陕北黄土区浅沟土壤水分空间分布特征

以陕北黄土区吴起县合沟流域浅沟土壤水分为研究对象,通过对研究区不同深度、不同坡向、不同坡位的浅沟土壤水分空间分布特征进行研究。结果表明:(1)根据浅沟与原状坡油松生长量关系,将浅沟划分为深浅沟(40 cm≤浅沟深度)和浅浅沟(20 cm≤浅沟深度40 cm);(2)研究区浅沟土壤水分高于原状坡;浅沟土壤水分在0—60 cm土层聚集,原状坡则在0—40 cm土层聚集;(3)浅沟不同土层土壤水分变异程度不同,阳坡土壤水分变异性较阴坡小;20—60 cm土层中,浅沟土壤水分变异系数较大,土壤水分较活跃,其他土层变异系数较小,土壤水分较稳定;(4)不同坡位、不同坡向和不同深度的浅沟土壤水分存在显著差异;在浅浅沟中,土壤水分表现为下坡位上坡位中坡位;深浅沟则为上坡位下坡位中坡位;在浅沟内,阴坡在中、下坡位土壤水分显著高于阳坡,阳坡上坡位土壤水分则高于阴坡;原状坡阴坡土壤水分显著高于阳坡。     

典型黑土区农业小流域不同坡向和坡位的土壤水分变化特征

土壤水分变化受地形地貌、土壤质地、土地利用方式等多种因素的影响.为了分析东北典型黑土区土壤水分变化规律,以该区农业小流域为研究对象,采用野外实验的方法,从坡向和坡位出发,系统分析土壤水分在不同坡向和坡位的变化特征.结果表明：1）半阴坡平均土壤含水量低于阳坡和半阳坡;各坡向土壤水分剖面变化趋势不同,坡向仅对0 ～ 35 cm深度范围内土壤含水量变化有显著影响.2）3坡向（阳坡、半阳坡和半阴坡）土壤含水量均为下坡位＞上坡位＞中坡位,各坡向不同坡位土壤含水量剖面变化呈现不同趋势,坡位对测量范围内的阳坡和半阴坡,以及25 ～ 100 cm范围内的半阳坡土壤水分变化有显著影响,但对半阳坡0～ 25 cm土壤水分影响不显著.研究结果可对该地区小流域农作物合理配置及农田土壤水分管理提供科学依据.     

宁南黄土丘陵区坡向、坡位对苜蓿地土壤含水量时空变异的影响

为了探讨坡向、坡位对苜蓿地土壤含水量的影响程度,在宁南黄土丘陵区,采用时域反射仪TDR对不同坡向、坡位种植的7 a生苜蓿地土壤体积含水量进行了分层动态监测,分析结果表明:(1)种植苜蓿7 a后,土壤旱化显现,土壤水分明显分为补水期与耗水期,3-7月属于耗水期,8-10月为补水期;(2)各坡向苜蓿地旱化最为严重的土层深度也不同,西坡(阴坡)为40-60 cm,南坡苜蓿地旱化最为严重的土层为80-100 cm,东坡(阳坡)为100-120 cm;西坡(阴坡)0-180 cm土壤平均含水量最高(13.8%).其次为南坡苜蓿地,东坡(阳坡)最低(12.8%).(3)受降水再分配影响,上、中、下坡0-180 cm平均土壤含水量变化趋势为:下坡(13.69%)>中坡(13.61%)>上坡(12.29%);土壤含水量最为活跃的0-100 cm范围内,相同层土壤含水量相比,CK>下坡>上坡>中坡.这说明种植苜蓿多年后土壤出现旱化现象,且坡位越高,土壤旱化越严重.     

立地因子和盖度对宁南黄土区中庄小流域玉米土壤水分的影响

[目的]探讨立地因子和植被盖度对小流域玉米土壤水分空间变异的影响,可为流域植被种植结构优化调整和作物合理空间布局提供理论基础。[方法]以宁夏南部黄土丘陵区中庄小流域旱地玉米为对象,在2021年生长季中期采用土钻法获取200 cm深的土壤含水量,并分析了坡向、坡位、盖度对土壤水分的影响。[结果]小流域玉米土壤含水量平均为11.93%,其中,川地土壤含水量平均为13.97%,显著高于梯田。小流域玉米盖度平均为0.39,川地盖度为0.45,显著高于梯田;在梯田玉米中,阳坡盖度显著高于阴坡,下坡位显著高于上坡位;随盖度增加,川地玉米土壤水分呈降低或先下降后稳定的变化,梯田阴坡上坡位呈升高趋势,阳坡上坡位呈降低趋势,其他坡位变化不明显。阴坡土壤水分高于阳坡,上坡位高于下坡位,两者间差异不显著;当盖度为0～0.3,0.3～0.6时,上坡位土壤水分高于下坡位,盖度为0.6～0.9时,下坡位高于上坡位。随土层加深,小流域、川地、梯田、不同盖度、不同立地土壤水分大致均呈先微弱变化、再迅速升高、后逐渐稳定,且大多数均属中等变异性。[结论]中庄小流域旱地玉米土壤水分空间变异明显,且盖度、坡向、坡位对土壤水分...     

