不同灌水定额条件下土壤含水率变化试验研究

[目的]研究不同灌水定额条件下土壤含水率变化。[方法]利用时域反射仪,对不同灌水定额入渗的土壤含水率进行测定;结合土壤质地特性,分析不同灌水定额下的土壤含水率随深度变化的曲线特征。[结果]不同土层深度土壤水分变化因灌溉水量不同而不同。不灌水时,0-70 cm土层土壤含水率为9.88%;70-100 cm土层土壤含水率逐渐增大,达17.00%;100-120 cm土层含水率达25.00%;120-180 cm土层土壤含水率为24.45%。灌水量为0.029 99 m^3/m^2时,0-30 cm土层土壤含水率逐渐增大,达30.00%;30-60 cm土层土壤含水率逐渐下降,降至25.00%,60-180 cm土层土壤含水率为25.00%;灌水量为0.059 97 m^3/m^2时,0-30 cm土层土壤含水率逐渐增大,达26.00%,30-100 cm土层土壤含水率为32.50%,120-180 cm土层土壤含水率恢复到未灌溉前状态;灌水量为0.089 96 m^3/m^2时,0-180 cm土层土壤含水率为25.86%。[结论]该研究结果对经济合理地利用水资源具有重要意义。     

不同灌水定额条件下土壤含水率变化研究(英文)

[目的]研究不同灌水定额条件下土壤含水率变化。[方法]在4个田间试验小区布设间距为2m的3个点,使用人工手钻,钻成深度200cm、孔径44.3mm的探管孔。1试验小区不灌水,2试验小区灌水量为0.02999m3/m2,3试验小区灌水量为0.08996m3/m2,4试验小区灌水量为0.05997m3/m2,灌水方法采取畦灌。利用时域反射仪,对不同灌水定额入渗的土壤含水率进行测定。时间上,探测土壤含水率时间为灌水后4、20、28和44h;深度上,探测深度间距分别设为180、160、140、120、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10cm。结合土壤质地特性,分析不同灌水定额下的土壤含水率随深度变化的曲线特征。[结果]不同土层深度土壤水分变化因灌溉水量不同而不同。①不灌水时,0～70cm土层土壤含水率为9.88%;70～100cm土层土壤含水率逐渐增大,达17.00%;100～120cm土层含水率达25.00%;120～180cm土层土壤含水率为24.45%。②灌水量为0.02999m3/m2时,0～30cm土层土壤含水率逐渐增大,达30.00%;30～60cm土层土壤含水率逐渐下降,降至25.00%;60～180cm土层土壤含水率为25.00%。该灌水定额适合农田灌溉节约用水。③灌水量为0.05997m3/m2时,0～30cm土层土壤含水率逐渐增大,达26.00%;30～100cm土层土壤含水率为32.50%,120～180cm土层土壤含水率恢复到未灌溉前状态。该灌水定额对农田节水和保墒具有重要意义。④灌水量为0.08996m3/m2时,0～180cm土层土壤含水率为25.86%。该灌水定额不利于农田灌溉节约用水。[结论]该研究结果对经济合理地利用水资源具有重要意义。     

辣椒不同深度土壤墒情预报的BP神经网络模型

依据内蒙古河套灌区治丰试验基地的不同深度土壤水分传感器采样土壤含水率以及气象、地下水、灌水(降雨)数据,建立了基于BP人工神经网络的辣椒同时输出不同深度土层体积含水率预报模型,并用实测土壤含水率数据对模型进行了检验.结果表明,模型具有较好的预报效果,应用于不同深度土壤墒情分析和预报是可行的.     

