玛纳斯河流域农田土壤水分空间变异性研究

[目的]了解玛纳斯河流域土壤水分的空间分布规律,为玛纳斯河流域灌溉水的高效利用、土壤盐渍化的改良提供更为精确的理论参考和科学依据.[方法]以玛纳斯河流域内的玛纳斯灌区和莫索湾灌区为例,在灌区农田内,利用GPS技术定点、采集土壤样品;利用室内分析技术测定出其土壤水分含量;并应用地统计学和传统统计学的方法对土壤水分空间分布特征进行分析.[结果]玛纳斯河流域农田O～20与20 ～40cm深度土壤含水量的最小值、最大值的变化趋势是随着深度的增加而增加,均属于强空间相关性,且0～20cm深度的结构性好于20～40 cm.0～20 cm深度土壤水分空间变异较大,而20～40 cm深度土壤水分空间变异不大.[结论]玛纳斯河流域农田0～20 cm与20～40 cm层土壤含水量属于中等变异程度,且0～20 cm深度土壤水分空间变异程度大于20～40 cm深度.     

晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征

【目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中0～500 cm土层土壤含水量垂直特征,为改善人工林土壤水环境,实现林水平衡提供理论依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域5种典型人工林(刺槐Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、油松Pinus tabuliformis、刺槐-侧柏、刺槐-油松)为研究对象,通过土钻烘干法测定0～500 cm土层土壤含水量,分析人工林土壤含水量的垂直特征。【结果】研究区典型人工林平均土壤含水量由大到小依次为侧柏、刺槐-侧柏、油松、刺槐-油松、刺槐,5种人工林土壤含水量差异显著(P<0.05),降水量及土壤质地是影响人工林土壤含水量的主要因素;在垂直方向上,人工林土壤含水量变异程度均为中等变异,变异系数随土层深度的增加呈减小趋势,约在360 cm土层形成稳定变化,人工植被主要影响0～360 cm土层内的土壤水,5种人工林中刺槐林地土壤水分变异程度最大,侧柏林地土壤水分最为稳定;采用有序聚类法将人工林土壤水分垂直层次划分为交换层、利用层、调节层和稳定层,不同林分间层次划分深度存在一定差异。【结论】研究区人工林可导...     

持续干旱作用下东辽河流域土壤容重及水分空间变异特征分析

针对2009年发生的特大干旱,研究了持续干旱作用下东辽河流域的土壤湿容重和重量含水量的空间变异特征,以期为持续干旱作用下改善土壤质量,进而提高东辽河流域的粮食产量提供理论依据。对比分析2008年9月和2009年9月的野外采样数据可知,东辽河流域土壤湿容重变异不大,为弱变异性;土壤水分变异较大,为中等变异。由于受人类耕作的影响,10 cm深的土壤湿容重和重量含水量空间变异性明显高于30 cm深。从整体上看,2009年9月10 cm深和30 cm深的土壤重量含水量的变异系数均高于2008年9月。持续干旱作用下,10 cm深的土壤湿容重及其变异系数均减小,10 cm深和30 cm深的土壤重量含水量及其变异系数也减小。丘陵旱田土壤重量含水量最小值10 cm深为5.490%,30 cm深为4.575%;丘陵水田土壤重量含水量最小值10 cm深为11.619%,30 cm深为8.425%,明显小于农作物适墒重量含水量,已严重威胁到作物的正常生长,若干旱持续下去将影响东辽河流域的粮食产量。     

大兴安岭北部天然落叶松林土壤水分空间变异及影响因子分析

从坡面尺度对大兴安岭北部多年冻土区天然落叶松林的土壤水分空间变异特征以及冠层结构、土壤温度、降 雨对土壤水分分布的影响进行了研究。结果表明:自坡上至坡下,0 ~5 cm 土层土壤含水量逐渐降低,样带12 比样 带1 降低了19.95%,5 ~10 cm 和10 ~15 cm 土层土壤含水量随坡位的降低而逐渐升高,从样带1 至样带12 分别增 加15.55%和29.16%;0 ~15 cm 土层土壤平均含水量在17.61% ~18.77%之间波动,从坡上至坡下有逐渐增大的 趋势;坡上和坡下样带垂直变异系数明显高于坡中,样带1、11 及12 的垂直变异系数最高,分别为10.17%、 13.39%及15.02%,属于中等变异程度,而各样带间的水平变异程度很弱;0 ~5 cm 土层土壤含水量与叶面积指数 和林冠开度分别呈极显著正相关和极显著负相关关系,5 ~10 cm 和10 ~15 cm 土层土壤含水量与叶面积指数呈极 显著负相关关系,而与林冠开度相关性不显著;土壤温度与土壤含水量呈极显著负相关;雨后4 d 内,各样带土壤含 水量均逐渐降低,表层土壤含水量降幅明显大于下层,说明降雨对表层土壤水分影响较大,而对下层土壤水分影响 较小。      

