青海湖西侧石乃亥附近土壤水分研究

通过对青海湖西侧石乃亥乡土壤的打钻取样、颗粒分析以及含水量的测定,研究了土壤含水量变化特点、土壤干层与土壤水库等问题。结果表明,青海湖西侧土壤剖面水分分布特殊,含水量变化范围很大,上部0.6m深度范围内水分丰富,并有较多重力水存在,这是2009年该区降水量明显增加造成的。土壤0.6m深度以下含水量较低,有些剖面有轻度干层和中度干层发育,代表了正常年土壤水分含量特点。青海湖西侧土壤主要为粉砂土,土层厚度较小,土壤蓄水量较少,土壤水库的调蓄功能较差,在干旱年易于出现土壤缺水。研究得出,该区适于发展耗水少的草原植被和消耗水分少的农作物,不适于发展人工林。青海湖西侧在丰水年土壤上部水分尚未达到饱和状态,正常年降水量较少,该区大气降水通过土壤径流和地表径流补给湖水的可能性很小。     

乔灌草植被条件下土壤水分动态特征

以16年的定位土壤水分实测资料为基础,对乔灌草植被条件下土壤含水量的年度、季节及垂直动态特征进行了研究,结果显示：在0～100cm和0～500cm深度上,草地土壤水分含量大于乔木和灌木;生长盛期乔木和灌林土壤含水量较低,草地变化不大。土壤垂直动态分析表明：乔木、灌木和草地土壤水分按照速变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层划分,其位置和排列顺序都不尽相同,荒草地0～60cm为速变层,依次再往下60～280,280～400,400～500cm分别是活跃层、次活跃层和相对稳定层;山桃林0～40,40～240,240～400,400～500cm分别是速变层、相对稳定层、次活跃层和活跃层;柠条林0～80,80～220,220～320,320～500cm分别是速变层、活跃层、相对稳定层和次活跃层;土壤干层在3种植被条件下都有存在,但以乔木垂直范围最广,历时最长,灌木次之,草地再次之,草地植被随深度下降,其水分波动越来越小;乔木土壤表层水分变化剧烈,但到100cm左右水分变化程度较小,再往下,变化又趋剧烈;灌木与乔木相似,但变化程度不及乔木强烈。     

宁南山区苜蓿地土壤水分和养分变异规律研究

以宁南半干旱黄土丘陵区3年生、7年生、11年生、19年生,以及7年生上坡、中坡、下坡苜蓿地为研究对象,分析了苜蓿地0—5m土壤干层及土壤养分的消长规律。研究结果表明:(1)坡位与种植年限均对土壤水分产生影响,上坡苜蓿地0—5m土壤平均含水量为6.34%,显著小于中坡和下坡;不同旱作年限苜蓿地0—5m土壤含水量排序为:3年生>7年生>19年生>11年生;土壤干燥化指数SDI排序为:上坡>中坡>下坡;3年生>7年生>19年生>11年生,土壤干燥化程度随着土层深度的增加而减弱。待苜蓿老化后土壤水分可以得到恢复,土壤干燥化程度降低,但这一过程需要较长的时间。(2)在土壤旱化过程中,随着坡位的下降,苜蓿地0—100cm层土壤平均有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾含量增加;随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷下降。随着苜蓿旱作时间的延长,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、全磷、速效磷含量呈下降的趋势;待苜蓿老化严重时,土壤有机质、全氮开始逐渐积累,但仍然处于低水平状态。     

晋西北不同植被类型土壤水分时空变化特征

[目的]对晋西北黄土丘陵区不同植被类型不同季节土壤水分的动态进行研究,为今后该区域植被建设过程中选择适宜的树种提供理论依据。[方法]以山西省岢岚县西北黄土丘陵区不同类型植被和撂荒地为研究对象,以当地3类有代表性的植被(乔木类小叶杨林、灌木类沙棘林及撂荒地)为研究对象,系统地对旱季(4月)和雨季(9月)不同植被剖面土壤水分含量动态变化规律进行分析。[结果]各林地旱、雨季的土壤水分含量9月均明显大于4月,从土壤表层到600cm深处呈现出先增加后减少再增加的变化趋势;而干燥化程度由强到弱依次表现为:小叶杨>沙棘>撂荒地;将3种不同植被类型在0—600cm深度的土壤水分利用情况分为3个层次:土壤水分的微弱利用层、利用层(过渡层)和稳定层(调节层)。[结论]晋西北黄土丘陵区在恢复重建植被的过程中,要调整土地利用利用结构,改善乔木、灌木和草的比例,实现植被的多样化,建立合理类型的混交林和复层林,分配好种群密度,构建一个相对平衡的植物群落,保证植物耗水和环境供水处于平稳的状态。     