混交对红松人工林细根生物量和空间分布的影响

以黑龙江省尚志市帽儿山实验林场的红松(Pinus koraiensis)人工纯林、红松×胡桃楸(Juglans mandshurica)和红松×水曲柳(Fraxinus mandschurica)混交林为研究对象,采用土钻法估计并比较了不同混交处理下红松、伴生树种和其他木本植物细根(直径≤2.0 mm)生物量及其垂直分布特征。结果表明:细根总生物量(0~30cm)以纯林最高(212.6 g·m~(-2)),红松×胡桃楸混交林最低(164.7 g·m~(-2)),而红松×水曲柳混交林居中(200.8 g·m~(-2));纯林中红松细根生物量显著高于红松×胡桃楸混交林,但与红松×水曲柳混交林没有显著差异;混交没有引起林分细根总生物量垂直分布的改变,均为随着土壤深度增加而减少;混交后红松细根生物量在土壤表层(0~10cm)分配的比例增加,但是吸收根(直径≤0.5 mm)生物量在土壤底层(20~30 cm)分配的比例在红松×胡桃楸混交林(64.5%)中比纯林高(40.1%),而在红松×水曲柳混交林中所占比例较低(22.0%)。方差分析显示,混交树种、土壤深度和根直径等级均是影响红松细根生物量的重要因子。这些结果表明,混交对红松人工林细根生物量及其空间分布有明显影响,这为深入认识红松及其混交树种间的相互作用提供了必要的理论依据。     

土壤含水率对近红外传感器标定模型的响应研究

为提高近红外传感器测量的准确度,进一步理解不同标定模型对土壤含水率测量精度的影响。利用土壤表面的近红外反射光强来预测土壤含水率,通过归一化处理将反射光强转化为相对吸收深度和相对反射率,采用2种标定方法,分别建立土壤含水率与相对吸收深度之间及土壤含水率与相对反射率之间的线性模型与非线性模型。选取我国东北地区的黑土进行标定,并用独立的试验数据对模型进行检验。结果表明,吸收深度法的线性和非线性模型的预测值和实测值符合度较好。反射率法的线性模型和非线性模型对土壤的含水率预测均方根误差(RMSE)分别为2.89%和2.95%,相对吸收深度法非线性模型的RMSE值明显大于其他3种模型,预测准确度最低。说明不同标定方法会影响土壤含水率的预测结果。4种模型的预测精度能够满足测量要求。     

季节性冻融期土壤剖面含水率变化特征研究

在干旱、半干旱气候区,采用野外田间试验和室内分析相结合的方法,分析了季节性冻融期土壤剖面含水率的变化特征,试验共设裸地(LD)、覆膜地(MD)和茬覆膜地(CMD)3种处理地块。结果表明,季节性冻融期土壤剖面含水率发生了明显的变化,在土壤剖面的不同深度出现了范围不等的含水率高值区和低值区,各处理地块含水率高值区变化的层位、形成时间以及含水率达到相对稳定的深度均不同,其中CMD的聚墒区最大,含水率最高达22%;LD的聚墒区最小,含水率最高达21%,土壤剖面含水率由上到下为增大-减小-保持稳定的动态变化特点。研究结果对干旱和半干旱地区季节性冻融土壤储水保墒及高效利用土壤水资源、确定冬春灌溉合理灌水技术参数提供了参考。     

陕北沙区天然臭柏灌丛地土壤水分特性研究

对陕北沙区天然臭柏灌丛地土壤水分特性进行研究,结果表明,①臭柏灌丛内外,有81.48%的土样含水率集中在2%~4%;土壤含水率的垂直分布规律为：在0~100 cm土层内,土壤含水率随土层深度的增加而逐渐降低。②臭柏灌丛内外土壤含水率的变异系数为37%,在不同土层中,土壤含水率的变异系数不同。在40~60 cm土层内,土壤水分变异系数最大,说明在该层土壤水分异质性程度最高。③陕北沙区臭柏灌丛地、油蒿覆盖地和裸地中,土壤水分的分布规律不同,其中油蒿覆盖地土壤含水率最低。陕北沙区臭柏灌丛地的土壤含水率变化规律可能与陕北沙区特有的地貌结构和气候条件有关。     