黄土丘陵区侵蚀环境不同坡面及坡位土壤理化特征研究

研究了黄土丘陵区纸坊沟流域阴阳坡面及不同坡位土壤水分、物理和养分特征,结果表明,与坡顶距离越远,表层土壤含水量由小变大。阴坡蒸发量小,土壤含水量较大。容重阴坡<阳坡,距坡顶越远,土壤容重、非活性孔度越小,孔隙比、活性孔度越大,同一坡向阳坡随土层加深土壤容重增大,阴坡表层土壤容重增加幅度较下层小,容重在剖面趋于均化。阴坡对土壤的改善优于阳坡,有利于植被生长。表层土壤全氮含量阴坡>阳坡,且随土层加深而减少。全氮和有机质在坡中下部累积。全磷在不同坡向和坡位变化不明显。速效钾在各坡位变化幅度较小且阴坡>阳坡。阴阳坡土壤各养分有向表层富集的趋势。坡面土壤容重与土壤孔隙比、活性孔度、毛管含水量和有机质呈极显著负相关,与土壤非活性孔度和表层土壤含水量呈显著正相关,土壤有机质和土壤全氮、速效钾呈极显著正相关。在对坡面进行植被恢复时,需结合坡面土壤变化规律,因地制宜,合理利用和开发土地资源,促进植被恢复演替。     

晋西黄土丘陵沟壑区人工林下草本植物生物多样性研究

以长武王东沟小流域径流小区为试验点,研究了于黄土高原高塬沟壑区坡面表层土壤水分特征,分析了降雨量、植被覆盖度对地表土壤水分的影响,旨在为该区植被恢复和水土流失治理提供科学的理论依据。研究结果表明,0—30cm土层土壤含水量呈现中等变异。15°阳坡土壤含水量小于35°半阳坡土壤含水量。土壤水分的变化趋势与降雨量的变化趋势基本一致,0—10cm土层土壤含水量与降雨量具有良好的同步性,而10—20cm土层和20—30cm土层土壤含水量的同步性较差。植被覆盖度越高,其土壤平均含水量就越高,植被覆盖度达到40%时,中坡和下坡的剖面各层土壤含水量随深度增加而减少的趋势更加明显。土壤平均含水量从坡顶到坡底逐渐增加。0—30cm土层土壤含水量随深度增加而减少。     

黄土高原干旱阳坡微地形土壤水分特征研究

黄土高原地区坡面内地表的起伏形成微地形,利用其土壤含水量的差异来提高植被成活率已经成为黄土高原生态恢复建设的重要方向.采用探针式TDR对陕西省吴起县合家沟流域内的微地形及其相应原状坡的土壤含水量进行测定.结果表明,微地形对土壤含水量有显著影响,阳坡各微地形土壤水分顺序为:塌陷>切沟底>缓台>浅沟底>原状坡>陡坎.0-20cm土层土壤水分变异系数最大的是切沟底为405,最小的是缓台仅0.226,阴坡原状坡各层的变异系数均小于阳坡的微地形.最后指出黄土高原地区植被恢复建设时,在按传统立地类型划分原则所确定的植被恢复单元内,还应该按照微地形的水分特征有区别地配置植被类型.     

内江市微地形条件影响下土壤团聚体稳定性及分形特征

以季节性干旱区-川中丘陵区-内江市农耕地作为研究对象,选择坡向、坡位、土层厚度作为影响土壤团聚稳定性的作用因子,采用标准化平均质量直径和分形理论,探讨了土壤团聚体的稳定性、分形特征及二者之间的关系.结果表明:研究区土壤团聚体稳定性标准化平均质量直径(NMMD)表现出阳坡>阴坡、下坡>中坡>上坡、15-30cm>30-45cm>0-15cm的特点,说明在坡向上,阳坡的土壤团聚体与阴坡相比较稳定;在坡位变化上,下坡团聚体稳定性最高、中坡次之、上坡最低,在土层深度变化上,15-30cm团聚体稳定性最高,30-45cm次之,0-15cm最低.微地形条件下分形维数的变化特征为:阴坡>阳坡,下坡>中坡>上坡,15-30cm>30-45cm>0-15cm;3个地形因子作用下,分形维数与<0.1mm的粒级质量分布达到极显著正相关,与其他粒级的质量分布相关性呈显著或不显著.研究结果可以为研究区土地利用及农业耕作提供一定的理论依据.     

