黄壤坡地土壤水分垂直变异特征分析

通过对土壤水分垂直变异的分析，探讨了贵州岩溶地区黄壤坡地的土壤水分特性。研究运用小波变换对各层土壤水分序列的突变点进行了检测，根据相干谱和互谱特征分析了各层土壤水分变化的响应关系；利用相频特征研究了各层土壤之间水分变化的时滞性。结果表明，试验区各层土壤水分变化近似平稳随机过程；土壤表层至底层之间存在交替的弱透水层与弱持水层，大部土壤层的水分变化与其上层之间存在一定的时滞性。     

西南丘陵区坡地土壤水分的时空变异

利用地统计学方法研究了我国西南丘陵区坡地土壤水分特性的时空变异特性。土壤水分含量在不同季节和不同层次具有一定的空间结构,可用纯块金效应模型、指数模型和球状模型进行拟合;土壤平均含水量、剖面各层含水量和半方差参数除变程外均随季节表现出明显的变化,但随土壤层次无明显的变化规律;土壤含水量的空间相关性随季节呈波动变化,块金值的变化趋势与基台值相似。克立格插值结果显示不同季节土壤平均含水量的空间分布格局不同。     

坡地土壤水分运移及氮素垂直迁移规律

土壤水分是维持陆表植被生态的关键,也是水资源规划与管理的基础。土壤水分的运移直接关系到深层土壤水分能否得到补充及水分对植被的有效性。地下水体氮污染已成为国内外普遍关注的问题,土壤淋失被认为是氮素损失的重要途径之一,也是造成地下水氮污染的重要原因。降雨是土壤氮素淋失的主要驱动因子之一,较大降雨形成的土壤下渗水流为氮素的迁移提供了载体。本文初步总结了国内外研究者关于土壤水分运移及N素垂直迁移规律,旨在为土壤水分运移及N素垂直迁移提供一些借鉴和参考。     

黄土高原退耕坡地土壤水分空间变异的尺度性研究

在面积60 m×60 m的坡地上采用2 m×2 m的网格进行高密度土壤水分测定,通过改变采样幅度和采样间距的“再采样”方法,选取变异系数、相关距离和Moran的I相关指数3个参数作为表征空间变异大小的指标,研究了尺度大小对土壤水分空间变异的影响。研究结果表明,随着采样幅度尺度在一定范围内的增大,土壤水分变异的特征参数如变异系数、相关距离和Moran的I相关指数都呈不同程度地增大;当采样间距增大时,变异系数和Moran的I相关指数没有变化,而相关距离却减小。     

喀斯特峰丛坡地灌木林地与梯田旱地土壤水分入渗特征

为明确喀斯特峰丛坡地土壤的入渗特性,该文测定了灌木林地和梯田旱地不同土层的入渗过程,同时分析了影响入渗的因素,并用不同入渗模型对其过程进行拟合。结果表明:(1)梯田旱地的入渗性能低于灌木林地,其平均入渗系数约是灌木林地的78.6%,尤其在土层30~60 cm的平均初渗率、稳渗率仅为灌木林地的4.3%和4.4%,存在明显的入渗隔层,其原因是梯田旱地本身的土壤黏粒含量充足,加上人为翻耕促使较细颗粒向下移动后堆积。(2)灌木林地土壤中的砂粒含量和有机质含量较高,孔隙度较大,不同土层间的性质差异较小,而梯田旱地0~30 cm与30~60 cm土层的土壤性质差异明显,表现为下层土壤容重大、土壤孔隙度小。两者入渗性能均与土壤容重、孔隙度的相关性极显著(P0.01)。(3)Horton模型对灌木林地和梯田旱地的拟合效果较好(R20.9),且对梯田旱地表层和深层的拟合度比对灌木林地的拟合度更好。Kostiakov模型和Philip模型的拟合效果较差。该文为喀斯特土壤水分管理及土壤入渗模拟提供了理论依据。     

红壤坡地降雨入渗、产流及土壤水分分配规律研究

选取农作区和荒草区两个不同利用模式下的红壤坡地，研究了降雨的入渗、产流及对土壤水分分布的影响。结果表明：（1）农作区和荒草区的径流系数都随着年限的延长而降低并达到稳定。降雨量成为影响径流量的唯一主导因素；农作区的径流系数显著高于荒草区（r〈0．05）。（2）农作区的入渗比率（入渗量／降雨量）低于荒草区；在持续降雨的情况下。农作区60cm以上土壤蓄水增量降低，但渗漏量保持不变．因此使入渗比率降低，而荒草区则在60cm以上土壤蓄水增量降低时，通过提高土壤的渗漏量保持较高的入渗比率。（3）降雨对土壤水分分布的影响受土壤初始含水量和垫面的影响。土壤初始含水量越低，降雨使土壤水分含量增量越大。在同等降雨置下，农作区只有40cm以上的土壤水分含量增加，而荒草区则为90cm以上。     