平地无风条件下红松针叶床层林火蔓延的影响因子分析及模拟

以红松(Pinus koraiensis)人工林的针叶为材料,在实验室内,根据黑龙江省帽儿山地区同类可燃物的野外条件,构建了不同载量、高度和含水率的可燃物床层,共进行了100次的平地无风条件下的点烧试验,结果表明,平地无风条件下红松针叶床层的林火蔓延速率不超过0.4 m.min-1。红松针叶含水率、床层高度和压缩比对林火蔓延速率具有显著的影响。其中,含水率对林火蔓延速率的影响与可燃物床层的高度、载量等无显著关系,而可燃物床层高度和压缩比对林火蔓延的影响可能受可燃物床层特征的影响,需进一步研究确定。床层载量对红松针叶床层的林火蔓延速率影响不大。以可燃物含水率和床层高度为预测因子的林火蔓延速率线性预测模型,能够解释85%的林火蔓延速率变差,模型的平均绝对误差为0.03 m.min-1,平均相对误差不超过13%。     

南方红壤丘陵区不同植被类型土壤不同土层水分对降水的响应

以江西省泰和县老虎山小流域为研究对象,使用ECH_2O土壤含水率监测系统,对该区域百喜草(Paspalum notatumn)地、马尾松(Pinus massoniana)林地不同土层土壤含水率进行了定位监测,以裸地作为对照,分析红壤丘陵区百喜草地、马尾松林地各土层土壤水分对不同强度降水的响应。结果表明:(1)降雨后,不同土层深度土壤含水率的变化趋势相同且同一植被各土层土壤含水率从大到小依次为:5、15、30、60 cm土层。(2)同一土层,百喜草土壤含水率增长最快,其次为马尾松,最后为裸地。其中小雨时,,其他土层土壤含水率均有增加(百喜草增加2.42%~3.81%,马尾松增加1.94%~3.10%,裸地增加1.30%~2.34%),60 cm土层无响应;中雨时,百喜草土壤含水率增加1.73%~3.89%,马尾松增加1.56%~3.45%,裸地增加1.41%~2.98%;大雨时,百喜草土壤含水率增加2.94%~8.81%,马尾松土壤含水率增加2.51%~8.10%,裸地土壤含水率增加2.44%~7.67%。(3)土壤含水率主要受降水影响,降雨强度越大,土壤含水率增长速率越快。降雨强度为4.43 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(0.42%~0.57%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(1.91%~2.16%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(1.74%~1.98%)/h,60 cm土层无响应;降雨强度为12.74 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率(4.41%~4.89%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(4.98%~5.41%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(2.33%~3.06%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(0.34%~0.52%)/h;降雨强度为22.49 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(5.38%~5.83%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(5.60%~6.02%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(3.26%~3.61%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(1.05%~1.27%)/h。(4)在同一降水类型条件下,百喜草地土壤退水时间最长,其次为马尾松林地,最后为裸地。     

土壤因子与红松幼苗株高及年增长高度的相关性研究

以种植在小五台、北小店、离石和关帝山的红松为研究对象,通过实地调查,现场采样,系统分析研究目前4个不同试验地红松幼苗的生长状况。通过对红松幼苗的株高、年增长高度的测定、对比分析,并结合4个不同试验地的土壤特性分析其对幼苗生长的影响,结果表明:4个种植地红松株高及年增长高度存在显著差异,其中株高平均值从大到小依次为关帝山离石北小店小五台,均值分别为42.0、32.4、28.4、25.7 cm。相关分析表明,土壤因子中含水率、p H值、有机质、有效磷和碱解氮均和红松株高存在显著相关性。     

