土地利用变化对土壤水补给来源影响研究

为探究不同植被类型深剖面土壤水补给来源,以黄土区长武塬为研究区,采集两种土地利用方式(农地、18 a苹果园、26 a苹果园)下20 m深土壤剖面,测定土壤水及其稳定性和放射性同位素含量,基于同位素方法对不同土地利用类型下不同深度土壤水来源进行溯源分析。研究表明：(1)苹果园土壤水含量明显低于农地,说明果园耗水强度更大,对深层土壤水影响更为显著。(2)农地、18 a和26 a苹果园下降水偏移量分别为-22‰、-20‰和-6‰,说明降水补给土壤水后受到蒸发作用影响,且农地土壤水比果园受到的蒸发效应更强。(3)该区土壤水补给主要以活塞流为主;对于补给不同深度土壤的可能水源,6 m以下补给水的同位素组成(δ²H=-83.8‰,δ¹⁸O=-12.1‰)较0～6 m (δ²H=-68.8‰,δ¹⁸O=-10.1‰)更为贫化,且6 m以下补给水的氢氧稳定同位素组成与日降水量≥50 mm·d^-1的降水更相似。与农地(δ²H=-70.6‰,δ¹⁸O=-...     

黄土塬区剌槐林地水分条件与生产力研究

本文主要研究了黄土塬区刺槐林蒸腾耗水规律,分析了林地水分收支状况和供水、耗水关系,阐明了林地水分生产力。结果表明:刺槐林蒸腾耗水量欠水年占同期降雨的52.33%,丰水年仅占18.3%,水分有效利用率平均为28.2%。林地水分收支盈亏各月分配不均。阳坡林地供水、耗水矛盾尖锐,阴坡林地丰水年水分供需关系协调,欠水年水分供应不足。林地水分条件是反映生产力高低的重要标志,阴坡林地生物量及材积水分生产效率分别是阳坡林地1.9倍和1.6倍,木材蓄积量是阳坡刺槐林的1.3倍。营造刺槐林不仅能大大地减少水土流失,而且每年每公顷可生产2～3.5m³木材,是对荒坡土壤水分资源的合理利用。     

渭北黄土塬区地埂花椒林的水保作用与生态经济效益调查研究

渭北黄土塬区地埂花椒林的水保作用与生态经济效益调查研究王忠林，薛智德（西北林学院，陕西杨陵７１２１００）渭北黄土塬区现有梯田和台田面积８．４４万ｈｍ２，农田地埂占梯田和台田面积的０．５％～１％。地埂上营造花椒林，既充分利用了这部分空地，解决了林粮争地...     

黄土塬面农林复合系统的生态位特征

 以黄土塬区农林复合系统为对象,通过调查研究林带(杨树为主)与农作物界面附近土壤中树木和小麦根系的空间分布,利用树木吸收根和小麦根系生物量计算生态位宽度、生态重叠指数和生态位相似性比例,并据此分析林木和农作物种群在水分和养分资源轴的生态位特征。小麦在40cm以上具有较大的生态位宽度,而林木在距林带1H处20cm以上土层到0.5H处60cm以上土层至林下100cm以上土层内具有较大的生态宽度,但林木在1H以内100cm土层其他空间土壤中也具有一定的生态位宽度。树木具有较大的生态位宽度,虽可利用深层土壤中的水分和养分资源,在一定程度上有助于缓解农林间作对水分和养分资源的利用性竞争,但树木居于竞争的优势者地位,形成对农作物的胁地负效应,距林带1H内林木对农作物生态位重叠,且在0.5H以内重叠较大,竞争剧烈,在此集流补水增肥有利于缓解林木胁地。     

黄土塬区降水变化条件下冬小麦田土壤水分消耗与补给

通过人工实时降水分配试验,研究了黄土塬区冬小麦田3种降水条件:正常降水(R_(CK))、降水增加1/3(R_(+1/3))和降水减少1/3(R_(-1/3))下,土壤水分变化速率、消耗深度以及水量平衡状态。结果表明:R_(CK)和R_(-1/3)处理0~3.8 m土层土壤储水量以91.85 mm·a~(-1)和109.39 mm·a~(-1)的速度下降,而R_(+1/3)处理土壤储水量在0~3.0 m深度以48.94 mm·a~(-1)的速度减少,而在深层(3.0~3.8 m)土壤水以17.39 mm·a~(-1)的速度增加;降水增加使得土壤水分的补给次数增多,减少了土壤水分的时空变异;当土壤底墒充足且生育期降水量较多时,各降水处理土壤水分的消耗深度较浅,反之,则较深;在休闲期,降水的转化效率与生长季土壤水的消耗率呈现极显著的指数相关。     

