果园土壤含水量适宜取样间距研究

在烟台一果园内进行土壤含水量采样后,对土壤水分空间变异特征和土壤水分适宜采样间距进行了研究。结果表明土壤水分实验变异函数符合球状模型,土壤水分空间分布存在几何各向异性,各向异性比为1.01,方向容差为60°,0°方向的滞后距离最大为6.7 m,90°方向的滞后距离最小为4.4 m;对比了东西方向5.7 m、11.4 m、17.1m和南北方向3 m、6m等不同采样间隔的插值精度,结果表明本果园适宜的采样间隔东西方向为5.7 m,南北方向为3 m。     

基于表层水分信息的胶东樱桃园深层土壤水分估算研究

在樱桃生长旺期,利用Trime土壤水分速测系统测定的果园土壤水分,建立了土壤水分随深度的变化曲线,以及利用表层水分进行深层水分的预测模型.结果表明,0~90 cm范围内土壤水分变异幅度较大,0~90 cm以下土壤水分变异系数明显降低.除个别经验关系预测精度较差外,0~50 cm范围内各层与50 cm以下深层水分间的拟合效果较好,其相对误差均在4.7%内.利用0~50 cm水分进行深层水分预测,相对误差小于1%的占34.7%,介于1~3%的占55.6%,与其它0~50 cm内各层的预测误差相比明显偏低.因而     

土壤水力性质的估算——土壤转换函数

利用一些易获得的土壤理化参数可以估算土壤水力性质,这些估算方程统称为土壤转换函数,即PTFs（Pedo-Transfer Functions）。本文综述了目前国内外土壤转换函数研究的概况,并利用在华北地区收集到的实测资料,建立了一些土壤转换函数,通过对部分转换函数作的检验和评估,总体而言,所建立的各类模型的预测效果都比较理想,应用于小比例尺的区域研究是可行的。     

黄土高原人工林对区域深层土壤水环境的影响

通过对典型黄土区 1 0m土层土壤水分的分析表明 :黄土高原土壤深层具有丰富的土壤水资源 ,3～ 1 0m土层内土壤水资源从南部的 1 0 86.8mm逐渐降低到北部的 5 2 4.1mm ,各地土壤水资源量约相当于当地多年平均降水量的 2倍。在 1 0m土壤水分剖面内 ,随土层深度的变化土壤含水量具有波动性和相对稳定性的特征。以荒坡地或低产农田为对照 ,通过对比分析发现 ,黄土高原目前主要的造林树种可利用 9～ 1 0m以下土层的土壤水资源。在黄土高原半干旱气候背景下 ,人工林植被的耗水主要使黄土区中北部地区 3～ 8m土层土壤含水量降低到长期接近或低于凋萎湿度 ,形成难以恢复的深厚土壤干层。人工林大量耗水形成的难以恢复的土壤干层是黄土高原特殊的生态水文现象 ,是目前区域人工植被生态系统不稳定性的体现。同时表明 ,黄土高原营造的人工林尚不能达到涵养水源之功能。     

陕北生态退耕区植被群落土壤贮水量与入渗特性

为了研究陕北生态退耕区土壤水文特性,对吴起县县城周边各植被群落土壤贮水与入渗特征进行了研究。结果表明:吸持贮水量和饱和贮水量之间、初渗率和稳渗率之间变化趋势基本相同,而滞留贮水量和饱和贮水量之间的相关性不大;土壤贮水量与入渗率在不同土地利用类型、地貌类型和坡向间变化;草本植被土壤水分入渗性能与坡度、坡向、株均高、容重、非毛管孔隙度、群落密度和海拔因子密切相关。     

黄土丘陵沟壑区植物蒸腾和植被蒸散估算尺度转换模型研究

对蒸散估算的尺度放大是研究的热点问题.选择有大量数据积累的鄂尔多斯高原皇甫川流域为研究区,利用点面结合的方式对数据进行补测,以生物学为基础,建立了植物蒸腾和植被蒸散模型,经验证,模拟效果较好.从而在植物叶片-个体-群落-景观尺度上实现了转换,为实现好的蒸散模拟提供了方法.     

