宁夏盐池沙地不同密度人工柠条林土壤水分时空变化分析

对宁夏盐池退化沙地不同密度的人工柠条林地的土壤水分时空特征进行分析。结果表明:1)林下土壤体积含水量随着深度的增加呈先增大后降低的趋势,在垂直剖面上可分为土壤水分速变层(0-20cm)、活跃层(20-80cm)、相对稳定层(80-100cm);2)土壤水分季节动态变化可划分为:积累期(4-5月);消耗期(6-9月);稳定期(10月至次年4月)3个时期;3)土壤体积含水量随人工林密度增加呈下降趋势,2490丛/hm2和1665丛/hm2可作为该区人工柠条林调控密度的参考依据。     

蒙古高原植物生长期土壤水分时空变化特征

以AMSR-2亮温数据,SPOT归一化植被指数为数据源,采用ω-模型和基于Qp模型的双通道反演算法,建立适用于蒙古高原表层土壤水分的反演模型。将该模型应用于2013年蒙古高原植物生长期(4—10月)表层土壤水分反演,同时分析其时空变化特征。结果表明:土壤水分反演值与实测值的Pearson相关系数为0.825,均方根误差达到了0.031 6 cm~3·cm~(-3),反演模型具有较高精度;蒙古高原表层土壤水分平均介于0.047~0.234 cm~3·cm~(-3),土壤水分总的空间分布格局表现出由北向南,由东北向西南逐渐减少趋势;在蒙古国北部以及内蒙古大兴安岭森林-森林草原区,土壤水分与整个研究区相比差异较大,同时在时间序列上该区域土壤水分波动较为显著。     

风沙区不同土地利用类型的土壤水分灰色关联分析

运用灰色关联分析法,对宁夏风沙区盐池县马儿庄村4种不同土地利用类型土壤水分的垂直变化和月变化动态进行分析.结果表明:不同类型土壤水分垂直变化规律不尽相同,中层(30～70 cm)与深层(70～100 cm)土壤水分变化态势的相似程度均较高,但相似程度柠条>天然草场>甘草>苜蓿,表层(0～30 cm)与深层(70～100cm)的灰色关联度最小,土壤水分变化态势差异最大;从各月土壤水分灰色关联度来看,甘草8～10月份土壤水分灰色关联度较大,土壤水分变化态势的相似程度较高,7月份的差异明显;柠条在9月份的灰色关联度达到了最小,其他各月相似度逐渐增大;而苜蓿和天然草场土壤水分灰色关联度波动很大,变化趋势为大-小-大-小.灰色关联分析法可以较好地反映不同土地利用类型土壤水分变化趋势的相似或相异程度.     

采煤塌陷后风沙区土壤水分的环境变异性研究

通过对多种环境因素影响下毛乌素沙地南缘补连塔矿采煤塌陷区的土壤含水量的研究,为塌陷风沙区植被建设提供理论依据。研究表明:土壤冻结与积雪覆盖可以显著抑制塌陷区土壤水分亏缺。双因素方差分析表明对照区与2个塌陷区土壤含水量差异在土层未冻结时显著(P=0.0002)而在土层冻结与冻结且有积雪覆盖时不显著(P分别为0.09与0.85)。土层解冻后对照区与塌陷区的土壤含水量开始产生显著差异。解冻后不利于冻结的坡位、坡向率先进入水分亏缺状态并表现更加严重。降雨对塌陷区土壤水分亏缺有短时缓解作用。积雪融化并未显著改善解冻后塌陷区土壤水分状况。解冻后塌陷区浅层与水分剧烈变化层的水分散失在塌陷后2~3年表现明显。     