黄土塬区农田土壤温度变化特征研究

根据长武农业生态试验站深剖面土壤水热观测场2011年的观测资料,分析了农田土壤温度日变化、季节变化特征及其与休闲地土壤温度的差异。结果表明:农田0—20 cm（冬季0—10 cm）土层土壤温度呈正弦曲线趋势变化;垂直剖面上,土层越深,土壤温度的日振幅越小;土壤日最高和最低温度出现的时间越晚。土壤温度的日振幅,春季最大,夏秋次之,冬季最小;土壤日最高和最低温度出现的时间春、夏季较早,秋季次之,冬季较晚。典型晴天的土壤温度的日变化曲线较典型阴天的平滑且土壤温度的日振幅较大。就季节变化而言,农田与休闲地土壤温度的季节变化趋势一致,但是农田0—70 cm土层的月平均最高温度出现的时间较休闲地有所滞后;农田0—110 cm间各土层的月平均最高温度低于休闲地0.6~1.5℃,月平均最低温度低于休闲地0.2~1.1℃。7—8月农田土壤日平均温度显著低于休闲地,而降雨会明显降低农田与休闲地的土壤温度差异。     

黄土高原白草塬土壤水分特征及对土地利用变化的响应

[目的]对黄土高原白草塬土壤水分特征及对土地利用变化的响应进行分析,为该区水资源管理和生态建设提供重要的参考依据。[方法]测定并分析白草塬6种利用方式下0—10m的土壤水分,并基于土壤储水量、水分亏缺量及干燥化指数等指标评价土地利用变化的影响。[结果]6种土地利用方式0—10m平均含水量表现为:农地荒草地苜蓿地杏林地杏林柠条间作地杏林苜蓿间作地。土地利用变化对土壤水分的影响深度不同,苜蓿地与荒草地的影响集中在0—5m,而包含杏树的利用方式对土壤水分的影响向深层推进甚至可贯穿整个剖面。0—5m除农地外皆有重度土壤干燥化现象;5—10m包含杏树的利用方式干燥化程度较农地、荒草地和苜蓿地严重。[结论]农地转变为包含杏树的利用方式后对土壤深层水分有显著的影响,造成土壤水分储水量减少和干燥化现象严重。     

黄土塬边坡植被类型对土壤孔隙的影响

黄土塬边坡植被建设以固坡为目的,不同植被的土壤孔隙结构有利于增加降水入渗,从而减少坡面产流的水蚀危害。本研究以长武塬黄土塬边坡的侧柏(Platycladus orientalis)林地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛、草地和农地4种植被为研究对象,采集0–30 cm的原状土柱,利用CT扫描和图像处理技术,对其土壤孔隙度、孔隙数目、孔隙成圆率和孔隙分形维数进行定量分析,结合土层样品的理化性质,研究影响土壤孔隙结构的主要因素。结果表明,农地、侧柏孔隙的孔径大小分异不大,而草地、沙棘自身根系互动穿插生成的根孔扩展了孔径分布范围,不仅增加了孔隙度和大孔隙数目,也降低了孔隙成圆率。草地、沙棘有利于降水入渗,是固坡的优先选择。土壤有机质、粘粒含量等性质与孔隙参数之间具有极显著(P<0.001)或显著(P<0.05)相关关系,它们的改变对土壤孔隙特征变化和提高蓄水保土能力具有重要影响。     

黄土塬区不同地膜覆盖度下土壤水热状况研究

为进一步优化覆膜种植模式、了解作物增产机制,比较了黄土塬区无作物种植的旱作农田垄沟条件下土壤水热状况对不同地膜覆盖度(30%,50%,70%,85%,100%,CK即0%)的响应特征。结果表明:(1)地膜覆盖保水效果(Y,4—9月土壤贮水增量)与覆盖度(X)呈正相关关系,拟合方程为Y=1.65 X+42.60,相关系数R=0.98;地膜覆盖度越大,5m土层内有效蓄积降水量越多;覆膜条件下降水入渗土壤的深度已到3m以下。(2)土壤表层温度随覆盖度的增大而升高,有助于低温季节作物出苗;85%膜地温与全膜基本相近。地膜覆盖度从30%增加到85%过程中,白天地温达到峰值的速度加快,峰值加大。(3)综合考虑农田覆膜栽培的土壤水热状况及经济效益,以85%地膜覆盖为最佳选择。     

黄土塬区主要粮食作物增产潜力分析

研究一个地区的作物生产潜力可以发现提高产量的主要障碍因子 ,为合理进行农业生产规划提供依据。本文以长武试区冬小麦和春玉米为例 ,计算了黄土塬区光温潜力、气候潜力 ,并与实际产量进行比较。结果表明 ,该区光温潜力多年平均值冬小麦为 691 0 .5kg/ hm2 ,春玉米为 1 0 663 .4kg/ hm2 ,年际变化不大 ;气候生产潜力多年平均值冬小麦为 590 4.6kg/ hm2 ,春玉米为 81 48.4kg/ hm2 ,年际波动较大。冬小麦 WCR为 0 .84;春玉米 WCR为 0 .76。试区大田产量冬小麦为旱作产量潜势的 57.7% ,光温潜力的 46.3 % ,春玉米为旱作产量潜势的 82 .8% ,光温潜力的 61 .6% ,还有较大的增产潜力