科尔沁沙地不同土地利用类型土壤入渗特征比较研究

[目的] 探究科尔沁沙地不同土地利用类型土壤入渗特征的差异,为干旱—半干旱区包气带水分与物质运移等相关研究提供科学参考。[方法] 利用双环入渗仪野外实测和室内土壤物理性质分析相结合的方法,研究了科尔沁沙地具有代表性的8种土地利用类型(樟子松林地、小叶锦鸡儿林地、白柠条林地、撂荒草地、草甸草地、疏林草地、玉米农田以及裸沙地)土壤入渗特征及其影响因素,同时采用Kastiakov模型、Horton模型、Philip模型和G-P综合模型对其水分入渗过程进行了拟合,比较其拟合优度。[结果] ①不同土地利用类型土壤入渗特征存在显著差异,初始入渗率变化范围为1.595～12.020 mm/min,由大到小依次为：裸沙地>白柠条林地>玉米农田>樟子松林地>小叶锦鸡儿林地>草甸草地>撂荒草地>疏林草地;15 min入渗率变化范围为0.617～3.690 mm/min,由大到小依次为：裸沙地>白柠条林地>樟子松林地>小叶锦鸡儿林地>玉米农田>撂荒草地>草甸草地>疏林草地;土壤稳定入渗率变化范围为0.576～3.495 mm/min,由大到小依次为：裸沙地>白柠条林地>玉米农田>小叶锦鸡儿林地>樟子松林地>撂荒草地>草甸草地>疏林草地; ②不同土地利用类型入渗率与土壤容重、细砂含量呈极显著负相关,与中砂含量呈极显著正相关;稳定入渗率与非毛管孔隙度呈显著正相关; ③各模型对科尔沁沙地土壤入渗过程的拟合优度依次为：Horton模型>G-P综合模型>Kastiakov模型>Philip模型,其中Horton模型决定系数最高且相对误差最小,能更准确地模拟科尔沁沙地土壤入渗的实际情况。[结论] 科尔沁沙地不同土地利用类型土壤入渗特征存在差异,土壤性质对其入渗特征影响显著;Horton模型在科尔沁沙地拟合度较高,可应用此模型来估算水分入渗过程。     

不同土地利用类型土壤入渗性能及其影响因素研究

土壤入渗性能是土壤侵蚀研究的热点内容,其值受土壤理化性质的影响较大。为了准确测得紫色土区不同土地利用类型土壤入渗性能,采用一种新方法——点源入渗法对其进行测定,并对不同土地利用类型土壤入渗性能与其理化性质进行了相关性分析。结果表明:(1)不同土地利用类型土壤理化性质差异性较大,土壤初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、0.25mm团聚体含量和有机质含量基本上是表层土大于下层土;(2)不同土地利用类型土壤入渗性能差异较大,初渗速率和平均入渗率大小基本表现为林地坡耕地草地,稳渗速率则为坡耕地林地草地,达到稳渗时间为坡耕地林地草地;(3)初渗速率与湿筛MWD值和结构破坏率呈显著正相关,与毛管孔隙度呈显著负相关;(4)稳渗速率与非毛管孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关;(5)平均入渗率与非毛管孔隙度和结构破坏率呈正相关,其相关系数较大,与土壤容重和毛管孔隙度呈负相关,其相关系数绝对值较大。本研究可为紫色土区土壤入渗的研究提供理论依据。     