阔叶树对红皮云杉人工林土壤营养状况的改善作用

目的研究红皮云杉人工林培育过程中林分地力的变化状况以及阔叶树对红皮云杉人工林土壤营养的改善作用,为红皮云杉人工林的培育筛选适宜的混交树种和施肥营养元素。方法在红皮云杉人工林和天然林中采集树叶、凋落物和土壤样品,实验室内使用碳氮分析仪测定样品C含量,凯氏定氮仪测定叶片和凋落物的N含量,连续流动分析仪测定土壤的N含量,硫酸?高氯酸消化?钼锑抗比色法测定样品P含量。结果（1）4种红皮云杉人工林间土壤的C、N、P含量差异显著,3种混交林均大于纯林,其中红皮云杉胡桃楸混交林C、N、P含量最大;（2）4种红皮云杉人工林间土壤的C∶N、C∶P差异显著,3种混交林均小于纯林,其中,红皮云杉胡桃楸混交林C∶N、C∶P最小;（3）混交树种叶片及其凋落物的N、P含量差异显著,以黄檗为最低,胡桃楸为最高,但均高于红皮云杉;（4）混交树种叶片及其凋落物的C∶N、C∶P以黄檗为最高,胡桃楸为最低,但均显著低于红皮云杉;（5）混交林中混交树种叶片及其凋落物与土壤之间C、N、P含量及C∶N、C∶P的相关性皆高于同林型中红皮云杉叶片及其凋落物与土壤之间C、N、P含量及C∶N、C∶P的相关性。结论依据树种叶片、凋落物及土壤部分的C含量、N含量、P含量、C∶N、C∶P和N: P,胡桃楸和水曲柳可做为红皮云杉人工林的适宜混交树种,培育过程中应注意解决N素和P素含量的不足。      

水曲柳与红松混交对根际P素有效性的影响

用剥落分离法采集水曲柳、红松纯林及其混交林下根际土,并分析了有效P含量特征及其变化机制。结果表明,两树种纯林根际土有效P含量均较非根际土增加,尤以红松纯林较显著。两树种混交后,水曲柳根际土有效P含量较其纯林显著增加。无机P分级结果表明,各林分中红松纯林根际土难利用的闭蓄态P(O-P)比例最低,而较易利用的P源(Fe-P,Al-P)比例最高。混交林中水曲柳根际土O-P比例较其纯林显著下降,而Fe-P、Al-P等松结合态P的比例显著增加。混交林中水曲柳根际土P素有效性的增加,可显著促进混交林中水曲柳对P素的吸收利用,是该混交林增产的主要营养机制之一。     

天然次生林人工管理后土壤团聚体稳定性及碳氮分布变化

  目的  探究次生林转变为红松人工林后土壤结构稳定性及有机碳、氮含量的变化,分析不同阔叶树种与红松混交能否缓解单一营造红松纯林所引起的地力下降,为混交树种的选择和林地土壤质量的精准提升提供依据。  方法  以东北林业大学帽儿山林场胡桃楸红松林、水曲柳红松林、黄檗红松林和红松纯林为研究对象,以胡桃楸和水曲柳为主要组成树种的次生林为对照,采用干筛与湿筛相结合的方法进行土壤团聚体分级,测定各粒径团聚体分布及碳氮含量,通过计算土壤结构稳定性参数及各粒径团聚体有机碳、氮贡献率,分析天然次生林转化成红松人工林后土壤团聚体稳定性及碳氮分布情况的变化。  结果  次生林转变为红松人工林后 > 2 mm粒径团聚体质量分数减少,其中胡桃楸红松混交林减少程度最低,为17.94%, < 0.053 mm粒径团聚体质量分数增多,红松纯林增加程度最高,为45.78%;土壤的平均质量直径和几何平均直径降低,团聚体稳定性下降;各粒径团聚体有机碳、全氮含量均出现不同程度的下降,且胡桃楸红松林下降程度最低;次生林与3种红松混交林土壤团聚体有机碳、氮贡献率多以大团聚体为主,而红松纯林在10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层土壤团聚体有机碳、氮贡献率均以微团聚体为主。  结论  次生林转变为红松人工林后土壤团聚体稳定性和碳氮含量出现了不同程度的降低,从土壤团聚体分布、稳定性和有机碳、氮含量方面分析,胡桃楸、水曲柳和黄檗均为红松人工林适宜混交树种,3树种皆可促进红松人工林林地营养质量的提升。      

