闽北不同土地利用方式土壤蓄水量的研究

采用定位研究和土钻取样技术方法,观测2001~2003年间不同月份的土壤蓄水量数据,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照1m土层内的土壤蓄水量进行动态研究。研究结果表明:4种不同土地利用方式年、月平均土壤蓄水量大小顺序均为木荷林地>杉木林地>封山育林地>对照,且月平均土壤蓄水量变化趋势基本一致,呈明显的"W"模式,每年的1~6月份土壤蓄水量均较高,6月份以后土壤蓄水量处于下降时期,至9月或10月达到年内最小值,而后土壤水分支出处于下降阶段,土壤蓄水量又开始回升。木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照不同层次月平均土壤蓄水量的变化明显不同,对照0~20cm土壤蓄水量变异比木荷林地、杉木林地和封山育林地明显。木荷林地、杉木林地和对照不同层次土壤蓄水量随深度的增加呈逐渐增大趋势,封山育林地在0~60cm深度内呈增加趋势,而在60~100cm深度内则有减小趋势。其不同层次土壤蓄水量的大小顺序均为木荷林地>杉木林地>封山育林地>对照。     

黄土区不同土地利用方式下径流量的神经网络模拟

基于黄土坡面降雨径流关系的复杂性且非线性特性。引用3层前馈型BP网络模型,对不同土地利用方式（草灌地、刈割地、翻耕地）径流量进行模拟,以植被盖度、降雨强度、坡度、土壤前期含水率和土壤容重5个因子作为输入层变量,次降雨下径流量作为输出层变量,并利用野外人工模拟降雨试验所得到不同降雨强度下各类土地利用径流小区的径流量实测资料,对网络进行模拟训练和预测,取得了较好的结果,平均误差不超过10％。研究结果表明,与传统回归统计方法进行了,误差比较,该模型的预测精度更高。     

不同土地利用方式下第四纪古红土有机碳分布特征研究

以不同土地利用方式下（疏林荒草地、荒草地、林地和耕地）第四纪古红土和埋藏第四纪古红土剖面为研究对象,测定古红土各发生层全土及各粒级团聚体的有机碳含量,比较不同土地利用方式下第四纪古红土剖面及团聚体的有机碳分布特征。结果表明:（1）埋藏古红土有机碳含量较低,随深度分布均一,各粒级团聚体内有机碳含量随团聚体粒径减小而降低;（2）埋藏古红土出露地表后,由于受到人为活动影响,表层全土有机碳及各粒级团聚体有机碳含量均增加,呈现林地 > 耕地 > 疏林荒草地 > 荒草地 > 埋藏古红土的特征,其中,林地显著高于其他土地利用方式,说明林地是古红土分布区的一种较合理的土地利用方式;（3）耕地0 ~ 10 cm土层粒径 > 1 mm和 < 0.25 mm团聚体的有机碳含量均随团聚体粒径减小而逐渐增加,1 ~ 0.25 mm团聚体有机碳含量随团聚体粒径减小逐渐降低。其余土地利用方式下古红土均呈现 > 0.25 mm团聚体的有机碳含量随着团聚体粒径减小而逐渐降低,< 0.25 mm团聚体的有机碳含量随团聚体粒径减小而逐渐增加。     

伊犁河谷不同土地利用方式下土壤粒度特征

为更有效地指导伊犁河谷水土环境的可持续发展,对河谷地区不同土地利用方式下的土壤进行采样,共获得14个剖面98个土壤样品。利用EASY SIZER20测定样品粒度,依据福克—沃德公式计算中值、平均粒径、标准偏差、峰度、偏度,采用Excel,SPSS 19.0等统计软件进行作图和统计分析。结果表明:(1)不同土地利用方式下土壤粒级百分含量虽有不同,但都是以粉粒(2~50μm)、砂粒(50~2 000μm)为主。其中耕地的粉粒、砂粒百分含量均高于荒地,林地、草地的黏粒(2μm)百分含量相当。(2)不同土地利用方式下土壤粒级的变异系数表现出显著性差异。耕地中粉粒、砂粒含量的变异系数普遍大于荒地,黏粒含量的变异系数则相反。(3)不同土地利用方式下土壤粒度特征不同,耕地的平均粒径明显大于草地、荒地、林地,荒地的分选性明显优于耕地、园地。     

