林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响

研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况,确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦28年的侵蚀坡面为研究对象,分析土壤主要性质和养分含量的变化情况,运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。林地开垦后坡面土壤pH增加了0.24个单位,有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系数大于开垦地,而pH和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较大,上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性,但减小了pH的空间异质性,地形等结构性因子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后,pH、有机质、全氮和全磷变程增大,铵态氮、硝态氮和速效钾变程减小,速效磷在2个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土壤养分含量,但减少幅度与坡位和坡面形态有关。同时,开垦增大了坡面土壤有机质、全氮和全磷的空间依赖性,减小了速效养分的空间依赖性。     

王东沟小流域土壤养分变化研究

通过2002年长武县王东沟小流域土壤养分测定，结合1982年长武县土壤普查中王东沟小流域养分普查数据及1993年CERN对王东沟小流域土壤养分普查数据进行分析，土壤有机质含量已经达到全国中等肥力水平，碱解氮，速效磷，速效钾的含量呈上升的趋势，但是氮磷养分比例不协调，成为限制农业生产的重要因素，该区域的土壤培肥途径是调整种植结构，增加养地作物的种植面积，增施有机肥，科学施用化肥。     

水蚀风蚀交错带退耕草坡地土壤酶活性和碳氮矿化特征

以水蚀风蚀交错带农地退耕后不同演替阶段的长芒草(Stipa bungeana)和苜蓿—铁杆蒿(Medicago sativa—Artemisia sacrorum)坡地为对象,分析了退耕坡地土壤酶活性与碳氮矿化及其空间分布特征。结果表明:(1)退耕坡地主要土壤养分含量(有机碳、全氮和全磷)不受坡位(除苜蓿—铁杆蒿坡地的全磷含量外)影响,长芒草坡地有机碳(上、中和下坡位)和全氮含量(中和下坡位)高于苜蓿—铁杆蒿坡地。(2)随坡位的降低,长芒草坡地土壤脲酶和淀粉酶活性显著增加,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性无显著差异。而苜蓿—铁杆蒿坡地土壤脲酶和淀粉酶活性无显著差异,蔗糖酶活性显著降低。群落类型对碱性磷酸酶活性的影响与坡位无关,对脲酶和蔗糖酶活性的影响则与坡位有关。(3)土壤有机碳矿化量和矿化速率常数在长芒草坡地显著高于苜蓿—铁杆蒿坡地,且不受坡位影响。两种群落土壤氮素矿化均由硝化作用主导,长芒草坡地土壤氮素矿化量和硝化量随坡位降低而显著增加,而苜蓿—铁杆蒿坡地则相反。(4)随苜蓿—铁杆蒿群落向长芒草群落演替,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性空间自相关性增强,脲酶和淀粉酶活性空间自相关性减弱,但仍具有强烈空间自相关性,碳氮矿化指标的空间自相关性增强。上述结果表明:在评估退耕草坡地主要土壤过程及其空间分布时,需要考虑草地群落类型或者群落演替阶段的影响。     

红薯光合特征对土壤透气性的响应

通过盆栽试验研究了不同土壤质地和水分条件下红薯光合特性对土壤透气性的响应。结果表明:土壤透气性显著影响红薯叶片蒸腾速率和水分利用效率,随土壤透气性的增加,蒸腾速率显著降低,水分利用效率显著增加,红薯的光合作用不受土壤透气性的影响;透气性对红薯蒸腾和水分利用效率的影响与土壤质地有关,在沙土质地下,红薯的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均不受透气性影响,而在壤土质地下,红薯的蒸腾速率随透气性的增加显著降低,而水分利用效率显著增加;透气性对红薯光合特性的影响与生育期有关,不同生育期内,红薯光合特征对土壤透气性的响应也不同。研究表明,在分析作物对土壤透气性的响应时,需要考虑土壤质地、水分条件和生育期的影响。     

黄土高原地区施肥对苜蓿生产力的影响

在长期定位试验的基础上,分析黄土高原地区轮作与施肥对苜蓿生产力的影响。结果表明:苜蓿的高产期在2～5年,其中在第5年达到最高,尔后产草量随着生长年限的延长而逐年下降;施肥具有延长其生长年限的作用;产草量随着降水量的变化增减辐度较大,在生态环境建设和农业生产中,应根据苜蓿的生长特性采取相应的管理措施。     

