黄土高原典型植被覆盖下SPAC系统水量平衡模拟

应用土壤-水-大气-植物整合模型(SWAP),在野外观测试验基础上对坡耕地(豆地)、长芒草地和苜蓿草地土壤-植被-大气系统中的水循环进行了数值模拟.结果表明,土壤水分和储水量模拟结果与实测值具有很好的一致性;长芒草地水分收支基本平衡,苜蓿草地的水分支出是坡耕地(豆地)的1.38倍,其中苜蓿的蒸腾耗水量是坡耕地(豆地)的3.88倍,这是引起苜蓿草地群落过度消耗土壤储水而呈现负补偿的主要原因.农地退耕还林还草后会增加SPAC系统水分支出,如果植被群落耗水过大很可能使土壤干化.     

水分胁迫对紫花苜蓿根系吸水与光合特性的影响

变水条件下(利用PEG-6000模拟水分胁迫48 h,ψs=0.2MPa,之后复水48 h),测定紫花苜蓿(Medicago sattva L,品种阿尔冈金和陇东苜蓿)幼苗根系水力学导度与光合参数变化规律,旨在研究变水条件下紫花苜蓿光合作用的响应机制、植株水分吸收能力的变化规律及地上与地下部可能的相关关系.结果表明:干旱胁迫使得紫花苜蓿根系水力学导度(Lpr)受到显著影响.随着水分胁迫时间的延长,根系吸水能力呈现快速--缓慢下降趋势,即根系水力学导度逐渐下降,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)和叶片水势亦随之而显著降低,胞间二氧化碳浓度(Ci)先随之降低但最终上升而累积.复水后,根系水导呈现缓慢--慢速的恢复趋势,Pn、Gs、Tr、叶片水势随着根系水导速率的增加而逐渐恢复;Ci则随复水时间的延长而逐渐下降.但各参数除Ci外,均没有恢复到胁迫前水平.紫花苜蓿根系水导与光合参数在复水后的恢复程度说明,紫花苜蓿对干旱逆境的抵御与适应能力相对较弱,但陇东苜蓿对水分胁迫的忍耐能力强于阿尔冈金.     

成垄压实耕作施肥机械的改进设计(简报)

基于土壤大孔隙流理论、垄沟微型集雨理论和阻水层理论提出的成垄压实耕作施肥方法,能够有效地达到集雨保肥的作用,而推行该耕作措施的关键是加强其配套农机具的研制.在国外相关研究的基础上改进设计了成垄压实耕作施肥机械.该设计合理.一机多用.具有结构紧凑、调整方便等特点.采用改进后的平底箭铲式施肥开沟器能够阻断土壤中大孔隙流的连续性,在垄底形成一致密的施肥带,减少了氮肥在土壤中随大孔隙流的淋溶迁移.利用单圆盘起垄覆盖施肥带,并采用仿垄形加压式镇压器对垄面进行镇压,通过改变弹力来实现镇压力的调整,形成不同紧实度的水分运动障碍层.达到集雨保肥的作用.     

晋西北黄土丘陵区小流域土壤团聚体稳定性及其分异特征

土壤团聚体是土壤结构的基本组成部分,在影响水分入渗和转移、土壤肥力方面起到重要作用。分析土壤团聚体结构特征及其稳定性影响机制,对揭示黄土高原退耕还林还草生态环境效应具有重要意义。研究以晋西北朱家川流域内7个坝控小流域不同土地利用方式(林地、草地、农地)下土壤团聚体为研究对象,利用GIS平台空间分析模块提取样点地形因子,用湿筛法分析水稳性团聚体粒径组成,借助通径分析法分析各理化因子对于分形维数的影响。结果表明:晋西北朱家川流域不同土地利用方式下,土壤团聚体稳定性存在显著差异,团聚体稳定性从高到低顺序为:林地>草地>农地。分形维数和小粒径团聚体含量呈显著正相关,而与大粒径团聚体含量呈显著负相关。处于流域下游的后会沟流域土壤团聚体稳定性最低,中游柳树咀沟流域土壤团聚体结构稳定性最优。对土壤团聚体分形维数影响最大的因子是有机质含量,其次是海拔高度,直接通径系数分别为-0.427和-0.229,决策系数分别为0.168 0,0.085 6。研究结果可为黄土高原生态恢复和土地合理利用提供科学依据。     

垂直线源灌线源长度对湿润体特性的影响

垂直线源灌可将水分直接输送到果树的根系,减少土面蒸发损失,以提高水分利用效率。通过模拟试验,研究了线源长度对土壤湿润体变化特性的影响。结果表明,不同线源长度土壤表面水平湿润半径、最大水平湿润半径和垂直湿润深度均与入渗时间的平方根呈线性关系,线源长度对土壤表面水平湿润半径和最大水平湿润半径的影响不明显,土壤表面水平湿润半径与最大水平湿润半径的比值和入渗时间的平方根符合线性关系,土壤表面水平湿润半径与垂直湿润深度的比值随入渗时间的增加而增大,随线源长度的增加而减小。这些研究结果可为垂直线源灌技术参数确定提供参考。     

