陕北水蚀风蚀交错区两种生物结皮对土壤饱和导水率的影响

该文以陕北水蚀风蚀交错区普遍发育的地表和地上两种生物结皮为研究对象，分别以3种非生物结皮（无结皮、物理结皮、去除生物结皮）为对照，使用盘式入渗仪测定其饱和导水率。结果表明：与无结皮土壤相比，两种类型生物结皮均可极显著降低土壤饱和导水率；与去除生物结皮土壤相比，两种类型生物结皮对土壤饱和导水率的降低均不显著；与有物理结皮发育的土壤相比，地表生物结皮对土壤饱和导水率的降低不显著，而地上生物结皮对土壤饱和导水率的降低显著。一方面，两种生物结皮对土壤饱和导水率均有明显降低作用，预示生物结皮在降雨活动中可能会增加径流、降低入渗，阻碍研究区水分亏缺条件下的植被恢复和生态与环境建设。另一方面，与不同的对照相比，生物结皮对土壤饱和导水率的影响截然不同，该结论可在一定程度上解释当前有关生物结皮影响土壤水分入渗方面所存在的分歧。     

介绍一种土壤饱和导水率测定仪

该仪器是根据荷兰的资料①仿制的。适用于室内土壤饱和导水率的测定。每次可同时测定15个土样。能用于各土层导水特性的鉴定。为了适宜各种类型土壤导水性能的测定,设制了低水位的恒水头测试仪,及高水位的变水头的测试装置。     

湿润速度对土壤饱和导水率的影响机理

为了揭示不同湿润速度对土壤饱和导水率(Ks)的影响机理,针对2种类型土壤(粘壤土和砂壤土),设置8个湿润速度(2.25mm/h,4.25mm/h,6.25mm/h,8.25mm/h,10.25mm/h,12.25mm/h,14.25mm/h和16.25mm/h),以无湿润速度(0mm/h)的环刀浸泡饱和为对照(CK),共9个处理,进行室内Ks的测定,最后通过分析团聚体指标和试验后土体微观结构照片验证结论。结果表明:湿润速度显著影响Ks,湿润速度越大,Ks越小。2种土壤Ks与湿润速度呈线性负相关,相关系数R2均达到0.96以上。湿润速度从0mm/h增加到16.25mm/h,粘壤土Ks由2.94cm/h变化至2.01cm/h,降低31.50%,而砂壤土则在3.97~2.86cm/h之间变化,降低27.79%。粘壤土的Ks受湿润速度影响非常明显,而砂壤土的Ks只有在高速湿润下才表现出显著差异。对于不同类型土壤,同一湿润速度下Ks也不相同,且差异显著,这与2种土壤的团聚体指标密切相关。湿润速度对Ks影响机理主要是土体中水流运动产生的剪切力破坏了土壤结构,湿润速度越大,产生的剪切力也越大,土壤结构破坏越完全,从而导致土壤导水能力显著下降。     

干粉PAM溶解时间对土壤饱和导水率的动态影响

本试验选取两种质地土壤(黏壤土和砂壤土),采用3种干粉PAM施用水平(0、22.5 kg/hm~2和45 kg/hm~2),测定土样在10.25 mm/h入渗速度下的土壤饱和导水率(KS),然后根据土样团聚体含量和稳定性及团聚结构的微观图片,分析干粉PAM影响下土壤结构的变化特征,进而说明干粉PAM溶解时间对KS的影响机理。结果表明:施用PAM后,KS随干粉PAM在水中溶解时间的延长而逐渐减小,最终趋于稳定;干粉PAM溶解时间较短时,PAM处理的KS高于对照,其中PAM施用水平45 kg/hm~2时砂壤土KS提高幅度最大,较对照提高26.87%,但不同PAM施用量处理间的KS差异不显著。干粉PAM溶解时间足够长时,PAM处理的KS均显著低于对照,其中PAM施用水平45 kg/hm~2时黏壤土KS降低幅度最大,较对照降低10.86%,但是不同施用量处理间KS差异不显著。从影响机理上分析,PAM主要是通过增加土壤团聚体含量及稳定性来提高KS;而干粉PAM溶解时间足够长时,由于PAM易吸附土壤颗粒,水解后的PAM分子链不断伸张延长,堵塞了土壤孔隙,加上PAM本身的黏滞特性,从而降低了KS。研究干粉PAM溶解时间对KS的动态影响,可以为PAM在改善土壤导水能力方面的应用提供理论依据。     