陕蒙沙漠高速公路沿线土壤水分变化研究

试验采用野外调查采样与室内分析相结合的方法,对陕蒙沙漠高速公路沿线土壤水分动态变化进行了研究,结果表明:(1)路堤和路堑式边坡的土壤水分变化为0-150 cm路堑式边坡>路堤式边坡;150 cm以下路堤式边坡>路堑式边坡.(2)路堤和路堑不同坡向的土壤水分变化:0-120 cm路堤半阳坡>半阴,120 cm以下半阴坡>半阳坡;0-140 cm路堑半阳坡>半阴坡,140 cm以下半阴坡>半阳坡.(3)公路边坡不同坡位的土壤水分变化:下坡位>中坡位>上坡位.(4)不同植被类型的土壤水分变化:农田>乔木林地>灌木地.根据陕蒙沙漠高速公路沿线土壤水分动态变化研究结果,指出公路沿线不同地段较合理的绿化树种.     

黄土丘陵区侵蚀环境不同坡面及坡位土壤理化特征研究

研究了黄土丘陵区纸坊沟流域阴阳坡面及不同坡位土壤水分、物理和养分特征,结果表明,与坡顶距离越远,表层土壤含水量由小变大。阴坡蒸发量小,土壤含水量较大。容重阴坡〈阳坡,距坡顶越远,土壤容重、非活性孔度越小,孔隙比、活性孔度越大,同一坡向阳坡随土层加深土壤容重增大,阴坡表层土壤容重增加幅度较下层小,容重在剖面趋于均化。阴坡对土壤的改善优于阳坡,有利于植被生长。表层土壤全氮含量阴坡〉阳坡,且随土层加深而减少。全氮和有机质在坡中下部累积。全磷在不同坡向和坡位变化不明显。速效钾在各坡位变化幅度较小且阴坡〉阳坡。阴阳坡土壤各养分有向表层富集的趋势。坡面土壤容重与土壤孔隙比、活性孔度、毛管含水量和有机质呈极显著负相关,与土壤非活性孔度和表层土壤含水量呈显著正相关,土壤有机质和土壤全氮、速效钾呈极显著正相关。在对坡面进行植被恢复时,需结合坡面土壤变化规律,因地制宜,合理利用和开发土地资源,促进植被恢复演替。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复中的土壤水分变化研究

选择了黄土高原安塞县境内的纸坊沟、县南沟、西沟、郭阳湾等不同流域,对黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程中的土壤水分变化规律进行了研究.研究结果表明,随着退耕年限的增长,60 cm以下土层的土壤水分含量逐渐减少;对于不同地形条件的土壤含水量,阴坡＞半阴坡＞阳坡,坡下＞坡中＞坡上,并且随着坡度的增大,土壤含水量减小;不同的植被类型土壤水分含量也不同,在选择的草地、灌木地、林地3种植被类型中,以草地的土壤含水量最高,林地最小,灌木地介于两者之间;从恢复方式看,自然恢复的土壤水分含量相对较高,人工恢复的土壤水分含量相对较低,自然+人工恢复介于两者之间.另外,对于同一种植被类型,生物量越大,土壤水分含量越小.     

坡位对土壤水分及植被空间分布的影响

[目的]探讨微地形对土壤含水量和生物量的影响,为浑善达克沙地环境建设和合理开发利用提供理论参考。[方法]以内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的中国科学院内蒙古草原生态系统定位站沙地样地为研究对象,对坡底、坡顶、阴坡和阳坡等坡位的植被和土壤水分等指标的测定,对其进行方差分析和相关性分析。[结果]坡底以多年生杂类草占优,阴坡以灌木、半灌木及多年生禾草为主,阳坡以灌木、半灌木、多年生禾草及1,2年生植物为主,坡顶以多年生禾草和1,2年生草本植物为主;0—50cm土壤平均含水量的大小顺序为:坡底阴坡阳坡坡顶,生物量顺序与土壤平均含水量一致;坡顶、坡底、阳坡和阴坡各层土壤水分变异系数由大到小的顺序因土层和坡位的不同而表现出一定的差异性,0—50cm各层平均变异系数坡顶最大,坡底次之,阳坡最低;生物量和各层土壤含水量均呈现正相关关系,其中0—5,5—10和20—30cm土壤含水量与生物量之间表现为极显著线性正相关(p0.01)。[结论]微地形对植被种类和土壤含水量具有一定影响,且土壤含水量和植物生物量呈现正相关关系。     