马占相思人工林根际土壤化学性质及酶活性的变化

对马占相思人工林根际和非根际土壤化学性质和酶活性的差异,及其在林木生长过程中的演变规律进行比较分析。结果表明:随林龄增长,根际土壤和非根际土壤主要养分含量(除速效钾外)和酶活性均呈增加趋势,根际土壤pH值则呈下降趋势,但非根际土壤pH值的规律性不明显;不同年龄阶段根际土壤全氮、水解氮、交换性钙和交换性镁含量均高于非根际土壤,根际土壤有机质、富里酸、胡敏酸、全磷、速效磷和速效钾含量也有相似的规律;不同年龄阶段根际土壤过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均高于非根际土壤。     

华北落叶松人工幼、中龄林土壤肥力变化

2005年以北京市营盘附近中山20年生和28年生华北落叶松人工林为对象,通过测定土壤表层0～20 cm土壤物理性质、化学性质和土壤酶的季节动态,用主成分分析法探讨华北落叶松幼、中龄林土壤肥力的变化。结果表明:28年生华北落叶松人工林土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和非毛管孔隙度等低于20年生华北落叶松,而土壤容重和毛管孔隙度高于后者;随林龄增大,华北落叶松土壤pH下降0.10个单位,土壤全氮、速效钾含量不同程度降低,而有效磷含量有一定升高;相对于20年生华北落叶松,除多酚氧化酶外,28年生华北落叶松土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶和碱性磷酸酶活性降低。土壤脲酶、过氧化氢酶、最大持水量、非毛管孔隙度是评价华北落叶松土壤肥力的重要指标。20年生华北落叶松林分土壤肥力对密度较敏感,应及时适量间伐。20、28年生土壤综合得分IFI分别为0.358和-0.358,营盘附近中山大面积栽植华北落叶松需持慎重态度。      

红皮云杉人工林立地分类与质量评价

在黑龙江省红皮云杉人工林集中分布的区段内(小兴安岭南麓的绥棱林业局施业区),利用数量化理论I方法对野外调查的130余块标准地的数据进行了立地因子与林分优势平均高的分析,筛选出的立地分类的主导因子为土层厚和坡度,并以此为依据划分出5个立地类型组和15个立地类型。根据不同立地类型的林分生长过程,以林分优势平均高为变量建立Richards方程,同时拟合各立地类型30a时的地位指数。结果表明,生产力较高的立地类型(地位指数13~15)适合于培育速生丰产林。     

膜下滴灌棉田土壤水分动态化研究

通过系统观察不同土壤类型棉田水分动态变化规律,研究了膜下滴灌棉花苗期、蕾期、花铃期、吐絮期土壤含水量以及不同土层深度土壤水分的变化。结果表明,沙土和粘土从苗期到吐絮期含水量变化趋势相似,并呈现规律性的变化:土壤含水量的变化趋势近似于抛物线,苗期土壤含水量最低,随棉花的生长发育,土壤含水量逐渐增加,至花铃期达最大,到吐絮期,土壤含水量又下降,与蕾期相当。不同土壤质地0～100cm土层各层次的土壤水分含量存在差异,随着土层深度的增加,土壤含水量呈下降趋势。在不同生育期,沙土的含水量明显低于粘土。这种变化与土壤的物理化学性质、生物学特性以及棉花根系的生长发育有关。     

