晋陕蒙露天煤矿排土场土壤团聚体的变化特征

为了探究风化煤和砒砂岩添加对晋陕蒙矿区排土场土壤团聚体特征的影响,在晋陕蒙矿区建立了沙黄土(L)、沙黄土+砒砂岩(LS)、沙黄土+风化煤(LW)和沙黄土+风化煤+砒砂岩(LSW)4种新构土体。4年后通过干筛法和湿筛法测定土壤团聚体组成,分析了新构土壤的团聚体组成及其稳定性。结果表明:在沙黄土中添加砒砂岩和风化煤能够增加力稳性团聚体中<0.25 mm的含量,提高水稳性团聚体土壤粒径的平均质量直径与几何平均质量直径,减小土壤分形维数,分别达到0.843、0.751 mm和2.803。LSW具有最高的有机质含量(21.45 g·kg^-1)和水稳性团聚体数量(60.41%),团聚体破损率(30.85%)达到最低。相关分析结果表明,在晋陕蒙矿区排土场沙黄土中添加风化煤与砒砂岩可以改善土壤结构,提高土壤有机质含量,增加土壤结构稳定性。而单独添加风化煤后,虽然大团聚体含量显著增加,但是却降低了土壤稳定性。研究阐明了添加风化煤和砒砂岩对矿区新构排土场土壤团聚体的影响,对土壤质地恢复和水土保持具有积极意义。     

渭北旱塬农林复合系统环境评价指标体系研究与应用

评价农林复合系统及其农业生产管理对当地环境产生的影响，指标体系的确定是前提和关键。该文以陕西渭北旱塬农林复合系统为例，在广泛研究的基础上，构建了农林复合系统环境评价指标体系，该指标体系由环境污染状况指标、农副产品污染状况指标、社会经济效益指标、生态环境质量指标4部分构成，并运用该指标体系，采用多级模糊综合评判模型和改进的标准赋权与层次分析相结合的权重确定方法对当地农林复合系统的环境质量进行了评价，结果与实际情况吻合。     

晋陕蒙露天煤矿排土场不同新构土体土壤蒸发特征研究

为研究不同新构土体改良模式下的土壤蒸发特征,采用微型蒸发器田间自然条件下测定土壤水分蒸发过程,分析了不同土体重构模式的日蒸发量、累积蒸发量上差异。结果表明,相对于沙黄土,沙黄土、砒砂岩掺混(7︰3,w/w)的新构土体土壤蒸发降低了14.81%(P0.05),风化煤对沙黄土蒸发特征无明显影响,但显著提高了沙黄土、砒砂岩掺混的新构土体蒸发10.3%(P0.05),而砒砂岩防渗层和工业防水布等不同防渗措施土体之间蒸发差异不显著,但防渗层可以有效截留水分在蒸发过程中较长时间供给土体。试验表明砒砂岩、防渗层等措施下的新构土体土壤蒸发较小,并较长时间内保证土壤水分供给,在旱区矿区排土场具有一定的实践推广意义。     

砒砂岩风化物对土壤水分特征曲线及蒸发的影响

运用高速离心机法和室内模拟蒸发的方法,对比研究了红色(RS)、灰色(GS)和白色(WS)三种颜色砒砂岩风化物在不同添加比例条件下对沙黄土和风沙土水分特征曲线、供水能力和干旱过程中失水过程的影响。研究表明:砒砂岩风化物的添加对沙黄土和风沙土水分特征曲线有较明显的影响。砒砂岩风化物的持水能力均高于沙黄土和风沙土,砒砂岩风化物添加提高了风沙土和沙黄土的持水能力,降低了沙黄土和风沙土失水速率;较低比例的砒砂岩风化物提高了沙黄土和风沙土的比水容量,但对风沙土和沙黄土低吸力段供水能力的提高作用并不明显。整个蒸发期间,砒砂岩风化物降低了沙黄土的标准蒸发量,而对于风沙土,其作用是蒸发前期降低,中后期增加。红色、灰色、白色三种砒砂岩风化物分别使风沙土的蒸发失水比提高了11.59%、10.14%和0.01%,添加三种砒砂岩风化物后的处理的最终平均含水量分别是风沙土的4倍、2.33倍、1.33倍,使沙黄土的蒸发失水比降低了13.33%、13.33%、29.52%,最终含水量降低了45.83%、54.17%、66.67%。因此,从提高土壤持水能力方面考虑,砒砂岩可以用于当地矿区和排土场区土壤改良,以促进生态修复。     

黄土退耕坡地植物根系分布特征及其对土壤养分的影响

为明确黄土退耕坡地植物根系分布特征及其对土壤养分的影响,在陕西神木六道沟流域选取退耕30 a的长芒草坡地和裸地坡面,利用图像处理和常规分析方法研究了长芒草根系和土壤养分在土壤剖面分布及其相互关系。结果表明：长芒草根系主要分布在0～50 cm土层,分布规律可用指数函数来模拟。有根系存在的土壤表层有机质、全氮、全磷、硝态氮和铵态氮含量均高于无根系存在的坡面。在有根系存在时土壤有机质、全氮和硝态氮的具有明显的表聚现象。0～ 50 cm有机质、全氮、硝态氮和铵态氮随深度的变化可用幂函数来表示,而全磷随深度呈线性相关。0～50 cm的土壤养分与根长密度的关系可以用线性函数来表示。其研究结果为坡面退耕地土壤管理提供科学依据。     