重庆璧山5种典型农林混作模式土壤理化性质及水分入渗特性

利用野外调查和室内分析相结合的方法,研究璧山县血橙—红薯、血橙—花生、血橙—玉米、血橙—茄子、血橙纯林5种模式下土壤理化性质及入渗过程.结果表明:不同模式下土壤容重、孔隙度差异均显著,血橙—红薯模式土壤容重最小,孔隙度最大,血橙纯林土壤容重最大,孔隙度最小;不同模式土壤化学指标差异显著,血橙纯林下土壤各化学指标含量均最低,而血橙—茄子模式土壤有机质及速效钾含量最高,血橙—玉米的全氮及碱解氮含量最高,血橙—红薯模式的全磷、全钾含量最高,血橙—花生模式的有效磷含量最高.不同模式土壤入渗过程不同,入渗曲线斜率不同,血橙—红薯模式达到稳渗时间最长,在50～55 min,血橙—红薯模式土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率最大,分别为血橙纯林的4.82,3.88,4.28倍,而血橙纯林的累积入渗量仅为血橙—红薯模式的25.76％;不同模式土壤入渗能力与土壤容重呈负相关,与孔隙度呈正相关,与有机质相关性不显著.采用入渗模型模拟各模式入渗过程,Horton模型拟合效果较好,决定系数最高,模型参数具有物理意义,是分析和预测璧山血橙林与农作物混作下土壤入渗过程的适宜模型.     

云南省元阳梯田水源区森林土壤入渗特性研究

利用双环法于2010年5—6月对云南省元阳梯田水源区几种林分的土壤入渗特性及影响因子?桤木林1(Ⅰ),桤木林2(Ⅱ),杉木林(Ⅲ),五桠果林(Ⅳ),杉木+苦栎林(Ⅴ),元江栲林(Ⅵ)?进行原位试验。结果表明:(1)土壤渗透性与土壤理化性质、枯落物持水能力等存在相关性。土壤渗透性与土壤非毛管孔隙度、土壤通气度、非毛管持水量呈极显著正相关,与土壤总孔隙度、饱和持水量呈显著正相关,与土壤容重、毛管孔隙度、毛管持水量呈显著负相关;与土壤有机质、全N、全K、水解N呈显著正相关;与枯落物持水量呈显著正相关。(2)各林分土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率存在较大差异,土壤初始入渗率变化呈:Ⅵ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>荒坡;土壤稳定入渗率及平均入渗率变化趋势较为一致,呈:Ⅴ>Ⅲ>Ⅵ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>荒坡。说明了元阳梯田区森林土壤渗透性能较好,各林分土壤渗透性指标均大于荒坡;各林分入渗性能比较可知,杉木+苦栎林和杉木林土壤渗透性能最好。     

晋西黄土区不同密度刺槐林土壤入渗特征及其影响因素

为研究林分密度对土壤入渗性能的影响,以晋西黄土区5种密度(1 075,1 300,1 575,1 800,2 150株/hm~2)刺槐(Robinia pseudoacacia Linn.)林为研究对象,采用双环入渗法测定其土壤入渗过程,并对入渗特征指标与土壤理化性质的相关性进行分析。结果表明:(1)不同密度刺槐林土壤入渗过程的变化规律一致,均经过瞬间入渗(0～5 min)、缓慢入渗(5～40 min)和稳定入渗(40 min后)阶段。(2)土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和累积入渗量在不同林分密度下差异显著(P0.05),不同密度刺槐林土壤入渗能力表现为1 075～1 800株/hm~2,随林分密度增大,土壤入渗能力增强,在密度1 800株/hm~2后有减弱的趋势。故从林地土壤入渗能力角度,建议今后研究区刺槐林的经营密度以1 800株/hm~2为宜。(3)采用Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型和通用经验模型对不同密度刺槐林的土壤入渗过程进行模拟,从决定系数R~2来看,通用经验模型的R~2最大(0.990),故拟合效果最好,可作为晋西黄土区刺槐林土壤入渗过程的预测模型。(4)土壤入渗与土壤理化性质密切相关,不同密度刺槐林的土壤入渗性能与土壤容重呈极显著负相关(P0.01),与有机质和0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关(P0.01),与孔隙状况和质量含水率也有一定正相关性。     

紫色土不同土地利用方式下降雨入渗试验研究

降雨人渗是坡面水文过程的重要环节.运用Norton型下喷式人工模拟降雨机,通过原位布置试验径流小区进行人工模拟降雨试验,探讨紫色土林地、草地和耕地的降雨人渗特征.结果表明,紫色土不同土地利用方式下降雨人渗过程差异显著.原状林地和原状草地的降雨入渗率随时间变化缓慢,耕地、处理林地和处理草地的降雨入渗率随时间变化剧烈.稳定入渗率在不同降雨强度下均呈现为原状林地>原状草地>耕地>处理草地>处理林地.对比不同土地利用方式下的入渗率差异并分析其原因,认为在土壤初始含水条件基本一致的情况下,影响紫色土原状林地和原状草地降雨入渗的主导因素是降雨强度和植被的水文功能.影响紫色土耕地、处理林地和处理草地降雨入渗的主导因素是降雨强度和土壤理化性质.     

