穗期、开花期、灌浆期和乳熟期小麦茎秆水δD值确定冬小麦是否能够利用300 cm深度以下土壤水分；其次通过测定小麦茎秆水、降水和不同土层土壤水δ¹⁸O值，分析降水以及不同深度尤其是300 cm以下土层土壤水对冬小麦耗水的贡献。结果表明：长武塬区降水分别贡献了旱作冬小麦抽穗期、开花期、灌浆期和乳熟期耗水的49.2%、30.2%、35.9%和38.2%，土壤水分别贡献了50.8%、69.7%、64.1%和61.8%。50~100 cm、100~150 cm、150~200 cm和200~300 cm土层土壤水贡献了冬小麦抽穗期耗水的17.9%、15.2%、10.0%和7.7%，开花期耗水的24.6%、18.8%、14.0%和12.4%，灌浆期耗水的19.5%，14.4%、10.0%和8.7%，乳熟期耗水的18.6%、13.2%、10.3%和8.3%。冬小麦茎秆水δD值变化表明，冬小麦自灌浆期开始利用300 cm深度以下土壤水分，300~400 cm土层土壤水贡献了冬小麦灌浆期和乳熟期耗水的11.4%和11.5%。可见，深层土壤水分对于冬小麦水分供给具有重要意义，因此生产实践中需要做好夏闲期蓄水保墒措施，以增加雨水入渗量和入渗深度，促使深层土壤水分恢复，保证土壤水库调蓄功能的持续发挥。     

华北山区不同海拔台地不同土地利用方式下土壤肥力及脱盐趋势

以华北地区典型山区忻州为例,采集1 908个土壤样品,研究不同海拔及土地利用方式下,山区台地土壤肥力特征及盐分含量。结果显示,相同海拔下,耕地的碱解氮含量最高,有机质含量最低,林地土壤有效磷和速效钾含量最高,而灌草丛的有机质含量最高;中微量元素铜、锌、钼含量都以耕地最低,硫含量最高,而林地铜、锌含量都最高;海拔<1 000m不同利用类型土壤碱解氮和速效钾含量相当,都明显低于海拔>1 000m土壤,而海拔越低土壤有效磷含量越高。各土地利用类型土壤的pH和盐分都以耕地最低,灌草丛最高,随海拔上升土壤pH及盐分含量都呈降低趋势。以上分析表明,长期耕作及不同小气候影响土壤的基本理化性状,农林耕作及高海拔有利于耕地脱盐,因此实施农林布局时可结合当地小气候特点进行相应的养分优化管理和种植调整。     

区域农田有机物质投入量的估算方法 —— 以陕西长武县为例

以黄土高原典型沟壑区长武县为研究区域,进行区域农田有机物质投入量估算方法的研究。将农田有机物质投入分为秸秆还田、秸秆根茬残留、作物地下生物量和有机肥4个部分分别进行估算。基于LANDSAT 5卫星遥感资料,利用CASA模型估算植物第一净生产力,获得作物整株重,结合作物根冠比估算作物地上生物量和地下生物量,以地上生物量和实地秸秆调查来估算秸秆根茬量和秸秆还田量。估算结果显示,长武县农田年总有机物质投入量为42 700 t。