黄土高原丘陵沟壑区土壤水库调蓄能力分析

重建黄土高原土壤水库的调蓄功能是进行黄土高原生态环境治理的根本,而土壤水库的基本调蓄能力是对黄土高原土壤水库的定量描述.在对坡面果园土壤含水量定位观测的基础上,以含水量长期稳定土层为调节深度,得出阳坡土壤水库调节深度为300 cm,阴坡为450 cm,半阳坡和半阴坡介于二者之间;阳坡、阴坡、半阳坡和半阴坡坡面果园的调蓄能力分别为597.50、896.22、697.06和796.64 mm;土壤水库的调蓄量受调蓄能力及降水量的影响,丰水年主要受土壤水库调蓄能力影响,不同坡向间呈现出较大的差异性,以阴坡最大,阳坡最小,在年际之间也呈现出同样规律;枯水年土壤水库的调蓄能力主要受控于雨季降水量,坡向间差异不明显,其土壤水库蓄水有效性也表现为同样规律.     

沙漠水渠两侧不同坡向人工固沙区土壤水分空间变异特征

在古尔班通古特沙漠中部引水渠两侧人工固沙区的阳坡和阴坡各选择一个样地(30 m×30 m),均匀划分为36个5 m×5 m的小样方,测定了各小样方中心10、30和50 cm层的土壤体积含水量,采用半方差分析和克里格插值法对比研究了土壤含水量的空间变异特征。结果表明,2样地6层土壤含水量均呈正态或近似正态分布,均属中等变异(0.157～0.335)。无论阳坡或阴坡,下层土壤含水量均显著高于上层。除表层外,同一层次下阴坡的土壤含水量显著高于阳坡。半方差分析表明,6层土壤含水量空间变异最优模型均为指数模型;阳坡10 cm层、阴坡10和30 cm层的土壤含水量具有强烈的空间相关性,但变程较小(2.34～5.77 m);余下3个变量具有中等空间相关性,变程较大(21.90～53.02 m)。空间差值分析表明,阳坡3个土层的含水量均呈坡下低、坡上高的格局,阴坡50 cm层也具有同样趋势;而阴坡10 cm和30 cm层含水量无明显规律,呈斑块状分布。阴坡较高的土壤含水量孕育了较丰富的草本植物,但草本植物的异质性分布可能也影响了阴坡浅层(10～30 cm)土壤含水量的空间分布格局。     

花岗片麻岩山区土壤水分特征研究

以河北平山县岗南镇低山丘陵区为研究对象,分析不同土层、坡位及坡向的土壤水分特征。结果表明:土壤水分渗透速率随着时间的延长逐渐降低,最后达到稳渗。土壤质地大部分为多砾质,土壤总孔隙度在37.53%~48.12%之间,阳坡绝大部分是毛管孔隙。不同坡位>0.25 mm土壤团聚体含量,坡下明显高于坡上,不同坡向>0.25 mm的团聚体呈现:半阴坡>阴坡>阳坡,且随土层加深含量增加。土壤容重,阴坡>阳坡>半阴坡。土壤蓄水能力,阴坡优于阳坡;20~40 cm的中层土壤蓄水能力优于其它土层。     

不同土壤水分条件下麦地蒸散日变化规律研究

利用蒸发桶研究了不同土壤水分条件下裸地蒸发和麦地蒸散的日变化规律;分析了裸地蒸发与麦地蒸散的关系;论述了蒸散日变化的一些特征;分析了蒸散与辐射、气温的关系,并对蒸散与土壤水分的关系进行了探索,建立了蒸散与土壤含水量的回归方程。     

华北平原不同土地利用方式下土壤饱和导水率特征及其影响因素

为了探究华北平原不同土地利用方式下土壤结构及养分与土壤饱和导水率的关系，研究了6种类型样地（乔木混交林地、乔木纯林地、灌木林地、草地、果园、耕地）的土壤物理结构特征及其与饱和导水率之间的关系。结果表明：不同土地利用方式样地的土壤容重整体表现为耕地>草地>果园>灌木林地>纯林地>混交林地，土壤含水率整体表现为混交林地>纯林地>灌木林地>耕地≈草地>果园，土壤全氮、速效钾及速效磷均整体表现为混交林地>纯林地>灌木林地>草地>果园>耕地，土壤总孔隙度整体表现为混交林地>灌木林地>纯林地>果园>草地>耕地，土壤石砾含量未表现出整体的差异规律，但果园及耕地的土壤石砾含量随着土壤深度的增加而增加。土壤饱和导水率整体表现为混交林地>纯林地>草地>果园≈耕地，不同土地管理下的土壤容重、土壤总孔隙度、土壤含水率、土壤全氮、速效钾、速效磷变化均是影响土壤饱和导水率特征的主要因子，其中土壤容重越小，土壤总孔隙度、土壤含水率、土壤全氮、速效钾、速效磷越大，则土壤饱和导水率越大。混...     