陕北毛乌素沙地土壤水分时空变异规律研究

对陕北毛乌素沙地流动、固定、半固定沙丘的土壤水分进行的长期动态观测结果表明,含水量排序为流动沙丘(8.47%)＞半固定沙丘(8.40%)＞固定沙丘(8.39%).沙地含水量随土壤深度的变化存在着分布上的差异,随着深度的增加呈现先增加再减少的趋势,在0～60 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.08%、8.00%和8.03%,差异不显著;在60～200 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.65%、8.57%和8.53%,差异显著(P>0.05),其中60～140 cm层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.76%、8.62%和8.54%,差异极显著(P>0.01).固定沙丘、半固定沙丘大部分背风面的土壤含水量高于迎风面的含水量,但在流动沙丘上迎风面的土壤含水量却明显比背风面的高.在沙丘的不同部位含水量也存在差异,土壤含水量坡顶部＜坡中部＜坡底部,在沙丘下部的丘间土壤含水量明显高于丘顶部.另外,沙地水分还受季节变化的影响,具有明显的季节变异性.     

黄土丘陵沟壑区沟道造地土壤水分时空变异特征

基于Van Genuchten模型测定土壤水动力学参数,采用定点监测方法,在沟道中不同位置以及对照坡面进行土壤水分观测,分析了延安市典型治沟造地项目沟道造地土壤水分的时空变异特征,阐明治沟造地工程对沟道土壤水分的影响。结果表明：（1）土壤水力学参数在沟道土层深度为40 cm附近发生了显著改变,0~40 cm土层土壤容重1.12 ~1.25 g·cm^-3,导水率达到40 mm·min^-1以上,入渗能力强,同时饱和含水率较大,40 cm以下土层土壤容重在1.5 g·cm^-3左右,导水率在1.25~1.41 mm·min^-1之间,入渗速率明显减小;（2）沟道土壤水分显著大于对照坡面,其季节变化稍滞后于降水的季节变化,整个生长季在15.76%~21.91%间波动,高出对照坡面5%左右,垂直分布随土层深度的增加而增加,表层最低,为15.07%,160 cm土层最高,为22.84% ,深层土壤含水量优势更加显著;沟道土壤水分变异系数在0.131~0.234之间,相比较坡面,沟道表层以下土壤水分存在较强的空间异质性,100 cm以下土层变异系数在0.2左右,土壤水分变化活跃;（3）沟口土壤含水量显著高于沟头,土层深度40 cm以下的土壤含水量长期达到甚至超过田间持水量。通过治沟造地工程水分综合调控体系,沟道能够为作物生长提供水分充足的生境条件,提高水资源利用效率的同时改善农业生态环境。     

浑善达克沙地流沙与四种主要植物群落土壤水分时空变化的研究

本文采用定位取样与烘干法,测定了浑善达克沙地流动沙地与平沙地四种主要植物群落土壤含水量的时空变化。结果表明:流动沙地与平沙地各植物群落土壤含水量在空间上由剖面上部而下可划分为水分活跃层、水分次活跃层和水分相对稳定层三层,水分活跃层的变化与其根系分布层密切相关,深根系的植物其水分活跃层分布较深。各样地土壤水分时间动态变化明显,整个生长季土壤水分干湿变化呈“S”形,土壤含水量按其季节变化可分为三个时期,4~5月降水贮存期,6月~9月中旬水分消耗期、9月下旬~10月水分缓慢恢复期。土壤水分的时空变化受立地条件、植被等诸多因子的影响,各样地因土壤机械组成和地表覆盖不同而引起水分在时间与空间上的分异。     

坝上地区老芒麦草地土壤水分和生物量变化特征

于2004～2007年利用TDR对田间土壤水分动态进行监测,研究了该地区不同降水年型下多年生老芒麦草地土壤水分的动态变化特征,同时对该地区老芒麦的耗水特性和生长特征进行了分析.结果表明,土壤水分在6月下旬达最低值,7月中旬牧草头茬草收割后土壤贮水开始迅速增加,至8月份雨季结束后又迅速下降.老芒麦的生物量以头茬草为主,干物质的主要积累时期为6月下旬到7月初的拔节抽穗期.该地区牧草的主要干物质累积时期和土壤水分的充分供给时期存在严重的不一致,建议进行土壤水分季节调控或人工草地的生育期调节研究.     