晋西黄土区退耕还林后土壤入渗特征及土壤质量评价

为研究晋西黄土区退耕还林后不同植被覆盖下土壤的入渗特征及土壤质量评价,采用野外双环入渗法测定土壤的入渗特征,并测定不同地类土壤的容重、孔隙度、有机质、全氮等指标,使用相关性分析研究不同类型植被覆盖下土壤的入渗性能及其与土壤理化性质的相关关系,并将各地类的土壤理化性质进行主成分分析。结果表明:(1)植被类型对于土壤渗透速率影响较大,表现为天然次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田(玉米地)。(2)退耕还林后,不同植被类型的土壤理化性质差异显著(P0.05),随着森林逐渐恢复,土壤容重下降,孔隙度及有机质等含量增加,土壤理化性质得以改善,入渗性能也有明显提高。土壤入渗特征与总孔隙度、非毛管孔隙度、有机质和全氮含量呈极显著正相关(P0.01),与容重呈极显著负相关(P0.01),与速效磷呈显著负相关(P0.05)。(3)综合土壤入渗性能和土壤理化性质作为土壤评价指标,晋西黄土区退耕还林后不同植被类型土壤质量从高到低依次为次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田。     

喀斯特槽谷区不同林草恢复模式下土壤入渗特征

为研究不同林草恢复模式对喀斯特槽谷区坡面的水土保持效应,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对比分析了喀斯特槽谷区顺、逆向坡面不同林草模式(林地、花椒地、灌草地)下的土壤理化性质和入渗特征。结果表明:(1)顺、逆向坡面下林地容重最小,孔隙度最好,含水率和有机质含量最高,其次是花椒地和灌草地;顺向坡土壤有机质含量显著高于逆向坡(P<0.05),但其他理化指标间差异不显著(P>0.05)。(2)顺、逆向坡面下花椒地入渗曲线较陡峭,而林地、灌草地相对较缓;灌草地入渗率最先趋于稳定(20min左右),而花椒地和林地入渗率在30min左右开始缓慢下降,直到75min以后渐渐趋于稳定;各林草恢复模式下土壤入渗能力均为林地>花椒地>灌草地(P<0.05)。(3)入渗模型中,Horton模型拟合效果最好(R2>0.712),模拟稳定入渗率与实测值间的回归方程决定系数R2高达0.9789。(4)研究区土壤稳定入渗率与总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和含水量及pH均呈正相关,而与有机质呈负相关,其中总孔隙度对土壤入渗性能影响最大,有机质影响最小;利用上述指标建立的多元线性回归方程可精确预测土壤稳定入渗率。研究结果可为喀斯特槽谷区坡面植被恢复选择及土壤入渗性能评估提供理论参考。     

豫南山区典型林地土壤入渗特征及影响因素分析

为弄清典型林地不同发育阶段表层土壤入渗性能差异规律及其影响因素,通过在豫南山区开展野外调查与室内分析,模拟和分析土壤入渗过程及特征,研究土壤理化性质、地表根系结构对土壤渗透能力的影响。结果表明:1)各个林地类型土层厚度0～10 cm层的土壤渗透能力均高于10～20 cm层;初渗率、稳渗率、前30 min入渗量在各土层深度中均表现相同的趋势,即30 a马尾松针叶林>30 a麻栎阔叶林>30 a麻栎+马尾松混交林>荆条灌丛>20 a麻栎阔叶林>20 a麻栎+马尾松混交>20 a马尾松针叶林;20 a、30 a林分中,平均稳渗率最高的林分类型分别是麻栎阔叶林和马尾松针叶林,分别为3.140和4.256 mm/min。2)土壤渗透特性指标均与土壤有机质质量分数、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、根体积密度、根表面积密度存在显著的相关关系(P<0.05);对土壤渗透能力影响最大的土壤理化性质指标和根系结构指标分别是非毛管孔隙度和根表面积密度,典型相关负荷量分别达到0.559和0.773。     