陕西省延川县孙家塬经济林土壤水分和水分平衡

对陕西省延川县孙家塬枣树林和苹果林4m深度土层水分的变化进行了研究,并对土壤水分有效性、土壤干层及其水循环等方面进行了分析。结果表明,枣树林地含水量平均为10.6%,还有4.5%的土壤水资源可以利用。苹果林地4m深度范围内平均含水量为7.4%,2.0—4.0m深度范围内土壤水资源基本耗尽。苹果林地土壤含水量自上向下呈现高—低—高分层变化特点,枣树林地土壤水分剖面垂向分层不明显。枣树林地和苹果林地土壤水分基本都呈难效水状态,但枣树林土壤水分接近中效水,土壤水分对苹果林生长具有严重的抑制作用,对枣树林的生长基本没有抑制作用。枣树林地2.0—4.0m深度范围仅有轻度干层发育,苹果林地土层2.0—4.0m深度范围有轻度干层、中度干层和重度干层发育。苹果林地和枣树林地土壤干层切断了深层水分与上层的联系。水循环主要表现为地表水循环,基本不存在地下水循环,形成了土壤—植物—大气的水分循环模式,属于异常水分循环类型。干层长期发展会导致该区地下水位的持续下降和地下水资源减少。该区土壤水分条件更适于发展枣树经济林。     

金沙江干热河谷人工林土壤水分研究

以金沙江干热河谷6种人工林为例,采用TRIME-PICO-IPH TDR测定雨季(6-10月)土壤水分,每个样地设3个重复,分析不同人工林内的土壤水分变化特征。罗望子纯林土壤含水量稳定,变异系数小,且含水量较其他人工林高。随着深度的增加,不同人工林之间的土壤含水量差异逐渐变小。根据土壤对降雨的蓄积、利用情况,将0-100cm的土壤剖面分为水分剧烈变化层、弱利用层,草本植物水分利用层、土壤水分微调节层。     

陕西省靖边县不同土层含水量与干层差异研究

根据野外考察和土层含水量的测定，研究了靖边县沙地土层和黄土层土壤含水量。结果表明，靖边几个研究点的沙地土层平均含水量小于3%，杨树林地黄土层平均含水量为7％左右；沙地土层含水量远低于黄土层含水量，杨树林沙地和沙柳沙地已经出现了严重的土壤干层，杨树林地黄土层出现了发育中等的土壤干层，干层发育深度都已超过6m。干旱气候是引起干层发生的主要因素，人工灌木和树种消耗水分较多也促进了干层的发育。沙地区应以发展耐旱草灌为主的植被，黄土分布区也应发展草灌为主的植被，但在黄土分布的洼地区和有外来水源的地区可以发展耐旱的乔、灌、草相结合的植被。在靖边县这一土壤干层发育较严重的地区，造林一般不能带来良好的环境效益与经济效益，反而会导致深部土壤水分的过量消耗等不良后果，因此该区是不适于造林的地区。     

土壤水分运移热力学特性的研究

根据目前土壤水热力学及土壤动力学的研究成果,从能量观点出发,将土壤水热力学与土壤水动力学有机结合起来,在充分考虑了温度场及一些其它力场对土壤水分运移特性影响的基础上,推出了土壤水分运动方程,使土壤水分运动方程具有更广泛的适用性。为进一步模拟各种情况土壤运移提供了基础。     

黄土塬区果园-农田交界带土壤水分分布及农田对果园的供水特征

[目的]为探明黄土高原南部塬区果园—农田镶嵌格局下土壤水分空间分布与协同利用特征。[方法]选取长武塬区10龄、21龄和25龄苹果园(AO10、AO21和AO25)及其邻近农田,通过测定2021年雨季后果园—农田交界带有关位点的土壤含水量,定量计算农田土壤储水对果园耗水的贡献。[结果] 2021年降水量756 mm,为典型的丰水年份,农田和AO21、AO25果园降雨入渗深度在11月底分别达8.4,7.0,5.0 m。AO10果园—农田交界带以4 m深度为界,其下部土壤含水量较上部大,4—10 m土层平均含水量为25.5%;AO21果园0—7 m土层平均含水量为22.1%,7—10 m为15.0%;AO25果园0—5 m土层平均含水量为20.9%,5—10 m土层平均含水量为13.6%,AO21和AO25果园分别在7.0,5.0 m以下仍存在土壤干层。水平方向上,AO21、AO25果园利用邻近农田土壤水分的距离分别达到5,8 m,农果交界面上农田向果园的供水量,当以干层上界划分土壤剖面,其上为表观供水量,2个果园分别为0.08,0.25 m³/m²     

