土壤水分空间变异研究

以天津市静海县良种场内一块长约110 m,宽约40 m的冬小麦田作为试验区,采用规则格网采样,按照10 m×10 m设置格网,共设48个采样点,通过GPS手持机进行定位,分别于小麦越冬前、拔节期、灌浆期,利用便携式土壤湿度数据采集器对试验地各个采样点0～20、20～40 cm2种深度土壤含水量进行了测定,利用ARC/INFO的地统计分析模块绘制了冬小麦3个不同生育期试验区土壤水分空间分布图,并分析了其垂直和水平方向的空间变异特征,以期为确定最佳灌溉时机和灌溉量提供科学依据。     

平凉市坡耕地土壤水分变化规律及退耕还林措施

采用多点调查、水分定位试验与气象要素相结合的方法 ,对平凉市具有代表性的生态区的降水时空变异、坡耕地土壤水分动态变化规律进行了研究分析 ,据此提出了平凉市坡耕地退耕还林 (草 )应采取的措施是 :因地制宜 ,合理规划适宜树种 ;采取各种节水、蓄水措施 ,提高苗木成活率 ;综合治理荒山荒沟 ;改每年春季一次造林为春秋两次造林 ;及时提供坡耕地土壤墒情信息     

灌区土壤水分空间变异及监测方法研究

根据灌区田间实测资料,利用地统计学法和传统统计学方法,对灌区土壤水分的空间变异性进行了研究,得到典型斗渠土壤水分空间分布的特点,并以此为基础提出了灌区土壤水分监测分区原则、各分区取样数目的确定及取样点分布方法,为建立合理的灌区土壤水分监测系统,获得实时准确的灌区土壤水分状态,进行适宜的灌溉预报提供依据.     

鄂尔多斯夏初不同地形土壤水分的空间变异

为了研究鄂尔多斯夏初不同地形土壤水分的空间变异规律，本试验在鄂尔多斯高原几种地形的沙质荒漠化土壤上，用时域反射仪（TDR）测定表层土壤（0－30cm)含水量，对表层土壤水分分布特征进行分析；在不同地形部位选择典型土壤剖面，测定各层土壤含水量。结果表明：在2个地形断面上，随着地势降低，表层土壤水含量升高，具有明显的空间相关关系，其独立间距为16．38m和28.90m，固定沙丘和半固定沙丘上的表层土壤水含量的半方差函数均呈球状模型，且具有一定的空间异向性，独立间距分别为18．86m和22.50m。固定沙丘和半固定沙丘表层土壤水分的C0／C0＋C值分别0．33和0．16，表明随机因素引起的空间异质程度固定沙丘比半固定沙丘大；半固定沙丘迎风面水分变异比背风面大，而固定沙丘则相反；从土壤剖面上看，表层土壤的含水量最低，其次是底层，而剖面中间的层次土壤含水量较高。总之，鄂尔多斯高原不同地形下土壤水分具有不同的空间变异特征，这将影响草场植物的生长。     

灌区土壤水分空间变异及监测方法研究

根据灌区田间实测资料，利用地统计学法和传统统计学方法，对灌区土壤水分的空间变异性进行了研究，得到典型斗渠土壤水分空间分布的特点，并以此为基础提出了灌区土壤水分监测分区原则、各分区取样数目的确定及取样点分布方法，为建立合理的灌区土壤水分监测系统，获得实时准确的灌区土壤水分状态，进行适宜的灌溉预报提供依据。     

吉林省中部黑土区土壤微量元素分布及空间变异特征研究

[目的]为了找出吉林省中部黑土中微量元素的分布及空间变异规律,从而为黑土资源的合理利用、黑土退化提供部分理论依据。[方法]对吉林省中部黑土区进行定点采样,对大批量样品进行室内分析。[结果]与休闲黑土及第2次土壤普查进行对比,土壤中有效态微量营养元素分布产生变化且各地区之间存在差异。有效铁、有效锌、有效锰含量呈现中间地区低、南北两侧地区高的趋势;有效铜含量从南到北呈现降低的趋势。3个地区土壤中有效态微量营养元素含量均低于公主岭休闲黑土,土壤中微量元素有减少趋势。吉林省中部黑土中微量元素空间上存在差异,不同元素空间变化规律不同。[结论]适当增加3个地区锌、铜的投入,为吉林省中部增产增收提供保障。     