半干旱农田生态系统春玉米叶面积及叶生物量模拟的比较研究

采用Modified Logistic模型、Log Normal模型和Modified Gaussian模型,分别对半干旱农田生态系统露地和覆膜春玉米叶面积及叶生物量动态变化进行了模拟研究.结果表明:3种模型均可用于模拟露地和覆膜春玉米全生育期叶面积及叶生物量的动态变化,但模拟效果和精度有所不同,Modified Logistic模型能够很好地模拟露地玉米叶面积及露地和覆膜玉米叶生物量的动态变化,但对覆膜条件下叶面积动态变化的模拟效果较差;Log Normal模型和Modified Gaussian模型能够很好地模拟露地和覆膜条件下春玉米叶面积和叶生物量的动态变化过程,模拟值与实际观察值非常接近,但Log Normal模型因其参数少和参数生物学意义明确,更具适用性.Modified Logistic模型已普遍应用于生物领域,用以描述生物量的增长过程,而Log Normal模型和Modified Gaussian模型是模拟叶面积和叶生物量动态变化的初次尝试,为叶面积和叶生物量的动态变化模拟提供了可选途径.     

砒砂岩区排土场新构土体保水效应研究

以晋陕蒙露天煤矿区排土场为研究对象,利用土壤水分定位试验观测数据,研究了不同复配方式人工新构土体水分时空变化规律。结果表明:(1)排土场土体年内变化周期可分为雨季丰水期(7月—10月)和旱季贫水期(11月—翌年6月),土壤水分主要受自然降雨、蒸散、底层渗漏的影响;(2)与无防渗层土体相比,7月—10月雨量丰沛期防渗层的水分蓄积作用明显,较对照高9.65%~13%,防渗层处理的土体底层体积含水量增加了21.6%,砒砂岩防渗层、工程防渗布在蓄积水分上并没有显著差异;(3)风化煤增加了表层土体蒸发损失,不利于土体的持水性的提高;砒砂岩增加了土体剖面持水能力,相对于沙黄土,复配土体0~30 cm层次土壤体积含水量增加约3.36%~9.57%,30~40 cm底层约增加11.16%~13.65%。综合来看,砒砂岩掺混显著增强了土体的持水蓄水能力,防渗层有效截留渗漏水分并持续供给土体,对涵养土壤水库有积极作用。     

毛乌素沙区土壤养分对湿地退化的响应

采用湿地生态理论中空间替代时间的研究方法,以毛乌素沙区退化湿地为研究对象,选择距退化湿地水面不同距离,具有不同地下水位埋深的研究区域代表湿地不同退化阶段,通过分析5个不同阶段退化湿地土壤的有机质、全氮、全磷随水平距离的变化特征,研究了土壤养分对湿地退化不同退化程度的响应特征。结果表明,不同退化阶段土壤有机质与全氮剖面均具有一个明显的富集层,既湿地退化前的泥炭沉积层。该沉积层在剖面中所处深度随退化程度的加剧而逐渐增加,且沉积层以上深度的有机质和全氮含量趋于一致。土壤中全磷含量在剖面波动较大,分布特征无明显规律,不同水平距离全磷平均含量无明显变化规律说明湿地退化对全磷含量无明显影响。以上研究结果表明,由于流动沙丘入侵是导致毛乌素沙地湿地退化的首要原因,湿地退化导致土壤有机质和全氮富集层深度逐渐下移,平均含量逐渐下降,而对全磷影响不大。     

黄土高原草地灌丛化对潜在植被截留和土壤蓄水能力的影响

[目的]分析灌丛化后草地生态系统植被截留和土壤蓄水特征，为系统评价灌丛化后草地生态系统的水土保持能力提供参考。[方法]以黄土高原未灌丛化草地和灌丛化草地(包括禾草斑块、半灌木斑块、灌木斑块)为研究对象，系统研究了植被(包括冠层与枯落物)截留量与土壤饱和蓄水量的变化特征。[结果](1)灌丛化通过增加草地地上生物量使植被冠层截留量增加了0.3 mm,通过减少枯落物量使枯落物截留量减少了0.5 mm;(2)草地灌丛化过程中，只有灌木斑块显著增加了0—40 cm土壤饱和蓄水量。而且，灌木斑块与半灌木斑块土壤饱和蓄水能力显著不同，灌木斑块较半灌木斑块土壤饱和蓄水量增加12.8 mm,主要发生在0—20 cm土层。[结论]灌丛化没有降低草地生态系统土壤饱和蓄水能力，但若灌木继续扩张，可能会削弱草地生态系统植被截留能力。