利用土壤表层含水量序列预测深层含水量的研究

土壤剖面含水量的预测对于灌溉、防治水土流失、改善生态环境等一系列环境过程具有重要意义。根据每天测量红壤不同层次含水量,利用时间序列分析方法,依据表层10cm含水量序列预测20cm,30cm,40cm和60cm土层含水量。结果表明,各不同土层含水量之间呈极显著性相关;利用分布滞后模型根据10cm土层含水量预报各深层土壤含水量,模型的滞后时间随着被预报土层深度的增加而增加,预报模型相对误差不超过6%,最大相对误差不超过10%。10 cm土层含水量分别联合20 cm,30 cm,40 cm和60 cm土层含水量,利用自回归分布滞后模型对相应各土层含水量模拟预报,缩短了滞后时间,模型表达式更简洁,精度仍然较高。     

果园0-100cm根系层TDR-LEVEL值的分布特征研究

利用德国产TRIME-T3测量系统测定土壤电导率的相关值及土壤含水率。通过对果园土壤电导率相关值的研究,得到了TDR-LEVEL在垂直方向上的分布特征,即在0-100 cm范围内TDR-LEVEL受外界影响比较明显,分布规律性差;100-180 cm范围内土壤电导率相关值呈现出先降低后增加的分布趋势。随时间的变化,土壤电导率相关值呈现出先降低后增加的动态规律,与相对应的土壤含水量的变化趋势相反,并在TDR-LEVEL垂直方向上分布特征的基础上建立了0-30 cm内各层与0-100 cm层的经验关系模型。     

植物根系对土壤水力参数影响的定量研究综述

植物根系是土壤结构以及土壤水力参数变化的重要影响要素。目前不仅缺乏定量描述“根-孔隙-土壤水力参数”相互作用的研究方法,在更大尺度上根系作用的客观表达也尚不明确,由此导致降雨入渗、径流和蒸发等流域水文过程的精细刻画与模拟预测具有很大的不确定性。基于文献检索,本文对国内外相关研究进行了回顾与梳理,量化了植物根系对土壤水力参数的改变和影响,并提出其与植被、土壤类型的响应方式,总结了植物根系动态性生长下的土壤水力参数定量表述及其预测模型进展。同时分析了在定量研究根-土复合系统中存在的问题及未来研究的发展方向,指出目前根系影响土壤水力参数的研究主要集中在小尺度控制实验方面,忽略了大尺度下土壤空间异质性及外部环境因素的干扰,强调大尺度根系作用和根系参数纳入土壤结构的重要性和实际意义,进一步与水文模型的深度耦合逐渐成为未来研究的热点。     

用土壤温度估算表层土壤导温率与热通量的研究

对比研究了6种用土壤湿度计算表层土壤导温率的方法结果表明，振幅法、相位法、反正切法、对数法虽需较少观测值，计算简单，但结果却不太稳定；谐波法计算过程虽较复杂，但导温度的估算值较稳定，是最可靠的方法之一。利用计算的土壤导温率估算近地表土壤热通量，结果与由温度积分法决定的土壤热通量值非常一致。     

哈尼梯田景观水源林区土壤水分垂直变化与持水性能

采用ThetaProbeML2x土壤水分测定仪和环刀取样法对哈尼梯田景观水源林区主要植被类型(林地和草地)下0—300cm土层的土壤水分特征及其持水性能进行了研究。研究结果表明:(1)各样地〔样地Ⅰ(林地),样地Ⅱ(林地),样地Ⅲ(草地)〕土壤水分垂直分布为"双峰"波动型,样地Ⅰ和Ⅲ波动弱,样地Ⅱ波动剧烈,拐点出现在60,140和230cm土层附近,土壤水分运动趋势在拐点处受邻层土壤含水量影响大;(2)粉沙性质地土壤(样地Ⅱ)水分变异系数高于黏性质地土壤(样地Ⅰ,Ⅲ);林地土壤水分变异系数大于草地土壤;(3)样地Ⅰ土壤和草地Ⅲ土壤蓄水量均较样地Ⅱ高,且其值相近,黏性壤土的蓄水能力优于粉沙性土壤;(4)水源林区0—160cm土层最大持水量和毛管持水量由大到小均表现为:样地Ⅰ样地Ⅲ样地Ⅱ;非毛管持水量由大到小表现为:样地Ⅱ样地Ⅰ样地Ⅲ,样地Ⅰ和样地Ⅲ的土壤水源涵蓄能力较强,样地Ⅱ土壤调节水分能力较强。     