陕北黄土区陡坡坡面因子对土壤水分的影响

为加快黄土高原植被恢复和植被构建速度,在研究陕北黄土区吴起县坡度、坡向分布特征的前提下,分别选取阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡的陡坡,每个坡向选取4个坡度级(35°,45°,55°,65°),分别分析其0~100 cm土层深度的土壤水分并进行聚类分析.结果显示:研究区内坡度在35°以上陡坡占当地总面积的39.00%左右;且阴向坡面积52.65%多于阳向坡47.35%;研究区内0~100 cm土层深度的土壤含水量随着土层深度的增加呈现增加趋势,且趋势越来越平缓;坡度越大,土壤含水量的垂直变化越强烈,阴坡坡度与陡坡土壤含水量的相关性最为显著;坡向因子主要影响坡面整体水分状况,而对陡坡土壤水分垂直空间分布规律影响较小;坡度、坡向和成坡时间因子对坡面土壤含水量的影响主要集中在0~40 cm土层深度内,对较深层土壤含水量影响作用较小;系统聚类分析结果同样显示,土壤含水量较为活跃的层次主要集中在0~40 cm土层深度内,阳坡35°坡面活跃层可达90 cm左右.     

季节性冻融期耕作层土壤温度及土壤冻融特性的试验研究

对季节性冻融期3种地表条件下耕作层土壤温度的变化规律和土壤冻融特性进行了分析研究。结果表明,季节性冻融期不同地表条件下耕作层土壤温度的变化幅度随着土壤深度的增加而减小;地膜覆盖下土壤温度较裸地高1.6~2.6℃,玉米秸秆覆盖下较裸地高1.0~2.8℃;裸地地温与气温的变化趋势一致,二者关系可用二次多项式回归方程表示。土壤自然冻结条件下地表负积温较大,最大冻结速率达2.8 cm/d;地膜覆盖地块土壤初始冻结滞后裸地约30天,土壤冻结快消融过程短,最大冻结速率4.0 cm/d,土壤完全解冻提前裸地14天;玉米秸秆覆盖地块整个冻融过程缓慢且滞后裸地和覆膜地,土壤完全解冻滞后裸地7天。研究成果对冬春作物播种及预防冻害具有现实意义。     

三峡山地土壤水分特征曲线及模型拟合

为揭示土壤涵养水源的机制,并为山区生态治理提供依据,以三峡库首大老岭和夷陵山地为研究区,采集温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、茶园地和暖性针叶林黄壤的原状土样,通过离心法分析并拟合了山地土壤的水分特征曲线。结果表明,三峡山地土壤随吸力增大,土壤含水率呈先迅速降低后趋于平缓的变化规律。黄壤的持水性较差,黄棕壤相对于其他林地土壤有着更强的持水性。茶园持水能力比棕壤和黄棕壤差,与黄壤差异较小。孔隙分布随土壤剖面深度的增加而减少。大孔隙以黄壤体积比最大,其次是黄棕壤和棕壤,茶园最小。用van Genuchten模型拟合山地土壤的水分特征曲线,决定系数R2均大于0.95,模型可靠性高。van Genuchten模型参数n与有机质(P0.05)和粉粒(P0.05)的相关性较高,参数α与理化性质相关性较差。     

