晋西北黄土丘陵区不同林龄柠条地土壤水分变化特征研究

以山西省五寨县张家坪林场三个林龄的柠条林为研究对象,以撂荒地为对照,分别对其0-600cm土壤剖面的水分含量进行了测定分析。结果表明:(1)在0-600cm土层中,土壤水分含量除10a柠条林与撂荒地间没有明显差异外,其它各林龄柠条林之间均存在显著差异(p0.05),总体表现为,撂荒地10a柠条林20a柠条林35a柠条林;(2)在0-600cm土层中,各林龄柠条林与撂荒地土壤水分含量均表现随着土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势,并以200-300cm深度处作为临界低点,在不同林地表现不同的垂直分布特征;(3)不同林龄柠条林地土壤干层分布深度不同,且随着林龄的增大,中度干层的深度及范围也在逐渐增大。因此根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,应选择适宜的植物配置模式及营林管理模式,以减少本区域内土壤水分的过度消耗。     

半干旱黄土丘陵区旱作农业高产综合耕作栽培技术探讨

本文根据多年的科学研究和生产实践，结合当地实际情况，浅析了旱作农业高产高效耕作栽培技术措施。     

黄土丘陵区多次降雨补充下草灌地土壤水分空间变化规律

利用黄土丘陵区燕沟流域42场模拟降雨下土壤水分观测数据,研究2种坡度的草地、灌木地在不同经营方式(原状地、刈割地、翻耕地)下的土壤水分对模拟降雨的响应。结果表明:(1)在5次降雨补充下,依据土壤水分的标准差和变异系数,0~100 cm土壤水分受土地经营方式影响表现为:原状草灌地土壤水分可划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层;刈割地全剖面为相对稳定层,翻耕地可分为活跃层和相对稳定层。(2)单次降雨事件则随降雨量增加,各经营方式下的水分活跃层逐渐变薄或消失,次活跃层变厚,而相对稳定层变薄,整个土壤剖面水分变化趋于一致。(3)对于受高强度降雨补充后的土壤水分变异性分层,建议采用更加灵敏的土壤水分标准差和变异系数判别标准:活跃层,标准差大于1.4%,变异系数大于12%;次活跃层,标准差1.4%~0.9%,变异系数12%~8%;相对稳定层,标准差小于0.9%,变异系数小于8%。(4)坡度越小土壤水分含量越高,坡度对草灌木地、刈割地的影响较翻耕地显著,且对50~100 cm土层水分影响远大于对表层0~50cm的影响。总之,降雨后土壤水分0~100 cm土层不断增加,且剖面土壤水分逐渐一致,土地经营方式、坡度因素对土壤水分变化强度和在不同深度土层中的表现有显著影响。     

黄土丘陵区深层干化土壤对降雨入渗的响应

在陕北米脂试验站设置了野外10 m地下大型土柱,分别利用BLJW-4小型综合气象观测站、CS650-CR1000自动监测系统对降雨状况和土壤水分状况进行长期连续定位观测,分析黄土丘陵区深层干化土壤对降雨入渗的响应。结果表明:(1)黄土丘陵区降雨可以划分为3种类型:快速蒸发型降雨(P≤13 mm)、缓慢蒸发型降雨(13 mmP26 mm)、入渗主导型降雨(P≥26 mm)。其中快速蒸发型降雨、缓慢蒸发型降雨在裸露地表情况下仅能引发浅层土壤的降雨入渗响应(Z_(rapid)≤30 cm, 30 cmZ_(slow)60 cm),不能对深层干化土壤形成有效的水分补给;而入渗主导型降雨则能够引发深层干化土壤的降雨入渗响应(Z_(infiltration)≥60 cm),能够促进干化土壤得到水分修复。(2)0～90 cm土层为降雨入渗、蒸发循环层,该深度范围土壤受降雨、蒸发作用影响强烈,土壤水分呈现频繁增、减波动;90 cm以下土层为降雨入渗主导层,该深度范围内土壤不再受蒸发作用影响,土壤水分呈增加趋势。(3)入渗主导型降雨年最大入渗深度在140～160 cm,雨后上层土壤水在蒸发作用下69～435 h恢复至雨前水平。裸露地表状况下,多年累积降雨能够促进深层干化土壤产生入渗响应,2014—2019年干化土壤对于自然降雨的入渗响应深度依次为180、220、400、700、900 cm及1 000 cm。     

宁夏半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型土壤贮水量变化分析

气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性,通过农地、林地、草地等土地利用类型0-20cm、20-100cm和20-180cm土壤贮水量的分析,研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似,与降雨具有极大的相关性,都是在土壤解冻后下降,然后随着雨季的到来逐步升高,或者升高后在降低的趋势,主要以＂V＂型为主进行波...     