退化红壤区植被恢复过程夏季土壤水分时空变异格局动态

用经典统计学和地统计学方法,对比分析江西泰和退化红壤丘陵区重建森林及自然恢复草地15 a、25 a土壤(0~20 cm和20~40 cm土层)水分空间变异格局。结果表明：在恢复初期,重建森林和自然恢复草地土壤水分较为均匀,随着恢复年限的增加,土壤水分逐渐增加,且离散程度存在不同程度的提高和中等程度变异; 重建森林及自然恢复草地土壤水分分布呈正态分布,均能较好的拟合成球状模型(决定系数均> 0.804),数据表现出明显的空间自相关,具有一定的空间变异特征,变异来源主要以土壤母质、地形等引起的结构性变异为主。从时间序列上看,恢复25 a土壤水分块金值、基台值、块金系数均显著增大,总的变异性增加,且由随机因素造成的变异比重加大; 从土层角度来看,同一恢复年限内,自然恢复草地基台值上层(0~20 cm)>下层(20~40 cm),块金值、块金系数则表现为上层 < 下层,下层土壤水分随机变异强于上层。重建森林的3个指标均表现为上层>下层,且表层随机性变异更大; 随恢复时间增加,森林表层土壤水分空间异质性程度加大,斑块更为破碎化,自然恢复草地0~20 cm和20~40 cm两土层变程均显著变大,土壤水分空间延续范围变大; 增加取样密度和加大研究尺度更能揭示退化红壤区土壤水分空间变异特征。     

黑土区坡耕地土壤水分时空分布特征及对降雨的响应

为了揭示坡耕地不同土层、不同点位的土壤水分时空分布特征及其对大气降雨的响应,以典型黑土区坡耕地为研究对象,利用原位监测法,获取玉米生长期内坡上、西线坡中及坡下、东线坡中及坡下5个点位0～100 cm土壤含水量与大气降水数据,探究降雨后田块尺度内不同坡位的降雨响应特征。结果表明,坡耕地土壤水分分布不均。水平分布上,西线坡下位剖面平均土壤含水量最高（34.63%）,而坡上位最低（30.00%）,且坡上位剖面平均土壤水分变异系数最大（20.38%）;垂直分布上,随土层加深土壤含水量上升,变异系数降低。受季节性干旱与玉米生长影响,监测期内田间土壤蓄水量呈下降趋势,不同点位之间、干旱前期与后期土壤蓄水量响应特征存在差异,干旱后期土壤蓄水量对降雨响应更强烈。10 cm土层土壤含水量变化趋势与降雨量一致,响应时间最早,随着土层加深,响应时间出现滞后。土壤水分对降雨的响应受优势流影响,即土壤侧向流动补给以及玉米根系形成的大孔隙迅速下渗。不同点位土壤水分对降雨响应存在差异,坡上位由于处于坡顶且坡度大,对降雨响应不显著;西线坡中位由于降雨侵蚀引起土壤物理性质改变,对降雨响应强烈;坡下位受坡上水分补给影响,...     

黑土质量演变初探IV——吉林省公主岭地区土壤肥力指标空间变异与评价

采用地理信息系统（GIS）和地统计学相结合的方法研究了吉林省公主岭地区土壤表层（0～20cm）pH、有机质、速效磷、速效钾、粘粒这5种土壤肥力指标的空间变异性。结果表明：土壤pH、有机质、速效钾、粘粒的理论模型均为球状模型；速效磷的理论模型为纯块金效应模型。粘粒、速效钾、有机质、pH的Ｃ0/（C0＋C）变化范围是37．27％～49．66％，均表现出中等的空间相关性，说明其空间变异是由随机性因素和结构性因素共同作用的结果。根据目前的评价标准，该地区土壤pH和有机质主要分布在2～3级；速效磷和速效钾主要分布在2～4级；而粘粒则分布在3～4级，说明该地区肥力指标基本上处于中等级别。     

基于WSNs和地统计学的土壤水分空间变异研究

在华南农业大学增城教学科研基地进行试,针对土壤水分的动态监测优化设计土壤采样点袁建立基于WSNs的土壤水分数据实时采集网络,,以GIS与地统计学方法相结合方式分析土壤水分空间变异。研究结果表明,土壤水分表现出低等变异特征,人为活动对土壤水分影响明显。     

干湿两季等高绿篱红壤浅沟坡面土壤水分空间变化

以红壤丘岗区等高绿篱浅沟坡面为研究对象,比较干湿两季有无绿篱浅沟坡面土壤水分的空间分布,并对试验小区的径流量以及土壤侵蚀量进行对比.结果表明:在旱季,小区土壤含水率变化随着土层加深均呈现增长的趋势;在雨季,无绿篱小区土壤含水率随着土层加深呈现增长的趋势,而绿篱小区土壤含水率表现为30 cm土层＞45 cm土层＞15 cm土层;绿篱小区的土壤水分变异系数随着土层加深呈降低趋势,相同土层干湿两季绿篱小区土壤水分变异系数均大于无绿篱小区土壤水分变异系数.在干湿两季,坡中位置绿篱小区土壤含水率始终大于无绿篱小区土壤含水率,坡上和坡下位置上绿篱小区土壤含水率小于无绿篱小区土壤含水率,种植等高绿篱的坡面保水保土效果明显,使植物在干湿两季能充分利用浅沟坡面水分,对缓解季节性干旱、保持水土起到显著作用.     