内蒙古地区不同撂荒年限草地与沙棘地的入渗能力比较

[目的]研究内蒙古地区不同植被覆盖对土壤入渗能力的影响,为该区的生态恢复和植被配置提供理论依据。[方法]以该区3种不同年限撂荒草地(13,25,30 a)与13 a沙棘地为研究对象,采用圆盘入渗仪法并结合土壤水分特征曲线比较各样地土壤导水率,土壤大孔隙度及大孔隙连通性的差异。[结果](1)土壤入渗能力与撂荒年限正相关,随着撂荒年限的增加而变强,土壤稳定入渗速率表现为30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘地,分别为1.38,1.29,1.24,1.11 mm/min。相同年限的撂荒草地入渗速率较沙棘地更大。(2)大孔隙度及大孔隙连通性均依次为：30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘,占土壤体积0.000 4%～0.003 4%的土壤大孔隙对土壤饱和入渗速率的贡献高达44.35%～86.92%。(3)>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤入渗速率的主要因素。[结论]撂荒可以改善草地的入渗能力,并且随年限的延长而增强,相同年限下撂荒草地的入渗性能大于种植沙棘地,其主要影响因素为土壤大孔隙数目...     

哈尼梯田水源区不同景观类型土壤水分的入渗特性及影响因子

[目的]揭示不同景观类型土壤水分入渗特性及影响因子的差异,为红河哈尼梯田世界遗产的保护及持续发展提供参考。[方法]选择草地、林地、旱地和茶园等景观类型的7个样地,用Hood IL-2700土壤水分入渗仪测定样地土壤水分入渗参数,并分析枯落物持水性能和土壤物理性质因子对土壤水分的影响。[结果]在人为影响程度不同的森林和草地生态系统内部,土壤水分入渗能力表现为:原始林次生林人工林,荒草地蕨草地。在研究区的4种景观类型水平上,土壤水分入渗能力表现为:园地(翻耕)草地森林耕地(未翻耕),说明人为活动对土壤水分入渗效率影响显著。不同景观类型的土壤水分入渗特征值与影响因素的相关分析显示,除园地外的其他景观类型土壤水分入渗值与土壤枯落物特征、土壤物理性质中的多个指标具相关性。[结论]人为活动影响下的4种景观类型的土壤入渗能力差异明显,枯落物特性和土壤物理性质是关键因素。     

三峡库区茶园坡面土壤水分空间分布特征及对降雨补给的响应

利用高频率(5 min)的土壤水分探针和自动气象站监测三峡库区典型茶园坡面与林地坡面的土壤水分变化过程及其对降雨的响应，明确了林地和茶园土壤水分变化的规律，揭示了土地利用方式和微地形对土壤水分和降雨储蓄的影响机制。结果表明：(1)在时间上，茶园和林地土壤含水率随降雨量的变化而改变，土壤含水率随土层深度呈现“W”型和“S”型变化。土壤含水率年内变异系数随着土层深度的增加而降低，表层土壤(10 cm)含水率为中等变异水平(10%相似文献   

黄土高原典型流域不同土地利用类型土壤物理性质分析

以黄土高原第三副区典型流域甘肃天水罗玉沟流域为研究区,对其农田、果园、林地和草地4种主要土地利用方式的土壤物理性质进行了分析。结果表明:（1）流域土壤平均含水量为（15.76±0.34）%,各土地利用类型之间存在差异,表现为农田>林地>果园>草地;（2）各土壤平均容重为（1.421±0.034）g/cm³,且均随土层增加而逐渐增加,总体为林地>农田>果园>草地,与含水量有类似分布规律;（3）各土地利用类型土壤孔隙度与其容重呈负相关关系,且总孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度均呈现林地>农田>草地>果园的特征;（4）4种土地利用类型土壤贮水能力存在差异,林地和农田较优,高于果园和草地。值得注意的是,近些年流域大规模坡耕地改水平梯田的生产活动,对农田土壤蓄水保土功能产生较大影响,结果表明农田也具有较高土壤含水量及贮水能力。     

