石漠化区雨季不同植被类型土壤水分温度动态变化及两者关系

为研究花江石漠化区雨季人工林和天然林土壤水分和土壤温度状况,运用原位监测方法和一般统计学方法分析顶坛花椒(Zanthoxylum bungeanum.)、复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)和构树(Broussonetia papyrifera)的土壤水分和土壤温度动态变化及两者关系。结果表明：(1)土壤水分含量均值呈顶坛花椒(34.7%)>复羽叶栾树(33.8%)>构树(33.4%),土壤温度均值呈构树(29.3℃)>复羽叶栾树(27.9℃)>顶坛花椒(27.3℃);顶坛花椒、复羽叶栾树、构树土壤水分含量变异系数分别是：0.13、0.15、0.13,土壤温度变异系数分别是0.04、0.04、0.07。(2)顶坛花椒、复羽叶栾树、构树各层土壤水分与土壤温度的皮尔逊相关系数如下,0～5 cm:0.275、0.468、0.441,5～10 cm:0.307、0.474、0.462,10～20 cm:0.165、0.450、0.398,20～40 cm:0.181、0.405、0.520;除顶坛花椒10～20 cm和20～40 cm负相关不显著,...     

降雨对岩溶峰丛洼地不同地貌部位土壤水分及温度的影响研究

土壤水热因子是影响岩溶区植被恢复、生态修复和水土保持等的主要因素,降雨变化是限制土壤温度和水分变化的一个重要因素,因此在典型峰丛洼地不同地貌部位选择监测点,对不同降雨条件及20、50、80、110cm深度土壤温度和水分进行连续监测,探讨峰丛洼地区降雨变化对土壤水分和温度的影响机制及其两者耦合关系。结果表明：随土层深度增加土壤水分变异系数增大,土壤温度变化幅度减小。洼地土壤水分对不同条件下的降雨均有响应,但坡地土壤水分对中雨以上级别的降雨发生降雨响应,且坡地土壤水分响应程度较洼地土壤水分强烈。土壤温度日变化特征仅存在于小雨或中雨,大雨或暴雨时,其变化呈现逐渐下降的趋势。土壤水分和温度的相关性在洼地和坡地呈相反的变化。     

荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响

以希拉穆仁草原为研究对象,通过对不同植被覆盖下土壤水分进行测定,研究了荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响,结果表明:植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,尤其是10 cm深度范围内土壤水分随植被盖度呈二次抛物线性趋势增加(R2=0.904 9);由于根系层分布的差异使得土壤剖面不同深度上对这种影响的水分响应不尽相同,灌丛植被覆盖的土壤水分含量在剖面0～40cm范围内明显大于其他植被类型,以坡顶土壤含水量最低;荒漠草原植被覆盖状况变化不仅影响土壤水分含量大小,而且显著影响土壤水分的空间分布,退化较轻的河滩草甸植被有利于维持相对均匀的土壤水分空间分布.     

广西喀斯特地区耕作对土壤水分及降雨响应机制的影响

为揭示耕作方式对土壤特性及土壤水分的降雨响应过程的影响,以广西喀斯特地区粉垄耕作和免耕甘蔗种植地为研究对象,利用田间定位监测系统对0～10、10～30、30～50 cm土壤含水量及降雨量进行连续观测,并对土壤的基本理化性质进行测定.结果表明:①粉垄耕作的土壤总孔隙度增加,容重降低.在0～10、10～30、30～50 c...     

干旱区降雨过程对土壤水分与温度变化影响研究

通过定点监测并结合统计方法分析了干湿交替时节一次降雨过程前后不同土地利用方式下土壤水分与土壤温度的动态变化特征.结果表明,降雨过程对土壤水分和土壤温度在时间动态变化和深度变化过程有着重要影响;降雨影响周期中土壤含水率在一定深度范围内有一次明显的升高过程,从降雨前到降雨后呈现低→高→低的变化趋势,其变异程度随着深度的增加...     

黄土塬区不同土地利用方式土壤水分对降雨的响应研究

以黄土塬区王东沟小流域塬面为研究对象,结合野外样品采集和室内外化验分析,探究不同土地利用方式下土壤水分、土壤水氢氧稳定同位素对次降雨事件的时空响应变化规律,为黄土塬区农业生产格局优化、生态修复提供科技支撑.结果表明:①在次降雨事件(降雨量47.6 mm)发生前及发生后7天,荒草地、苹果地和玉米地在0～3 m范围内土壤平...     