层状土壤饱和导水率影响的试验研究

以塿土(Y)、黄绵土(L)、风沙土(S)3种土壤为供试土样,进行室内层状土柱实验,进行3种土样两两组合的两层性土柱实验和风沙土—黄绵土累次叠加的多层性土柱实验,共11个处理组合。采用定水头法,测定其饱和导水率(Ks)。具体处理为两层土:Y+S,Y+L,L+S,L+Y,S+Y,S+L(先后顺序分别表示土层上下);风沙土—黄绵土(S+L)作为层状组合,逐次叠加至5层。结果表明:两层性土壤中,细质地土壤在下时,其有效Ks显著低于粗质地土壤在下时的有效Ks值,而两层土壤有效Ks主要由细质地土壤导水特性决定;对于两层土壤的多次叠加,Ks值随分层数目的增加有增大的趋势。     

科尔沁不同沙地土壤饱和导水率比较研究

用Guelph入渗仪对科尔沁沙地不同沙漠化阶段土壤不同层次的土壤饱和导水率(Kfs)进行测定,分析研究了Kfs与沙地类型、土层厚度、沙丘坡位及土壤理化性质的关系.结果表明:(1)草地(潜在沙漠化)、固定沙丘(轻度沙漠化)和流动沙丘(严重沙漠化)的Kfs依次增大,平均值分别为2.15、4.79和5.89 mm min-1,呈现出土壤入渗能力随沙漠化程度的增强而增强的趋势;三种沙地间Kfs差异显著,沙丘不同坡位Kfs也有较大差异,表明科尔沁沙地Kfs具有较高的空间异质性;(2)三种沙地Kfs随深度的变化规律差异较大,草地Kfs随深度呈抛物线状变化,而固定沙丘Kfs随深度呈指数函数变化;(3)通过逐步回归分析发现对Kfs影响较大的土壤理化性质是土壤有机质含量、土壤细砂含量、黏粉粒含量和粗砂粒含量,并且Kfs与前三个因素呈显著的负相关关系,与最后一个因素呈显著的正相关关系.     

土壤饱和导水率的田间测定

本文简述了圆盘渗透仪(disc permeameter) 在田间条件下测定土壤饱和导水率的原理及方法.该方法在测定时田间土壤饱和导水率附加了一个负压Ψo,因而可以控制土壤入渗孔隙的孔径大小、排除土壤裂缝和蚯蚓孔洞对测定的影响,具有操作简便,测定精度高等优点.     

太湖地区农田生态环境中土壤饱和导水率研究

对太湖地区主要水稻土类型的饱和导水率进行了研究.结果表明,该土壤的饱和导水率变化于7.20×10-5～6.33×10-4 cm/s, 并随着深度的增加饱和导水率迅速下降;原状土和扰动土的饱和导水率相差很大, 土壤的质地、有机质含量、容重、孔隙度和结构系数等均对饱和导水率有一定的影响.原状土的饱和导水率能反映田间的实际情况, 对研究土壤水分平衡和水土保持有极其重要的意义. 而扰动土的饱和导水率只能作为一种农业工程的参考数据被运用.     

EN-1固化剂对4种土壤饱和导水率的影响研究

为了研究EN-1土壤固化剂的固化性能,通过室内模拟实验对杨凌、安康、安塞和靖边4种土壤在不同固化剂掺量、养护龄期的固化进行了土壤饱和导水率影响的研究,结果表明,微量掺加EN-1固化剂就可以明显减小黄棕壤和土的饱和导水率,饱和导水率随着培养龄期的增加而下降,当培养期大于14d时土样的饱和导水率近似为0;黄绵土与风沙土的饱和导水率随着固化剂掺量增加而减小,培养龄期增大,饱和导水率随之下降,固化剂掺量为1%,培养期为28d时黄绵土和风沙土的饱和导水率最低。     