黄土高原地区造林土壤水分生态分区研究

通过对黄土高原地区土壤水分背景、地带性和非地带性因素的综合分析,采用逐步判别分析法,定量地分析了多种因素的作用,同时结合经验的定性分区方法,将整个黄土高原地区划分为六个土壤分生态区。此外,就人工林对土壤水分生态环境的影响进行了讨论。     

青海省刚察县吉尔孟地区不同厚度土壤水分研究

通过土壤含水量测定,对青海湖西部天然草地不同厚度土壤含水量等问题进行了研究.结果表明,吉尔孟厚土层和薄土层土壤含水量均呈现随深度增加而逐渐降低的趋势.在相同土壤厚度条件下,低草地土壤含水量比高草地含水量高.在植被相同条件下,厚土层含水量比薄土层的含水量高.草地厚土层在80 cm深度出现土壤干层,指示当地的土壤下部水分不足.30 cm厚度的薄土层高草地和30 cm厚度的薄土层低草地分别在21和24 cm出现了含水量低于11％的干化现象.厚土层上部30 cm含水量比30 cm厚度的薄土层含水量高12.4％.吉尔孟土壤水分的突出特点是上部含水量高,说明该区土壤水分具有在上部聚集的特点,这是该区土壤冻结期较长和蒸发及蒸腾较少造成的,土壤水分在上部聚集对草原植被生长是有利的.由于该区土壤下部水分不足,该区应该发展耐旱牧草和其他耗水较少的草原植被,不适于发展深根系耗水较多的植被.     

青海湖防沙治沙区土壤微生物特征初步研究

选择了青海湖防沙治沙措施区,通过野外调查、采样和室内实验分析,对该措施区及流动沙区的土壤微生物数量及垂直分布特征进行研究。结果表明:(1)微生物总数量为沙岛半固定沙丘> 克土丘间地> 克土灌丛> 沙岛灌丛> 湖东种羊场草方格区> 流动沙丘> 克土沙棘草方格> 克土青杨草方格> 示范区近年设置的草方格区。(2)早期治理区,植被覆盖较高,微生物数量垂直分布表现为上层的高于下层,微生物含量也较其他点高。(3)流动沙丘及草方格治理的沙丘,微生物数量非常少,而且下层的稍高于上层,这是因为流动沙丘下层土壤水分状况较好。     

青海湖流域土壤保持量动态变化

[目的]对青海湖流域近24a的土壤保持量进行评估,揭示其时空变化规律,为定量评估青海湖流域土壤保持功能和区域土壤保持的重要性提供理论支撑。[方法]利用通用土壤流失方程(USLE)和GIS技术,评估和揭示1987—2010年青海湖流域土壤保持量的时空动态变化。[结果]近24a来青海湖流域土壤保持量平均为4.68×108 t/a;单位面积土壤保持量高值区分布在青海湖流域主要河流的河源区及中部地区,低值区主要集中分布在青海湖周围、河谷以及青海湖流域西北部地区。在各生态系统中,高寒草甸的土壤保持量最大,平均为2.68×108 t/a。近24a来青海湖流域土壤保持量呈先增加后减小的变化趋势,并在2005年达到最大,相比于1987年,2010年其土壤保持总量共计增加了2.17×108 t,其中,高寒草甸的土壤保持量增加最多,增加了1.20×108 t。[结论]近24a来,青海湖流域土壤保持功能在不断增强,土壤侵蚀程度不断减弱,表明青海湖流域的生态环境在不断改善。     

吴旗县不同植被类型土壤干层特征分析

吴旗县位于黄土高原暖温带半干旱地区,由于降雨量较少以及地表的蒸发和植物的蒸腾,使土壤水亏损严重,部分植被下的土壤中出现了土壤干层。为了系统比较不同植被类型下土壤干层特点,通过对吴旗不同植被0～9.0m土壤水分的实地测量和分析,得出以下结论:除农地外,其它植被类型下都不同程度的存在着土壤干层,干层严重程度,林地大于灌木林地,灌木林地大于草地;草地存在临时干层和永久干层,永久干层深度可以达到4.0m。测量当时,灌木林没有临时干层,存在永久干层,深度3.0～8.4m;杏树林不存在临时干层,油松林临时干层则很严重,杏树林和油松林永久干层深度分别在8.0m和9.0m以上。临时干层的出现取决于降水的补充,因此可能与采样时间有关。通过对吴旗县土壤干层的分析可以为进一步研究土壤干层和植被建设提供借鉴。     