城市森林不同林型下土壤基本理化特性及土壤真菌多样性1）

以东北林业大学哈尔滨城市林业示范基地8种人工纯林（胡桃楸、水曲柳、黄檗、白桦、兴安落叶松、樟子松、黑皮油松、红皮云杉）为研究对象,在对不同纯林的土壤酸碱度、相对含水量和电导率等基本理化性质检测的基础上,进行了各样品的土壤真菌宏基因组间差异研究,结果显示：不同人工纯林的土壤酸碱度、相对含水量和电导率都存在着显著的差异,pH值的变化范围在4．597～7．393,相对含水量为4．11％～10．90％,土壤电导率为953．000～3443．333μs· cm－1,其中胡桃楸林的土壤pH值和电导率最高,兴安落叶松林相反。土壤真菌宏基因组检测发现9个样品土壤真菌宏基因组间存在明显的差异,9个样品中共检测到8个真菌门、24个纲、63个目、124个科、211个属、362个种。其中真菌门和真菌纲水平的变化最明显,主要涵盖了子囊菌门、担子菌门、壶菌门、接合菌门、球囊菌门。另外,在黑皮油松中检测到近年来新发现的子囊菌门古菌根菌纲真菌,在对照样品中检测到担子菌门柄锈菌亚门伞型束梗孢菌纲真菌,在胡桃楸和水曲柳样品中检测到球囊菌门真菌,而担子菌门黑粉菌亚门外担菌纲真菌仅在对照和红皮云杉样品中检测到。在真菌门分类水平上,胡桃楸、水曲柳、兴安落叶松、樟子松样品中以子囊菌门真菌为优势菌种;白桦、黑皮油松、红皮云杉样品以担子菌门真菌为优势菌种。在真菌纲分类水平上,主要以伞菌纲真菌为优势菌种。水曲柳土样样品中发现优势菌种为子囊菌门盘菌亚门下的粪壳菌纲真菌。     

海南槟榔种植地土壤酶与土壤养分的相关研究

目的:探讨槟榔种植地土壤酶与土壤肥力的相关性。方法:调查研究海南岛东部不同种植年限的槟榔种植地土壤酶和土壤养分,并运用CORREL函数进行相关性分析。结果:12年和24年的槟榔园土壤过氧化氢酶都与交换镁和有效铜呈显著正相关关系,而与氯离子呈显著负相关关系。     

庞泉沟流域土壤粒径分形维数特征

对庞泉沟流域不同海拔人工油松(Pinus tabulaeformis)林、天然油松林、人工华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、天然华北落叶松林、油松-辽东栎(Quercus wutaishansea)混交林、山杨(Populus davidiana)林、白桦(Betula platyphylla)林、云杉(Picea asperata)-华北落叶松混交林等林种10个典型林分共39份土壤样品的质地、分形维数以及土壤养分进行了研究。结果表明:研究区的土壤质地主要砂质壤土、粉砂壤土、壤质砂土及砂土,其比例分别为46.15%、25.64%、23.08%、5.13%。流域内砂粒、粉粒和黏粒含量平均值分别为62.34%、36.58%、1.08%,粉粒和黏粒变异程度高于砂粒。分形维数介于1.773 3~2.778 9,均值为2.509 0,标准差为0.192 5,土壤质地越粗,土壤粒径分形维数越小。土壤粒径分形维数与土壤砂粒含量呈极显著负相关关系(P0.01),与粉粒含量和黏粒含量均呈极显著正相关关系(P0.01)。流域内不同林分土壤pH值在6.25~8.09,天然林土壤表层有机质、全氮、速效钾含量显著高于人工林,碱解氮含量人工林显著高于天然林,所有林分土壤表层均缺乏有效磷。土壤粒径分形维数与pH呈极显著正相关关系(P0.01),与有机质呈极显著负相关关系(P0.01),与全氮、碱解氮、速效钾呈显著负相关关系(P0.05),与有效磷相关性不显著。分形维数越大,土壤pH越大,土壤肥力越小。因此,土壤粒径分形维数可以作为判断庞泉沟流域土壤质地差异与土壤养分差异的重要指标。