不同利用方式土地的土壤盐碱化特征差异

【目的】以3种利用方式(城市绿地、平原造林地、苗圃地)土地的土壤为研究对象,揭示土地利用方式对土壤盐碱化特征的影响,以期为合理选择造林和营林类型并有效地从成因上控制土壤盐碱化趋势以及土地利用的可持续发展提供科学依据。【方法】2022年春季在北京市通州区选取树种常见的城市绿地、平原造林地、苗圃地54个,分别采集0～20 cm、20～40 cm土层土壤样品324个,对各土层土壤全盐含量、主要阴阳离子含量及组成、碱化指标进行测定,采用单因素方差分析、相关性分析、克里金插值法对3种利用方式土地的土壤盐碱特征进行分析,并探讨其形成原因。【结果】研究区土壤总体呈碱性,土壤pH在8.39～8.53之间,盐化和碱化程度均为中度及以下。不同利用方式土地的土壤全盐含量、离子组成及分布存在差异,城市绿地土壤盐分呈“表聚”型分布,全盐量及Cl^-、Na⁺、Mg²⁺含量显著高于平原造林地和苗圃地,研究区土壤Na⁺变异系数最大,Ca²⁺变异系数最小。除Na⁺外,其它离子在城市绿地土壤中...     

不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为研究不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)的分布特征和差异,对天然林地、花椒地、柑橘园、旱地和水田5种土地利用方式下的土壤进行分层取样,测定土壤有机碳(SOC)含量,并计算了土壤有机碳密度(DOC)。结果表明:随着土层厚度的增加,天然林地、花椒地和水田中SOC含量减少,而柑橘园和旱地中SOC含量先减少再增加。在0—20cm土层中,各土地利用方式下SOC含量差异最明显,均达到显著水平(P0.05),以天然林地SOC含量最高,达18.91g/kg;从0—20cm到20—40cm土层,各土地利用方式下SOC含量下降幅度顺序为柑橘园(64.30%)天然林地(59.97%)花椒地(45.28%)旱地(18.92%)水田(10.37%)。0—20cm土层中,DOC大小顺序为柑橘园(8.30kg/m~2)天然林地(4.39kg/m~2)水田(3.71kg/m~2)花椒地(2.56kg/m~2)旱地(2.26kg/m~2),除天然林地、花椒地和水田之间DOC无显著性差异外,其他土地利用方式之间DOC均存在显著性差异(P0.05);20—40cm土层中,水田中DOC最高,并与其他4种利用方式下DOC存在显著性差异(P0.05)。总体上天然林地和花椒地中DOC低于水田、柑橘园和旱地。对各土地利用方式SOC与相应容重进行相关性分析,发现土壤容重与SOC含量之间存在较好线性负相关关系(R~2=0.80~0.92)。分析土壤碳氮(C/N)比发现,随土层厚度的增加,天然林地和水田中土壤C/N比增加,花椒地中C/N比减少,柑橘园和旱地中C/N先减少再增加。对SOC和其他理化因子间进行相关性分析发现,各土地利用方式下,SOC与全氮、碱解氮之间的相关性最高,SOC分布与氮素密切相关。本研究结果可为重庆市农业产业结构调整提供科学依据。     

半干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸特征

采用动态密闭气室红外CO₂分析法测定了盐碱地、撂荒地和苜蓿地三种土地利用方式下的土壤呼吸速率,并结合水热因子,对不同土地利用方式下土壤呼吸速率的差异性以及其和温度、含水量之间的关系进行了分析。结果表明:三种土地利用类型土壤呼吸速率日变化均呈现单峰型曲线,与气温变化趋势一致,一天中气温最高时的土壤呼吸速率均显著高于其他时间;不同土地利用方式土壤呼吸与水热因子均呈正相关,采用线性关系式来分析土壤呼吸速率与土壤水分含量的关系。不同土地利用方式下土壤呼吸速率与近地面气温、不同深度土壤温度的关系可以用指数方程得到较好的拟合（p < 0.05）,撂荒地土壤呼吸的温度敏感性系数Q₁₀值变化较大,从而对土壤温度的响应更为敏感,且不同深度土壤的Q₁₀值存在较大差异,盐碱地和苜蓿地不同土层的Q₁₀值均在2.0左右变化,与全球Q₁₀的平均水平接近。盐碱地、撂荒地和苜蓿地土壤呼吸与土壤温度和湿度的双变量模型关系显著,比相应的单变量模型更好地解释了土壤呼吸变异。     