宁夏黄土丘陵区冬小麦农田土壤呼吸特征及影响因素分析

土壤呼吸是陆地碳循环研究的关键环节,是大气CO2的重要来源,文中以冬小麦农田为研究对象,利用ACE土壤呼吸自动监测系统,研究了冬小麦农田土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和光合有效辐射的变化特征、相互关系以及碳释放量。结果表明:1)土壤呼吸日变化呈现"单峰型",最大值出现在13:00左右,最小值出现在夜间;2)土壤呼吸日变化表明土壤呼吸与土壤温度(0-10cm)和光合有效辐射呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分的关系不确定;3)土壤呼吸季节变化表明土壤呼吸与土壤温度呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分和光合有效辐射无显著相关关系;4)冬小麦农田碳释放量168gC·m-2·a-1。     

四川丘陵区保护性耕作对土壤水分和油菜产量的影响

通过四川丘陵区3处理3重复的4年定位试验,研究了保护性耕作栽培与传统耕作栽培模式对土壤水分及油菜产量的影响。结果表明:覆盖处理对土壤有较好的保墒作用,在油菜整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均高于翻耕不覆盖处理(CK),土壤水分增加幅度为4.9%~12.8%,达到极显著水平;油菜苔花期覆盖处理(翻耕覆盖、免耕覆盖)的土壤水分比翻耕不覆盖处理(CK)平均分别增加4.1%、7.6%,增加幅度为2.2%~12.2%。覆盖处理有利于增加油菜单株角果数,覆盖处理的油菜单株角果数比翻耕不覆盖(CK)增加2.5%~10.4%;保护性耕作对油菜增产作用明显,覆盖处理比翻耕不覆盖(CK)平均分别增产6.0%、10.5%,增产幅度为3.8~12.6%,均达到极显著水平,油菜单株角果数的增加对油菜增产有重要的作用。     

黄土丘陵沟壑区人工农田土壤钾素特征研究

通过土样分析,利用统计分析法系统研究了黄土丘陵沟壑区人工农地——坝地和梯田的土壤钾素含量、相关性、垂直和时空分异特征。研究结果表明:坝地和梯田钾素分布严重失衡;表层速效钾平均含量坝地属"中等",梯田属"缺乏";表层全钾平均含量坝地属"较高",梯田为"中等";缓效钾平均是速效钾的7.58倍(坝地)和11.06倍(梯田),但转化率较低;矿物钾平均占全钾的95.71%(坝地)和95.16%(梯田),却难以被作物利用。土壤各形态钾素间都呈极显著正相关,并受土壤有机质、CEC、pH值和颗粒组成的影响。表层与下层间的速效钾、坝地和梯田间的缓效钾都有极显著差异,但黄土母质土壤钾素整体分布均一;坝地速效钾沿剖面向下含量增加,且整体高于梯田;坝地因高耗钾作物玉米而导致缓效钾含量低于梯田。土壤有效性钾、速效钾和缓效钾在时间动态上都表现为先增后降,分水岭年限坝地约在40 a,梯田约在30 a。     

四川丘陵水旱轮作区保护性耕作对土壤水分和小麦产量的影响

在四川丘陵区水旱轮作田进行了保护性耕作与传统耕作栽培模式的对比研究,对秸秆还田条件下的不同耕作模式对土壤水分及小麦产量的影响进行了探讨.试验结果表明,在小麦整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均明显地高于不覆盖处理(对照),且免耕覆盖处理又显著优于翻耕覆盖处理.小麦分蘖高峰期覆盖处理的土壤水分比不覆盖处理分别高4.9%～12.8%,对土壤有较好的保墒作用.覆盖处理的小麦最高茎蘖数比翻耕不覆盖增加11.4%～45.8%,由于增加了小麦成穗数、穗粒数和千粒重,保护性耕作条件下覆盖处理比翻耕覆盖增产3.2%～18.1%,对提高小麦产量有明显的作用.     

晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性研究

经过多年观测,研究了晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性的变化规律,通过不同数学方法分析土壤水分与环境因子的关联,探讨坡面尺度上的土壤水分空间异质性的影响因子。结果表明,晋西黄土区林地坡面土壤含水量呈现出明显的剖面与时间变化规律;土壤平均含水量在100cm以内,从表层开始随着土层深度的增加而减少,变异系数也相应减小;土壤含水量与前期降雨呈现出显著的线性关系;变异系数在降雨后迅速减小,并随着干旱天数的增加而增加。通过灰色关联与多元回归分析得出在坡面尺度上土壤水分是地形因子、植被因子等多重因子共同作用的结果,对于不同土层土壤水分来说,影响因素所起的作用也不相同。在坡面尺度上气象因子对土壤水分的空间异质性影响不大。     

黄土丘陵固原上黄试区土地利用结构演变过程分析

利用1980~2004年土地资源变化调查数据,分析了上黄试区土地利用变化及演变过程。结果表明:耕地和林地变化最为显著,主要表现为耕地向林地、草地及园地的转变。引起这一转变的因素是多方面的,主要有人口增长、比较利益及国家宏观政策等因素。上黄试区今后应结合当地自然和社会经济条件,大力发展特色农业,提高政策因素对土地的宏观控制能力,使土地利用向高效型、生态型及集约型发展;进行人力资本投资,重新协调人地关系,保障退耕的成果及后续产业的培养和发展。     

黄土丘陵区县域尺度农业水资源高效利用探讨

以黄土丘陵区安塞县为例,通过系统分析该区域降水特征、作物需水与水资源供应之间的矛盾,并以4～6月水资源供需临界期为主分析了农业用水矛盾,探讨了农业水资源高效利用的潜力及相应的措施与途径。建议农业生产应以秋作物为主,采取避旱方式抵御干旱,与旱作农田雨水资源有效利用技术相配合,保证粮食安全;恢复、改善现有水利设施;发展并实施节水灌溉技术,适度发展灌溉地面积,集约经营灌区农业。这些都是目前黄土丘陵区农业水资源高效利用的有效途径。     

半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究

建立固原半干旱丘陵区WinEPIC模型土壤数据库、气象效据库,修订柠条作物参数,验证模型的精度及在该区适应性,在此基础上对黄土高原丘陵区柠条林地水分生产力和9 m土层土壤有效含水量进行30 a长期动态模拟研究.结果表明,前10 a柠条生长主要依靠土壤储水和降水,水分生产潜力稳定且无水分胁迫,但已出现土壤干层;生长10 a以后随着柠条根系的下伸,土壤水分亏缺加剧,水分生产力随降水量变化呈波动性下降趋势.9m土层逐月土壤有效含水量均呈现明显的波动性降低趋势.模拟柠条生长初期(1～10 a)9 m土层土壤有效含水量以101.0 mm/a的速度递减,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动.由此得出,固原丘陵区柠条水分持续利用的合理年限为10 a左右.     

晋西黄土区坡面林地土壤持水性能研究

测定吉县蔡家川流域不同植被类型土壤的持水性能,通过对土壤水分特征曲线的拟合,掌握不同林分土壤比水容量,并对不同林地的土壤水分进行分类,求出不同林地的有效水范围。在研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,退耕地有效水分利用潜力最大。     

Spatial variability of leaf wetness under different soil water conditions in rainfed jujube(Ziziphus jujuba Mill.) in the loess hilly region,China

Leaf wetness provides a wide range of benefits not only to leaves,but also to ecosystems and communities.It regulates canopy eco-hydrological processes and drives spatial differences in hydrological flux.In spite of these functions,little remains known about the spatial distribution of leaf wetness under different soil water conditions.Leaf wetness measurements at the top(180 cm),middle(135 cm),and bottom(85 cm)of the canopy positions of rainfed jujube(Ziziphus jujuba Mill.)in the Chinese loess hilly region were obtained along with meteorological and soil water conditions during the growing seasons in 2019 and 2020.Under soil water non-deficit condition,the frequency of occurrence of leaf wetness was 5.45%higher at the top than at the middle and bottom of the canopy positions.The frequency of occurrence of leaf wetness at the top,middle and bottom of the canopy positions was over 80%at 17:00?18:00(LST).However,the occurrence of leaf wetness at the top was earlier than those at the middle and bottom of the canopy positions.Correspondingly,leaf drying at the top was also latter than those at the middle and bottom of the canopy positions.Leaf wetness duration at the middle was similar to that at the bottom of the canopy position,but about 1.46-3.01 h less than that at the top.Under soil water deficit condition,the frequency of occurrence of leaf wetness(4.92%-45.45%)followed the order of top>middle>bottom of the canopy position.As the onset of leaf wetness was delayed,the onset of wet leaf drying was advanced and the leaf wetness duration was shortened.Leaf wetness duration at the top was linearly related(R²>0.70)to those at the middle and bottom of the canopy positions under different soil water conditions.In conclusion,the hydrological processes at canopy surfaces of rainfed jujube depended on the position of leaves,thus adjusting canopy structure to redistribute hydrological process is a way to meet the water need of jujube.