高海拔地区樱桃园土壤水分变化特征分析

为给樱桃园土壤水分管理提供依据,2018年对云南省曲靖市马龙区某樱桃园的土壤水分变化进行了监测,探究樱桃园土壤水分变化特征。结果表明:1)樱桃生育期内,土壤含水量随土层深度增加而增加;生育前期(发芽、开花期)土壤含水量变化幅度较小,生育后期(幼果、硬核、成熟期)的变化幅度相对较大。2)浅层土壤(20 cm、40 cm)含水量变化幅度较大,而深层土壤(60 cm、80 cm)含水量趋于稳定,即随土层深度增加,土壤含水量变化幅度减小。3)土层间土壤含水量的相关性随土层间距增大而减弱;相邻土层间(20 cm和40 cm土层)土壤含水量相关性较好,相关系数为0.92;40 cm土层的含水量变化趋势最能代表0～80 cm土层土壤含水量变化特征。     

喷灌条件下不同灌水处理冬小麦的叶水势特征

在喷灌区一季冬小麦的试验表明,冬小麦叶水势值在各生育期每天的1400左右发生明显变化;从生育期看,返青期叶水势低谷值出现较晚,持续时间短且恢复较快;孕穗和开花期低谷出现有提前和持续时间延长趋势;叶水势不完全随生育进程与土壤水分同步变化,原因为同一时期内土壤水分是造成叶水势差异的主导因素,但同时外界条件的变化也对叶水势的变化有一定的影响作用。前期叶水势在黎明前和中午都与浅层土壤水分关系密切;到开花和灌浆期叶水势则变为只在中午与浅层土壤水分关系密切,黎明前更多依赖深层土壤水分状况,表现为与深层土壤水分关系密切。喷灌条件下,当返青后灌水量超过150mm时,灌水量对叶水势的影响减小。     

古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘土壤水分时空变化特征

土壤水分是维系古尔班通古特沙漠荒漠植被发育最主要的制约因子。为了研究古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘土壤水分特征,于2012年12月4日至2013年11月4日,采用中子仪法对0~400cm沙层土壤含水率进行了原位观测,分析了沙丘不同部位土壤含水率的时空变化及不同发育阶段梭梭对其根区土壤含水率的影响。结果表明:(1)0~40 cm土层为土壤水分活跃层,40~200 cm土层为土壤水分次活跃层,200 cm以下土层为土壤水分相对稳定层;(2)西坡、坡顶和东坡的土壤含水率差异不显著,丘间地土壤含水率与西坡、坡顶和东坡均存在极显著性差异,且丘间地土壤含水率相对较高;(3)3—5月是土壤水分补给期,6—10月是土壤水分耗损期,11月—翌年2月是土壤水分稳定期;(4)不同发育阶段梭梭根区土壤含水率秋季均显著低于春、夏两季,壮年阶段梭梭根区土壤含水率各季都较低,青年阶段梭梭根区土壤含水率各季相差较大,壮年阶段梭梭和青年阶段梭梭根区土壤含水率春、夏季均存在显著性差异。     

晋西黄土区雨养果园土壤水分动态及对降雨的响应

通过对晋西黄土区雨养苹果园土壤水分进行连续定位观测,研究土壤水分的动态规律及其对降雨的响应。结果表明:春季土壤含水率变化幅度不大,CV在0.02~0.27范围内波动;雨季降雨增多,0-170cm土层CV均大于0.2;冬季土壤表层蒸发强烈,0-60cm土层CV均大于0.1,而60cm以下土壤水分能够继续向下运移,180-190cm土层CV为0.11。2011年苹果园土壤水分亏缺度为30.89%~58.68%,补偿度为3.88%~57.37%,降雨能够补充0-70cm土层的土壤亏缺量,但是深层土壤一直处于亏缺状态,需要科学合理的管理措施防治山地雨养果园的缺水问题。果园0-10cm的土壤含水率对降雨的响应极其明显,能够有效反映出土壤水分对降雨的响应特征,随着土壤深度的增加,土壤含水率对降雨的响应逐层滞后并且减弱。     