太行山山前坡地不同土地利用方式下土壤水分的时空变异特征

以济源试区坡耕地、苹果园、果农复合系统、退耕还林地、刺槐林地5个邻接农林模式为研究对象,用时域反射仪(TDR)测定坡面不同农林模式雨季前、雨季中和雨季后表层土壤(0-30 cm)含水量,分析表层土壤水分分布特征及其时空变异特征。结果表明:由于受不同坡位、不同植被类型的影响,土壤表层含水量从坡顶到坡底逐渐增加;雨季前后土壤表层含水量的半方差理论函数均呈球状模型,块金值变化并不明显,其值分别为0.25和0.30,独立间距分别为99.7 m和87.6 m,土壤水分具有强烈的空间自相关性,存在很好的分形特征,分形维数分别为1.71和1.74,变异均主要是由空间自相关部分引起。雨季中土壤表层含水量的半方差函数呈直线模型,土壤水分空间变异表现出随距离增加而增加,分形维数为1.40。     

不同土地利用方式下红壤磷素径流流失特征

土壤磷素流失已成为地表水富营养化的重要威胁,红壤在我国分布范围广、分布面积大,研究红壤磷素累积与流失特征可为红壤区农业面源污染控制、防止区域地表水污染提供科学依据。选取红壤区牧草地、休闲地、玉米地、菜地、大棚5种常见土地利用方式,采用人工模拟降雨方法,研究了红壤区不同土地利用方式下磷素累积状况、形态组成和随地表径流的迁移特征及其环境阈值。结果表明:(1)供试土壤Olsen-P含量的范围为6.81～178.17 mg/kg,土壤溶解态活性磷(CaCl_2-P)含量的范围为0.29～8.26 mg/kg,藻类可利用总磷(NaOH)的变化范围为30.34～369.81 mg/kg,不同利用方式红壤中均存在一定程度的磷素累积;(2)不同利用方式红壤的磷吸持指数PSI范围为31.95～47.05,均值大小表现为牧草地玉米地菜地休闲地大棚;(3)红壤地表径流中TP的浓度范围为0.245～2.073 mg/L,TDP浓度范围为0.023～0.308 mg/L,PP浓度范围为0.223～1.826 mg/L,不同场次降雨地表径流中TP和PP平均浓度和流失量大小与土壤表层Olsen-P含量分布规律一致,TDP平均浓度表现为大棚菜地旱地玉米牧草地休闲地,而TDP流失量却表现为大棚菜地牧草地休闲地旱地玉米;径流输出以PP为主,占TP的比例为82.46%～90.15%;(4)土壤Olsen-P与NaOH-P和CaCl_2-P存在极显著正相关,随着Olsen-P含量的增加,NaOH-P和CaCl_2-P提高,且Olsen-P与NaOH-P之间存在一个明显的突变点,确定36.17 mg/kg为红壤磷素流失的环境阈值,同时还指出,径流TP浓度或流失量与土壤NaOH-P含量呈显著正相关。     

不同土地利用方式下第四纪古红土团聚体的组成比较研究

以林地、疏林荒草地、荒草地、耕地、埋藏古红土等不同利用方式下的第四纪古红土剖面为研究对象,通过剖面内扣除黏粒的粒度组成、Ti/Zr比值和野外剖面形态观察等方法分析,判定了古红土母质均一性,接着利用湿筛法筛分了供试古红土水稳性团聚体,比较分析了各利用方式下古红土与未经人为利用的埋藏古红土的不同粒级团聚体组成,探讨了不同土地利用方式下的古红土不同粒级团聚体组成变化。研究结果表明:(1)供试古红土的成土母质是均一的,埋藏于地下的古红土由于未被人为利用,受人为干扰小,因压实等影响结构性不良,主要以<0.25 mm微团聚体为主;(2)古红土被利用后土壤团聚体<0.5 mm的减少、> 0.5 mm的增加,利用方式不同,古红土的团聚体(粒级)变化不同(土层深度);(3)团聚体林地以> 5 mm为主,疏林荒草地、荒草地和耕地以> 5 mm、5～2 mm和2～1 mm为主;(4)古红土被开发利用后,土壤团聚体的稳定性增加,且林地的稳定性强于耕地,是古红土分布地区一种较合理的利用方式。     

降水和土地利用变化对罗玉沟流域水沙关系的影响

为探讨降水和土地利用变化对流域水沙关系的影响,以黄土高原丘陵沟壑区罗玉沟流域为研究区域,利用流域25年(1986—2010年)的年降水量、年径流量和年输沙量以及土地利用变化资料,分析罗玉沟流域水沙演变规律和水沙关系变化。结果表明:在1986—2010年罗玉沟流域年降水量和汛期降水量基本保持平稳,无明显的增减趋势,而流域年径流量和年输沙量整体呈波动递减的变化趋势,降水与径流相关分析得出,汛期产流产沙对流域年径流量和年输沙量影响最显著。对不同时期流域水沙变化分析,土地利用方式改变,主要是梯田、林草等水土保持措施,对于流域减水减沙作用有限,梯田和林草面积的增加并未明显改变流域水沙关系,淤地坝等工程措施对黄土高原丘陵沟壑区流域减水减沙具有重要作用。研究结果可为黄土丘陵沟壑区水土流失治理及水土保持措施布设提供理论依据。     