典型草原定居牧户放牧对土壤有机质的影响

通过野外考察,典型牧户采样及室内试验,研究了内蒙古阿巴嘎典型草原定居牧户放牧对土壤有机质的影响。结果表明:2个牧户相同土层之间土壤有机质对比,土层0～10cm,10～20cm土壤有机质含量达极显著差异水平(P0.01),土层20～30cm土壤有机质含量达显著差异水平(P0.05)。冬、夏季草场土壤有机质含量垂直方向土层之间达显著差异水平,随土壤深度增加而降低。土壤有机质变异系数介于0.088～0.291,属于中等或弱变异。冬季草场的土壤有机质含量普遍高于夏季草场的。     

高寒草甸典型植被退化小流域土壤容重空间变异特征

以高寒草甸典型植被退化小流域为研究对象,应用GIS技术和地统计学的Kriging空间内插法,研究小流域尺度下景观单元土壤容重空间变异规律。结果表明:0~10 cm土层土壤容重最佳拟合模型为线性模型,10~20 cm,20~30 cm,30~40 cm和40~50 cm 4层土壤容重最佳拟合模型为球状模型;在小流域尺度范围内,40~50 cm土层土壤容重具有强空间变异性,块金系数[C0/(C0+C)]为15.7%,0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm和30~40 cm 4层土壤容重属于中等空间变异,块金系数在27.6%~47.4%之间;分析得出0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm,30~40 cm,40~50 cm 5层剖面土壤容重的有效变程分别为1 596 m,1 697 m,1 985 m,1 426 m和1 380 m。通过确定半方差函数、比较变量的空间变异性及空间变异程度,总体上,小流域内土壤容重半方差函数模型拟合效果较好。     

不同年龄等级枣园果实干重与土壤理化性质关系分析

本试验通过采用实地调查结合室内分析的方法对新疆南疆不同年龄等级枣园果实干重与土壤理化性质之间的关系进行了研究，结果表明：1）随着枣树年龄等级增长，单株红枣果实干重逐渐增加，受年龄等级影响，果实干重差异性显著。2）不同年龄等级枣园土壤理化性质空间异质性表现不同，容重空间变异系数在2.81%～6.70%之间，属于弱变异，而全N含量属于强变异。土壤全盐量、含水量主要分布在0～40 cm、80～100 cm土层处。各年龄等级土壤全C、全N主要分布在表层。随着年龄等级增长，表层土壤容重呈逐渐增大趋势，土壤全P含量呈现出向表层聚集的现象。3）各年龄等级单株果实干重与容重呈极显著正相关，与全C呈显著正相关。综上所述，在生产经营过程中应增施有机肥、深施氮肥，低年龄等级枣园应适当增施磷肥。     

云南三江口自然保护区珙桐生境土壤水分物理性质分析I

[目的]研究云南三江口自然保护区珙桐的土壤环境。[方法]在云南三江口自然保护区设3个采样地,研究0～20、20～40 cm土层土壤含水量、pH与物理性质。[结果]该自然保护区珙桐生长地的土壤含水量较高,pH偏酸性,容重、孔隙度等物理特性适宜珙桐生长及繁殖。[结论]为三江口自然保护区珙桐种子的自然萌发引种繁殖提供科学依据。     