冬小麦灌溉制度对土壤贮水利用的影响

足墒条件下冬小麦播种时200cm土体总贮水量为619.6mm,有效贮水量为329.5mm。冬小麦播种～拔节期主要消耗0～100cm土层内土壤有效贮水;由于有效贮水能满足作物需水,因此拔节期不出现土壤水分亏缺。拔节～开花期对照(CK)耗水深度为200cm土层,起身期灌1水(Ⅰ-1)处理为160cm,其他处理为130cm;至开花期CK和Ⅰ-1处理0～60cm土层内已呈现一定程度的水分亏缺。开花～成熟期各处理200cm 土体内土壤有效水含量均呈不同程度下降,但主要供水层为0～130cm土层;冬小麦成熟期除春后起身～孕穗～灌浆期(Ⅲ-1)、拔节～开花～灌浆期(Ⅲ-2)灌3水和起身～拔节～开花～灌浆期(Ⅳ)灌4水处理外,大部分处理0～80cm或0～60cm土层内均呈明显的水分亏缺。随灌水次数或灌水量的增加,土壤贮水利用率呈明显下降趋势。     

干旱半干旱区退化草地土壤水分变化及其对降雨时间格局的响应

降雨是干旱半干旱地区的主要水分来源,降雨量、降雨时长和降雨强度等共同影响降雨入渗,进而影响降雨对地表下不同土层的补充。研究干旱半干旱区退化草地生态系统不同土层土壤水分对不同量级降雨时间格局的动态响应变化,对于揭示水土关键要素、草地荒漠化防止及应对气候变化的影响均具有重要意义,基于2018年连续对锡林郭勒盟正镶白旗额里图牧场的降雨及地表下5,15,30,60,100 cm的土壤体积含水率数据的观测,探讨了各土层土壤水分变化及其对降雨事件大小的响应。结果表明:对于干旱半干旱区草地而言,降雨可以显著影响5-60 cm的土层土壤水分;随着土层加深,相同降雨过程引起的土壤水分增量呈降低趋势,0-10,10-20 cm土层土壤水分增量明显,小于3,6,20,50 mm的降雨不能到达地表以下5,15,30,60 cm土层;高降雨强度、降雨前较高的土壤含水率有利于雨水的下渗,5-60 cm土层的土壤水分增量与降雨强度、土壤初始含水率以及二者交互作用均呈显著或极显著线性关系,100 cm土层的土壤水分增量与降雨强度、土壤初始含水率以及二者交互作用均无显著线性关系,且30,60 cm土层土壤水分增量只在无雨日间隔极短且降雨量很大的情况下有明显波动。     

农田-防护林-荒漠复合系统土壤水盐运移规律及耦合模型建立

为探讨节水灌溉条件下干旱内陆区不同景观单元土壤水盐动态规律及水盐通量变化特征,以新疆三工河流域绿洲-荒漠过渡带典型景观格局农田-防护林-荒漠为研究对象,利用2018年4月—9月连续定位观测数据资料,分析各景观单元作物生育期(4月1日—6月28日)和非生育期(6月29日—9月15日)土壤水盐动态规律及其变异性、土壤水盐通量变化特征及影响因素,构建农田-防护林-荒漠复合系统BP神经网络土壤水盐耦合模型,并对所建模型参数敏感性及应用可行性进行探讨。结果表明,各景观单元作物生育期和非生育期土壤含水率、电导率均具有较明显的垂直分层、水平递变和季节波动特征;按变异性可划分为3个典型土层:活跃层(0～40 cm)、次活跃层(40～140 cm)和相对稳定层(140cm);距防护林越近,农田土壤含水率和电导率分别呈降低和升高趋势,荒漠均呈升高趋势;单次降水和灌溉事件后各景观单元各典型土层土壤含水率和电导率随时间分别均呈负指数函数和三次函数变化趋势。土壤控制体(单位面积深140 cm土柱)内,生育期农田和防护林均为向下水分通量,非生育期均为向上水分通量,荒漠两时期均为向下水分通量;农田和防护林土壤贮水量与土壤积盐量随地下水位下降、蒸散发量增大均呈递减趋势;荒漠土壤水盐通量对各因素及其交互效应响应较微弱;生育期最后1次充分灌溉的淋洗作用可使该系统土壤积盐量趋于平衡状态。拓扑结构为32-36-6的BP神经网络土壤水盐耦合模型具有较高的模拟精度;灌溉和地下水位是影响该系统土壤水盐动态的关键因素。研究结果可为节水灌溉条件下绿洲-荒漠共生系统寻求生产和生态之间的平衡机制提供理论依据。     