黄土高原水蚀风蚀交错带小流域土壤矿质氮空间变异性

为探明小流域土壤养分特性空间变异规律及其与环境因子的关系,以非均匀取样方法测定了黄土高原水蚀风蚀交错带小流域土壤表层（0～10、10～20、20～40 cm）的硝态氮和铵态氮,采用经典统计和地统计学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：土地利用空间配置成混合利用结构拦截和减少径流侵蚀,形成了土壤矿质氮坡面斑块镶嵌格局。小流域内硝态氮和铵态氮呈中等的空间变异和自相关性,其变异性由土壤系统内部因素包括土壤质地、矿物、成土过程、地形特征和人类活动造成的外部因素包括施肥和耕作等共同控制。建立了土壤矿质氮多元回归预测模型,各回归模型的自变量不同,表明不同土层硝态氮和铵态氮的变异受不同环境因子控制。分析认为合理配置土地利用形成斑块状结构和增加养分投入可以改善研究区土壤质量。     

苜蓿叶片及根系对水分亏缺的生理生化响应

利用PEG-6000模拟研究水分胁迫(ψs=-0.2 MPa)48 h,后复水48 h,阿尔冈金和陇东苜蓿(Medicago sativa L.)品种幼苗根系与叶片的渗透调节作用及抗氧化酶活性的变化.结果表明:叶片的渗透调节能力及抗氧化酶活性均强于根系;受到水分胁迫后,叶片与根系水势、渗透势及饱和渗透势明显下降并随着时间的延长而逐渐降低;但抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性显著增强并随着胁迫的延续而保持高活性;细胞膜相对透性在胁迫中后期逐渐增大,MDA开始累积;叶片脯氨酸、可溶性糖、K 和可溶性蛋白含量随着胁迫时间的延长亦逐渐累积,根系可溶性糖含量逐渐显著升高,脯氨酸含量没有明显变化,而可溶性蛋白和K 含量呈现下降趋势;复水后产生一定的恢复补偿效应,但叶片生理代谢未能恢复到正常水平;陇东与阿尔冈金苜蓿抗氧化酶活性间存在差异,且二者对水分胁迫的适应能力亦略有差别.     

黄土高原水蚀风蚀交错带柠条幼林地土壤水分动态变化

沿坡面布点,通过中子仪观测人工柠条幼林坡地小区土壤含水量的垂直变化,并对储水量的时空变化进行模拟和预测。结果表明:柠条幼林地上、中、下不同坡位0~400 cm土壤剖面储水量动态变化趋势一致,即雨季迅速增加,冬季变化较小,春季至下一个雨季初迅速下降。柠条幼林坡地土壤剖面储水量表现为从坡顶至坡底呈逐渐增大的趋势。土壤水分消耗量从坡顶至坡底也呈逐渐增大的趋势。柠条地土壤储水量与坡面位置和时间的关系可用一个二元三次多项式来表达。     

取样尺寸对土壤饱和导水率测定结果的影响

土壤饱和导水率(Ks)是土壤重要的物理性质之一,是估计土壤非饱和导水率,计算土壤剖面水通量和排水工程设计的一个重要土壤水力参数[1]。目前,土壤饱和导水率测定方法较多,如定水头测定法、稳态流法、变水头出流仪法等[2]。已有的研究成果表明,Ks值受土壤水分特性、质地、土壤结     

黄土高原草地植被土壤团聚体特征与可蚀性分析

通过对黄土高原典型草地不同植被类型的土壤团聚体分布特征以及土壤可蚀性的分析,探讨了不同立地条件下土壤团聚体特征与土壤可蚀性之间的关系,以期为防止土壤侵蚀提供理论依据。结果表明:Le Bissonais法的3种处理,慢速湿润处理(SW)后土壤团聚体粒径主要为2 mm的大团聚体颗粒,预湿后扰动处理(WS)和快速湿润处理(FW)后团聚体粒径分布较均匀,0.2 mm粒径的团聚体颗粒占主要优势。土壤团聚体平均质量直径表现为SWWSFW,土壤可蚀性值K表现为WSFWSW,表明黄土丘陵区草地植被土壤团聚体破碎的机制主要是消散和机械破坏。不同立地条件下,对于慢速湿润处理,0~10 cm土层阴梁峁坡、阴沟坡、阳沟坡的土壤团聚体平均质量直径显著高于梁峁顶和阳梁峁坡,阳梁峁坡和梁峁顶的土壤可蚀性值K显著低于阴梁峁坡、阴沟坡和阳沟坡,10~20 cm也表现出相似的变化规律。阳梁峁坡和梁峁顶的土壤团聚体稳定性较低,土壤抗蚀性差,阴梁峁坡、阴沟坡和阳沟坡土壤的团聚体稳定性较好,土壤抗侵蚀能力较好。