黄土丘陵区不同植被类型土壤贮水动态变化

水分是黄土高原半干旱地区植物生长与植被建设的主要限制因子,植被是影响土壤水分最活跃的因素之一。通过1982-1991年延安上砭沟流域实际观测的不同植被类型土壤水分资料,分析黄土丘陵区不同植被类型土壤水分的垂直变化规律、季节变化规律和年际变化规律,以及年降水量对土壤水分的影响。得出黄土丘陵区植被类型土壤水分垂直变化规律,在0-100 cm土壤含水率变化从大到小依次为:0-30 cm土层,农田>林地>撂荒地>牧草地>灌木林地;30-50 cm土层,农田>牧草地>灌木林地>林地>撂荒地;50-100 cm,土层牧草地>灌木林地>农田>林地>荒地。     

江淮低丘林地水源涵养功能的研究

林地的水源涵养功能主要依赖于林下的凋落物和土壤的蓄水能力。对江淮低丘5种不同森林类型的凋落物蓄积量、凋落物持水性能及林地土壤蓄水性能进行了研究。结果表明,不同森林类型凋落物层和土壤层水源涵养功能差异明显。麻栎林凋落物蓄水能力最强,其最大持水量为123.7 t/hm²;纯茶园的凋落物蓄水能力最弱,其最大持水量33.5 t/hm²;马尾松和枫香混交林地的土壤蓄水能力最强,而麻栎和马尾松林地土壤蓄水能力较弱。从林地总蓄水量来看,凋落物层蓄水量仅占总蓄水量的较小比例1.9%～4.9%,而土壤层蓄水量占到总蓄水量的90%以上,因此林地总蓄水量是由土壤层蓄水量决定的。     

贵州中部喀斯特地区黄壤持水性能的研究

在贵州中部采取0～1000cm土层的黄壤样品，分析了土壤基本理化性质，测定了土壤水分特征曲线，采用数理统计方法对数据进行了整理与分析。贵州中部低山丘陵区黄壤粘粒含量高。〈0．01mm颗粒含量806．23～686.2g／kg，〈0．001mm粒径颗粒含量651．05～263．57g／kg，粘粒含量高．犁底层透水性差，不利于降雨入渗。黄壤的持水量高，有效水的范围极窄10～100cm土层总库容5515．3m^3／hm^2。贮水库容4094．1m^3／hm^2，有效水库容仅9．69％，其比例较广州赤红壤、华北潮土和东北黑土低35．65，43．17和41．19个百分点；黄壤的通透库容小，不利于水分的上、下运行。     

永嘉县四海山林场森林枯落物及土壤持水能力研究

为掌握永嘉县四海山林场不同森林枯落物和土壤的持水能力,采用野外调查和室内浸泡法,对该林场4种主要森林类型的枯落物及林下土壤持水性进行了研究,并对林地水源涵养功能进行了估算,结果表明:森林枯落物总储量大小为马尾松林>柳杉林>针叶混交林>针阔混交林,枯落物有效拦蓄量大小表现为柳杉林>马尾松林>针叶混交林>针阔混交林;柳杉林和针阔混交林0~10 cm土层土壤非毛管孔隙度、非毛管持水量显著高于马尾松林和针叶混交林;森林水源涵养能力大小表现为针阔混交林>柳杉林>针叶混交林>马尾松林;四海山林场林地水源涵养总量为7 530 343.4 t,经济价值量为6 174.8万元。     