上舍流域两种林地土壤结构与抗蚀性

[目的]为了解土壤侵蚀的机理,探究土壤抗蚀性与土地利用类型、土壤结构的关系。[方法]以安徽省岳西县毛尖山乡上舍村典型小流域马尾松林(Pinus massoniana Lamb)和桑树林(Morus alba L)为研究对象,在0—40cm土壤深度范围内,按照10cm间隔分层取样,室内测定土壤孔径、比表面积、崩解指数、不同径别(0.5,0.5~1.0,1.0~2.0和2.0~2.5mm)根系长度特征。[结果]土壤抗蚀性强弱表现为马尾松林大于桑树林。表层0—10cm范围内,桑树林地土壤根系小于马尾松土壤根系,土壤的抗蚀性随着土层深度的增加而减小;桑树林和马尾松林土壤根系主要分布在0—30cm层次内,而且1mm的根系长度由表层向深层递减,土壤平均孔径随着深度的增加而减小,而比表面积随着深度的增加而增大;在0—40cm深度马尾松各层次孔径分布呈分层现象,而桑树林各层次土壤孔径分布差异不大。土壤孔隙度和土壤孔径越大,土壤抗蚀性越强,而土壤颗粒比表面积越大土壤抗蚀性越小;通过SPSS分析得到桑树林地土壤抗蚀性与土壤根系质量在0.01水平上显著相关,马尾松土壤平均孔径与土壤根系质量在0.05水平上显著相关。[结论]降雨时,由于马尾松林地地表覆盖均匀,坡面产生壤中流下渗,土壤20cm以下分化明显,不易透水,导致下坡壤中流蓄满流出地表带出土壤颗粒。而桑树林地原为耕地无地表覆盖,人为翻种活动频繁,导致土壤层次性质相似,表层土壤颗粒流失严重。     

辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应

以荒山为对照,对辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应进行了初步研究。结果表明,林地土壤容重以荆条纯林的最小,杨树纯林的最大;林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均是以荆条纯林的最大,杨树纯林的最小;林地表层土壤蓄水容量、有效蓄容、毛管持水量均高于荒山,以荆条纯林的最大,杨树的最小,其中蓄水容量位于701.8~1 328.4 t/hm2之间,有效蓄容位于41.2~411.6 t/hm2之间,毛管持水量位于660.6~916.8 t/hm2之间;林地表层土壤入渗能力较强,以荆条纯林的最大,杨树的最小,稳渗率位于0.03~6.11 mm/min之间,并与总孔隙度、非毛管孔隙度均呈显著正相关关系,林地表层土壤入渗速率与入渗时间存在良好的幂函数关系;林地表层土壤涵养水源和保持水土功能大小顺序为荆条纯林>山杏荆条混交林>樟子松封育纯林>华北落叶松纯林>油松荆条混交林>沙棘纯林>杨树纯林。     

外加生物质炭对不同利用方式紫色土反硝化过程的影响

在有机碳添加下,研究同一区域不同利用方式紫色土反硝化过程差异,可为紫色土氮素管理及N2O减排提供科学依据。本研究以成土环境一致,土地利用方式分别为茶园、果园、林地、耕地的4种紫色土为研究对象,采用厌氧培养-15N标记法,研究了生物质炭添加下4种土壤的气态产物N2O、N2的排放速率和反硝化速率特征及其与土壤pH、有机质含量的关系。结果表明,N2O、N2排放速率和反硝化速率均为茶园＞耕地>果园＞林地；相关性分析发现N2O、N2排放速率和反硝化速率均随土壤pH的增加而减少(P < 0.01),而和土壤有机质含量显著正相关(P < 0.05),添加生物炭后,土壤N2排放速率和反硝化速率有所提高,但不显著；N2O排放速率的改变因土地利用方式不同而有所差异,其中,茶园N2O排放速率变化不显著,而果园和耕地显著降低(P < 0.05),林地显著增加(P < 0.05)。上述研究结果揭示了不同利用方式紫色土反硝化过程与土壤pH和有机质含量显著相关且受生物炭添加的影响。     