不同规格微型蒸渗仪测定土壤蒸发的试验研究

以陕北风沙土为研究对象,比较了微型蒸渗仪高度(10、15、20和25 cm)、内径(10和15 cm)和封底材料(薄铁皮和细纱布)对土壤蒸发测定结果的影响。结果表明,不同规格蒸渗仪测定的土壤蒸发量具有很好的相关性。当内径为10 cm时,土壤蒸发量的测定值随高度的增加而增加,高度为20 cm时的测定值显著大于10 cm时。当高度为10 cm时,将内径由10 cm增加至15 cm对土壤蒸发的测定没有显著影响。高度和内径一定时,将封底材料由薄铁皮换为细纱布时测定的土壤蒸发量显著增加。高度为20 cm时,土壤蒸发测定的精度最高,为98.5%,其次是高度为25 cm和15 cm时,精度分别为96.3%和93.5%。综合考虑精度和便捷性,推荐使用高度为20 cm、内径为10 cm且用薄铁皮封底的微型蒸渗仪。     

黄土高原沟壑区苜蓿地土壤水分剖面特征研究

对黄土高原沟壑区不同种植年限苜蓿地土壤深层水分特征的分析表明,受降水影响0～2m土层水分变化较大,2m以下由于没有水分的补给,出现了干燥化现象。苜蓿在生长前期主要利用上层土壤水分,土壤水分恢复也是从上层开始,下层的干层则难予恢复。10、15、23年生苜蓿分别在9、10.8和11m处水分含量趋于稳定,达到土壤干层的下限。土壤水分的变异系数随土层深度的增加而减小,水分含量趋于稳定。在0～9m土层土壤水分亏缺较大,亏缺量大于年均降水量。     

电阻率层析成像法在土壤水文学中的应用

电阻率层析成像法（Electrical Resistivity Tomography, ERT）已被广泛用于土壤水文过程研究,充分了解ERT在土壤水文学中的应用及进展是研究土壤水文过程的关键。利用科技文献挖掘与可视化工具CiteSpace,对从Web of Science数据库核心合集中获取的1992—2020年的717篇论文,从国家机构合作、作者合作与共被引、关键词共现与聚类、关键词突发性检测、文献共被引及聚类和文献突发性检测等六个视角进行分析。结果表明,2000—2010年期间是ERT发展的繁荣时期,ERT技术的发展使得其研究方向从理论向应用转变,研究对象从最初的深层地质勘探向非饱和带水文过程的研究扩展,研究尺度从点尺度向中尺度拓展。ERT在生态水文、农业、地球物理等领域的应用使得其研究方向趋于多元化,在土壤水文过程研究中涉及作物根系吸水、根系对水分的再分配、降雨入渗、优先流和深层土壤水分等。这对于了解地球物理技术－电阻率层析成像法的发展态势具有一定的参考价值。     

黄土沟壑区小流域土壤pH值的空间分布及条件模拟

土壤pH值是影响土壤养分有效性和化学物质在土壤中行为的主要因素,研究土壤pH值的空间分布特征对于土壤养分管理和土壤污染预测具有重要意义。该文用地统计学方法研究了环境因素复杂的黄土高原小流域土壤pH值空间分布特征。结果表明,黄土沟壑区小流域土壤pH值具有球形—指数套合模型的空间结构特征,其空间异质性主要来源于流域内土地利用和土壤侵蚀等随机因素。与有机质协同的Kriging法能较好地对土壤pH值进行估值,其估值范围小于实测数据,估值误差来源于复杂的环境因素。序贯高斯条件模拟的土壤pH值范围与实测数据接近,模拟的平均值低于实测数据,模拟误差来源于模拟过程中独特的Kriging算法及高斯特性。     

干旱条件下锌肥对玉米生长和光合色素的影响

采用盆栽试验,以黑垆土为供试土壤,研究了不同水分条件下施用锌肥对玉米生长及叶片光合色素含量的影响。结果表明,在正常供水和土壤干旱条件下,施用锌肥能明显改善玉米的生长状况。与不施锌肥的对照相比,干旱情况下施锌处理的玉米株高增加10.9%,地上部和地下部干物质较对照分别增加26.1%和51.5%;正常供水条件下,施锌处理的玉米株高、地上部及地下部干物质分别较对照增加9.4%,8.0%和26.0%;正常供水条件下,施锌使玉米叶片叶绿素a增加18.6%,叶绿素b增加13.8%,总叶绿素含量增加13.8%;干旱情况下,施锌使玉米叶片叶绿素a较对照增加7.0%,叶绿素b增加8.0%,总叶绿素含量增加7.5%。通过对玉米光合色素含量和玉米生长指标之间的相关分析,认为玉米光合色素含量对玉米生长有很大影响,光合色素含量降低必然引起作物光合作用的差异,导致产量降低。