Edaphic interslope and valley bottom differences at “Evolution Canyon”, Lower Nahal Oren, Mount Carmel, Israel

The opposite slopes of lower Nahal Oren, Mount Carmel, Israel, designated “Evolution Canyon”, display physical and biotic contrasts, although both are cut in Upper Cenomanian calcareous limestone. The three-fold greater solar radiation makes the south-facing slope warmer, drier and more variable than the north-facing slope and valley bottom. Consequently, biodiversity is greater. Microclimate (mesic–xeric) is a major force driving adaptive evolution, and causing soil divergence. The soils on both slopes are Terra Rossas in the Israeli classification system (Rhodoxeralfs in US taxonomy). However, selected properties (pH, humus content, NH₄–N content, cation exchange capacity and others) display greater interslope than intraslope differences. The north-facing Terra Rossas have a dark-coloured A1 humic horizon, which is better developed than in south-facing Terra Rossas. Differences in soil morphology, moisture regime and microfabric between the north- and south-facing soils suggest that they belong to different taxonomic classes. These differences probably result in part from the forested ecosystem of the north-facing slope versus the savanna-like ecosystem of the opposite slope.     

微地形对高寒草地土壤有机碳及氮含量的影响

[目的]系统分析高寒草地不同微地形条件下土壤有机碳及氮含量的变化规律,为高寒地区合理利用草地提供理论参考。[方法]在天祝高寒草地区选取7类不同微地形作为研究对象,测定其表层(0—30cm)土壤有机碳及氮含量。[结果]随着土层深度的增加,位于坡底平地,土壤全氮和铵态氮含量呈减小的趋势,位于阴坡不同坡位,土壤全氮含量呈"V"型变化,土壤铵态氮呈减小的趋势,位于阳坡不同坡位,土壤全氮含量呈减小的趋势,土壤铵态氮含量呈先增大后减小的趋势;所有微地形中,随着土层深度的增加,土壤有机碳含量呈减小的趋势;随着土层深度的增加,坡底平地,中坡阳面和中坡阴面微地形中,土壤水解氮含量呈减小的趋势,下坡阳面和下坡阴面微地形中,土壤水解氮含量呈先减小后增大的趋势,上坡阳面和上坡阴面微地形中,土壤水解氮含量呈先增大后减小的趋势。土壤表层全氮、水解氮、有机碳的含量的变化为:下坡位上坡位中坡位,而铵态氮的含量呈现先减小后增大的趋势。[结论]地形的微变化明显影响土壤氮有机碳和素的含量。     

Effects of vegetation and slope aspect on water budget in the hill and gully region of the Loess Plateau of China

Precipitation, throughfall, stemflow and soil water content were measured, and interception, transpiration, evaporation, runoff, deep percolation and soil water recharge were estimated in the natural Liaotung Oak (Quercus liaotungensis) and regrown Black Locust (Robinia pseudoacacia) forestlands in the hill and gully region of the China Loess Plateau. Four stands (south- and north-facing slopes) of two forests were studied between May 27, 2006 and October 31, 2007. Hydrological fluxes were calculated using a coupled water and heat flow model called CoupModel. Throughfall, stemflow and soil water content were used to calibrate the model. The simulations indicated that, interception, vegetation transpiration and soil water evaporation were the main components of water consumption in the 4 stands, accounting for about 90% of the precipitation. The simulated interception and vegetation transpiration in the south-facing slope (154 and 327 mm in regrown forestland and 173 and 338 mm in natural forestland) were lower than those in the north-facing slope (219 and 344 mm in regrown forestland and 203 and 342 mm in natural forestland). Soil water evaporation in the south-facing slope (416 mm in regrown forestland and 373 mm in natural forestland) was larger than that in the north-facing slope (325 mm in regrown forestland and 330 mm in natural forestland) in the same vegetation stands. This was mainly due to greater vegetation density in the north-facing slope than in the south-facing slope. For the regrown forestlands, the simulated soil water recharge was larger under north-facing slope stands (90 mm) than under south-facing slope stands (76 mm), and the natural forestland in the north-facing slope had the largest soil water recharge (104 mm). The results indicated that vegetation species and slope aspects significantly influenced the water balance budget in the soil–vegetation–atmosphere system. The water budget differences among the 4 stands indicate that care is required for properly selecting regrown tree-species. Soil and water conservation measures must be applied scientifically when converting farmland to forest in the Loess Plateau of China, especially on the south-facing slopes.     