青海省旱地土壤水分动态变化规律研究

对青海省旱地土壤水分动态变化规律分析发现,大气降水对裸地土壤水分的影响十分明显,水平和垂直土壤水分梯度均明显大于草地和作物地;天然草地浅层土壤水分明显受天气状况和牧草生长影响。在牧草返青期,浅层土壤水分明显处于低值期,４０ｃｍ－６０ｃｍ土层是土壤水分的高值区,土壤水分不断向浅层输送,可弥补大气降水的不足。     

毛乌素沙地典型地形断面土壤水分动态

基于毛乌素沙地的野外观测资料,对毛乌素沙地典型地形断面土壤水分动态进行分析。结果表明,土壤水分季节变化可划分为土壤水积聚期、消耗期和稳定期;根据土壤水分垂直变化可把土壤剖面划分为土壤水分易变层、利用层和调节层;沿着坡度减小的方向,各地形断面对应层次的土壤水分含量逐渐升高,丘间地土壤水分含量明显高于该断面上其余各点。     

Investigating spatial and temporal variations of soil moisture content in an arid mining area using an improved thermal inertia model

Mining operations can usually lead to environmental deteriorations. Underground mining activities could cause an extensive decrease in groundwater level and thus a dramatic variation in soil moisture content(SMC). In this study, the spatial and temporal variations of SMC from 2001 to 2015 at two spatial scales(i.e., the Shendong coal mining area and the Daliuta Coal Mine) were analyzed using an improved thermal inertia model with a long-term series of Landsat TM/OLI(TM=Thematic Mapper and OLI=Operational Land Imager) data. Our results show that at large spatial scale(the Shendong coal mining area), underground mining activities had insignificant negative impacts on SMC and that at small spatial scale(the Daliuta Coal Mine), underground mining activities had significant negative impacts on SMC. Trend analysis of SMC demonstrated that areas with decreasing trend of SMC were mainly distributed in the mined area, indicating that underground mining is a primary cause for the drying trend in the mining region in this arid environment.     

苹果花生间作系统土壤水分动态及主要竞争区域

以晋西黄土区典型苹果-花生间作系统为研究对象,研究间作系统界面土壤水分动态变化以及土壤水分的主要竞争区域,旨在提高该地区果农间作系统降水生产力、土壤水分利用效率。采用烘干称重法对苹果树行(行距为5 m)距苹果树不同距离处0~60 cm土层的土壤水分含量进行监测,利用移动窗口法对土壤水分的主要竞争区域进行分析。研究表明:花生的苗期、开花期、结荚期和成熟期,土壤水分含量较低,均未超过20%,且各时期土壤水分含量差异显著,苗期和成熟期土壤水分含量高于开花期和结荚期,开花期土壤水分含量最低;以距苹果树南北两侧各2.5 m为分界线,距离果树越远,土壤水分含量先降低再升高,最低点在距树行1.2 m左右;在花生各生育期,与花生单作比较,间作系统土壤水分皆呈现出负效应,分别是-25.16%、-20.26%、~(-1)2.97%和~(-1)1.13%;苹果-花生间作系统苗期的主要竞争区域是距树南侧0.8~2 m和距树北侧0.8~1.8 m,竞争宽度2.2 m;花生开花期的主要竞争区域为距树南侧0.8~1.8 m和距树北侧1~2 m,结荚期和成熟期土壤水分的主要竞争宽度最小,为1.8 m,主要竞争区域分别是距树南侧0.8~1.8 m、距树北侧0.8~1.6 m和距树南侧0.8~1.6 m、距树北侧0.8~1.8 m。     

甘肃河东雨养农业区旬降水变化及其与土壤湿度关系

利用甘肃省河东雨养农业区分布均匀的13个农业气象试验站1971～2007年的逐日降水量和土壤湿度资料,分析了该区域作物生长期(3～11月)逐旬降水量的空间分布特征、变化趋势及其与相应时段土壤湿度之间的关系.结果表明,近37 a来,河东雨养农业区逐旬平均降水量的空间分布表现为两种主要的形式--南部型和东部型.南部型,降水...     