科尔沁沙丘-草甸相间地区表土饱和导水率的土壤传递函数研究

以科尔沁沙地典型坨-甸相间地区为研究区,野外布设240个采样点,对流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、沙丘区杨树林、沙丘区耕地、低覆盖度草甸、高覆盖度草甸、草甸区耕地、撂荒地9种地貌类型下的表层土壤进行了采样,测定了其含水率、干容重、有机质、饱和导水率等理化特性,分析了不同地貌类型下表层土壤理化参数差异。选取Campbell、Cosby、Wosten等、Saxton等4种土壤饱和导水率传递函数,对该地区表土饱和导水率进行了预测。结果显示这几种土壤传递函数预测值与实测值偏差较大,相关系数均小于0.3,精度难以满足本地区应用。在此基础上,选取土壤容重、有机质含量、饱和含水率、平均粒径、粒径标准偏差5种土壤特性参数作为输入变量,采用主成分分析与非线性回归分析相结合的方法,重新建立了预测本地区表土饱和导水率的土壤传递函数,结果显示预测值与实测值相关系数为0.661,该传递函数可用于科尔沁沙地表层土壤饱和导水率的预测。     

冻融循环对黄土区土壤饱和导水率影响的试验研究

为探明黄土高原北部冻融过程对土壤饱和导水率的影响,采用冻融循环模拟的方法,分析了不同土地利用和不同土层深度下冻融循环前后土壤饱和导水率(Ks)的变化特征。结果表明:冻融过程对Ks有显著影响,经15次冻融循环后,Ks总体上呈减小趋势,其影响程度因土地利用类型和土层深度不同而异。冻融循环后4种土地利用0~10 cm土层Ks均显著下降,柠条林地下降幅度最大,其次为农地、苜蓿地和撂荒地,这与土壤的松散程度有关。除撂荒地外,冻融循环过程对其它3种土地利用10~20和20~40 cm土层Ks无显著影响。4种土地利用0~10 cm土壤田间持水量和饱和含水量经冻融循环后均有不同程度下降,表明冻融循环后土壤孔隙度降低度降低。研究可为揭示冻融循环对黄土区土壤饱和导水率的影响机理以及为土壤水分匮乏的寒区旱区春季降水及积雪融水的高效利用提供理论依据。     

Effect of Soil Sample Size on Saturated Soil Hydraulic Conductivity

Saturated hydraulic conductivity (K_sat) is regarded as a key soil physical variable to determine soil infiltration rate, percolation depth and other hydrological processes. The purpose of this study was to determine the best soil sampling’s ring size for measuring K_sat. For this purpose, 25 rings with five different diameters (2, 3, 4, 5 and 6 inch) and with the same depth of 20 cm (five replicates) were hammered in close vicinity to each other into the ground of undisturbed loess deposits of a small farm to measure K_sat and bulk density. Hydraulic conductivity was measured at three constant loads of 22, 27 and 32 cm. The results showed that the ring with the internal diameter of 6 inches had the minimum variation coefficient and maximum K_sat for all the three hydraulic heads. In addition, the bulk density of this ring size was less than the other rings.     

土石混合介质饱和导水率的研究

采用恒定水头法对土石混合介质的饱和导水率进行测定，分析不同碎石含量及碎石直径对饱和导水率的影响，同时利用实测值对Peck—Watson及Bouwer—Rice两个传统估算方程的估测精度进行比较。结果表明：（1）饱和导水率随碎石含量先增大后减小，且两者呈二项式关系；（2）饱和导水率随碎石直径增大而减小，两者呈幂函数关系；（3）碎石直径介于1．0～5．0cm时，Bouwer—Rice和Peck—Watson方程对饱和导水率的估算结果均大于实测值。     

含岩屑紫色土水力特性及饱和导水率传递函数研究

紫色土中存在的岩石碎屑会对土壤的水力性质如饱和导水率、水分特征曲线产生显著影响.以两种不同母质发育的土壤(紫色页岩和紫色泥岩)为研究对象,设置0.25～2、2～5、5～10 mm三个岩屑粒径水平,0、30％、50％、70％、100％五个岩屑含量水平,采用压力膜仪法和定水头法分别测定水分特征曲线和土壤饱和导水率.利用BP...     

