土壤容重测定用分段式原状取土器的设计

为了提高土壤容重测定中土样采集的效率和精准性,将环刀法和原状取土管法结合,进行了分段式原状取土器的研制.该分段式原状取土器主要由取土装置和土样分离装置等组成.与经典环刀法试验对比表明,分段式原状取土器可有效保证所取土样的原状度,并能提高取土效率4～8倍.     

长三角丘陵地不同植被林下土壤入渗特征分析

对南京市紫金山典型黄棕壤区麻栎纯林、麻栎马尾松混交林及灌木三种植被结构下土壤进行环刀法分层(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm)取样,采用传统土壤物理性质测定方法,研究了林分尺度下部分土壤物理性质的空间变异性及其与渗透规律的相互关系。结果表明:三种植被林下土壤在垂直方向上入渗速率由表及里均逐步递减,土壤初渗速率与土壤粉粒含量、土壤毛管孔隙度及土壤总孔隙度极显著相关,而土壤稳渗速率与土壤非毛管孔隙度极显著相关。同时,麻栎纯林的土壤渗透速率在三种植被类型中为最大;结合各植被结构下土壤持水能力分析,故而推断研究区麻栎纯林的土壤水文效应最为理想,可为该地区的人工造林植被结构搭配提供科学依据。     

利用环刀法测定土壤水分精度的影响因素

[目的]探讨环刀法测定土壤物理性质准确性的影响因素,为批量土壤物理性质准确测定提供参考。[方法]以不同类型土壤为研究对象,采用环刀法测定持水量特性,对环刀浸泡水位、浸泡时间、置砂时间及滤纸对测定结果的影响进行讨论分析。[结果]水位高于或低于环刀上沿时,土壤均难以达到最大持水量;水位至环刀上沿且浸泡12～14 h后土壤持水量趋于最大;环刀放置在砂上2～2.5 h避免了重力水干扰,毛管水量测定准确稳定,之后环刀持续置砂72～76 h,是测定最小持水量的适宜时段。忽略环刀中滤纸的持水重量会对最大持水量及毛管持水量的测定造成一定偏差,去除其重量有利于提高测定精度。[结论]对现有环刀法测定土壤物理性质的试验条件进行优化改进,降低了误差,检测结果具有代表性及可比性,适用于批量土壤样品的检测分析。     

黄土丘陵区不同撂荒年限土壤入渗及抗冲性研究

为了评价植被恢复对撂荒地土壤性状的影响,采用时空互代法,以黄土丘陵区不同年限撂荒地为研究对象,利用"环刀法"和原状土冲刷试验结合室内理化分析对其渗透性能和抗冲性进行了研究。结果表明:同一撂荒阶段,土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和抗冲系数均随土壤深度的增加而下降;随着撂荒阶段延长,表层土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和抗冲系数均为撂荒前期显著增大,后逐步趋于稳定,撂荒阶段间的差异显著大于土层深度的差异。在黄土丘陵区,利用Kostiakov模型回归参数a可有效表征初始入渗速率,相关系数为0.999 1,用方正三模型回归参数f_1和K可同时表征初始入渗速率和稳定入渗速率,相关系数分别为0.869 4和0.998 1,其初始入渗速率相关性较模型Kostiakov差,结合使用两者可更好的表征土壤入渗过程。     

土壤渗透系数测定与计算方法的探讨

为准确地测定土壤渗透系数,采用能态学的观点,分析了双环入渗法和环刀法测定土壤饱和渗透系数时饱和土体中压力势的分布规律,根据达西定律定量研究了双环入渗法和环刀法测定土壤渗透系数的计算方法。结果表明,土壤饱和渗透系数大于双环入渗法测定的稳定入渗速率;当采用双环入渗法和环刀法测定土壤的饱和渗透系数时,土壤剖面土壤水压力势分布规律不同。因此,这2种测定方法对应的计算饱和渗透系数的公式也不同。     

北京地区重要古树土壤物理性状分析

以北京地区的代表性古树白皮松、侧柏、油松和国槐为研究对象,采用环刀法和烘干法对其土壤物理性质进行了测定,分析了不同类型古树土壤物理特性状况,为古树种的健康生长评价提供有效依据,并在一定程度上指导古树的复壮技术等。结果表明：（1）土壤含水量均值为10.6%,4种古树的土壤含水量均值表现为白皮松〉油松〉国槐〉侧柏;（2）土壤容重均值为1.20g/cm3,4种古树之间的差异不显著;（3）土壤的总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度的均值分别为20.7%,11.8%,9.0%,4种古树差异不显著,土壤通透性均不良。（4）土壤紧实度均值为2.19kg/m2,地域性差异显著。通过本文研究,可初步判断这4种古树的土壤物理条件并不是最适合植物生长的状态。     

