蒸发条件下土壤水盐热运移的实验研究

土壤水盐热的耦合运移研究是土壤水盐运移理论研究的重要组成部分.在模拟蒸发条件下,通过室内土柱实验,对土壤水盐热的迁移做了初步研究.结果表明:地下水位的高低直接影响土壤剖面盐分和水分分布;本实验一直处于稳定蒸发状态,今后需进一步研究不同蒸发条件下土壤水盐热的运移规律.     

长江河口地区土壤水盐动态特点与区域土壤水盐调控研究

河口地区土壤水盐动态有丰水年份春秋季土壤积盐、枯水年份夏季土壤积盐的季节性特点,且各季节积盐的机理也不同。分析研究了河口地区不同水文年间不同季节的土壤水盐动态调控指标。分析河口区域土壤盐分的分布状况及近几年来河口区域秋冬季咸潮入侵加重和雨季土壤盐化程度加剧的状况,针对性的开展河口区域不同水文年各季节的土壤水盐调控,采取各种水利措施和农耕措施控制区域土壤水盐状况向有利于土壤改良和提高生产率的方向发展。     

大沽河中游地区土壤水与浅层地下水转化关系研究

青岛作为北方严重缺水城市之一,其水资源的合理利用对青岛的发展至关重要。通过对大沽河流域土壤水、地下水的长期观测,利用简化后的土壤水量平衡方程并结合Hydrus-1d软件对地下水浅埋区农田土壤水与地下水的转化关系进行了分析和计算,同时得到了该区域土壤水资源量。结果表明,土壤水分与降雨、地下水位埋深存在较快的响应关系;土壤水与地下水可以相互补给,且不同时期具有不同的转化特征:玉米生长期内土壤水与地下水的交换频繁,且容易出现农田土壤水分渗漏以及地下水位剧烈波动,期间土壤水补给地下水228.0 mm,地下水补给土壤水287.5 mm;而小麦生长期内未进行农田灌溉时,土壤水与地下水几乎为单向联系,主要由地下水补给土壤水,且补给量变化较玉米期稳定,期间土壤水补给地下水70.09 mm,地下水补给土壤水266.9 mm;通过计算得到研究区土壤水资源量为439.1万m3,这对于农作物的生长具有重要的作用,应制定合理的灌溉方案,最大限度利用土壤水资源,从而达到农业节水的目的。     

秸秆覆盖对盐渍化土壤水盐影响的试验研究

研究了不同秸秆覆盖量处理对盐渍化土壤蒸发量、含水率及含盐量动态变化的影响。结果表明,（1）随着秸秆覆盖量增加,土壤蒸发量逐渐减少,当秸秆覆盖量为7 500 kg/hm2时,日蒸发量减少幅度趋于稳定。（2）秸秆覆盖量为10 500,7 500,4 500,1 500 kg/hm2时,蒸发抑制率依次为80.54%,79.01%,62.45%,37.93%。（3）随着秸秆覆盖量增加,不同土层含水率逐渐增加。当秸秆覆盖量为7 500 kg/hm2时,0—10 cm土层含水率达到最大值,比对照实验增加了9.28%;0—10 cm土层含盐量下降幅度最大,含盐量减少了3.21%。因此,秸秆覆盖盐渍土壤能够减少土壤水分蒸发损失,提高水分利用效率,抑制盐渍化土壤可溶性盐分的表聚作用,对改良盐渍化土壤具有显著效果。     

γ透射法在土壤水运动研究中的应用

在作者对γ透射法测定土壤含水量的精度与分辨率研究的基础上,首先介绍了利用γ透射法在室内外一维入渗实验过程中,同时测定几个土壤水分运动参数的原理与方法;其次对作者近十多年来,根据不同实验要求所研制的室内一维与不同类别的二维土壤水分运动实验装置的结构组成与应用情况做了介绍;最后对γ透射法用于大型称重式蒸渗仪的土壤水分剖面检测也做了概述.在上述各实验方法及实验装置中均采用了计算机对土壤水分的自动检测、控制与数据处理,从而为非饱和土壤水分运动的研究提供了重要条件.研究表明,在利用γ透射法进行土壤含水量测定时,当穿透土体后的射线强度记数率不小于104情况下,室内实验的测点间距为2.5 cm,其误差不超过±2%;而大田试验的测点间距为5.0 cm,其误差范围为3%～5%.     