晋西不同土地利用方式下土壤饱和导水率的影响因素

为了更好地了解晋西不同土地利用方式下的土壤水分特性,利用土壤水分渗透仪测定饱和导水率(Ks),室内测定土壤物理化学性质,分析了饱和导水率与各项土壤物理化学性质指标的相关关系。研究结果表明,土壤饱和导水率随土层深度增加而下降土壤饱和导水率表现为:林地>地埂>农地土壤饱和导水率与容重、非毛管孔隙度、>0.25mm水稳性团聚体、土壤有机质含量等土壤理化特性存在显著相关关系。晋西地区应合理配置林地、地埂、农地,减少荒地,改善土壤的通气透水特性,改良土壤结构。     

土壤大孔隙饱和导水率的数值模拟及实验研究

原状土壤饱和导水率的确定将直接影响水及溶质在原状土壤中运动的模拟,进而影响到水文模型及溶质运移模型的模拟精度。为此,将原状土壤分为基质域和大孔隙域,以南京市栖霞区的土壤为例,通过CT扫描结合经验公式法、室内原状土柱实验法分别得到了原状土壤大孔隙的饱和导水率,并对其结果进行了详细的对比分析。结果表明:两种测定大孔隙饱和导水率的方法得到结果的相对偏差在10%以内。     

不同土壤和植被生境下生物结皮对土壤性质的影响

生物结皮作为干旱和半干旱地区重要的生物组分,对该区域生态过程中的生物地球化学循环产生重要的影响。以陕北水蚀风蚀交错区的生物结皮为研究对象,调查该区域2种土壤(黄绵土和风沙土)和3种植被(长芒草、油蒿和小叶杨群落,以农田为对照)生境下生物结皮对土壤性质的影响。结果表明:(1)结皮层与结皮下层0-10 cm各土壤性质指标的变化存在显著差异(p0.05);(2)3种植物群落生境下结皮层各土壤性质指标的变化差异不显著,表明结皮层内生物结皮生态功能作用是结皮层土壤性质的主导影响因素;(3)3种植物群落生境0-10 cm土层的土壤性质如C、N、C/N、Mg、Mn、δ~(13)C和δ~(15)N等指标变化存在显著差异(p0.05),但风沙土油蒿和小叶杨群落生境下所有调查的土壤性质指标间均无显著差异,这表明样地间0-10 cm土层土壤性质差异的主要是受到土壤类型自身特性的影响;(4)不同植被和土壤生境下的结皮层和0-10 cm样品间的空间排序分异明显,表明土壤性质间的差异依赖于生境下多因素的综合作用,生物结皮、土壤类型和植被是预测该区域表层土壤空间异质性的重要因素。     

碱化盐土饱和导水率特征与影响因素研究

选择碱蓬地和碱斑地2组典型碱化盐土剖面,对原状土和扰动土的饱和导水率(K10)进行了测定,并分析了盐度、碱度、结构、有机质、质地、容重等土壤基本性质对土壤饱和导水率的影响。结果表明:碱化盐土的K10极低,原状土仅为0.05~0.22mm d-1,其与土壤碱度、盐度、结构系数、团聚度的相关性均无显著统计学意义,与土壤有机质含量极显著(p0.01)负相关,与砂粒和粉粒含量分别呈极显著(p0.01)正相关和负相关,与砂粒/(粉粒+黏粒)呈极显著(p0.001)直线递增关系,底层(20~100 cm)原状土和表层(0~10 cm、10~20 cm)扰动土K10均与土壤容重呈极显著(p0.001)幂函数递减关系;土壤质地和容重对K10的影响存在交互作用。     

黄河三角洲滨海盐渍土饱和导水率的研究

通过对黄河三角洲滨海盐渍土饱和导水率的研究, 结果表明: 原状土的饱和导水率随着土壤剖面深度的增加呈现出表土层高、中间土层低、底土层又升高的趋势; 扰动土与原状土的饱和导水率差异较大, 土壤饱和导水率与土壤容重呈负相关、而与孔隙度、结构系数、团聚度等均呈正相关。原状土的饱和导水率能反映田间水分运动以及孔隙状况, 对研究土壤水量平衡和水土保持有重要的意义。扰动土的饱和导水率对于土壤理化性质的理论研究有一定参考价值。     

大沽河流域土壤饱和导水率空间变异特征

借助经典统计学和地质统计学,对大沽河流域农田土壤表层(0～10 cm)和下层(40～50cm)饱和导水率(Ks)空间变化规律进行研究,结果表明:①经对数变换后土壤表层和下层Ks符合正态分布,变异系数分别为0.396和0.343,均属于中等变异程度;②土壤表层Ks空间相关性很弱,下层Ks具有中等的空间相关性,且具有各向异性特征;③土壤表层和下层Ks的空间分布结构较相似,均表现出东部和西南部最高,西北部最低,从西北角向东南方向逐渐增大的趋势.