滇中高原不同土地利用类型土壤水氮变化试验研究

【目的】研究不同土地利用类型土壤水氮变化特征及其相关性,为滇中高原农田红壤土水肥流失和治理提供科学依据。【方法】通过2018年6—10月自然降水条件下标准径流小区的试验数据分析,对林地、园地、荒草地、坡耕地和裸地土壤水氮各指标进行测定,并分析其相关性,其中裸地作为对照。【结果】在土壤深度方向上,土壤含水率随土层深度的增加而增大;5种地类土壤全氮的量均值分别为1.67、0.76、0.70、0.52和0.67 g/kg。土壤硝态氮在0～100 cm土层平均量最高园地为13.39 mg/kg,最低裸地为5.13 mg/kg;林地、坡耕地、荒草地土壤铵态氮量随土壤深度先减少后增加。在时间上,土壤含水率呈波动性变化;土壤全氮量在6—10月平均值最大为园地(0.92g/kg),最小为坡耕地(0.50 g/kg);林地、荒草地、坡耕地土壤硝态氮量随时间延长逐渐减小;园地和裸地土壤铵态氮量随时间延长减少。土壤含水率和土壤铵态氮量与土层深度呈极显著相关关系(P0.01),土壤硝态氮和土壤铵态氮与时间的相关系数分别为-0.440,P=0.028和-0.442,P=0.027,变化呈显著相关关系。【结论】滇中高原农田红壤土壤水分垂直运移规律为随土壤深度增加而增大,不同土地利用类型土壤氮素时空差异较大,土壤全氮的量与土壤深度和时间相关性不显著(P0.05)。     

北京山地绿化树种引进效果及其土壤保育功能研究

对北京市石佛寺浅石山区引进绿化树种的适应性及长期以来对土壤养分元素的影响效果开展研究,结果表明,引进树种长势均匀,取得了良好成效,混交林、乔灌草结合的配置模式对土壤氮、磷、钾和有机质的改善作用明显。固土能力较强的是桧柏、沙地柏,分别是17.816 t/(hm2.a)和17.796 t/(hm2.a),混交林固土能力比纯林要强,黄栌+荆条配置模式的单位面积保肥价值是黄旗松+云杉保肥价值的1.71倍。价值量从大到小排序为:黄栌+荆条>黄柏+白蜡+元宝枫>桧柏>五角枫>华北落叶松>黄栌+五角枫+侧柏>沙地柏>油松>黄栌>白皮松>楸树>侧柏+山杏>黄旗松+云杉。可见,森林保肥能力既和固土能力有关,也与其林地土壤中的营养元素含量有密切关系。     

黄土高原丘陵沟壑区果园土壤水分动态

通过对飞马河流域坡面果园土壤水分连续4年的监测,采用时间序列小趋势分析法,分析了坡面果园土壤水分动态.结果表明:坡面果园0～200 cm土壤水分储量为314.71 mm,低于坡面土壤水分储量28.8 %;果园土壤水分储量年变化表现为1～5月耗水,9～12月土壤水储量得到恢复;各层土壤水分储量变化幅度表现为表层大于下层,下层土壤水分的消耗具有明显滞后性,同时下层土壤水分的补充与消耗受上层土壤水分储量影响.     

微咸水膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤盐分的时空变化规律试验研究

在相同灌水量条件下,以不同比例混合地下咸水(3.56 g/L)和地表淡水(0.4 g/L),采用膜下滴灌方式充分灌溉棉田,探求土壤盐分的时空变化规律.研究表明,棉花生长期间土壤盐分的变化主要受土壤水分运移和地面植被覆盖度的影响;表层土壤盐分波动大,深层土壤盐分波动小;监测层在总合盐量上比未灌水处理前低,但所有微成水处理的都比淡水对照的大;膜下滴灌棉田盐分的变化主要受灌溉水和蒸散发的影响.     

网格式生物埂对坡面土壤贮水及渗透性的影响

为研究网格式生物埂护坡的时间效应,以无生物埂护坡的裸坡为对照,对建设时间为1～4年的黄花生物埂坡面土壤的入渗与贮水特征进行了研究。结果表明,①建设年限1～4年的黄花生物埂与裸坡的饱和贮水量、最大滞留贮水量、最大吸持贮水量、初始入渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量均表现为:4年>3年>2年>1年>裸坡,且均与建设时间呈显著的线性关系;②坡位对土壤贮水及渗透性的影响明显,1～4年的黄花生物埂均表现为坡上>坡中>坡下的规律,而裸坡表现出与之相反的规律;③土壤渗透性与土壤理化性质(总孔隙度、非毛管孔隙、毛管孔隙、土壤密度及有机质)和植被因子(根长密度、地下生物量和地上生物量)显著或极显著相关。     