砾石覆盖对紫色土坡面流水动力学参数的影响

地表砾石覆盖可以促进降雨入渗,减少土壤侵蚀。然而,砾石覆盖对紫色土坡面流的影响尚缺乏深入研究。通过室内模拟冲刷试验,在3个冲刷流量(2,4,6 L/min)下,研究不同砾石覆盖度(0,10%,20%,30%和40%)对紫色土坡面流水动力学特性的影响。结果表明:(1)随着砾石覆盖度的增大,流速和弗劳德数呈减小趋势;径流深、水流剪切力、阻力系数和曼宁糙率系数呈增大趋势,雷诺数变化不明显。(2)坡面总侵蚀量随着砾石覆盖度的增加呈负指数减少,且砾石覆盖在冲刷流量较小的情况下,对坡面侵蚀量的减少效果越明显。(3)冲刷流量的大小并不影响砾石覆盖度和坡面总侵蚀量之间的关系。研究结果为探究紫色土坡面流侵蚀过程及机理研究提供一定的理论基础。     

紫色土坡耕地降雨入渗试验研究

在田间条件下,利用人工模拟降雨研究了坡度、降雨、耕作方式对紫色土坡耕地入渗过程的影响.试验结果表明:雨强对入渗过程有重要影响.当雨强在19.62～111..69 mm/h之间变化,稳定入渗率随雨强增加而增大.坡度对入渗的影响比较复杂.在5°～25°范围内,随坡度增加,稳定入渗率表现出升-降-升的变化趋势,在10°与20°分别存在极大值与极小值.中耕显著增加了水分入渗,特别在高强度降雨下,中耕使稳定入渗率增加1倍以上,入渗补给系数增大50%以上.入渗率随降雨历时增加而减小,二者关系可以用乘幂函数描述.累积入渗量可以用降雨历时的线性函数来表示.     

衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤理化特征

以衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段的典型植被为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致、植被恢复阶段迥异的裸荒地、草地、灌木林和森林,通过调查取样和实验分析,探讨了衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段及同一恢复阶段不同土层土壤理化特征的时空变化;分析了不同植被恢复阶段的植被类型和土壤理化特性变化的内在联系及其互作效应。结果表明:随着植被恢复演替的进行,土壤黏粒含量总体增加,其中表层增加较多,亚表层、下层增加不明显;土壤容重逐渐减小,表层土壤容重小于亚表层与下层;土壤有机质逐渐增加,但随土层深度的增加而递减,表现出明显的表聚性;土壤全氮、速效磷和速效钾含量均呈上升趋势,由于植物根系及枯落物数量的差异,各营养成分的垂直分布各异。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

土地利用格局对半干旱黄土区土壤水分的影响

半干旱黄土区不同土地利用的土壤水分效应是农业生产、植被恢复和土地合理利用的重要依据.通过对孙家岔流域不同土地利用格局实测土壤水分资料分析,结果表明,梯田区阴坡的土壤含水率高于阳坡;梁峁顶区封闭荒地不同累积深度的土壤含水率均高于农地;缓坡区(＜15°)农地土壤平均含水率高于荒地;灌木林地表层(0-80 cm)土壤含水率高于荒地,而较深层(80-180 cm)低于荒坡;松树林地平均土壤含水率高于杏树林地.说明在半干旱黄土区,梯田的保水效益最好;杏树林相对于松树林耗水量更大,不适宜在无灌溉条件的半干旱黄土区大面积种植;柠条灌木林改善地表土壤水分状况的效应明显,并且能充分利用较深层的土壤水分;缓坡区种植农作物比荒地更有助于土壤水分的改善.     

草带宽度对紫色土坡面细沟形态及水土流失特征的影响

为了解不同草带宽度对紫色土坡耕地水土流失的影响,以铺设四季青草带的紫色土坡面为研究对象,采用放水冲刷模拟试验,以裸坡为对照组,研究不同放水冲刷流量和草带宽度条件下坡面细沟形态变化和减沙减流效应.结果表明:(1)沟深随草带宽度增大呈先减小后增大趋势,而沟宽、沟长和沟宽深比均随草带宽度呈先增加后减小趋势;此外,沟宽、沟深和...