腾格里沙漠宁夏回族自治区中卫市沙层水分入渗研究

为查明腾格里沙丘沙层水分渗透性及其原因,在该地区进行了沙层水分入渗试验。结果表明,在稳定前,流动沙丘入渗率最大,半固定沙丘次之,洼地最小。在达到稳定入渗后,半固定沙丘的入渗率较流动沙丘略大,洼地则最小,它们的平均稳定入渗率分别为16.8,16.2,12.0 mm/min。不同地貌类型的沙层达到稳定入渗的时间在6.3～8.8 min之间。流动沙丘与半固定沙丘水分入渗量基本相同,入渗量均较大,洼地入渗量最小。沙层具有入渗率高,达到稳定入渗快和入渗率变化小的突出特点,沙层粒度较粗,组成均一和孔隙连通性好,是其主要原因。沙层入渗率高为沙漠地区大气降水向地下水的转化创造了非常有力的条件。研究结果表明,在常用的3个入渗计算公式中,Koctakob公式最适用于沙丘水分的入渗研究,Horton公式也较适用沙层水分的入渗研究,通用经验公式不适于沙层水分的入渗研究。     

白榆沙棘光合生理参数与土壤含水量关系研究

采用Li-6400便携式光合仪在模拟光照条件下，对不同水分处理的白榆、沙棘进行观测。观测参数包括：净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等。并且运用SPSS数据处理软件进行分析，从而确定白榆、沙棘光合生理参数与土壤含水量之间的关系，并在研究过程中对试验地土壤水分进行有效性评价；其等级分别为：无产无效水、低产低效水、高产高效水、高产低效水。而把高产高效水作为指导当地林业生产的土壤水分管理条件。结果表明白榆沙棘具有高产高效的土壤含水量分别为11．4％～17．2％；9．5％～16．5％。     

陕西省靖边县沙地水分与植被建设

根据毛乌素沙地靖边县海则滩镇钻孔剖面沙层水分含量的测定,研究了该区沙地剖面水分分布特点、沙层水分存在形式、水分平衡、大气降水对地下水的补给以及植被建设等问题。结果表明,该区500 cm深度范围内沙层剖面含水量的变化特点是草地0-200 cm和灌木林地0-300 cm含水量较低,草地200-500 cm和灌木林地300-500 cm含水量较高;草地沙层含水量明显高于灌木林地,草地含水量变化范围为1.0%~6.0%,平均为3.4%;灌木地含水量变化范围为0.7%~2.8%,平均为1.5%。草地沙层剖面200 cm以下有含量大于3%的高含量薄膜水和含量大于5%的重力水存在,显示大气降水对地下水的补给较强。灌木林地沙层中一般缺少重力水和高含量薄膜水,指示灌木林地降水对地下水补给较弱。该区水分为正平衡,其原因除了降水较多之外,沙层入渗率高和受蒸发消耗较少也是重要原因。由于靖边县沙地区降水量较多,沙地水分活跃层分布深度在200~300 cm之间,较沙漠区分布深度增加了100-200 cm。沙层水分含量的剖面变化表明,该区沙层水分能够满足耐旱灌木林生长的需要,适于发展防风固沙效果好的灌木林。     

陕西长安和曲江人工林地土壤含水量对比研究

根据长安地区苹果林地及曲江地区梧桐林地和杨树林地土壤含水量测定,研究了0-6 m土壤含水量的变化和土壤干层的恢复.结果表明,在丰水年之后长安地区人工林地土壤含水量与正常年份土壤含水量有明显不同,12 a苹果林地2-4 m土层含水量平均11.77%,14 a苹果林地平均15.27%;曲江地区丰水年之后12 a杨树林地2-4 m平均含水量18.53%,14 a梧桐林地2-4 m平均含水量17.24%,干层完全消失.这表明在降水量增加的条件下,黄土高原南部土壤干层中的水分完全可以恢复.长安与曲江地区丰水年之后经过约2年半的时间,人工林土层水分恢复深度可达到6 m左右.不同树种含水量差异较大,苹果林地干层带水分恢复比梧桐、杨树林明显低.     