保水剂混施用量对沙质土壤水分垂直入渗特性的影响

为了探明保水剂在不同混施用量下对沙质土壤水分入渗性能及变化过程的影响,通过室内积水入渗试验,比较分析了保水剂作用下土壤水分的入渗率、累积入渗量及湿润锋等的动态变化。结果表明：混施保水剂不同程度上减小了沙质土壤水分入渗率、累积入渗量和湿润锋运移距离。保水剂混施用量越多,入渗率的降低程度越大,累积入渗量和湿润锋运移距离越小。试验中,保水剂混施用量为0.75%和1.00%时,表层土壤含水率急剧增加;同时,由于保水剂较大的阻止入渗作用,使得8-14cm土层土壤含水率较低。混施用量0.5%时,8-14cm土层具有较高的土壤含水率。     

不同竹林地土壤水分入渗研究

通过对深圳茜坑水库水源保护区内4个主要竹林植被类型竹林试验小区土壤入渗性能的研究,揭示了不同竹林类型对土壤渗透性的影响.研究结果表明:不同竹林地土壤的初渗速率从小到大依次为毛竹试验区(1.42mm/min)、勃氏甜龙竹试验区(11.79 mm/min)、麻竹试验区(12.22 mm/min)和红竹试验区(18.04 mm/min).稳渗速率由小到大依次为毛竹试验区(0.14 mm/min)、勃氏甜龙竹试验区(1.78 mm/min)、麻竹试验区(2.54 mm/min)和红竹试验区(3.92 mm/min).毛竹林的土壤初渗率、稳渗率和平均入渗率均较低.土壤入渗性能与土壤孔隙度、土壤容重、土壤质地、土壤结构、土壤初始含水率、地表枯落物的厚度有关.相对于红竹林、麻竹林和勃氏甜龙竹林,毛竹林的土壤入渗率较低,不适宜作为水源涵养林的选择竹种.     

黄土丘陵沟壑区土壤水分垂直变异及影响因素

以陕西安塞纸坊沟小流域为例,通过测定0 ～1000 cm深度土壤含水量,分析不同坡度、坡向和土地利用方式下的土壤水分垂直变异特征.结果 表明:1)不同土地利用方式下土壤水分垂直分布特征不同.乔木林地与灌木林地土壤含水量均在0～ 50 cm减小,而在50 cm以下乔木林地小幅波动,灌木林地缓慢增大.撂荒草地与农地土壤含水...     

太行山山前坡地不同土地利用方式下土壤水分的时空变异特征

以济源试区坡耕地、苹果园、果农复合系统、退耕还林地、刺槐林地5个邻接农林模式为研究对象,用时域反射仪(TDR)测定坡面不同农林模式雨季前、雨季中和雨季后表层土壤(0-30 cm)含水量,分析表层土壤水分分布特征及其时空变异特征。结果表明:由于受不同坡位、不同植被类型的影响,土壤表层含水量从坡顶到坡底逐渐增加;雨季前后土壤表层含水量的半方差理论函数均呈球状模型,块金值变化并不明显,其值分别为0.25和0.30,独立间距分别为99.7 m和87.6 m,土壤水分具有强烈的空间自相关性,存在很好的分形特征,分形维数分别为1.71和1.74,变异均主要是由空间自相关部分引起。雨季中土壤表层含水量的半方差函数呈直线模型,土壤水分空间变异表现出随距离增加而增加,分形维数为1.40。     

不同耕作制度下荒漠绿洲棉田土壤水分的时空变化

通过田问试验研究了不同耕作制度荒漠绿洲棉田土壤水分的时空变化.结果表明,0-120 cm土层免耕覆盖土壤容积含水量最高,免耕留茬次之,传统耕作和耕作覆膜最低.0-20 cm土层,免耕覆盖和免耕留茬土壤含水量高于传统耕作和耕作覆膜,0-5 cm差异最大,但随着深度增加差异减小,20-120 cm差异不大.传统耕作、耕作覆膜、免耕留茬棉田表层与底层土壤水分梯度明显,免耕覆盖不明显.头水前不同耕作方式棉田0-120 cm土壤含水量都随时间延长逐渐降低,前期免耕覆盖和免耕留茬与传统耕作和耕作覆膜差异较大,后期差异变小;头水后,免耕覆盖、免耕留茬高于耕作棉田.免耕覆盖和耕作覆膜棉田表层土壤水分状况比较稳定,免耕留茬和传统耕作变化幅度较大.     