间作冬小麦根系数量与活性的空间分布及变化规律

在冬小麦‖早春玉米/夏玉米种植体系(‖与/分别表示间作和套作)中,研究了小麦根系数量与活性的空间分布特征及变化规律。主要结果:(1)高产田间作冬小麦最大根深200cm左右,160～200cm深层土壤根量持续增长至灌浆蜡熟期。(2)根系含水率自上而下由低向高变化,随生育进程推进,呈下降趋势。(3)根系鲜重自拔节期以后,0～80cm土层随生育进程推进呈减低趋势;80～160cm于开花期达最大值,之后下降;160～200cm土层到灌浆期和蜡熟期值最大。0～200cm土体总根干重于灌浆期值最大,之后下降。(4)拔节、开花、灌浆和蜡熟4次结果平均,0～20cm土体根鲜重和干重分别占到0～200cm总重的46.90%与47.63%,40cm以上占到57.90%与59.89%,80cm以上占77.00%与78.62%,120cm以上占到92.26%与93.07%,120cm以下土体占不足10%。根系重量密度自上而下可划分为0～20cm高密度区、20～120cm中密度区、120～160cm低密度区及160～200cm稀密度区。(5)根系TTC还原强度呈上大下小变化,0～160cm土体平均根活力拔节期较高,开花灌浆期下降,蜡熟期反弹上升。(6)拔节、开花、灌浆和蜡熟期四次结果平均,0～20cm土壤根系TTC还原总量占到0～160cm土体的53.84%,40cm以上占到66.01%,80cm以上占到83.40%,120cm以上占到94.77%,120～160cm深层土壤占5%左右。     

黄丘区典型灌木和荒草地土壤含水量变化对降雨的响应

为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化特征及其对降雨的响应,以黄丘区辛店沟流域坡面径流小区灌木和荒草地为研究对象,利用多探头土壤水分监测仪对研究对象0—50 cm土层土壤水分进行了连续定位观测,对不同下垫面下土壤水分的变化特征进行了系统的分析和研究。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤水分表现出明显的季节变化特征,观测期内荒草地的平均土壤含水量为0.099,大于灌木地0.091,荒草地的土壤含水量总体要高于灌木地。(2)不同土地利用方式土壤含水量垂直变化趋势相似,总体上随着土层深度的增加而减少,具有明显的垂直变异性,灌木地对深层土壤含水量的消耗比荒草地多。(3)土壤含水量在垂直方向上对降雨的响应程度随着土层深度的增加而减小,灌木地和荒草地垂直方向上0—30 cm土层与30—50 cm土层对降雨响应表现为相反的规律。研究认为相比荒草地,灌木地土壤水分消耗更严重,且深层土壤水分受降雨补给有限,易引发土壤干层。     

土壤含水率监测位置对温室滴灌番茄耗水量估算的影响

土壤水分传感器埋设位置的选择是局部灌溉条件下获得作物根区代表性土壤含水率数据,从而制定滴灌灌溉制度的关键。本文以日光温室滴灌番茄为对象,研究滴灌线源土壤湿润体内含水率分布状况,通过对比距滴灌带不同位置处土壤含水率监测结果估算番茄耗水量的差异,探讨土壤含水率监测的合理位置。结果表明,番茄生育期内14~25 mm的灌水定额主要用于增加0~40 cm土层的土壤含水率,湿润体内日平均土壤含水率分布在75%~100%田间持水率。作物生育期内连续多次滴灌条件下,沿滴灌带单个灌水器形成的湿润土体会充分叠加,形成近似均匀的土壤含水率带状分布,且作物生育期内沿深度方向0~40 cm土层土壤含水率均值无显著性差异,距滴灌带不同水平距离的土壤含水率随时间的变化趋势具有同步特点,无明显的滞后性。以集中80%总根量的土壤深度作为滴灌番茄水分渗漏下界面时,14~25 mm的灌水定额会导致深层渗漏,且深层渗漏量表现出一定的空间变异性。番茄生育期内深层渗漏量约占灌水量的13%。距滴灌带不同位置处的番茄耗水量除在番茄苗期和开花座果期有较大差异外,其余生育阶段的差异均在10%以内。对温室滴灌番茄来说,滴灌高频少量的灌溉特征有利于维持作物根系层适宜的土壤水分状态,监测1个含水率剖面即可满足估算作物耗水量的要求。     

毛乌素沙地三种荒漠灌木根系分布特征与土壤水分研究

用全根系挖掘法,调查研究了风沙地生境中的黑沙蒿、杨柴、沙木蓼的根系分布特征;对根际不同土层土壤水分含量进行了观测,确定3种植物根系分布和土壤水分的响应特征。结果表明:杨柴的根系分布范围为地下0-280cm,主要分布在20-110cm,占总根重的65.86%;沙木蓼的根系分布范围0-180 cm,主要分布在0-80cm,占总根重的68.29%;黑沙蒿的根系分布范围0-240cm,主要分布在0-60cm,占总根重的62.14%。3种不同植物根系垂直分布形态特征,杨柴为“V”型分布,黑沙蒿为“伞”型分布,相比之下沙木蓼分布比较均匀。各土层中,除杨柴0-20cm土层根系分布较少外,黑沙蒿和沙木蓼表层根系分布较多;0-60cm土层中分布的根系密度最大,均表现为从土壤表层到深层逐次递减趋势;植物根系分布对土壤水分的响应显著,根系集中分布区域土壤含水量明显减小;黑沙蒿根际平均土壤水分含量最大,沙木蓼次之,杨柴最小,其与根系分布、水分利用策略密切相关。在水分资源竞争中,植物根系分布特征起到重要的作用。     

