农田土壤水动态系统及其发展特征

土壤水动态系统（ＳＰＡＣ）属地、气水循环的微域水循环，是以蒸发和降水为基础的往复水循环，有直循环、单循环和复循环等３个子系统。在分析土壤水动态变化过程基础上，指出其３个基本特征：①每个周期内土壤的降水收入与蒸散消耗基本平衡；②单循环与复循环既可并合运行，又可相互替代；③不同土壤具有不同的蓄墒量，以及不同的蓄墒活动量与滞留量。     

灌溉农田深层土壤水分动态试验研究

针对近年来华北平原农田地下水开采多,补给少,地下水位普遍下降的问题,通过分析在栾城试验站获得的2005～2006年冬小麦-夏玉米生长季节不同灌溉条件下的土壤水分观测资料,探讨了地下水埋深较大条件下（大于30 m）0～6 m土层土壤水分动态变化规律。结果表明,在土壤干旱时期农田灌溉或降雨后,灌水和降雨（在60～170 mm之间）主要补充于0～2 m土层,在土壤湿润时期,当表层土壤水分得到一定补充后,水分会向下移动,渗漏到2～6 m土层的水量可达灌水量的9.6%～40.9%,而且灌水量越大渗漏到2-6m土层的水分占灌水量的比例越大。研究还表明,0～6 m土层土壤对降水有很强的调蓄能力,在降水较大（小于170 mm）的情况下都可以滞留在土壤中,而不形成产流。     

不同水氮耦合管理下耕层土壤的氮动态

以中国科学院封丘农业生态试验站水氮耦合长期试验地为研究平台,采集了不同水氮耦合管理下耕层0～10 cm、10 ～ 20 cm和0～20 cm土壤,测定了六种形态的氮(无机氮、有机氮、酸解有机氮、酸解铵态氮、溶解性有机氮和微生物生物量氮)和三种与氮周转密切相关的生物性指标(脲酶活性、蛋白酶活性和硝化势).三因素方差分析结果表明,施氮和耕层深度对六种形态氮均有显著作用,而灌水对这六种形态氮无显著作用.单因素方差分析结果显示施氮明显提高了耕层0 ～ 20 cm土壤无机氮、有机氮、脲酶活性及硝化势,而对土壤酸解有机氮和酸解铵态氮无显著影响;六种形态的氮、蛋白酶活性及硝化势均不受灌水量的影响.不同水氮耦合管理下耕层0 ～ 10 cm土壤六种形态氮、脲酶活性、蛋白酶活性及硝化势几乎均明显地高于10～20 cm土壤.通过对不同水氮耦合管理下耕层土壤氮动态的研究,本研究得出最佳的水氮耦合管理模式是灌水至20 cm土层的田间持水量和每季施氮190 kg hm-2.     

毛乌素沙地农田土壤水分动态特征研究

毛乌素沙地农业种植以春玉米为主,水资源短缺是制约当地农业发展的主要因素,研究农田土壤水分动态对指导当地农业生产具有重要意义。本研究以原位试验为主,通过对地下水、土壤含水率、土水势、灌溉降雨、蒸腾蒸发等数据的监测和分析,对毛乌素沙地春玉米生长过程中的土壤水分动态特征进行研究。结果表明:地下水与土壤水之间存在明显的水力联系,Pearson相关性分析发现,各深度土壤含水率与地下水埋深之间均呈显著相关,其中40~60 cm深处相关性最大,相关系数大于0.8;地下水位的下降降低了土壤含水率稳定层的位置,削弱了上下层土壤之间的水力联系,不利于土壤水分的保持;玉米需水量增加和地下水位下降均会导致土壤含水率在垂向剖面上的不规律变化增强。通过对土壤含水率和土水势监测数据的分析发现,在玉米从苗期至蜡熟期的生长过程中,土壤水分动态经历了弱—强—弱的变化过程,并且20 cm深土层是春玉米的主要吸水层,30~40 cm是相对干燥层,由于田间灌溉在春玉米发生水分胁迫时进行,因此可利用30 cm和40 cm深土层含水率判断玉米是否需要灌溉。受春玉米生理作用影响,当10 cm深处土水势值下降到低于-0.18 bar时会出现根系提水现象。本研究结果可以为毛乌素沙地地区的农田水分利用及水资源管理提供重要的理论依据和参考信息。     

松嫩平原不同微地貌上土壤剖面盐分组成及其分布特征

利用野外调查和理化分析方法,选取松嫩平原盐碱化草原一个典型洼地不同微地貌单元5个土壤剖面,研究了该区域苏打盐渍土土壤剖面发生学形态特征,分析了可溶盐组成及其分布特点。结果表明:不同微地貌上土壤剖面发生层次的碱化度与可溶盐总量的分布趋势相近,显示出苏打盐碱土积盐和碱化呈同步的特征;可溶盐离子组成以K⁺和Na⁺及HCO₃^-和CO₃^2-为主;P1剖面0～60 cm和P3剖面0～40 cm盐分数量多且集中分布,盐分表聚作用显著;其它剖面盐分数量均呈现中部高且向下减少的趋势;洼地由西至东,盐碱土土壤类型依次为苏打浅位盐化碱土、苏打白盖盐化碱土、苏打轻盐弱碱化草甸土、苏打弱碱化盐土。微域内苏打盐碱土呈复区分布。     