土壤水盐运动的时空模式化研究

文章初步分析了土壤水盐运动的机理模型,总结了对流—弥散方程建立的一般思路及数值解法的局限性。基于?S敿际醯慕嵌?概括了土壤水盐运动空间模式化研究内容,探讨了GIS与溶质运移模型的集成问题,指出了Geodatabase、COM等技术的发展为GIS与水盐运动机理模型集成提供了发展契机。     

土壤水蚀过程研究回顾

在学科发展和社会需求的双重驱动下,土壤水蚀过程一直是土壤侵蚀研究领域关注的焦点和热点。文章对土壤水蚀过程研究进行系统的回顾总结,介绍了土壤水蚀过程的概念和研究方法;重点从坡面土壤分离—搬运—沉积过程、流域土壤侵蚀—输移—堆积过程和水蚀预报模型3个方面,阐述了土壤水蚀过程研究的核心内容及取得的主要成就,并对国内外土壤水蚀过程研究进行了对比分析。在此基础上,将土壤水蚀过程研究尚需解决的难点问题归纳为土壤水蚀过程与机理、水土流失尺度特征和水土保持措施防蚀机理3个方面。     

基于人工智能计算技术的区域性土壤水盐环境动态监测

根据区域水环境监测与评价的要求，采用人工智能计算技术的BP神经网络模型进行二维区域性土壤水盐环境动态监测，仿真计算了河套灌区内两个实验区的区域土壤水盐动态值，绘制出水盐等值线图与三维透视图，将两年的预测成果对比分析。结果表明：隆胜实验区2002、2004两年春季耕作层土壤水分平均值稳定为21.0%，电导率平均值分别为0.35 ms/cm、0.42 ms/cm，有少量积盐。沙壕渠实验区两年春季耕作层土壤水分平均值分别为25.8%、21.8%，水分减少4%，而电导率明显增加，从0.44 ms/cm增至0.66 ms/cm，土壤耕层积盐明显，值得引起重视。由于BP神经网络技术对原始数据无参数及分布要求，不涉及特异值处理问题，可消除普通克立格法的平滑效应，具有较强的非线性拟合智能，对采样系统布置无严格要求，计算程序简单实用，是对常用地质统计学Kriging传统预测方法的改进，有独特的优点，可应用于大面积土壤水盐动态监测工作。     

土壤水热耦合模型的研究

将二维有限元方法和遗传算法结合起来，求解土壤水热耦合方程，获取土壤含水量数据。通过遗传算法来反演水热耦合边界条件，再应用二维有限元方法来正演土壤水热耦合方程，并以遥感数据作为方程的初始条件，实现对土壤水分的时空监测。通过使用内蒙西部研究区的土壤温度和土壤水分数据对此模型进行模拟和检验，结果表明此方法是合理的，应用效果令人满意。     

不同状态土壤水的采取及化学组成特性研究

利用离心分离法,对土壤中不同状态水采取所需时间及化学组成进行试验研究,明确了利用离心分离法可以取得不同状态(不同PF段)土壤水所需时间,并分析了不同状态土壤水中主要离子的溶存量及组成特性,对研究作物的生长发育、土壤-作物生态系统中的养分循环、地力培肥等方面都具有重要的指导作用。     

干旱荒漠区排矸场不同覆盖类型对土壤水分蒸发的影响

[目的] 在水分匮乏的干旱荒漠区煤矿废弃地植被恢复过程中,研究不同边坡覆盖模式对土壤水分蒸发的影响,为干旱荒漠区矿区废弃地生态恢复模式优化与完善植被恢复技术提供科学依据。[方法] 以中国西北干旱荒漠区煤炭基地废弃地——排矸场为研究对象,研究不同覆盖类型排矸场边坡土壤水分蒸发和表层土壤水分的变化。试验设置了草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型,以无覆盖为对照。[结果] 干旱荒漠区煤矿排矸场边坡表层土壤含水量基本呈随着坡位降低而增加的变化规律;蒸发试验进行初期各覆盖处理的土壤日蒸发量较大,随着时间推移日蒸发量逐渐降低,草帘覆盖下的平均土壤日蒸发量最低,与无覆盖处理之间的变化差异达到显著水平（p<0.05）;3种覆盖与无覆盖处理下的土壤水分累积蒸发量在排矸场边坡的不同坡位均表现出逐步上升的规律,无覆盖措施的土壤累积蒸发量增加较明显,草帘覆盖、液膜覆盖和生态毯覆盖措施下的土壤累积蒸发量分别比无覆盖措施减少了38.4%,24.2%和20.6%,坡面覆盖处理的土壤累积蒸发过程符合线性函数关系。[结论] 在草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型中,草帘覆盖下的土壤含水量较高,草帘是减少边坡表层土壤水分蒸发量最为适合的覆盖措施。     