黑河流域灰棕荒漠土种植耐旱牧草小冠花改土培肥效果的研究

在黑河流域的灰棕荒漠土上种植了耐旱牧草小冠花改土培肥效果明显,3年生小冠花与CK比较,0~20 cm土层中自然含水量增加73.93g kg-1、土壤贮水量增加67.17m3hm-2、>0.25mm团粒结构增加12.16%、总孔度增加10.94%、土壤容重降低0.29g cm-3;pH由8.15降到7.83,全盐含量降低1.72g kg-1,脱盐率达到58.70%;土壤有机质增加3.01g kg-1、速效N、P、K分别增加20.9 mg kg-1、5.7 mg kg-1、11.3 mg kg-1,CEC增加7.0 cmol kg-1。3年生小冠花平均株高85.4 cm,单株鲜重1074.2g,单株干重343.8g,鲜草产量72.5 t hm-2,干草产量23.2 t hm-2,产值0.93万元hm-2。     

不同封育年限宁夏荒漠草原土壤种子库研究

针对宁夏天然草原实施禁牧封育的现状,采用种子萌发法对不同封育年限的荒漠草原土壤种子库进行了研究。结果表明:种子萌发主要集中在0-5 cm土层中,6-10 cm土层种子萌发较少,0-5 cm土层中,随封育年限的增加,一年生草本植物逐渐减少,多年生草本植物增加,半灌木或灌木逐渐增加;在垂直分布上,随土层深度的增加单位面积的种子数量减少;土壤种子库的密度随封育时间的增加而增加;在0-5 cm土层中,封育使土壤种子库的物种多样性和丰富度明显增加;在0-5 cm土层和6-10 cm土层中,土壤种子库和地上植被的相似性都较低,在0-5 cm土层,随封育年限的增加土壤种子库与地上植被的相似性程度逐渐增加。     

内蒙古自治区达茂旗荒漠草原土壤水分对降水的响应

[目的]研究不同降水模式土壤水分响应机制,为防治荒漠草原植被退化及土地荒漠化提供理论基础。[方法]以内蒙古自治区达茂旗为例,基于自动土壤水分观测站2016—2018年逐时土壤水分、降水量资料,利用统计学等方法,研究荒漠草原降水对土壤水分的影响。[结果]对于5.1～10.0,10.1～25.0 mm和大于25 mm降水事件,土壤水分响应深度分别为10,20 cm和50 cm,响应天数分别为6,7～9 d和10 d。5.1～15.0 mm和20.1～25.0 mm的降水,降水强度越大,土壤水分入渗深度越大;15.1～20.0 mm的降水,降水强度越大,土壤水分入渗深度越小。5.1～15.0,15.1～20.0,20.1～25.0 mm降水事件,0—10 cm土壤水分在降水强度较小时,土壤水分均在1 h后显著响应;在降水强度较大时,土壤水分分别在5,8 h及8 h后显著响应。[结论]土壤水分对降水响应主要依赖于降水模式,包括降水量、降水强度、降水时间等。5.1～15.0 mm和20.1～25.0 mm降水量时,降水强度对土壤水分入渗深度具有正反馈作用,对入渗速率具有负反馈作用;15.1～20.0 mm降水量时,降水强度对土壤水分入渗深度和速率均具有负反馈作用。     

内盖夫荒漠中小型土壤节肢动物群落的时空变化

Desert ecosystems are characterized by sparse vegetation that affects both abiotic parameters and soil biota along the soil profile.This study was conducted in 2010–2011 in a loess plain in the northern Negev Desert highlands, Israel, to test two main hypotheses:1) the abundance and diversity of microarthropods would vary seasonally in the top 30-cm soil layer, but would be relatively stable at soil depths between 30 and 50 cm and 2) soil microarthropods would be more abundant in soils under shrubs with large litter accumulations than under shrubs with less litter or bare soil. Soil samples were collected each season from the 0–50 cm profile at10-cm intervals under the canopies of Hammada scoparia and Zygophyllum dumosum and from the bare interspaces between them.Soil moisture and soil organic carbon in the top 30-cm layers varied seasonally, but there was little variation in the soil layers deeper than 30 cm. Soil mites were most abundant in the top 30-cm soil layer in autumn and winter, with the highest number of families found in winter. There were no differences in soil microarthropod abundance attributable to the presence or absence of shrubs of either species. The microarthropod communities of the microhabitats studied consisted of Acari, Psocoptera, and Collembola. The Acari were mostly identified to the family level and were dominated by Oribatida(55%) and Prostigmata(41%) in all seasons and microhabitats, while the psocopterans were most abundant in summer. These results are opposite to those obtained in other studies in similar xeric environments. Moreover, our findings were not in line with our hypothesis that a better microhabitat played a major role in microarthropod community composition, diversity, and density.     