徐州市土地利用变化对径流的影响

[目的]研究1983—2013年徐州市土地利用变化对径流的影响,为该市水资源利用与保护和土地利用结构调整服务。[方法]基于Landsat TM/ETM+影像提取徐州市土地利用变化信息,采用验证后的SCS(soil conservation service)水文模型模拟了不同降水条件和下垫面状态下径流量的时空特征。[结果](1)丰、平、枯降水条件下,年均径流深分别增加46,42和38mm;(2)径流深变化范围为299~800mm;(3)林地与建设用地之间转换导致径流系数的变化超过0.3,其余在0.1~0.3之间;(4)不同土壤湿润程度条件下,径流增幅大小表现为:AMCⅠAMCⅡAMCⅢ。[结论]建设用地的增加是近期径流增大的主要因素;2003年建设用地比超过20%,为土地利用变化影响径流突变的一个阈值;径流深的高值区为水体、建设用地、耕地以及煤矿区,低值区为林、草地;林地转为建设用地导致最大的径流增加值。     

土地利用变化对盘古河流域径流的影响

[目的]分析大兴安岭地区盘古河流域土地利用变化情况,研究流域径流对不同土地利用情景的响应,为合理规划土地利用提供依据。[方法]利用盘古河流域1987,2000和2011年3期土地利用数据和1988—2012年的水文气象资料,结合SWAT(soil and water assessment tool)模型,分析盘古河流域土地利用变化的径流响应。[结果]1987—2011年盘古河流域主要土地利用变化为裸地向林地、草地转化,林地面积增加,裸地面积减少;汛期径流量占年总径流量的比例随着林地的增加而减少;林地的增加使得多年平均年径流量、汛期径流量和最大月经流量均呈减少趋势。[结论]SWAT模型能够较好地模拟盘古河流域的月流量过程;流域径流随着林地面积的增加而减少。     

崂山水库流域不同土地利用类型地表径流的氮磷流失特征

在崂山水库流域非点源污染发生区.于2009年7-8月5次天然降水条件下,选择林地、果园、耕地、村庄4种典型的土地利用类型进行降雨、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型地衰径流中氮磷的流失情况.结果表明,村庄径流中铵态氮、溶解总磷的质量浓度高于其他地块的,最高值分别达4.51,1.337mg/L,耕地径流中硝态氦浓度最高,可达15.52 mg/L.基于SCS模型估算不同土地利用类型的氮磷年径流负荷和年径流流失量,总体来看,硝态氮的输出负荷明显高于铵态氮和溶解总磷的,耕地中硝态氮径流负荷最大,可达40.61 kg/(hm2·a),耕地中化肥的大量施用是硝态氮流失负荷高的主要原因.     

基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究

土地利用/土地覆被变化对流域水资源循环过程及配置影响显著。为了研究土地利用/土地覆被情景变化对径流影响情况,以长江源流域为例,构建了适合该流域的分布式水文模型(SWAT),并模拟了不同土地利用/土地覆被情景下的流域年均径流量和径流深。模拟结果如下:当流域林地和草地面积增加到最大,径流量减少了16.7%,达到304.12m3/s,径流深减少14.02mm;当林地和草地面积减少,并逐步变为沙地、裸地,流域径流量增加16.1%,达到424.32m3/s,径流深也增加了13.49mm;当林地和草地面积减少到无植被覆盖,将使流域径流量增加28.4%,达到469.67m3/s,径流深增加23.88mm;在草地覆被最佳状况下,径流量有所增加,但增加幅度不大,只有5.6%,达到385.98m3/s,径流深增加4.72mm。综上所述,长江源流域林地和草地面积增加,导致径流减少,而沙地和裸地面积增加导致径流量增加。     

不同土地利用类型下降雨径流重金属Cd的生态风险分析

在强降雨条件下定点采集天津市郊西青区不同土地利用类型下农田降雨径流样品64个,利用商值法对高生态风险的重金属污染物进行了筛选.结果显示,Cr、Ni、Zn、As、Pb 5种重金属潜在的生态风险较小,Cu和Cd潜在生态风险较大,监测点中存在风险的点位百分比分别为70％和44％.根据研究区不同土地利用类型下降雨径流中Cu和Cd的分布状况,分别构建Cu和Cd的概率密度函数,并利用Monte-Carlo技术计算研究区居民点及工矿用地、农用地和林地及园地3种土地利用类型下降雨径流中Cu和Cd造成生态危害的概率,Cu和Cd在居民点及工矿用地的降雨径流中的生态风险最大,造成生态危害的概率分别达到93.89％和49.99％.     