湘北红壤坡地土壤水分特征及其水分运移

湘北红壤坡地土壤持水力强,有效水含量低(10％左右),含水量呈季节性变化(年变化可分为饱和、亏缺和补充3个时期);土壤结构性差,养分贫乏,原始生产力低,易产生降雨土壤侵蚀。湘北红壤坡地雨水自然资源化程度为降雨量的(46±2)％,农业利用中必须强化雨水资源化过程。坡地典型农业利用系统(旱季)地表/大气界面的水分传输表现为:植被构成是影响传输通量的第一要素;气温和界面水势是影响土/气界面水分传输的主导环境气象因子;辐射和空气饱和水气压差是影响叶/气界面水分传输的主导环境气象因子;在一定的土壤含水量范围内,土/气界面水分传输通量受表层土壤含水量控制。土壤水分变化影响能量平衡,土壤蒸发量与土壤表层水分含量之间有线性正相关;土壤水分除通过影响能量分配来影响植物蒸腾外,土壤水分还能通过影响叶片气孔导度来影响植物蒸腾速率。     

黑土坡耕地土壤湿度时空演变及其与大豆产量空间相关性分析

利用经典统计学和地统计学方法对典型黑土坡耕地土壤湿度时空演变特征以及大豆产量与海拔高度和不同时期土壤湿度的空间关系进行了分析。结果表明:黑土坡耕地土壤含水量具有较强的空间异质性,有效空间相关距离为159.3~506.6m,而且它们随着降雨和农田管理措施作用而改变。干旱加剧,土壤水分空间异质性加强,农田管理可降低土壤含水量的空间异质性。大豆产量同播种前后的土壤含水量存在显著的空间相关关系。     

基于GIS的水土保持措施下坡耕地土壤养分变异特征

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型（球状模型）,研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:（1）5个指标的空间变异度对比:TP > 有效P > TN > 有机质 > pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。（2）运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。（3）上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。     

应用保水剂对黄绵土水分特征的影响研究

为了探求保水剂在黄绵土中的作用规律,选取了三种国内外不同的保水剂,利用离心机法测定了不同浓度保水剂作用下黄绵土水分特征曲线。从保水剂种类、浓度对土壤含水量的影响、不同保水剂对土壤吸释水及效率的影响、保水剂品种比选等方面系统进行了研究。结果表明:（1）浓度对黄绵土土壤饱和含水率的影响显著,且0.75%是明显的分界线。（2）土壤含水量随保水剂浓度增加而增大,随着土壤水吸力的增大而减小,且这种改变作用在低吸力段（0.01～0.8MPa）明显高于高吸力段（0.8～1.5MPa）,在0.01～0.05MPa之间尤其显著。（3）保水剂在黄绵土中的应用效果来看,钾-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺共聚物类保水剂最好,其次是聚丙烯酸盐类保水剂,再次是丙烯酰胺与丙烯酸钾共聚物类保水剂,主要表现在提高土壤有效水分吸收效率和吸收数量两个方面。     

山地林火烧迹地水土流失动态变化的研究

根据我国大兴安岭地区森林火灾频繁发生、火烧迹地面积逐渐扩大的实际情况,在日本冈山县备前市久久井地区的一片森林火烧迹地,设立了三块不同样地进行调查研究,对火烧后由于降雨引起的水分及土壤养分的动态变化进行了实验分析,发现三块样地的水分和土壤养分的流失程度不同,同时参照国内外其他地区的研究结果,寻求减少土壤养分流失的最佳方法,从而选择最适植被恢复方式,为我国大兴安岭地区火烧迹地的植被恢复提供理论依据。     

不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响

于20012002年进行了“不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响”研究,试验设高羊茅(A)单作、高羊茅与红三叶混作(B)、非洲狗尾草与红三叶混作(C)和一个无草带种植(对照D)4个处理,坡地在13.2°14°。在每个处理上部等高种植玉米,基部种0.5 m宽的草带,底部设径流收集池,主要收集510月玉米生长期间的水土流失量。结果表明:①草带可显著减少径流量和侵蚀量,3种草带处理2年的总径流量和总侵蚀量均极显著(P<0.01)小于对照D,其中非洲狗尾草与红三叶混作的水土保持效果最好,高羊茅与红三叶混作次之,高羊茅单作为第三。②试验地水土流失主要发生在68三个月,这3个月的径流量和侵蚀量分别占总量的96.8%,99.9%,特别是6月径流量和侵蚀量分别占总量的63.2%,80.3%,草带在此期间水土保持效果最显著。所以,在坡耕地上结合农作物等高种植多年生草带是一项简单有效的水土保持技术。     

红壤坡地土壤水分亏缺特性分析

采用土壤水分张力计观测研究了江西红壤坡地年内土壤水分变化特征,分析对比了土壤不同层次、时间和坡位的土壤水吸力变化,以及在百喜草种植、百喜草覆盖、裸露3种处理下红壤坡地土壤水分亏缺状况。结果表明:不同土层、不同坡位、不同土地利用类型土壤水分亏缺程度不同。从土壤水分亏缺的垂直变化来看,底层>表层>中层。不同土层,其水吸力随时间变化的趋势与变化范围也不同,各土层年均土壤水吸力表现为:下层>上层>中层,同时上层土壤水吸力变化幅度大,中层、下层变化幅度较小;从不同坡段来看,上坡中坡土壤水分略微亏缺,下坡土壤水分充足。从不同土地利用措施来看,百喜草种植的区域水分亏缺度最大,百喜草覆盖的区域土壤水分亏缺度最小。