用薄层土蒸发数据计算获得萎蔫含水量和高基模吸力段持水曲线

本研究对薄层土的含水量和薄层土所含水分的蒸发率的关系进行了理论分析 ,并在实验室测定了砂土、壤土、和粘壤土的薄层样品的水分蒸发过程。蒸发率迅速降低时的转折含水量被与压力锅法测定的萎蔫含水量相联系。薄层土蒸发数据还被用于计算高吸力段的持水曲线。vanGenuchten持水曲线模型经修改后可以很好拟合所计算的持水曲线数据     

西安地区不同植被下土壤含水量及水分恢复研究

通过大量土壤样品采集和室内水分测定，对西安地区极端降水前后不同植被下0～6m土壤水分含量及其水分恢复进行了研究。结果表明，西安地区杨树林、法国梧桐林和中国梧桐林下大约1．5～4m深度范围内土壤含水量分别为9．3％，9．0％和9．7％，土壤干层已存在，干层厚度约2．5m。麦地和草地下0～6m未出现土壤干层。丰水年极端降水后土壤干层消失，水分得到很好的恢复，原来的土壤干层所在层位恢复后的水分含量明显高予其上部和下部。发育弱的土壤干层并未影响到人工林的正常生长，说明在西安或与西安地区类似降雨量的黄土高原其他地区，种植高大的乔木林是可行的，但应避免更为严重的土壤干层出现。     

土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响

[目的] 研究土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响,为旱作农田增加雨水蓄集能力及提高水分利用效率提供理论依据。[方法] 开展玉米-小麦轮作田间试验,设置常规种植(CK)、土壤秸秆注孔2孔/m²(T₁),4孔/m²(T₂),8孔/m²(T₃)4个处理。[结果] 秸秆注孔所有处理均提高了整个试验期表层土壤含水量。T₂,T₃处理提高了收获期深层土壤含水量,试验结束时两者底层土壤(60-80 cm)含水量较CK分别提高了29.19 %和28.18 %。秸秆注孔处理提高了作物株高、经济产量和生物量,以及降水利用效率和水分利用效率,T₂,T₃处理的提高效果最明显,且彼此差异不显著。[结论] 秸秆注孔具有保水性能和增产能力,根据成本和效果综合考虑,推荐秸秆注孔4孔/m²(T₂)作为优选处理。     

基于CWSI和土壤水分修正系数的冬小麦田土壤含水量估算

2000年10月～2001年7月在西北农林科技大学灌溉实验站冬小麦田内,进行了利用作物冠层温度定量估算冬小麦田土壤含水量的试验研究。根据水分亏缺条件下作物蒸发蒸腾量计算公式及作物水分胁迫指标(CWSI)的定义,得到了基于CWSI和土壤水分修正系数Ks的不同生育阶段冬小麦田土壤含水量估算公式,其中Ks采用了康绍忠的幂函数形式(KM)及Dooreboos的线性公式(DM)。用该公式对冬小麦田土壤含水量在4个生育阶段进行了估算,并对估算值和实测值进行对比和误差分析。分析结果表明:在出苗越冬期和越冬返青期KM和DM模型对土壤水分的估算偏高,其原因是由于麦田土地裸露导致CWSI观测中出现了较大误差;在返青抽穗开花期和灌浆成熟期KM模型估算冬小麦根层土壤含水量较适宜,误差在15%以内,DM模型误差较大达到30%。     

黄土半干旱地区油松与侧柏林分适宜土壤含水量研究

采用人工控制土壤水分的方法 ,野外定期现场实测了山西省方山县峪口镇径流林业试验基地内油松与侧柏人工林的土壤水分、光合速率、气孔阻力及其环境因子 ,研究了油松与侧柏光合速率与土壤含水量的关系 ,证明两树种的光合速率与土壤含水量的关系均可用回归方程 Pn=b b1 C b2 C2来表示。研究表明 ,在该地区油松与侧柏的适宜土壤含水量范围分别为 10～ 18 ,8～ 18 ,最佳适宜土壤含水量分别为 14 .2 ,13.1 ,相对应最大光合速率分别为 5 .7,8.3μmol/ m2 .s,说明在同样的水分条件下侧柏的水分利用效率要比油松高 ,侧柏更适合该地区立地条件。这为在黄土高原地区布设相应的径流林业措施、进行有效的土壤水分管理提供了理论依据。     

库布齐沙漠含水率对风沙运动影响的风洞模拟

采用室内分析和风洞模拟试验的方法,研究了不同风速下库布齐沙漠沙丘沙含水率对粗糙度、风速廓线和风沙流结构变化的影响。根据风洞实际动力情况,确定试验进口风速为6,8,10,12,14,16m/s;除干沙外,人工配制了含水率为0.25%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%6组不同湿度的沙样,分别开展了风洞模拟试验。结果表明,地表粗糙度随着风速的增加而增大,但随湿度的增加整体呈减小趋势;试验所包含的湿度范围内,其风速廓线均随高度呈对数分布,随风速的增大,风速廓线的对数规律越好,风速梯度逐渐减小;湿度越大输沙率随风速增加的绝对量变小,但相对量有所增加;随着湿度的增加输沙率呈整体下降趋势;不同湿度输沙率都出现随高度增加而减少的趋势,当湿度达到2.5%时,不管任何高度风蚀过程几乎停止;干沙输沙量80%集中于近地表5cm内,但随着湿度增加,5cm以上输沙率所占比重呈增加趋势,当湿度介于0.25%~1.5%时,地表5~8cm之间输沙量占总输沙率的30%以上。说明在地表含水率较高的库布齐沙漠,采用格状沙障等增加地表粗糙度的机械防沙措施能收到比西部沙漠和戈壁地区更为理想的效果,而且采用固沙措施的高度也应高于干沙地区。     