灌溉水质对土壤水盐动态的影响

本文研究了灌溉水质对土壤水盐动态和牧草生长的影响。灌溉水含盐量分别为１００、１５００和３０００ｍｇ／Ｌ，设有６个试验处理。在高含盐水灌溉期间，盐分在土壤剖面中累积，低含盐水灌溉和冬季降雨期间部分土壤盐分被淋洗。由于盐分累积与淋洗反复进行，以及弱透水层的存在，可溶盐在６０－９０ｃｍ土层明显增加，土壤溶液钠吸附比（ＳＡＲ）随灌溉水含盐量增加而增高，牧草茎叶中的盐分亦随之而变化。当灌溉水含盐量达到１５０     

中国农田生产系统土壤保持功能及其经济价值

农田生产系统不仅为人类提供了多种多样的农产品,同时,农作物对地表的覆盖以及各种水土保持措施的采用,使农田生产系统也发挥着重要的土壤保持功能。根据计算,我国农田生产系统每年保持土壤的数量为101.9×108t,其中,西南地区、黄土高原区和东北地区的农田土壤保持功能最为突出。采用市场价格法、机会成本法和影子工程法对农田保持土壤的价值进行评估,结果表明:我国农田每年保持土壤养分的价值为4408.50×108元/a,减少耕地废弃价值为164.09×108元/a,减轻淤积的价值为53.74×108元/a,总计4626.66×108元/a,相当于2000~2002年我国种植业平均产值的32.08%。其中,东北地区、黄土高原区和西南地区保持土壤价值较大,合计为2851.8×108元,占总价值的61.6%。     

北江红壤河岸坡面侵蚀水动力特征

受自然和人为干扰的交互影响,北江河岸带水土保持功能退化严重.本研究基于野外原位模拟径流冲刷试验,分析不同坡度(7°、9°、11°和15°)和放水强度(15、12和9 L/min)条件下红壤河岸坡面侵蚀水动力学参数变化特征及其与侵蚀产沙的关系.结果表明:1)平均流速随放水量增加而增加,在相同放水量下与坡度呈极显著线性正相关关系(P＜0.01);雷诺数随着放水时间增加总体上呈增大趋势,但增幅较小,坡度对雷诺数的影响较复杂,无明显规律;弗劳德数随放水历时增加呈先减小后趋于稳定,各处理的平均弗劳德数均＞1,说明坡面流均处于急流状态,且与坡度呈线性极显著正相关关系(P＜0.01);阻力系数随着放水时间增加总体呈增大趋势,且随坡度增加呈先增大后减小的趋势,说明阻力系数与坡度可能存在非线性关系.2)径流系数随放水历时增加呈先增大后趋于平稳趋势,相同放水量下随坡度增大而增大,同时坡度之间存在显著的幂函数关系(P＜0.05);侵蚀产沙量随着放水历时的增加呈先减小后稳定的趋势,且随坡度的增大而增大,二者之间存在显著的线性关系(P＜0.05).3)侵蚀产沙量随水流剪切力和水流功率的增大而增大,且与二者之间均存在线性显著正相关关系(P＜0.01).鉴于河岸带作为阻滞坡地泥沙进入河流的最后一道屏障,本研究的结果可为红壤河岸带坡面水土保持提供科学依据.     

喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素

[目的] 探究喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素,为提升该地区森林土壤水源涵养能力提供科学参考。 [方法] 以贵州省茂兰喀斯特原始森林表层土壤(0—10 cm)为研究对象,采用环刀法与室内浸泡法对土壤物理结构和持水特性进行测定,并利用方差分析、RDA分析等方法探究不同地形部位土壤持水能力空间分布差异及其影响因素。 [结果] ①土壤物理特征呈高异质性,土壤容重、土壤含水量、孔隙度、机械组成等在不同坡向、坡位和海拔间均具有显著性差异。 ②土壤持水率在不同坡向间差异最显著,土壤持水量在不同岩石裸露等级间差异最显著。土壤最大持水率、毛管持水率、饱和持水量与毛管持水量均随着坡位和海拔的增加而增加,且随着岩石裸露等级的下降而增加。土壤综合持水能力在低裸露、低海拔地区较好。 ③相关分析表明,地形特征、土壤物理特性与土壤持水率的相关性更强,林分特征与持水量的相关性更强,林分密度与持水量显著负相关,平均胸径、平均树高与持水量显著正相关。 ④PCA分析结果表明,土壤持水量是表征茂兰喀斯特森林表层土壤持水性能的第一主要因子,土壤持水率为第二主要因子,主成分一、二累计贡献率为77.5%。RDA分析结果表明,土壤孔隙度、岩石裸露等级是茂兰喀斯特森林表层土壤持水能力的主要影响因素。 [结论] 茂兰喀斯特森林土壤持水能力具有高异质性,在不同地形部位间差异显著,非毛细孔隙度(P_nc)是影响土壤持水能力的主要因子。     