降雨条件下旱地土壤水分运动的数值模拟

以土壤水动力学原理为基础，研究降雨条件下旱地土壤水分的运动规律，建立了一维垂直非饱和土壤水分运动的数学模型，采用有限差分法FDM求解数学模型。模型检验表明，试验实测数据与模型计算值吻合较好，说明所建立的模型是可行的。     

降雨灌溉入渗条件下土壤水分运动

根据中科院栾城农业生态系统综合试验站和栾城县气象站的常规观测资料，运用SWAP软件对太行山山前平原—河北省栾城县田间土壤水分运动进行了数值模拟。从土壤含水量及土水势等方面，初步分析了降雨入渗补给条件下土壤水分运动的规律，运用实际观测资料与数值模拟结果进行了初步分析，论述了降雨与土壤水、地下水之间的转换关系。通过分析和讨论，探求了大埋深条件下降雨入渗过程，初步揭示了降雨入渗对地下水位变化的影响。     

植被恢复类型对土壤物理性质的影响研究

应用空间代替时间的方法研究了盐池县天然草地、人工封育草地、撂荒地、退耕还草地、固定沙地5种不同植被恢复类型的土壤物理性质和水分变化。结果表明,灌草结合的人工封育草地、退耕还林地和固定沙地在降低土壤密度方面优于草本为主的天然草地和撂荒地。不同植被恢复类型的土壤孔隙度差异显著,根系垂直分布较好的植被对深层土壤有较好的改良作用。封育、退耕还林等人工植被恢复措施能够降低土壤密度,增加孔隙度,改善土壤结构和物理性状,但在改良土壤质地方面还需要时间的累积。不同植被恢复类型的土壤水分变化迥异,这与土壤密度、孔隙度和质地等物理性质以及植被类型和分布密切相关。     

坡面生物调控措施对土壤水分入渗的影响

为了研究不同生物调控措施的植被覆盖度、降雨强度和坡度以及各因素间交互作用对土壤水分入渗的影响,本文通过室外人工模拟降雨试验,对不同生物调控措施坡面的土壤水分入渗规律进行了探索。结果表明：1）有生物调控措施坡面的土壤稳定入渗率较裸坡偏大,且差异极显著,但生物调控措施坡面之间的差异并不明显。2）降雨强度、坡度与土壤稳定入渗率间不是线性单值函数,均存在使土壤稳定入渗率最大的临界雨强与临界坡度。稳定入渗率随植被覆盖度增加的速率是非恒定的,存在着增速变化的临界植被覆盖度。临界植被覆盖度前,稳定入渗率的增加速率很快,之后,迅速降低并趋于稳定。3）坡面径流调控度随雨强增大而减小;相同雨强下不同措施坡面径流调控度排序为：黑麦草＞春小麦＞苜蓿＞裸坡。4）采用SPSS软件通过逐步回归分析法提取了影响土壤稳定入渗率最显著的单因子交互作用项,建立了包含降雨强度、坡度和植被覆盖度在内的多因素非线性入渗模型,通过实测数据对其进行验证发现该模型精度较高。     

典型喀斯特石漠化小流域小型农田水利配套技术与模式

以贵州清镇市王家寨小流域为例,借助3S技术建立研究区土地利用与石漠化空间数据库,摸清不同等级石漠化分布的土地利用方式,结合经济社会和人地矛盾分析,揭示导致石漠化的主导因子。在此基础上,根据水文地貌结构,水土资源条件等综合因素,确定流域小型农田水利配套方式与布局,以洼地排涝解决内涝保护基本农田为核心,提水解决水资源短缺为重点;通过配套供水管网,田间道路,引导发展节水灌溉型早熟蔬菜。2008年工程实施,至2011年流域石漠化面积减少10.2%,强度等级明显降低,中度及以上石漠化面积减少21.23hm2,土壤侵蚀模数由治理前204.45t/(km2.a)降低到156.31t/(km2.a);人均收入提高237.9%,农业产值增产66.7%,在几次重大干旱中,流域水资源均有保障,喀斯特洼地"洼地排涝+提水灌溉"模式有序地推进了流域整体石漠化的治理。     

集雨限量补灌条件下带田玉米土壤水分时空动态研究

对旱地小麦/玉米带田集雨限量补灌条件下玉米带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,认为玉米全生育期不同土层土壤含水量变化较为一致,基本上呈以小喇叭口期为峰值的"单峰"曲线。并建立了0～30、30～60、60～90及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来预测试验条件下套作玉米带土壤水分随时间变化的动态。     

黑龙港地区降雨与土壤含水率的动态变化

黑龙港地区土壤剖面含水率变化规律为双峰型,降雨对土壤含水率主要影响深度在0～30 cm土层;降雨前后土壤含水率的变化主要是受到土壤特性、土壤初期含水率和降水影响,其中降水对当地土壤含水率的主效应约为85%;0～190 cm深土壤内降雨入渗产生的土壤水分占自然降雨的85%～90%,在玉米生长期次降雨影响周期大约为5 d.     