关中-天水经济区农田生态系统涵养水源价值量时空变化

【目的】科学、准确地量化农田生态系统的涵养水源服务,有助于其更好地发挥调节水源、稳定水源供应的作用,以缓解水源短缺的危机.【方法】在3S技术支持下,采用土壤蓄水法估算了关中-天水经济区农田生态系统水源涵养量,并采用影子工程法、成本估算法等计算了其涵养水源的价值量.【结果和结论】关中-天水经济区农田生态系统涵养水源量及其价值在1980—2010年的30年间呈先减少后增加的总体变化趋势,其中,1980—2005年农田生态系统涵养水源总量从32.219亿m3·年-1减少至19.691亿m3·年-1,涵养水源总价值从21.587亿元·年-1减少至13.193亿元·年-1,年均减少1.56%;2005—2010年生态系统总涵养水源数量从19.691亿m3·年-1增加到31.638亿m3·年-1,总涵养水源价值从13.193亿元·年-1增加到32.219亿元·年-1,年均增长为7.42%.由于退耕还林还草政策的正向引导,在耕地面积日益减少的情况下,农田生态系统的涵养水源量及涵养水源价值量依然呈增长趋势,并具有一定的时空变化:在时间上表现为先减少后增加;在空间上表现为东南平原高,西北山地、丘陵低的变化趋势.     

黑土区坡耕地与坡林地表土团聚体有机碳库差异

以东北黑土区典型坡耕地(玉米)和坡林地(退耕还落叶松林和樟子松林)表层土壤为研究对象,分别在坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下5个坡位设置取样点采集非原状土,风干后将土壤筛分为2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 cm、0.25~0.5 mm、0.25 mm 5个粒级团聚体,分别计算每个粒级土壤风干团聚体所占比例,测定各粒级土壤风干团聚体有机碳含量,并以此为基础计算土壤团聚体有机碳贮量。通过对比不同坡位、各粒级风干团聚体组成及其有机碳含量与贮量变化规律,探明黑土区不同土地利用方式下坡地土壤团聚体有机碳库对不同侵蚀类型的响应特征。结果表明:坡耕地土壤团聚体迁移、沉积过程不同于坡林地,耕地土壤2 mm团聚体的组成比例显著高于2种林地,并在坡下达到最高值(70.30%);有机碳含量均随团聚体粒级减小逐渐增加,樟子松林地内各粒级有机碳含量(25.57~142.60 g/kg)显著高于耕地(22.58~30.06 g/kg)和退耕还落叶松林地(21.58~66.53 g/kg);坡林地土壤团聚体有机碳贮量由坡上至坡下逐渐增加,相同坡位处土壤团聚体有机碳贮量均为樟子松林地退耕还落叶松林地耕地。研究结果证实了黑土区耕作侵蚀的存在及其对土壤团聚体、团聚体有机碳库分布的影响,同时印证了退耕还林是减缓坡地黑土耕作侵蚀、提升有机碳库的长效途径。      

不同冻结强度下容重和含水量对黑土剖面水分变化特征影响

利用室内模拟方法研究冻结强度、容重、含水量等对东北黑土冻融过程剖面土壤水分变化特征影响,为东北黑土区土壤水分和养分管理提供科学依据。结果表明,冻结过程中,当冻结温度为-10和-20℃时,各土柱上下土层温度均降至较低温度保持恒定,上下土层水分差变化显著,冻融过程趋于缩小至平衡状态。容重为1.0 g·cm-3时,初始含水量越高,融冻过程上下土层水分差变化显著;冻结强度-10和-20℃时,容重为1.2和1.4 g·cm-3初始含水量越低,上下土层水分差变化越大。通常初始冻结强度越大、土壤水分含量、容重越大,形成恒定低温不变时间越长,上下土层水分差变化越大。单次冻结和融冻过程上下土层水分差变化呈先增后降"单峰"变化趋势,冻结温度越底土壤水分差峰值越高。为融冻区域农田土壤水分迁移模型构建和农田土壤水分管理等提供依据。     