祁连山排露沟小流域土壤物理性质空间差异研究

研究了国家重点野外观测试验站--祁连山森林生态站排露沟流域土壤物理性质及其空间差异.结果表明:(1)土壤容重随深度而变化,变化幅度大小顺序为:山地栗钙土＞山地森林灰褐土＞亚高山灌丛草甸土,不同类型土壤容重变动在0.45～1.38 g/cm3之间;(2)土壤总孔隙度大小顺序为:亚高山灌丛草甸土＞山地森林灰褐土＞山地栗钙土,不同植被下土壤总孔隙度表现出不同的差异;土壤毛管孔隙在不同植被下,各层之间无显著性差异;土壤非毛管孔隙,山地栗钙土与亚高山灌丛草甸土和山地森林灰褐土之间存在显著性差异(P＜0.05).(3)土壤最大持水量大小顺序为:山地森林灰褐土＞亚高山灌丛草甸土＞山地栗钙土;毛管持水量与含水量均表现出亚高山灌丛草甸土＞山地森林灰褐土＞山地栗钙土,各类型土壤含水量均随海拔的升高而增大.     

新型土壤容重取样器的研制与应用

为了提高土壤容重取样的速度和保障取样质量,研制了新型原位土壤容重取样器,并与传统的环刀法进行了对比测试与分析.结果表明,新型的取样器具有如下优点:(1)结果可靠,T检验结果表明与传统的取样测定方法无显著差异;(2)新型原位土壤容重取样器省工省力,其工作效率比传统的环刀法高出10倍以上.(3)新型土壤容重取样器的扰动面积较小.     

滴灌条件下原状土与扰动土水分运动特性

为了分析土壤结构对土壤入渗规律的影响,通过研究云南红壤土滴灌条件下水分运动特征,采用室内外对比试验,试验共设计了3个滴头流量,分别为2.68,3.74,4.68L/h,土壤容重为1.2g/cm~3,分别进行了单、双点源滴灌入渗试验,着重分析了原状土与扰动土在一定的滴头流量下的湿润锋、湿润体变化特征,揭示区域土壤水分运移规律,进而为区域性作物灌水提供参考依据。结果表明:(1)原状土湿润锋运移速率比较快,原状土地表湿润比随交汇时间增加的速率快于扰动土,说明湿润锋的运移速率与土壤孔隙有关;(2)相同观测时间下,原状土湿润体变化比较快,原状土湿润体扁率α大于扰动土,原状土α=16.53%,扰动土α=45%;(3)原状土与扰动土含水率等值线变化有相同趋势,但不重合,疏密程度有差异;(4)原状土分形维数比扰动土的小,说明原状土孔隙分布差异大,扰动土的质地较均匀。研究结果揭示了该地区原状土与扰动土水分运动特征,为进一步的机理研究提供参考。     

祁连山北坡主要植被下土壤异质性研究

采用半微量凯氏、氢氧化钠-钼锑抗比色法、CaCO2分子式求法、土壤烘干法、环刀法等进行土壤异质性相关因子调查与分析,结果表明:(1)山地灰褐土、山地淋溶灰褐土、亚高山灌丛草甸土、山地栗钙土的有机质含量分别为11.88%、10.85%、10.73%、1.65%.(2)青海云杉林、高山灌丛林、祁连圆柏林、低山灌丛林、牧坡草地、无林地0-60 cm土壤容重依次减小,而总孔隙度依次增大.     

苏北山丘区森林群落次生演替中土壤物理性质及其持水性能研究

为了探明苏北山丘区森林次生演替过程中土壤物理性质以及持水性能,选择该区典型、有代表性的不同演替阶段森林群落,进行植被调查和土壤分析。结果表明,该区森林生态系统土壤物理性质随演替时间进展而演变的趋势明显;同时测定土壤在降雨和干旱时的含水量,以衡量不同森林群落土壤物理性质差异对森林涵养水源功能的影响。     

祁连山东段高寒植被类型对土壤理化特征的影响

[目的]探讨祁连山东段不同高寒植物的土壤理化特征,为区域水资源合理利用提供理论依据.[方法]对祁连山东段6种灌丛植被和高寒草地的土壤基本性状、土壤持水能力和土壤渗透性进行了相关指标的测定.[结果]①祁连山东段高寒植被的土壤容重随着土层深度的增加而增大,土壤含水量则随着土层深度的增加而降低.②祁连山东段土壤总孔隙度随着土...     