稻田植茶后土壤团聚体水稳性变化特征及影响因素分析

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究名山地区稻田植茶后土壤团聚体水稳性变化特征及其影响因素。结果表明:稻田及植茶后的土壤水稳性团聚体含量在各粒径及土层间表现不同,稻田、茶园5年和10年土壤水稳性团聚体含量总体上随着粒径的减小呈先降低后上升的趋势,茶园15年水稳性团聚体含量则随着粒径的减小逐渐增加。从不同土层来看,在0—20,20—40cm土层中,随着稻田植茶年限的增加,土壤团聚体含量以2mm粒径团聚体为主转变为以0.25mm粒径团聚体为主,而在40—60cm土层中,总体上0.25mm粒径团聚体占据着主要地位;在0—20cm和20—40cm土层,稻田植茶后土壤团聚体水稳性逐年下降,由大到小依次为水稻田茶园5年茶园10年茶园15年,而在40—60cm土层,土壤团聚体水稳性由大到小依次为茶园5年茶园10年水稻田茶园15年,不同土层中团聚体的水稳性与0.25mm粒径团聚体含量呈正相关关系。稻田及稻田植茶后的土壤团聚体水稳性受土壤的理化性质影响,其中受0.25mm粒径团聚体含量、土壤容重、总孔隙度的影响较显著。就所测养分而言,稻田土壤团聚体的水稳性影响因素为有机质和游离氧化铁,茶园5年的影响因素为有机质和阳离子交换量(CEC),茶园10年的影响因素为有机质、CEC和有效磷含量,而茶园15年的影响因素主要是CEC含量。     

喀斯特槽谷区岩层倾向对土壤入渗特性的影响

为了解岩层倾向对喀斯特槽谷区土壤入渗特性的影响,以重庆市青木关岩溶槽谷区顺/逆层坡为研究对象,分析5种典型土地利用方式裸地(AL)、辣椒地(PL)、玉米地(CL)、林地(FL)、草地(GL)在顺/逆层坡的土壤入渗能力差异,并探讨土壤物理性质对土壤入渗能力的影响。结果表明:(1)＞0.25 mm水稳性团聚体含量、毛管持水量、黏粒以及粉粒含量在顺/逆层坡存在显著差异(p<0.05),其中在>0.25 mm水稳性团聚体含量和毛管持水量方面,分别为PL与FL的顺/逆层坡差异最大,在黏粒和粉粒方面,CL的顺/逆层坡差异最大,且均为逆层坡＞顺层坡。(2)除FL顺层坡的土壤渗透能力低于逆层坡外,其余4种土地利用方式下的土壤入渗能力均表现为顺层坡高于逆层坡。(3)土壤渗透特性在顺/逆层坡均与容重呈极显著负相关关系(p<0.01),在顺层坡与总孔隙度、非毛管孔隙度、＞5 mm水稳性团聚体含量和饱和持水量呈极显著正相关关系(p<0.01),在逆层坡与非毛管孔隙度、饱和持水量、粉粒含量呈极显著正相关关系(p<0.01);通过多元逐步回归分析与通径分析发现,顺/逆层坡土壤入渗能力的首要决策因素均为容重,其次分别为>5 mm水稳性团聚体含量和粉粒含量。(4)对比4种土壤入渗过程的拟合模型,Philip模型对顺/逆层坡的土壤入渗过程拟合效果最佳。研究结果可为喀斯特槽谷区不同岩层倾向的水土流失防治以及植被恢复提供数据支撑。