青海湖防沙工程措施区土壤水分及入渗特征初步研究

选取青海湖沙区(克土和湖东种羊场)的草方格沙障,主要研究防沙措施的实施对该地区沙土物理性质的影响,采用烘干法和张力入渗仪对其土壤重量含水率及饱和导水率进行了测定。研究结果表明:克土和湖东种羊场的土壤含水率随深度变化都基本符合先增加后下降的趋势;土壤饱和导水率在克土区表现为半流动沙丘>丘间低地>坡底草方格>封沙育草区,湖东种羊场表现为:迎风坡中部草方格>坡底草方格。坡底沙土的入渗较迎风坡坡中部慢,主要与土壤粒度和含水率有关。粗砂含量较高、土壤水分较低的土壤表层渗透较快,而植被盖度较高并且有结皮的土壤表层渗透较慢。     

青海三江源区土壤侵蚀现状及其分布

通过对青海长江、黄河和澜沧江三江源区2005年时像的土壤侵蚀遥感调查,从宏观上查清了该区土壤侵蚀类型、面积和分布:三江源区土壤侵蚀面积11.48万km2,其中水力侵蚀1.84万km2,风力侵蚀1.16万km2,冻融侵蚀8.48万km2。土壤侵蚀主要分布在果洛州6县、玉树州6县、海南州2县、黄南州2县和格尔木市1乡,共涉及16县1乡。三江源区水力侵蚀主要发生在5—9月份,风力侵蚀主要发生在冬春季节,冻融侵蚀主要发生在4—5月份。该项研究为三江源区生态环境保护和建设的决策、规划及研究提供了基础数据。     

青海湖流域土壤侵蚀敏感性评价

以青海湖流域为研究区,根据《生态功能区划技术暂行规程》,选择降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤质地、植被类型作为土壤侵蚀敏感性的评价指标,在ArcGIS支持下生成单因子敏感性评价图,在此基础上基于ArcCIS的空间叠加分析功能,对土壤侵蚀敏感性进行综合评价.结果表明:研究区域内土壤侵蚀中度敏感区域占大部分,达到62.02％;高度敏感区域其次,为20.82％;轻度敏感区域和极敏感区域较少,分别为16.92％和0.24％.其中,对土壤侵蚀敏感性较高的地方主要有天峻县西北部和海晏县东部.     

利用土壤表层含水量序列预测深层含水量的研究

土壤剖面含水量的预测对于灌溉、防治水土流失、改善生态环境等一系列环境过程具有重要意义。根据每天测量红壤不同层次含水量,利用时间序列分析方法,依据表层10cm含水量序列预测20cm,30cm,40cm和60cm土层含水量。结果表明,各不同土层含水量之间呈极显著性相关;利用分布滞后模型根据10cm土层含水量预报各深层土壤含水量,模型的滞后时间随着被预报土层深度的增加而增加,预报模型相对误差不超过6%,最大相对误差不超过10%。10 cm土层含水量分别联合20 cm,30 cm,40 cm和60 cm土层含水量,利用自回归分布滞后模型对相应各土层含水量模拟预报,缩短了滞后时间,模型表达式更简洁,精度仍然较高。     

青海湖典型湿地土壤重金属空间分布特征

以青海湖黑马河湿地为研究对象,对湿地土壤重金属铜、锌、铅、铬(Cu,Zn,Pb,Cr)4种元素的空间分布特征进行了研究。结果表明:湿地表层土壤(0—10cm)中,Cu,Cr,Pb和Zn的平均含量分别为16.38±4.95mg/kg,65.46±7.34mg/kg,14.26±4.28mg/kg,46.35±7.27mg/kg。垂直湖岸的水平方向上,Cu,Cr,Pb和Zn的含量高值出现在湿地高水位带以及陆相带,低值出现在湿地水陆过渡带。在土壤剖面方向上,各重金属元素表现出不同的分布特征:Cu呈现出表面聚集现象;Zn随深度变化有明显的淋溶和积聚趋势;Pb含量沿土层剖面纵深分布的特征是先增加后减少;Cr呈显著的表面聚集现象。湿地表层土壤的对比结果显示研究区内土壤环境质量良好。湿地土壤中Cu,Zn,Pb,Cr四种元素之间呈显著正相关,表明本区域重金属具有同源性。