不同覆膜开孔率下土壤水分和潜水蒸发的模拟研究

为研究蒸发阶段不同覆膜开孔条件下土壤水分运动,在室内进行蒸发模拟试验的基础上,采用HYDRUS-1D模型对不同覆膜开孔率和大气蒸发能力条件下土壤剖面含水率和潜水蒸发量动态变化进行了模拟,并与实测资料进行比较。结果表明:土壤剖面含水率同时受大气蒸发能力和覆膜开孔率的共同作用,随覆膜开孔率和大气蒸发能力的增加,土壤剖面含水率减小,且上层土壤含水率差异比下层土壤明显;覆膜开孔率和大气蒸发能力一定时,土壤剖面含水率在蒸发初期有所增加,蒸发后期基本保持稳定;覆膜对潜水蒸发的阻滞作用明显,但开孔率增加到一定数值时,表层盐分的影响大于覆膜的影响,使土壤含水率增大,累积蒸发量减小。经实测数据验证,模型精度较好,表明HYDRUS-1D模型用于不同覆膜开孔率下的土壤水分运动模拟是可行的。     

黄河三角洲退化刺槐林地的土壤水分生态特征

为揭示黄河三角洲人工刺槐林的退化机理及其土壤水分生态特征对退化程度的响应关系,采用野外典型抽样调查分析和室内分析测定相结合的方法,在黄河三角洲地区研究了退化刺槐林地土壤水文物理性状、土壤入渗特性及土壤贮水性能的差异。结果表明,随着刺槐林退化程度的加剧,林地土壤的容重增加,而土壤有机质、孔隙度和孔隙比等表征土壤水文物理性质的指标明显降低,0—20cm土层土壤指标状况好于20—40cm土层。轻度、中度、重度退化刺槐林地的土壤容重与未退化相比分别增加了3.68%,9.56%,14.71%;总孔隙度降低2.38%,4.86%,9.57%。Horton模型比较适合描述退化刺槐林地土壤水分入渗过程,随着退化程度的加剧,初渗率和稳渗率均表现出降低趋势。轻度、中度、重度退化类型下的稳渗速率值分别比未退化(4.02mm/min)下降了25.62%,55.47%,85.07%。刺槐林地土壤吸持、滞留贮水量、土壤涵蓄降水量、有效涵蓄量也表现出降低趋势,0—20cm土层的贮水性能均强于20—40cm土层,轻度、中度、重度退化类型下的40cm土层土壤饱和贮水量分别比未退化(195.78mm)下降了2.37%,4.85%和9.56%。     

百里杜鹃景区马缨杜鹃林凋落物对土壤蒸发的影响

[目的]探究百里杜鹃景区马缨杜鹃林下凋落物覆盖对土壤蒸发的影响,为其林下水源涵养功能的发挥提供科学依据。[方法]根据土壤蒸发理论,采用自制微型蒸渗装置进行模拟试验,参照百里杜鹃林下凋落物现存状况,研究不同质量相同比例及相同质量不同比例的凋落物覆盖对土壤蒸发抑制的影响。[结果]不同分解程度凋落覆盖比例相同质量不同时,土壤水分蒸发量随凋落物的质量增大而减小;土壤水分蒸发量随着土壤含水率的下降呈递减关系,当含水率每下降0.5%时,60,30和15 g凋落物覆盖的土壤水分蒸发量分别依次减少了0.11,0.49和1.23 g。凋落物覆盖质量相同时,不同分解程度的凋落物对土壤水分蒸发抑制作用不同,表现为:未分解半分解已分解。[结论]凋落物覆盖量越多,对土壤蒸发的抑制作用越大;凋落物分解程度越低,对土壤蒸发的抑制作用越好。     