覆膜和降雨强度对玉米耗水过程及土壤水分入渗的影响

【目的】研究农田作物生长过程中,覆膜和降雨特征等因素对玉米耗水过程和土壤入渗产生影响。【方法】根据北京地区典型年降雨量设计和模拟春玉米生育期降雨过程,利用群集式测坑和挡雨棚及附设人工降雨装置,开展了不同地表覆盖条件下降雨强度对玉米耗水及水分利用效率的影响研究。降雨强度包括小雨强0.5 mm/min和大雨强1.5 mm/min,覆盖和种植条件包括膜下滴灌(MDI)、地面滴灌(SDI)和对照无作物种植(NP)。【结果】①MDI处理水分利用效率较SDI处理高13.5%。与SDI处理相比,MDI处理作物耗水量减小了40.6 mm,覆膜主要提高20～60 cm土层储水量。②大雨强条件下土壤深层渗漏量增多了3.4%～15.6%;降雨和灌溉对土壤水分影响深度主要为0～150 cm土层,相对于SDI处理,MDI和NP处理土壤储水量大大增加。③小雨强时表层0～20cm土壤入渗NP处理最快,大雨强时MDI处理入渗最快。作物根区40 cm深度处,小雨强时MDI处理的土壤水分最快达到峰值,而大雨强时NP处理最快达到峰值。60 cm深度处不同覆盖条件下在2种雨强时土壤水分变化速率一致,达到峰值速率表现为NP处理>MDI处理>SDI处理。【结论】覆膜具有较好的节水增产效应;降雨强度越大,土壤水分下渗越快;相同降雨量时小雨强降雨更有利于土壤水存储。不同的降雨强度对土壤水分入渗和再分布影响不同。研究结果可为雨水资源的合理利用从而提高农田水分利用效率提供理论依据。     

间隔覆盖条件下玉米土壤水分研究

基于野外试验,研究了间隔覆盖条件下种植作物的坡面土壤水分时空分布及蓄存状况。结果表明,间隔覆盖法可以显著提高覆膜区土壤含水率,其中玉米生长中期最为明显;玉米生长前期覆膜处理下种植区土壤含水率高于对照处理种植区,中期相反,后期相差不大。坡面相同位置表层土壤含水率变化剧烈,且与降雨量变化趋势基本一致;对照处理下深层土壤含水率波动较小,覆盖处理波动较大,坡面上部覆膜使坡面下方较深层土壤含水率增加。间隔覆盖法在作物需水关键期可以显著增加种植区土壤蓄水量。     

华北土石山区人工林与天然林结构与功能研究

在调查北京八达岭林区天然林、人工林土壤理化性质、水源涵养能力、病虫害的基础上,研究其结构与功能关系。结果表明,天然林、混交林与人工纯林相比,明显改善土壤不同层次机械组成的异质性、空隙性能,提高土壤肥力,增加土壤的持水能力,增强对病虫害的抵抗能力。在林分尺度上森林的理想结构可简单表述为复层、异龄、混交林结构,具有比较发达的灌木层和草本层,并且具有较高的生物多样性和生物生产力。这样的结构具有较高的稳定性、抗干扰性和活力,是健康森林群落的理想结构。在此基础上提出了森林健康经营调控的具体方法,以期对北京市森林健康经营具有一定的指导意义。     

新民林场不同森林类型土壤持水能力的分析

从森林土壤对水分涵养能力的角度出发,对兴隆林业局下属的新民林场的落叶松人工林、红松林、杨桦混交林以及耕种过后放弃的撂荒地里不同深度(0～60cm)的土壤水分物理性质进行了系统的分析.结果表明,红松林混交林、落叶松人工林、杨桦混交林3种林分类型下的土壤,不论是表层土壤还是深层土壤,都具有较撂荒地来说比较低的土壤容重、较高的土壤孔隙度和持水量,并且杨桦混交林的蓄水、保水的能力要优于其它的林分类型.     

控制性隔沟交替灌溉条件下土壤蒸发的预测研究

棵间土壤蒸发是控制性交替灌溉条件下农田土壤耗水的重要组成部分,为了了解沈阳地区潮棕壤土条件下大豆田不同控制性交替灌溉制度下的土壤蒸发变化规律,对土壤蒸发进行预报,采用Micro-lysimeters(MLS)对不同灌溉处理下的土壤蒸发量进行了测定,并建立了以气象因子、土壤含水率和叶面积指数为自变量的土壤蒸发的预报模型.结果表明,在本试验的条件下,各处理的相对土壤蒸发率(E/ET0)与表层土壤含水率(θ)的关系均呈指数函数形式,决定系数在0.71以上.各处理的E/ET0与LAI之间亦呈很好的指数函数关系,决定系数均在0.78以上.