晋北黄土丘陵区不同林草措施的蓄水保土和土壤水分效应研究

以设在山西省阳高县的大型径流观测场为依托,以2005-2009年的野外实测数据为依据,研究了晋北黄土丘陵区人工植被与鱼鳞坑配合的蓄水保土及土壤水分效应,并与荒坡、苜蓿地进行了对比。结果表明:在观测的5年内,柠条、沙棘、油松的蓄水保土能力随种植年限延长无明显增加趋势,但鱼鳞坑的蓄水能力和保土能力分别高达84.7%～96.0%和95.2%～99.7%;荒坡和苜蓿(Medicago sativa)第一年和第二年的蓄水保土能力较差,第三年和第四年随植被盖度增加能力急剧增强,第四年蓄水能力分别达82.8%和91.2%,保土能力达97.0%和98.0%;土壤水份分析结果表明:不同小区4～9月土壤水分变异系数为7.0%～19.1%,油松区变异系数最大,其次为沙棘、苜蓿和柠条区,荒坡区和裸坡区变异较小,不同小区土壤水分亏缺率为23.98%～52.66%,亏缺顺序为柠条区>苜蓿区>油松区>沙棘区>荒坡区>裸坡区;林草植被有效地减少了水土流失,亦增加了土壤水分的变异及亏缺程度,应注意林草植被的合理选择和配置。     

东北黑土区土壤水分对大豆生长影响的试验研究

2009年在黑龙江省鹤山农场进行6个土壤水分水平控制的大豆盆栽试验,土壤水分分别是:15%、18%、24%、30%、40%、48%.结果表明:土壤水分和大豆产量有很好的二次曲线关系,决定系数R<'2>达到0.97,大豆产量在田间持水量条件下达到峰值,低干、高于田间持水量时,大豆均减产,田间持水量80%～133%减产幅度...     

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。     

干旱区季节性积雪融雪期含水率变化及其模拟—以新疆军塘湖流域为例

积雪含水率是干旱区季节性积雪出流的重要条件。描述了融雪期干旱区季节性积雪含水率的变化,利用数理统计方法分析了影响因素,并采用多元统计模型进行模拟。结果表明:1)融雪期干旱区季节性积雪含水率变化范围在0-8%之间。积雪含水率融雪前期变化较小,在0-1%之间,融雪后期变化幅度增加,在1-8%之间;2)融雪前期、后期积雪含水率大致从下层至上层依次减少,中期反之;3)气温是积雪含水率变化的主要影响因素,其具有滞后性。     

干旱区农田土壤水分地温变化规律及其相互关系

以干旱区农田灌溉后土壤水分、地温实测数据为基础,研究了其土壤水分、地温各自的变化规律及两者的相互关系.结果表明,各层含水量之间具有高相关性,基本达到了极显著的水平.这与土壤水分灌溉时由上而下的逐渐下渗,以及蒸发时由下而上的逐层上升有密切的关系.各层地温间的相关性大,除地面温度外,其余各层地温间的相关水平为显著或极显著水平,且相邻土层地温间均呈极显著相关.土壤水分及地温剖面垂直变化特征明显,并具有动态性.土壤水分含量大时,两者的垂直变异系数小,反之变异系数大.0～20 cm、地面(0 cm)分别为剖面含水量及地温变异强度的最大层,属中等变异强度.土壤水分及温度之间的负相关性明显.地面温度是预测表层、底层土壤水分的良好指标,利用回归分析法建立的土壤水分与地温间的函数关系可为推测土壤水分提供依据.