滴灌条件下土壤平均含水率计算方法研究

为寻找适合滴灌农田土壤平均含水率的计算方法,在裸地和大田试验研究的基础上选用单点平均、三点平均等5种方法分别计算了滴灌条件下平均土壤含水率,并以积分法为标准,对其他4种方法进行评价。结果表明,3点取样,采用面积加权平均法计算各层土壤的平均含水率,然后在垂直方向上采用积分中值定理求平均值的方法计算结果更接近真实值,误差最小,可利用该方法计算滴灌农田土壤平均含水率。     

黄河三角洲土壤抗蚀性的微观研究

用土壤微形态的研究方法观察了分析了黄河三角洲土壤的微观特征，用以研究土壤的抗蚀性，研究结果表明该区土壤发育处于初始阶段，土壤在矿物成分，有机物质，土壤形成物等方面仍然在很大程度上保留着冲积物的特征，土壤微结构差，抗蚀性弱，微生态系统脆弱，土壤经人为扰动后易发生水土流失，由三角洲顶部向河口地区。土壤发育愈来愈差，也愈容易遭受侵蚀，因而土地开发利用中，必须重视对土壤微生态环境的保护。     

黄河三角洲引黄灌区不同植被类型的降盐改土功能

以裸地为对照,对黄河三角洲小开河引黄灌区输沙干渠两侧的白蜡林、棉田及杂草地3种植被类型改良土壤盐碱程度、土壤容重和孔隙度状况、土壤养分含量及土壤呼吸速率等参数进行比较分析。结果表明:①植被建设具有降盐效应,棉田、白蜡林、杂草地含盐量均值分别比裸地下降66.7%,52.4%,16.7%,表层低于20-40cm土层。②植被建设使土壤容重减小、孔隙度增大,土壤容重均值表现为白蜡林<杂草地<棉田<裸地,总孔隙度则与之相反,对土壤表层的改良效果好于20-40cm土层。③不同植被类型土壤有机质及速效养分含量均有提高,白蜡林、棉田、杂草地土壤有机质含量均值分别是裸地的2.72,2.03,1.75倍,土壤表层高于20-40cm土层。④白蜡林、杂草地、棉田的土壤呼吸速率日动态呈现单峰曲线,土壤呼吸速率日均值及日变幅均表现为白蜡林>棉田>杂草地>裸地,其中白蜡林、棉田、杂草地土壤呼吸速率日均值分别是裸地的8.01,6.47,3.36倍。     

延安研究区主要自然植被类型土壤水分特征初探

系统地研究延安研究区的天然植被土壤水分对于认识植被建设的环境具有重要意义,研究结果表明水分条件可以保证植被的正向演替和群落的稳定,虽然在天然植被中也存在土壤低含水层(土壤干层) ,但这是一种正常的自然现象,而且,对植被的自然更新、演替和形成稳定群落没有根本性的影响。文中给出了延安研究区主要植物群落类型土壤水分的适宜范围     

干旱河谷区坡耕地等高植物篱种植系统土壤水分动态研究

金沙江干旱河谷区坡耕地固氮植物篱种植模式的研究结果表明 ,植物篱与农作物利用土壤水分的深度不同 ,植物篱在旱季主要利用 5 0 cm以下深层土壤水分来度过严酷的旱季 ,在雨季促进水分向深层土壤渗透 ,提高 0～ 15 0 cm土层贮水量 ;据剖面含水量的变异程度可将剖面分为 4个层次 :水分剧变层、水分渐变层、水分弱变层和水分稳定层 ,其中植物篱模式下剧变层为 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 10 0 cm ,弱变层为 10 0～ 15 0 cm,稳定层在15 0 cm以下 ,而传统耕作坡地和裸坡地 (梯地 )分别为剧变层 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 5 0 cm,弱变层为 5 0～ 12 0cm ,稳定层在 12 0 cm以下 ,渐变层厚度显著小于植物篱种植模式。植物篱模式提高系统中土壤水分周转库容 ,不仅有利于雨季调节地表径流 ,而且有利于旱季改善土壤水分条件。在时间上 ,一个旱季 -雨季周期内干热河谷坡耕地土壤水分动态可分为 3个时期 :水分消耗期、水分补给期和水分平稳期     

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征.结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(E_R)随开孔率增大而急剧减小.不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度削面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤.盐分浓度在表层最大.在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示.研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循.