红壤水问题及其管理

本文叙述了华中丘陵地区红壤水问题及其有效管理。指出了这一地区虽然年降雨量较多，但由于其分配极不均匀，伏旱秋旱非常严重，成为影响该地区农业生产的主要障碍因子之一。而红壤的贮水库容，特别是贮有效水的库容较低，土壤的有效含水量有限，更促进了伏秋旱的进一步发展。有计划的发展微喷灌溉，进行覆盖以及间或轮种深根植物利用深层贮水，能在相当程度上，提高红壤水资源的利用。     

荒漠绿洲农田盐渍化过程中的水盐动态

以空间代替时间的方法,在干旱绿洲区选择大麦和苜蓿2种作物不同盐渍化阶段农田,并以非盐渍化农田作为对照,研究盐渍化过程中的水盐动态。结果表明:(1)不同盐渍化阶段的农田土壤含水量随土壤深度的变化有所不同,并且在大麦地10-40cm和80-100cm土层,苜蓿地20-120cm土层不同阶段农田间土壤含水量的差异显著性不同。在季节变化上,非盐渍化农田土壤含水量的变异显著高于盐渍化农田。(2)随着盐渍化程度的加剧,土壤电导率的峰值逐渐向上层移动;不同盐渍化阶段农田土壤电导率的垂直变化不同。在季节变化上,非盐渍化农田剖面电导率的变异要明显于其他盐渍化农田。(3)沿盐渍化梯度的增加,土壤中Na++K+含量表现为逐渐增加和表聚。(4)分析表明,盐渍化农田土壤水盐动态与作物生长状况、地下水电导率和土温有显著的相关性(P<0.05)。     

土壤盐－水动力学: V.土壤剖面盐平衡

Salt balance in simulated soil coulumns was calculated on the basis of a large amount of long term observation data.The results showed that under the climate conditions of semi-arid region of the Huang-Huai-Hai Plain,the soils in the columns were under salt accumulation conditions when the groundwater depth was controlled at less than 2.0m,and under desalinization conditions when at larger than 2.5m.In the soil columns with clay soil and silty loam soil intercalated with a clay layer,the amount of salt accumulated was far less than that in the soil column with silty loam soil throughout the whole profile.Under no irriagtion conditions crop planting may increase groundwater evaporation and hence salt accumulation in soil,making the soil columns under desalinization be under salt accumulation conditions.     

砂壤黄土比水容量对土壤容重变异敏感性分析

基于砂壤黄土的室内土壤水分特征曲线系列试验,讨论了砂壤黄土比水容量对Gardner经验模型的适用性,重点分析Gardner经验模型参数对土壤容重变化的敏感性。试验结果表明:Gardner比水容量经验模型对砂壤黄土具有很好的适用性,拟合的决定系数R2均达到0.97以上,具有较好的拟合效果;在低吸力段,比水容量随着土壤干容重的增大而增大,增幅明显;在中、高吸力段,比水容量随着土壤干容重的增大而趋于平缓,因此砂壤黄土容重变异对比水容量的影响主要集中于低吸力段;表征比水容量的Gardner经验模型的两个参数A和B中,参数A的敏感度mA远大于参数B的敏感度mB,土壤容重变异是参数A的敏感因素,参数B的非敏感因素,比水容量曲线参数A、B均与容重变异同方向变化。     

基于WebGIS的盐碱地水盐动态监测系统

开发利用盐碱地是补充耕地、保障国家粮食安全的重要途径。加强水盐动态监测是掌握水盐运移规律,及时采取针对性调控措施改良利用盐碱地的基础。本文基于WebGIS平台,采用微软Silverlight技术,设计开发了盐碱地水盐动态监测系统,实现了地块信息查询、水盐数据统计分析、水盐空间分析、水盐动态趋势分析及预警等功能,并在山东省无棣县盐碱农田进行了应用。结果表明,该系统可以辅助用户及时、全面掌握盐碱农田水盐动态信息,为田间管理提供决策支持。     

莲花池环境特征及其保护

莲花池地区沉积相的研究，揭示了全新世以来至现今的环境特征，莲花池的面积虽不大，却曾经成为早期北京城的重要水源地，由于近几十年来气候干旱，人类过度的抽取地下水，以及人类活动的频繁和无序，致使莲花池在20世纪的90年代变成了拓污池，20世纪末北京市政府采取工程措施，对这一市重点文物进行了保护，但是，如何使其得到久远的维护，还需将其纳入北京市水循环的大系统之中，从沉积相古地理环境的角度，提出了五项建议。