鄱阳湖滨不同植被类型沙地土壤有效持水能力研究

鄱阳湖滨沙地是我国南方典型的沙地。研究采用经过筛选的土壤转换函数（PTFs）比较分析了鄱阳湖滨沙地4种主要植被类型（刺槐、湿地松、蔓荆子和自然荒草地植被）土壤的有效持水量,旨在为南方湖滨沙地生态植被恢复提供土壤水分评价方法参考,也为更好地评价不同植被类型的沙地生态恢复模式效应提供依据。结果表明:通过统计检验,Rawls模型的ME和RMSE值分别为0.005 8,0.001 0,显示其较Saxton模型、Batjes模型、Minasny模型具有更好的预测准确度,更适合于鄱阳湖滨沙地土壤水分特征估算分析;经过测定表明,不同植被类型土壤田间持水量依次为湿地松 > 蔓荆子 > 刺槐 > 荒草地;Rawls模型计算结果表明:不同植被类型土壤凋萎系数依次为刺槐 > 湿地松 > 蔓荆子 > 荒草地,不同植被类型土壤有效持水量依次为湿地松 > 蔓荆子 > 刺槐 > 荒草地。     

川西亚高山次生林恢复过程中土壤物理性质及水源涵养效应

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,也是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。现有亚高山森林水源涵养功能研究主要集中在暗针叶林,对天然次生林关注较少。选择川西米亚罗林区亚高山次生林自然恢复演替序列上高山柳灌丛、次生桦木阔叶林、岷江冷杉桦木针阔混交林,以相邻岷江冷杉成熟林为对照,采用空间代替时间的方法,基于土壤容重、孔隙度、持水性能等测定,分析了次生林恢复过程中土壤物理性质变化及土壤水源涵养效应动态,结果表明:(1)次生林恢复过程中,土壤容重总体呈下降趋势,除灌丛与阔叶林、针阔混交林、暗针叶林间具有显著差异外,其余植被类型间无显著差异,随着土层的加深,土壤容重呈增加趋势;(2)不同恢复阶段土壤孔隙度具有显著差异,以针阔混交林0—30 cm土层总孔隙度(64.39%)和毛管孔隙度(50.49%)为最高,灌丛总孔隙度(41.25%)和毛管孔隙度(33.70%)为最低;而土壤非毛管孔隙度以暗针叶林(14.27%)为最高;随着土层的加深,土壤孔隙度大致呈现出递减的趋势;(3)随着林龄增加,次生林土壤0—30 cm土层最大持水量呈波动性增加趋势,在针阔叶混交林阶段达到最大(1 815.02 t/hm~2),到暗针叶林阶段有所下降(1 659.88 t/hm~2);土壤毛管持水量以针阔混交林(1 369.72 t/hm~2)为最高,而非毛管持水量以暗针叶林(534.95 t/hm~2)为最高,暗示针阔混交林树木生长所需有效水贮存量较大,亚高山暗针叶林具有较强的土壤水分调节能力和土壤渗透能力。从水源涵养功能角度,川西亚高山森林植被恢复应注重构建针阔叶混交林结构。     

稻田—田埂过渡区土壤水分运动与保持特征

为揭示田埂对稻田水分渗漏的影响,以江汉平原典型稻田—田埂过渡区为研究对象,采用室内土壤理化性质分析、水力学参数测定和田间染色示踪等方法量化了过渡区各位点(田内、田埂和灌溉沟)土壤剖面导水与持水性能差异,并揭示了该区域的水流特征。结果表明:(1)不同位点的土壤饱和导水率(Ks)均随土层深度的增加而减小,上层(-20—35cm)高于中、下层(35—65cm),剖面导水性能表现为田埂灌溉沟田内,田埂平均Ks分别是灌溉沟和田内的1.6倍和16.0倍;(2)同一吸力值下不同位点土壤含水量差异较大,田内含水量最高,灌溉沟其次,田埂最低,在持水性能上表现为田内灌溉沟田埂;(3)田埂土壤受动物活动和根系生长影响剧烈,导致其大孔隙(当量孔径0.3mm)含量整体上高于田内,在染色特征上表现为田埂中、下层土壤染色面积显著高于田内。由于稻田-田埂过渡区不同位点土壤的导水和持水能力差异显著,稻田水分不仅可以在田内发生垂直渗漏,还可以通过田埂区域垂直入渗和跨田埂侧流两种方式快速流失,进而加速了稻田水分的散失。