草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征——以腾格里沙漠东南缘为例

以腾格里沙漠东南缘草方格人工固沙植被区为研究对象,分别选取流动沙地、4年和30年固沙植被区为研究样地,于春季、夏季和秋季研究了草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征。结果表明:(1)土壤含水量与土壤pH既受到不同固沙年限的影响,亦受到季节变化的调控。(2)流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤电导率分别为77.84～82.34,86.04～114.68,113.80～168.66μS/m,土壤有机碳含量分别为0.86～1.74,1.30～1.52,7.96～17.36g/kg,土壤全氮含量分别为0.18～0.32,0.24～0.26,0.44～0.78g/kg。(3)仅流动沙地土壤具有粗沙粒成分,含量占0.50%～0.53%。流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤中沙粒含量分别为40.42%～43.82%,14.36%～17.17%和12.01%～14.75%,土壤细沙粒含量分别为55.44%～58.84%,80.15%～83.19%和42.55%～53.30%,土壤极细沙粒含量分别为0.24%～0.31%,2.45%～3.33%和15.85%～21.35%。仅30年固沙植被区土壤具有黏粒和粉粒成分,含量分别为0.84%～1.33%和15.16%～22.75%。(4)土壤粗沙粒与土壤电导率间呈负相关性(P0.05),土壤细沙粒、中沙粒均与土壤电导率、有机碳、全氮、碳氮比之间呈显著负相关性(P0.01),而土壤黏粒、粉粒、极细沙粒均与土壤电导率、有机碳、全氮、碳氮比呈显著正相关性(P0.01)。(5)土壤分形维数介于0～3。流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤分形维数分别为0.55～0.82,1.57～1.67和2.37～2.59。(6)土壤分形维数与土壤粗沙粒和中沙粒间呈负相关性(P0.05),与土壤黏粒、粉粒和极细沙粒间呈显著正相关性(P0.01),而与土壤细沙粒间无相关性(P0.05)。研究表明,在腾格里沙漠地区扎设草方格并进行人工造林固沙,有利于改善土壤质地,促使土壤理化性质向良好的方向发展,促进土壤质量提升和实现沙漠化防治。     

腾格里沙漠沙尘暴天气动力要素特征研究

利用中国科学院风沙科学观测场的近地层观测资料,分析了腾格里沙漠地区沙尘暴天气过程地面摩阻速度、空气动力学粗糙度以及床面剪切力的变化特征.结果表明,在沙尘暴过境时,地面摩阻速度、空气动力学粗糙度以及床面剪切力并不是保持一成不变,而是随时间不断发生变化,各高度层风速之间相关系数大于0.9,具有很显著的相关性.     

渭北黄土高原果园生草地旱季土壤水分特征研究

在黄土高原渭北苹果园,分析多年生鸡脚草（Dactylis glomerata L.）、百脉根（Lotus corniculatu L.）、小冠花（Coronilla varia L.）三种牧草对0—200 cm土层含水量的影响。结果表明:冬春季节草地表现出明显的保墒性,而进入春季以后,随着牧草的萌发又表现出强烈的耗水性,4月10日—5月31日鸡脚草、百脉根、小冠花地块土壤总耗水量分别为99.57,104.81,82.13 mm,远高于行间裸地同期在该土层的耗水量（24.19 mm）,三种牧草的耗水能力大小依次为:百脉根 > 鸡脚草 > 小冠花。生草地块土壤稳定层对活跃层水分补偿作用明显,活跃层贮水量每减少1 mm,鸡脚草、百脉根、小冠花的相对稳定层贮水量分别减少0.60,0.60,0.73 mm。     