不同立地类型根灌、滴灌水分扩散规律

为掌握根灌、滴灌在不同立地类型土壤中的水分扩散规律,通过不同灌水梯度试验,采用挖剖面和直观观测法,研究了根灌和滴灌在不同立地类型土壤水分的垂直和水平扩散规律。结果表明:风沙土中根灌、滴灌水分垂直扩散明显小于水平扩散,且灌水时间与扩散速率均呈负相关对数关系。沙质壤土中根灌水分垂直扩散明显小于水平扩散,滴灌则垂直扩散速率大于水平扩散,两者差异不明显;灌水时间与扩散速率呈负相关对数关系。灰棕漠土中根灌初期水分垂直扩散和水平扩散相同,随时间增大,水平扩散速率大于垂直扩散;滴灌则垂直扩散速率大于水平扩散,但两者差异不明显;灌水时间与扩散速率也呈负相关对数关系。总体来看,根灌在不同立地类型土壤中的水分无论垂直扩散速率还是水平扩散速率都表现为:沙质壤土风沙土灰棕漠土;滴灌则无论水平扩散速率还是垂直扩散速率都表现为:灰棕漠土风沙土沙质壤土,两者扩散规律明显不同。     

降雨集流渗灌系统室内模拟土壤水分运动研究

为解决宁南山区旱地经济林干旱缺水的现状及小降雨(4～16 mm)无法入渗到根系(20～40 cm)分布范围,设计了一种降雨集流渗灌装置,通过室内土箱试验,以降雨量作为控制因子,研究不同雨量条件下径向和垂向土壤水分的运动特征.结果表明:随雨量增加累计入渗量逐渐增大,入渗速率逐渐减小;不同雨量条件下土壤含水率增量在垂向0～...     

岩溶区峰丛洼地山体阴影区域植被指数随机模拟

针对岩溶峰丛洼地遥感影像山体阴影区域信息缺失的问题,以广西壮族自治区果化野外基地的归一化植被指数(NDVI)为研究对象,对研究区域NDVI进行了14次序贯高斯模拟(SGS),并就模拟结果与普通克里格进行对比分析.结果表明,受岩性和地形地貌等内在因素的影响,研究区域NDVI具有强烈的空间自相关性;随着模拟次数的增加,SGS模拟值与验证值之间的相关系数增加,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)减小,模拟精度逐渐提高;当模拟次数大于50次时,模拟精度高于普通克里格(OK)插值精度,模拟次数继续增加,SGS模拟精度提高不明显.研究较精确地获取了阴影区域的NDVI,可为区域石漠化评估与岩溶生态重建提供参考.     

降雨级别对农田蒸发和土壤水再分布的影响模拟

在野外人工模拟了6级降雨强度(小雨P1、中雨P2、大雨P3、暴雨P4、大暴雨P5和特大暴雨P6),通过分析麦田0~100 cm土壤含水率在3个时期的变化,旨在探讨不同降雨强度土壤蒸发和雨水入渗土壤后的水分分布规律。结果表明,气象条件一致时,不同降雨级别处理的土壤蒸发过程具有相同的变化趋势。土壤日蒸发量随降雨级别的增加均呈对数函数方式增长;不同处理白天土壤蒸发有显著的差异,晚上土壤蒸发差异不显著;冬小麦各生育期日均土壤蒸发量及阶段蒸发量由大到小依次为返青期、拔节期和灌浆期。在3个生育期,不同降雨级别冬小麦土壤蒸发占降雨量的比例(E/P)大小排序相同,均为P1处理P2处理P3处理P4处理P5处理P6处理。降雨入渗后土壤水分再分布规律相似,供水结束后,表层0~20 cm内土壤含水率急剧降低,大雨级别以上处理20~60 cm土层的含水率呈先增大后减少的趋势,60 cm以下土层的含水率变化较小。降雨级别越大,土壤水再分布影响的土层就越深,同时水分再分配过程所需的时间越长。另外,同一降雨级别,土壤初始含水率较低时,土壤水分运移再分布较慢。受作物根系生长发育影响,返青期0~100 cm土层土壤水分变化幅度不如拔节期、灌浆期变化明显。降雨级别越大,转化成土壤水的水量越多,大雨和暴雨转化效率最高。     

紫色土小流域三种土地利用类型土壤颗粒特征

在三峡库区忠县虾子岭小流域选择林地、旱地、水田3种土地利用类型采集了63个土样,利用分形维数研究了不同土层深度的土壤颗粒特征。结果表明,紫色土剖面土壤颗粒体积分形维数在2.406~2.551之间,不同土地利用类型分形维数随土壤深度增加变化的趋势不同;土壤颗粒体积分形维数与土粒结构组成存在较强的相关性,受黏粒量影响最为显著,即土壤黏粒量(≤0.002mm)越高,分形维数越大;3种土地利用类型下,土壤颗粒体积分形维数平均值表现为水田林地旱地。3种土地利用类型之间,除0~20cm土层外其余各层土壤颗粒体积分形维数差异不显著。