降雨类型对褐土横垄坡面土壤侵蚀过程的影响

雨型是影响土壤侵蚀过程的重要因子之一,而影响效应与耕作措施密切相关。目前,雨型对横垄坡面土壤侵蚀过程的影响机制尚不清楚。该文以褐土横垄坡面为研究对象,设计了平均雨强和降雨量相同的4种雨型(增加、减弱、增加-减弱和减弱-增加型),采用可同时调节垄向和坡面坡度的土槽进行模拟降雨,研究各个雨型下不同侵蚀阶段的产流产沙特征。结果表明:雨型间的径流量和侵蚀量在细沟间和细沟侵蚀阶段均差异显著,且差异在细沟阶段体现的更为明显。雨型间径流量的大小顺序为增加-减弱型减弱型减弱-增加型增加型,侵蚀量则为增加-减弱型减弱-增加型减弱型增加型。给定雨强下(30、60或90 mm/h),径流量、径流贡献率和侵蚀量贡献率均随降雨过程中雨强发生时序的延迟而增加,而单位径流侵蚀量呈相反趋势;雨型间给定雨强同一发生时序下的径流量和侵蚀量及其它们对总径流量和总侵蚀量的贡献率均差异显著。4种雨型下,幂函数均能很好的描述细沟间和细沟侵蚀阶段内产沙率与径流率间的关系,且方程中的指数均低于2,但雨型间幂函数方程中的指数存在明显差异。以上研究结果有助于深入理解褐土垄作系统下的土壤侵蚀机理,并为横坡垄作的合理利用提供科学指导。     

沂蒙山区坡耕花生地垄间植草对土壤理化性质的影响

以沂蒙山区坡耕花生地为研究对象,建立野外原位观测小区,将花生+狗牙根(处理Ⅰ)、花生+草木犀(处理Ⅱ)、花生+黑麦草(处理Ⅲ)、花生+三叶草(处理Ⅳ)、花生+空白对照(处理Ⅴ)5种植草方式进行对比,研究垄间不同植草方式对坡耕花生地土壤理化性质的影响,并运用灰色关联分析法对多个土壤理化性质指标进行综合判定。结果表明:垄间植草方式中土壤粗化指数、砂粒含量、总孔隙度、毛管孔隙度、毛管持水量、有机质及全氮含量出现了不同程度的升高,而容重、黏粒与粉粒、全磷含量呈现下降趋势;与空白对照相比,垄间植草明显改良了土壤理化性质,其中以花生+黑麦草处理效果最优,灰色关联度达到0.931 9,其余依次为花生+三叶草(0.929 6)、花生+草木犀(0.747 6)及花生+狗牙根(0.731 1),空白对照效果最差,灰色关联度仅为0.548 7。     

鲁中南花岗岩丘陵区坡耕地不同厚度土壤中优先流的发育特征

[目的] 研究不同土壤厚度条件下坡耕地优先流发育特征,为土层浅薄条件下坡耕地灌溉效率提高及面源污染防治提供依据。[方法] 以地处北方土石山区的山东省蒙阴县花岗岩丘陵区坡耕地为例,选取土层深度为30 cm和50 cm的样地,运用野外染色示踪试验法和室内图像处理技术,分析土层厚度对优先流发育特征的影响。[结果] 土壤厚度为30 cm和50 cm条件下平均基质入渗深度分别为11.8 cm和11.9 cm,两者没有显著差异,平均优先流比分别为28.2%和29.5%,两者也没有明显差异;土壤厚度为30 cm时,9.9 cm以上以基质入渗为主导,优先流发育深度范围为9.9—27.0 cm;土壤厚度为50 cm时,6.1 cm以上土层以基质入渗为主导,优先流发育深度范围为6.1—39.5 cm;土壤厚度为50 cm条件下优先流平均最大入渗深度为34.6 cm,平均长度指数为192%,平均变异系数为87.7%,均显著高于土壤厚度为30 cm时的数值;但两者平均最大入渗深度非均匀系数没有明显差异。[结论] 土壤层厚度差异不影响基质入渗,但会阻碍优先流向土壤深层的发育。     

基于Hydrus-1D模型的玉米根系吸水影响因素分析

为探索土壤质地、植物生长状况和气象条件对不同土壤水分条件下根系吸水速率的影响机理,该文以相对根吸水速率与土壤含水率的关系衡量土壤水分有效性,利用Hydrus-1D模型模拟了3种土壤（壤黏土、黏壤土和砂壤土）中不同玉米生长状况（包括叶面积指数、根系深度和根系剖面分布）或蒸发力条件下根系吸水速率随含水率的动态变化,确定了不同条件下根系吸水速率开始降低的临界含水率。结果表明：土壤质地、植物的叶面积指数和根系分布及大气蒸发力都对根系吸水动态曲线的临界含水率有一定影响,其中根系深度和根系分布形状还影响根系吸水速率与含水率关系曲线的形状,但在3种土壤中,根系吸水速率的动态变化对植物生长和大气蒸发力的响应不同。总体而言,3种土壤临界含水率的大小是壤黏土＞黏壤土＞砂壤土;临界含水率随大气蒸发力的升高而升高,随根系深度和深层根系分布的增加而降低;各因子对玉米根系吸水影响程度的大小是土壤质地＞根系分布形状＞根系深度＞大气蒸发力＞叶面积指数。     

黄土丘陵沟壑区乔灌木植物系数计算与适应性评价

利用长期定位试验资料,研究了黄土高原丘陵沟壑区乔木和灌木植物系数的计算方法,比较了两种代表性乔木(榆树和小叶杨)和两种代表性灌木(柠条和沙棘)的实际蒸散量和生育期土壤平均含水量的差异,分析了土壤含水量变化对植物根系吸水和土壤水分有效性的影响。结果发现:该地区灌木的实际蒸散量小于乔木,但同类植物的实际蒸散量没有显著差异;土壤含水量柠条最高,沙棘最低;榆树植物系数最小,柠条其次,沙棘最大,但榆树和小叶杨的土壤水分有效性高,耗水量大,所以灌木较适于该区生长。     

