基于多指标分析和分形维数的不同种植年限压砂地基质流与优先流特征研究

为明晰不同种植年限压砂地土壤优先流和基质流状况、改善区域水分生态环境,以宁夏不同种植年限(2、5、10、20、30 a和40 a)压砂地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合形态学、多指标分析及分形理论对不同年限压砂地土壤优先流和基质流特征进行分析.结果表明:随种植年限增长,土壤容重显著增大(P<0.05),饱和导水率...     

脱硫石膏对盐碱土一维水平吸渗特征及水分运动参数的影响

为探明添加脱硫石膏对盐碱土水分运动参数的影响,以改善和提高银川北部地区土壤结构和土地生产力,进行了室内一维水平土柱吸渗试验。选取6种脱硫石膏添加比例0,1.5%,3%,4.5%,6%和7.5%,探究不同脱硫石膏添加比例下盐碱土水平吸渗特征及水分运动参数的变化。结果表明:脱硫石膏添加减缓了土壤水分入渗过程,随着脱硫石膏添加比例增加,各处理累积入渗量与湿润锋运移距离均逐渐减小。幂函数与Philip模型能较好地拟合不同脱硫石膏添加比例下盐碱土水分吸渗特征,吸渗率随脱硫石膏配比增加逐渐减小,毛管力对水的吸持作用减弱。随着脱硫石膏配比增加,土壤饱和含水率依次增加,饱和导水率依次减小,土壤持水能力明显提高。在Brooks—Corey模型中,形状系数n逐渐增加,进气吸力h_d逐渐减小,土壤通气性增强。在相同含水率情况下,随着脱硫石膏配比增加,土壤水分扩散率减小。添加脱硫石膏增加了土壤持水性能,改变了土壤水分分布状况,对土壤水分运动参数有显著影响。研究结果可为合理利用脱硫石膏改良盐碱地提供参考依据。     

不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征与水力学参数

【目的】探究不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征及其水力学参数的变化,为恢复压砂地产能、提升区域生态功能及制定合理灌溉制度提供理论支撑。【方法】以宁夏中卫市不同种植年限（2,5,10,20,30和40 a）压砂地为研究对象,利用一维水平土柱吸渗试验,分析不同种植年限压砂地土壤湿润锋深度运移过程和累积入渗量变化规律,采用Philip和Green Ampt模型中吸渗率（S）、土壤水分扩散率（D）等参数分析土壤吸渗特征;采用Brooks-Corey模型计算土壤水分进气吸力（h_d）和水吸力（h）等水力学参数,进一步推求土壤水分特征曲线,并反演土壤饱和扩散率（D_s）和非饱和扩散率（D）。【结果】相同吸渗时间下,随着种植年限的增加,湿润锋深度、累积入渗量均呈减小趋势。随种植年限的增加,Philip模型中的S和Green-Ampt模型中的D均呈逐渐减小的趋势。Brooks-Corey模型中,与种植2 a压砂地相比,种植5,10,20,30和40 a压砂地土壤水分的h_d分别减小了1.22%,42.81%,46.37%,55.94%和64.97%,D_s分别减小了27.83%,68.54%,85.40%,90.57%和93.15%。在相同土壤含水率下,随着种植年限的增加,h和D均呈减小趋势。【结论】在水分吸渗过程中,随着种植年限的增加,压砂地土壤水分入渗能力及持水能力均明显减低。     

阅海城市湿地典型植被群落土壤活性有机碳组分分布特征

明确湿地土壤活性有机碳组分分布特征对评价旱区生态效益、实现“双碳”目标等有重要作用。本研究以银川市阅海城市湿地为研究对象，分析城市湿地典型植被群落不同土层土壤有机碳、全氮及活性有机碳的分布特征。结果表明：0~60 cm土层芦苇（Phragmites australis）、茭白（Zizania latifolia）、香蒲（Typha orientalis）、菖蒲（Acorus tatarinowii）及碱蓬（Suaeda salsa）生长区土壤有机碳平均含量分别为2.13，2.99，2.77，3.35和3.15 g·kg^-1。各植被类型下活性有机碳组分中可溶性有机碳变化规律与总有机碳一致。易氧化碳与微生物量碳含量均表现为碱蓬高于其他植被类型。湿地土壤有机碳含量与黏粒呈显著负相关，与全氮呈显著正相关。冗余分析发现植被类型和土层深度差异是影响土壤有机碳及其组分分布的主要因子。该研究表明植被类型会影响湿地的固碳能力，香蒲较其他植被固碳能力更强，而碱蓬生长区碳库稳定性及固碳能力均较弱。     

基于地理探测器和GIS的压砂地砾石空间异质性及其影响因素分析

为探究压砂地不同粒径砾石空间异质性及其影响因素，基于压砂地102个采样点，对不同粒径砾石配比进行了描述性统计，通过半方差函数和全局空间自相关分析等地统计方法分析了压砂地不同粒径砾石的空间变异特征和聚集模式，并进一步利用地理探测器模型识别影响不同粒径砾石占比空间分异的主要影响因子，在此基础之上，选取主要影响因子协同地理加权回归克里格法对不同粒径砾石占比进行可视化，获取其分布特征。结果表明，不同粒径砾石的空间变异系数均大于10%，属中等变异。不同粒径砾石的空间异质比变化范围较大（0.26%~83.48%），其空间异质性受随机性因素和结构性因素共同影响。空间自相关分析显示各粒径砾石的全局Moran''s I均高于0.674，且Z值均大于1.96，表明不同粒径砾石具有极显著的空间依赖特征，呈聚集性分布。地理探测器模型识别表明压砂地不同粒径砾石的空间分异的解释力由大到小依次为种植年限>坡向>地表粗糙度>坡度>剖面曲率>平面曲率>地表起伏度，种植年限的单因子解释力明显高于其他因子。不同环境条件下压砂地土体中不同粒径砾石空间分布差异明显且呈聚集性分布特征。种植年限、坡向和地表粗糙度是压砂地不同粒径砾石空间分布状况的主要影响因子。     

不同种植年限压砂地土壤水分入渗过程及模型分析

为探究不同种植年限对土壤水分入渗的影响,利用室内垂直一维土柱入渗试验分析了不同种植年限(2,5,10,20,30,40 a)压砂地土壤水分入渗速率、累积入渗量和湿润锋运移规律,借助4种入渗模型对土壤水分入渗过程进行拟合并评价其适用性,通过一维代数模型及相关参数预测土壤剖面含水率分布特征.结果表明:随种植年限增加,土壤累积入渗量、入渗速率及湿润锋运移距离均减小,入渗时间为300 min时,5,10,20,30,40 a的累积入渗量相较于2 a分别减少了27.01%,43.32%,53.22%,54.79%和54.68%,湿润锋运移距离减小了24.84%,38.38%,48.56%,52.67%和54.00%.4种入渗模型的R²从大到小依次为Horton模型、通用经验模型、Kostiakov模型、Philip模型.入渗完成后同一深度土壤剖面含水率呈现出随种植年限增大而减小的趋势,一维代数模型拟合的不同种植年限土壤剖面含水率值与实测值间的MAE均位于0.48%~2.09%,RMSE为0.52%~2.13%,D均大于0.782,t检验P值均大于0.05,说明其可以较好地拟合不同种植年限压砂地水分分布状况.压砂地种植年限越长,水分入渗能力越差、土壤剖面含水率越低,建议通过加强农田管理、休耕等措施实现压砂地可持续发展.