嘉陵江流域下游地表径流对土地利用变化的响应

近年来,嘉陵江流域下游发展迅速,流域内的土地利用发生了较大变化,下垫面的变化影响了流域的地表径流。在遥感和地理信息系统的支持下,通过解译1993年、2004年、2014年嘉陵江流域下游的遥感影像,获得了该流域不同时期的土地利用情况,并在此基础上,运用分布式水文模型的SCS模型模拟地表径流,分析了嘉陵江流域下游地表径流对土地利用变化的响应。结果表明:（1）1993—2014年,嘉陵江流域下游土地利用以耕地转出为主,耕地是研究区唯一减少的土地利用类型,而且减少量较大,居民点及工矿用地和草地以转入为主,其他用地的空间转移较为复杂;（2）以汛期6月份的累年平均降水量190 mm作为嘉陵江流域下游的降水量,土地利用类型综合产流能力1993年 > 2004年 > 2014年,径流系数分别为0.699,0.671,0.668,在空间分布上南部地区 > 中部地区 > 北部地区;（3）研究区不同类型土地利用的产流情况与土地利用类型面积相关联,当土地利用—土壤组面积发生变化时,其对应的产流能力也会发生变化,进而影响地表径流。     

SWAT模型子流域划分引起的土地利用变化对径流和输沙模拟结果的影响

为揭示水文模型计算单元划分引起的土地利用变化对模拟结果的影响,采用SWAT模型,通过设置11种子流域阈值情景(4 000,3 200,2 000,1 500,1 100,800,400,200,100,50,25 hm²),并保持地形和土壤数据不变,定量分析了子流域划分引起的土地利用空间离散化对径流输沙模拟结果的影响。结果表明:(1)随着子流域数量的增加,流域内土地利用中面积最大的林地呈先增加后减少趋势,所有情景下林地面积均高于实际林地面积; 而随着土地利用离散程度的增加耕地面积呈减少趋势,水域、草地和建设用地面积则呈增加趋势并逐渐接近实际面积;(2)土地利用空间离散化导致年均径流量(1.85%)和输沙量(65.84%)减少,且对输沙量影响更显著;(3)土地利用空间离散化造成洪水过程和输沙峰值显著降低,并导致年最大1 d、连续最大5 d和连续最大7 d输沙量显著下降(p<0.01)。综上所述,SWAT模型不同子流域划分显著改变了流域土地利用分布,进而引起径流输沙有关参数变化,最终导致径流和输沙模拟结果的变化。     

坡地不同垫面产流及物质联动研究

基于红壤坡地3种土地利用类型连续5年地表径流量及养分流失的研究,结果表明:(1)不同水份年对不同利用方式的影响比较突出:柑橘园和茶园的径流量变化趋势极为相似;农作区变化差异显著,一直保持很高的径流量,其产流规律在丰水年和缺水年表现出明显的"单峰型",峰值出现在7月,占年径流量的33.60%和57.59%,而平水年则表现为"双峰型",两个产流高峰出现在5月和7月,其径流量占全年径流总量的31.17%和22.49%。(2)多年累积径流量总体趋势为农作区茶园柑橘园,农作区径流量的年际变化极为显著(农作区年径流量总和为108.20m3,是柑橘园的2.83倍和茶园的2.10倍)。在相同水份年的情况下,其变异系数仍有很大出入(农作区的平均变异系数为147.08%,缺水年变异系数达188.90%),而其他两个小区则在不同水份年变化差异显著:丰水年(柑橘园为106.87%,茶园为100.22%)和缺水年(柑橘园为64.21%,茶园为65.88%),平水年稳定在一定范围之内。(3)农作区年均损失氮、磷、钾分别为47.09,4.85,123.34kg/km2,是柑橘园的2.70,3.48,3.39倍和茶园的2.36,3.91,4.52倍。因此红壤坡地选种柑橘或茶树能有效防止养分失流及截留雨水,在防治农业面源污染方面有显著效果。