沂蒙山区不同母岩发育土壤物理性质

以沂蒙山区小圣堂小流域为研究区,对比分析了酸性岩石和钙质岩石发育土壤的物理性质及其影响因素。结果表明:(1)酸性岩石发育土壤石砾及砂粒含量较高,土壤质地由砂壤质到壤砂质,且随土层深度增加,石砾含量增加。钙质岩石发育土壤粉粒及黏粒含量较高,上下两层的土壤颗粒组成相差不大。受成土母岩影响两种土壤分形维数都很低,且酸性岩石发育土壤的分形维数更低。两种土壤石砾含量均大于10%,为粗骨土。(2)酸性岩石发育土壤的容重较大,总孔隙度和毛管孔隙度较小。两种土壤的容重和毛管孔隙度随土层深度的增加而变大,总孔隙度和非毛管孔隙度则反之。毛管孔隙度大小主要受土壤分形维数的影响。(3)酸性岩石发育土壤的饱和导水率大于钙质岩石发育土壤,酸性岩石发育土壤10—20cm土层的饱和导水率较0—10cm土层大,而钙质岩石发育土壤饱和导水率在不同土层深度呈现不规律的变化。土壤质地是影响沂蒙山区土壤饱和导水率的主导因素,其中,砂粒和粉粒含量的影响尤为明显。     

土壤质地对玉米不同生理指标水分有效性的影响

为确定土壤质地对玉米不同生理指标水分有效性的影响,该文利用3种土壤（重壤土、中壤土和砂壤土）的盆栽控水试验和1种土壤（重壤土）的田间小区控水试验,研究了玉米不同生理指标随相对土壤含水率（土壤含水率占田间持水率的比）的动态变化。结果表明：3种土壤中各生理指标相对值在相对土壤含水率降低到土壤水分阈值之前保持不变,低于此阈值时随相对含水率的进一步降低而线性降低,且均可用分段函数来拟合（R2=0.824～0.999）。土壤水分有效性大小排序为：砂壤土＞中壤土＞重壤土,而且瞬时生理指标的土壤水分阈值低于日变化和整个试验阶段的累积指标。因此土壤质地和不同生理指标的时间尺度都会影响玉米生理指标对土壤水分有效性的响应。     

基于氮磷迁移的农业面源污染生态工程控制技术研究进展

在简要介绍农业面源污染物氮磷迁移机制的基础上,阐述了人工湿地、前置库、缓冲带与水陆交错带、水土保持和农业生态工程技术等我国主要农业面源污染生态工程控制技术的研究现状,提出了今后基于氮磷迁移的农业面源污染生态工程控制技术的3个方面的研究重点,以期为农业面源污染控制研究提供借鉴。     

不同降雨条件下沂蒙山区耕层土壤团聚体特征

降雨强度和时长对土壤团聚体的影响至关重要,不同降雨特征下沂蒙山区耕层土壤团聚体时空变异特征仍不清晰。基于模拟降雨试验,研究了不同降雨强度(16 mm/h,43 mm/h,71 mm/h)和降雨时长(10 min,30 min,60 min)下沂蒙山区褐土耕层土壤团聚体特征。结果表明:降雨强度16 mm/h,10 min降雨时长下仅对0—5 cm土层土壤团聚体产生影响,>5 mm粒级团聚体含量迅速降低。其他雨强和时长下,0—5,5—10,10—20 cm土层团聚体含量均发生变化。在43,71 mm/h的降雨强度下,随着降雨时长的增加,0—5 cm土层微团聚体含量均表现出先增加后降低的趋势。与供试土壤相比,雨强为71 mm/h,降雨时长60 min时,0—5 cm土层>5 mm粒级团聚体含量减少了93%,而<0.25 mm粒级团聚体含量增加了42%。土壤团聚体的平均重量直径(MWD)随降雨强度及时长的增加而减小,在降雨强度71 mm/h,降雨时长60 min时各土层MWD趋于一致。说明,随降雨强度及时长的增加,雨滴打击和雨水湿润作用对土壤大团聚体的拆分作用增强,大团聚体含量逐渐减少,微团聚体含量逐渐增加,土壤稳定性先降低后趋于稳定。     

黄河三角洲盐地碱蓬对镉的吸收富集特征

为明确调水调沙背景下碱蓬对Cd污染的吸收富集特征，本研究以该区主要潜在生态风险因子镉（Cd）为切入点，利用温室栽培实验，分析了Cd输入对碱蓬生物量、Cd含量、富集系数及转移系数的影响。结果表明：少量的Cd输入（≤4.0 mg/kg）时碱蓬生物量高于对照，并在2.0 mg/kg处理时总生物量、茎和叶生物量取得最大值，而过高的Cd输入（>5.0 mg/kg）时生物量低于对照；随着Cd输入的增加，碱蓬根、茎及叶中Cd含量呈现增加趋势，而Cd富集系数则呈现先增高后降低的变化趋势，且在Cd输入量为2.0 mg/kg时，富集系数取得最大值（42.67、4.82和6.18）；整体上碱蓬根是富集Cd主要部位，但在低水平Cd输入（0.0 mg/kg和1.0 mg/kg）时，茎和叶部转运系数大于高水平Cd输入，表现出较强富集作用。以上结果表明碱蓬能有效富集土壤中的Cd元素，且在一定范围内碱蓬的富集能力随着Cd输入的增加而增加，但是过高的Cd浓度输入会抑制碱蓬的Cd富集能力。