山丘区输变电工程侵蚀环境及水土流失特征

输变电工程在施工过程中扰动地面,造成土壤侵蚀,而山丘区自然条件复杂水土流失尤为严重。为明确山丘区水土流失特征,以山丘区输变电工程为研究对象,通过资料收集整理与实地勘测,探讨了其侵蚀环境、不同建设阶段、不同侵蚀单元水土流失特征及其影响因素。结果表明:在侵蚀动力系统中,输变电工程以人为扰动为主,塔基区和站区、施工道路及弃土(渣)场是输变电工程的主要侵蚀单元; 施工期的水土流失量可达自然恢复期的1.3～16.1倍,施工期的侵蚀模数是自然恢复期的1.5～25.3倍; 站区和塔基区施工期的水土流失量占比均高于其他侵蚀单元,山丘区土壤侵蚀模数均大于平原区域,是平原区的1.2～1.9倍; 在众多建设区域中以变电站建设、塔基开挖、线路施工临时道路为重点,着重山丘区输变电工程水土流失的防治。山丘区输变电工程不同建设期、不同侵蚀单元水土流失特征差异显著,进行水土保持措施配置时应工程措施、植物措施、临时措施有机结合。     

黄土和红壤丘陵区输变电线路工程水土流失影响因素及特征

为顺应国家电网公司高质量绿色发展的内在需求,防治输电线工程施工过程中造成的严重水土流失。以黄土丘陵区和红壤丘陵区为研究对象,通过野外调查和文献查阅,选取区域内两条典型线路,就气候、地形、土壤和植被等自然因素对输电线路工程水土流失特征的影响进行研究。结果表明:(1)黄土丘陵区相较于红壤丘陵区侵蚀营力除水力之外还有风力。(2)黄土丘陵区土壤渗透性强、土层深厚,而红壤丘陵区质地粘重、遇水易板结、入渗能力差。(3)黄土丘陵区植被自我恢复能力较差,施工过程中需要随时进行补植,而红壤区植被遭受破坏后恢复能力强,即使施工中植被遭受破坏,在短期内也可自然恢复。(4)黄土丘陵区输电线路工程在施工期土壤侵蚀模数是自然恢复期的1～10倍。黄土丘陵区输电线路各区域的土壤侵蚀模数是红壤丘陵区的2.5～31.25倍。(5)黄土丘陵区侵蚀模数在换流站站区、电机电缆区和榆林市线路工程塔基区的侵蚀模数取最大值,换流站站区和线路工程塔基区新增水土流失量最大; 而红壤丘陵区输电线路工程侵蚀模数在宜昌市线路工程塔基区取最大值,塔基区的新增水土流失量亦为最大。塔基区是水土流失防治和监测的重点区域。因此,根据当地自然因素差异,分区域设计工程措施,有利于减少水土流失。     

平原粉沙淤泥质海岸防护林土壤渗透特性的研究

探讨了淤泥质海岸防护林土壤的渗透特性 ,指出同一林分土壤渗透速率差异较大 ,不同样地间土壤渗透速率的差异也十分显著。林地初渗速率大 ,在降雨初期能吸收大量降雨 ,稳渗时渗透速率未必比光板地大。林地土壤渗透过程符合对数曲线 ,相关系数达极显著水平 ;渗透速率大小主要取决于土壤有机质含量和非毛管孔隙率     

黄土高原4种植被类型对土壤物理特征及渗透性的影响

以黄土高原丘陵沟壑区李家堡乡的荒草地、文冠果林地、沙棘林地和柠条灌丛为研究对象,采用野外采样与室内分析相结合的方法,研究了4种植被类型土壤的物理特征及其渗透特征。结果表明:随土层深度的增加,土壤容重大体呈增加趋势,而土壤各孔隙度和通气度呈下降趋势。4种植被类型中荒草地的土壤容重最大,孔隙度及通气度最小,而柠条灌丛的土壤容重最小,孔隙度及通气度最大。土壤水分物理特征值为柠条灌丛最大,文冠果林和沙棘林次之,荒草地最小;柠条灌丛0—40cm土层土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量、最大蓄水量、排水能力比荒草地分别高出了23.00%,22.51%,15.02%,12.76%,61.28%,且方差分析表明差异显著。4种植被类型的土壤水分入渗过程符合对数曲线,各土层土壤的渗透性系数R~2为0.937 9~0.986 9,且F检验均达到极显著水平(P0.001)。与荒草地相比,柠条灌丛的入渗速率和水源涵养功能显著高于荒草地,能更好地改变土壤物理特征,应该增加柠条灌丛林的营造。     