高速公路绿化带土壤水分动态变化规律研究

【目的】研究高速公路绿化带边坡的土壤水分动态变化规律,旨在为高速公路生态绿化提供参考。【方法】2009年4-11月对河北固安县廊涿高速各观测点(阳坡、阴坡、平地及中央隔离带)不同土层深度(0~40cm)含水量及降雨量进行连续观测,分析了高速公路绿化带土壤水分的动态变化规律。【结果】4-5月,各观测点土壤含水量持续下降;5-8月,各观测点土壤含水量迅速增加,并保持在较高水平;8-10月,各观测点土壤含水量逐渐降低;10-11月,各观测点土壤含水量稳中有升。各观测点表层(0~10cm)和下层(10~20cm)的土壤含水量波动较大,变异系数平均值为28.39%和24.85%,深层(20~40cm)土壤含水量的变化明显减弱,变异系数平均值为19.41%。在0~40cm土层,中央隔离带的土壤含水量较高,阴坡和阳坡次之,平地最低。【结论】高速公路边坡土壤水分的季节性动态变化规律显著,且与降雨规律一致。5-10月的土壤水分条件最好。土壤水分的空间变化可分为速变层(0~20cm)和活跃层(20~40cm)2个层次。各观测点中,中央隔离带的土壤水分条件最好,阴坡和阳坡次之,平地土壤水分条件最差。     

不同改植模式更新坡地茶园水土保持效果研究

采用“留桩护坎”更新改植坡地老茶园,探讨控制径流减少新茶园土壤侵蚀量。试验结果显示,不同改植模式茶园土壤侵蚀量差异达到极显著水平。常规改植法因径流所致新茶园土壤侵蚀量为22.678 t/km2.a,“留桩护坎”比常规改植法减少土壤侵蚀量46.67%,不仅降低幼龄茶园砌坎保土的生产成本,护坎老茶树生物量产出,还起到“以旧养新”的目的。     

吉林省黑土地保护现状及质量提升对策

本文阐述了吉林省黑土地保护现状，分析了吉林省黑土地质量退化问题及原因，提出了吉林省黑土地保护及质量提升对策，具体包括合理规划、转变模式、加强治理、建立机制等方面内容，以期为黑土地保护提供参考。     

降雨和水保措施对无定河流域径流和产沙量影响

基于无定河流域降雨、泥沙、径流和水土保持措施的历年统计数据,根据M-K-S检验得到径流和侵蚀产沙序列的突变点,将研究期分为基准期(1957—1972年)和措施期(1973—1996年)。采用双累积曲线、经验公式和修正系数法,研究该流域降雨变化和水保措施对径流和产沙量变化的影响,并采用多元回归模型分离了降雨和水保措施对径流和产沙量变化的贡献。结果表明:与基准期相比,水保措施引起径流减少3.16亿～3.42亿m3,占基准期年均径流量的23.0%～24.4%;引起产沙量减少0.71亿～1.07亿t,占基准期年均产沙量的47.1%～57.3%。措施期降雨变化引起径流量减少0.46亿m3,产沙量减少0.13亿t,分别占措施期水、沙实际减少总量的11.6%和11.4%。水土保持措施建设是流域径流和侵蚀产沙减少的主要原因,其对水、沙减少的贡献率分别为80.3%和60.5%。其中,植被措施(林地+草地)对径流影响显著,引起径流量减少2.78亿m3,占径流减少总量的70.2%;工程措施(梯田+坝地)对产沙影响显著,引起产沙量减少0.46亿t,占产沙减少总量的40.3%。降雨变化、植被及工程措施对水沙量变化的影响表现出阶段性变化,主要原因在于降雨的丰枯变化和工程措施对水土流失防治功能的时限性。因此,在水保措施建设过程中,需合理配置工程和植被措施比例,重视对已建梯田、坝地等工程的维护和废弃工程的替换,以增强水土保持措施体系功能的持续性。     

黄土高原森林枯枝落叶层保持水土的有效性

采用人工模拟与天然降水相结合的方法 ,定量研究了枯枝落叶层保持水土的有效性。研究结果表明 ,在黄土高原常见坡度 2 5°和暴雨雨强 1～ 2 mm/m in的条件下 ,该地区油松和山杨林枯枝落叶层保持水土的有效厚度为 0 .9～ 1.0 cm,低于这个数量 ,将明显降低其蓄水减沙效益     

黑龙江省作物生长季农田土壤水分分区研究

依据对农田土壤水分状况的表征程度 ,确定了包括土壤水分常数、土壤蓄水量以及土壤蓄水量盈亏值三类共计 9个指标 ,对黑龙江省农田土壤水分盈亏状况进行了较为客观的分区。分区结果表明 ,整个生长季全省呈现西亏东盈中部正常的特点 ,且依不同生长季时段和土层厚度有较大差异 ,为指导黑龙江省农业生产提供重要依据。