腾格里沙漠东北缘飞播植物群落土壤水分特征

[目的]研究腾格里沙漠东北缘1992年飞播造林区主要植物群落土壤水分特征,为区域人工固沙植被合理建设与管理提供理论依据。[方法]采用环刀法测定研究区4种不同植物群落不同坡位200 cm深度土壤含水量,分析其土壤水分分布、变异性及土壤贮水亏缺度。[结果](1)不同植物群落土壤平均含水量呈现：花棒群落(0.57%)>沙拐枣群落(0.55%)>花棒+沙拐枣群落(0.51%)>沙拐枣+花棒群落(0.51%),花棒群落土壤含水量与花棒+沙拐枣群落和沙拐枣+花棒群落之间具有显著差异(p<0.05),不同坡位平均土壤含水量均呈现出：坡底>坡中>坡顶的趋势。花棒和沙拐枣组合的植被群落土壤水分垂直变异性以及随坡位的变异性小于花棒群落和沙拐枣群落。(2)不同植物群落200 cm深度土壤总贮水量变化范围为15.45～17.79 mm,土壤贮水量随土层深度变化趋势与土壤含水量一致。(3)不同植物群落土壤贮水亏缺度呈现：花棒+沙拐枣群落(97.74%)>沙拐枣+花棒群落(97.62%)>花棒群落(97.48%)>沙拐枣群落(97.44%)。[结论]研究区土壤...     

腾格里沙漠植被重建对土壤呼吸的影响

植被重建是防止和控制沙漠化的有效措施之一。为探讨腾格里沙漠植被重建对土壤呼吸的影响,利用Li-6400-09土壤呼吸室于2007年观测了1989年建立的植被重建区和流沙区土壤呼吸差异,并采用根系隔离法区分了植被重建区的土壤基础呼吸和根际呼吸。结果表明,植被重建18a显著影响了该区土壤CO2的释放过程,总土壤呼吸速率由流沙区的CO20.107±0.008μmolm-2s-1显著增加到植被区CO20.483±0.033μmolm-2s-1,而且出现了较为明显的季节波动。植被重建不但导致根际呼吸速率增加,而且影响了土壤基础呼吸速率。此外,植被重建区灌木的缀块状分布格局和养分的空间异质性导致了土壤呼吸的空间差异。     

东北黑土区丘陵漫岗夏季坡面土壤水分差异分析

在7月雨季过后,用TDR在典型黑土区小流域做土壤水分调查。结果显示:小流域坡面从下部到上部,表层10 cm土壤水分含量变化幅度最大。在深度上,表层10 cm水分含量最低,0~30 cm内由上到下水分迅速增加,从30 cm以下到100 cm趋于稳定。坡面3个部分中,在表层10 cm水分含量下部最高,中部次之,上部最低;20 cm土层水分含量上中下3部分相差无几,而在30 cm以下到100 cm,土壤水分含量由高到低基本上是上部、下部和中部。坡面上的林带在相同条件下土壤含水量显著低于豆地,但因为宽度只有10 m左右,从变化趋势来看其影响深度仅在1 m以内。沟底林带地势低,表层水分较高,因宽度大而影响深度要超过1 m。麦地和豆地相比,土壤水分含量较低。     

古尔班通古特沙漠工程防护体系内土壤水分变化规律

古尔班通古特沙漠位于准噶尔盆地腹地,是我国最大的固定与半固定沙漠。近年来在沙漠腹地进行的一系列工程建设项目,不可避免地造成对地表的扰动,并直接影响土壤水分状况。通过对工程防护体系内典型部位和原始沙面的土壤水分进行系统监测,得到土壤水分变化规律。研究结果表明,工程防护体系内土壤含水率整体高于原始沙面的土壤水分。土壤水分含量的季节变化表现为3～4月的补给期、5～7月的失水期、8～10月的弱失水期和11～2月的冻结滞水期。其垂直分布可分为表层30cm的活跃层、30～60cm的过渡层和60cm以下的稳定层。防护体系内坡向和坡度对土壤水分有显著的影响,阴坡明显高于阳坡,陡坡又低于缓坡。     

塔克拉玛干沙漠夏季保墒措施对沙拐枣幼林土壤水分及林木生长的影响

基于塔克拉玛干沙漠腹地田间试验,对比分析了不同保墒措施对沙拐枣林地土壤水分和生长的影响.结果表明:(1)保墒措施对土壤水分垂直分布的影响明显,虽然灌溉初期处理间差异不大,但在灌溉周期末差异较大;覆膜、覆沙、蒸发抑制剂(Guilspare(R))分别提高了0-20 cm,30-60 cm和20-40 cm的土壤含水量.(2)保墒措施对灌溉周期内沙拐枣清晨水势和午后水势均有显著影响,不同处理的清晨水势大小顺序为:地膜＞覆沙＞蒸发抑制剂＞对照(CK);蒸发抑制剂处理的午后水势却大于地膜.(3)与对照相比,保墒措施下沙拐枣的水分环境得到了较大改善,地膜和覆沙处理下沙拐枣生长状况较好,蒸发抑制剂处理的长势较差.