西南山区采煤塌陷对水田土壤物理性质的影响

为探讨西南山区采煤塌陷对水田土壤物理性质的影响及受损水田复垦途径,通过野外试验与室内测定方法分析了水田受损前后土壤物理性质的变化,结果表明:1)0~40 cm受损水田土壤容重显著增加,含水率、孔隙度(0~20 cm旱地1、2除外)显著下降;0~60 cm土壤垂直剖面除含水量干化趋同外,构型及演替规律未发生变化;2)水田受损后黏粒含量与成土母质密切相关:0~20 cm土层中0.005 mm黏粒含量高低呈现旱地3(泥页岩风化物)旱地1(泥页岩+灰岩风化物)旱地2(泥页岩+灰岩+砂岩风化物)变化,水耕历史较长、受损漏失严重的水田土壤黏粒(0.005 mm)质量分数均值分布自上而下累积增加;3)试验点土壤剖面构型、成土母质是造成渗透流量和渗透速度随累计时间增加呈减小趋势和波动与趋稳现象的主要原因,采煤塌陷并未对土壤包气带层渗水性产生严重影响;4)根据试验数据分析结果,研究区受损水田复垦可优先选择泥页岩、灰岩风化物沉积区、水耕历史较长、渗透系数小于3 m/d的沟谷区进行。该研究可为研究区采煤塌陷对水田土壤物理性质的影响提供系统诊断依据,并为受损水田复垦提供有效途径。     

黄土丘陵区土壤有机碳含量对侵蚀坡面表层土壤含水量时空变化的影响

表层土壤含水量能敏感反映降雨、气温、侵蚀等环境要素的变化,明确表层土壤含水量时空变化特征可为农业生产及土壤环境效应评价等提供参考。以黄土丘陵区不同有机碳水平的侵蚀坡面为对象,连续监测了2016年11月至2018年3月0-5 cm土壤含水量的动态变化,结合降水资料,分析了不同土壤有机碳水平下侵蚀坡面沉积区、侵蚀区及对照区表层土壤含水量的变化特征。结果表明:(1)表层土壤含水量不同季节变化差异显著,夏季变幅最大,单日最大变幅可达14.3%,春、秋、冬季的单日最大变幅<8.0%。换言之,夏季是土壤水分变化的敏感期。(2)土壤有机碳水平、坡面部位、土壤温度对表层水分变异的影响程度因季节而异。(3)土壤侵蚀加剧了坡面表层土壤含水量变异,变异程度表现为沉积区>侵蚀区>对照(未侵蚀)区;侵蚀前后侵蚀区表层土壤含水量变化量与沉积区变化量的差值随有机碳水平升高从0.85%增加至9.81%。(4)侵蚀坡面表层土壤含水量的时空异质性随有机碳水平升高呈非线性变化趋势。     

半干旱退化山区不同土地利用方式土壤理化性质的特征研究

通过对半干旱退化山区不同土地利用方式的土壤理化性质的调查研究.得出不同土地利用措施土壤机械成分表现出一定的差异性,在0-40 cm土层,88542整地和人工草地的粗砂粒平均含量高于天然草地;在0-100 cm土层,最大田间持水量:人工林地＞人工草地＞天然草地;毛管持水量:人工草地＞人工林地＞天然草地;土壤总孔隙度:人工林地＞人工草地＞天然草地;毛管孔隙度:人工草地＞人工林地＞天然草地;土壤的透气性:人工林地＞人工草地＞天然草地.在0-100 cm土层:有机质的含量为:人工林地＞天然草地＞人工草地;土壤碱解氮的含量变化为:人工林地＞人工草地＞天然草地;土壤速效磷的含量变化为:人工林地＞人工草地＞天然草地.结果表明,合理的土地利用方式,改善了土壤结构和肥力,增加土壤的通透性,改变土壤水肥气热状况,其中人工造林整地对土壤容重、持水量、土壤养分的促进作用均优于其它利用方式,有利于植被的快速恢复.     

干旱区农田不同类型土壤盐碱化发生规律

为明晰西北干旱区平原农田典型土壤发生盐碱化的规律,2014年在新疆代表性平原农场采集砾砂、粉土/粉砂、粉土/粉细砂、粉土和亚黏土5类主要土壤进行试验,分析其岩性组成、毛细管作用及土壤表层积盐之间的内在关系,寻求3者相互影响机理。结果表明:土壤中粗颗粒含量越大,早期毛细管现象越明显,土壤表面积盐越多。细颗粒含量越多,早期毛细管作不明显,地表积盐量较少但持续时间较长,最终积盐量大于粗颗粒土壤。5类土壤在盐碱化发生早期(12 d左右)毛细现象最为突出,尤其1~4 d内地表的积盐大,速度最快。粗颗粒的砂性土发生盐碱化时,表面容易形成3~4 mm厚盐痂,阻止了地表盐碱化的发展。当土壤中粉粒和黏粒较多时,地表积盐主要以晶体形式出现。土壤的颗粒级配较好、压实度较大时,土壤表面的积盐量就较少。研究成果可为西北地区不同类型的土壤盐碱化治理方法、治理时段的选取等提供参考。