Seasonal dynamics of amoebae in the root canopy of Zygophyllum dumosum in the Negev Desert, Israel

Water availability and nutrient limitation are the most important driving forces in hot desert ecosystems, determining vegetation cover and biological activity. In this study the amoeba population was determined in the upper soil layer (0-10 and 10-20 cm) under and between 4 individual Zygophyllum dumosum shrubs. The soil samples were taken from the different layer beneath the shrub and between the shrubs (control) along four seasons. Total number of amoeba was significantly higher in the Z. dumosum root canopy (2935 individual/g soil) in comparison to control samples (625 individual/g soil). Amoebal density was highest at 10-20 cm during the winter, spring and summer. In autumn, during heavy dewfall amoebal density was greatest in the top 10 cm of soil.     

长江三峡山地集水区土壤水分空间变异特征

为阐明亚热带湿润气候区山地坡面土壤水分的时空变化及影响因素,以三峡库区针叶林覆盖的中山凹坡为研究对象,采用经典统计学和地统计学的方法,对2019-2020年5 m×5 m网格点监测的117个点位0-70 cm土层深度的土壤水分数据进行分析,研究了湿润和干旱条件下典型凹坡集水区内土壤含水量的统计学特征与环境因子的相关性,以及土壤含水量的空间变异特征。结果表明:(1)水平方向上,集水区内各层土壤水分均表现为中等变异(10%相似文献   

封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤微生物及酶活性的影响

[目的]揭示封育条件下土壤微生物及其土壤酶活性的适应机制,为退化草地恢复提供科学依据。[方法]采用蛇形布点法,采集封育0,3及11a伊犁绢蒿荒漠0—5,5—10,10—20cm土壤样品;采用常规方法对土壤有机质、过氧化氢酶活性、脲酶活性及土壤微生物数量进行测定。[结果]随封育年限增加,0—5cm土层有机质含量呈增加趋势,且封育11a较对照显著提高14.2%。土壤微生物组成中细菌数量最多,占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。0—5cm土层细菌、真菌数量随封育年限增加呈降低趋势,放线菌数量呈增加趋势,至封育11a细菌、真菌较对照依次显著降低(47.3%,25.5%),而放线菌则显著增加(15.5%);5—20cm土层细菌数量变化不显著,而放线菌及真菌数量多呈增加趋势。封育对伊犁绢蒿荒漠0—20cm土层过氧化氢酶活性影响不显著,而0—10cm土层脲酶活性随封育年限增加呈增加趋势,10—20cm土层则呈降低趋势。[结论]长期封育有利于土壤有机质的积累,促进表层土壤放线菌数量及脲酶活性的增加。     

石羊河流域干旱荒漠区人工梭梭林对土壤碳库的影响

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究石羊河流域民勤干旱沙区种植人工梭梭林4,13,36年后的土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、无机碳(Soil inorganic carbon,SIC)、全氮(Total nitrogen,TN)和总碳(soil total carbon,TC)含量及储量变化特征。结果表明:流动沙地种植梭梭后,0-50cm层灌丛下和行间SOC和TN含量总体随造林年限增加而增加,5-50cm层灌丛下SIC含量在13年梭梭林地最高。36,13年林地0-50cm层灌丛下SOC和TN储量均高于行间,而13年灌丛下SIC储量低于行间,4年灌丛下5-50cm层SOC、TN和SIC储量均低于行间。0-50cm层土壤有机碳、无机碳、全氮储量增幅分别为102.44%,24.66%,54.55%,36年林地SOC和TN储量随土层加深先降低后增加,但4,13年和流动沙地SOC、SIC和TN储量均随土层加深而增加。土壤有机碳占总碳比例随造林年限增加而增加。相关分析结果表明,土壤颗粒组成、造林年限、土层深度等与土壤有机碳和全氮储量显著相关(P0.01)。民勤干旱沙区造林提高了土壤碳库截存量,并且随林龄增长而增长。