云南蒙自石榴园土壤养分及其在根区的分布状况

[目的]为果园土壤养分管理提供参考。[方法]对云南蒙自石榴园距树干基部水平方向0～200cm、垂直方向0～80cm土层深度范围内的果树根区土壤养分变化进行了研究。[结果]研究区石榴园土壤有机质含量平均为34.71g/kg,碱解氮含量平均为48.83mg/kg,速效磷含量平均为94.92mg/kg,速效钾含量平均为197.22mg/kg。在垂直方向上,石榴园土壤养分主要集中分布在0～20和20～40cm土层,随着土层厚度的增加土壤养分含量逐渐下降;在水平方向上,土壤养分主要集中分布在距树干基部0～50cm范围内,随着距树干基部距离的增加土壤养分含量逐渐下降。[结论]除碱解氮外,研究区石榴园养分含量普遍较丰富。     

天水市退耕还林（草）不同造林模式对土壤养分的影响

[目的]研究不同造林模式对改善土壤的差异和机理。[方法]对甘肃省天水市秦州区退耕还林（草）工程3种造林模式土壤的含水量、容重、总孔隙度、水稳性团粒组成和土壤有机碳进行了比较分析。[结果]与农田对照相比,退耕还林（草）3种造林模式的土壤含水量均显著地高;0—20cm表层的土壤容重均显著地高,而20—60cm土层的则均显著地低;0～20cm表层的土壤总孔隙度显著地低,而20～60cm土层的则均显著地高;各土层土壤不同粒径的土壤团粒百分含量高于相应的农田;土壤有机碳均随土壤深度的增加而减小,说明退耕还林有利于土壤有机碳向下输送。3种造林模式中以乔草型效果为最好。[结论]实施7年退耕还林（草）后,与农田相比,明显改善了土壤物理性质和土壤结构．提高了土壤保水和蓄水性能。     

模拟农业机械对土壤压实的试验研究

[目的]进行模拟农业机械对土壤压实的实验,为研究农业机械对土壤造成的压实破坏提供理论依据。[方法]重塑含水率(级差为3%)和体积密度(级差为0.2 g/cm3)不同的水稻土和黄棕壤,利用土壤固结仪对其进行模拟压实,分析压实对土壤容重、饱和持水率和应力传递系数的影响。[结果]随着含水率的增加,压实对土壤的影响逐渐加重,且当土壤含水率在16%~22%时压实对土壤产生的破坏较为严重。土壤抗压实能力随体积密度的增加而增加。相同含水率和体积密度土壤应力传递系数不变,即传递至土壤底层应力σz与土壤表面施加力σ0呈相对稳定的线性关系。[结论]机械压实会使土壤容重增加,饱和持水率降低。随着土壤含水率的减少和体积密度的增加,压实对土壤的影响减弱。土壤应力传递系数与土壤类型、含水率、体积密度等有关。对于给定状态的土壤,其土壤应力传递系数不变。     

纳帕海不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

[目的]探讨纳帕海区域土壤有机碳(SOC)在不同土地利用方式下的剖面分布特征及其与土壤含水量、容重的相关关系,为该区域合理高效利用土地资源提供科学依据。[方法]对猪拱地、农田、灌丛和森林4种土地利用类型的SOC分布特征进行研究。[结果]0~50 cm土层深度内,SOC含量由高到低依次为农田(26.43 g/kg)、猪拱地(20.95 g/kg)、灌丛(20.16 g/kg)、森林(17.25 g/kg);猪拱地、农田、灌丛和森林均为0~10 cm土层SOC含量最高,是主要的碳储层,分别占0~50 cm土层的37.42%、28.07%、49.81%和30.10%,随土壤深度的加深,SOC含量呈减少趋势;SOC密度与SOC储量呈基本一致的变化趋势;各样地表层SOC与土壤含水量呈显著正相关(R~2=0.50,P0.05),与土壤容重呈极显著负相关(R~2=0.60,P0.01)。[结论]不同土地利用类型其SOC含量在垂直方向上的分布不同,湿地的退化会不同程度地导致SOC流失,表层SOC含量很大程度上受土壤含水量和土壤容重的制约。     

广西凤山县退耕还林土壤效应及生态效益评价研究

[目的]为退化土壤的生态系统恢复与重建和石漠化治理提供依据。[方法]对广西凤山县土石山丘陵区2种不同退耕还林类型(核桃、八角)进行调查,研究退耕林地0～40 cm土层的理化性质,并以未退耕地(农田)作为对照。[结果]退耕还林10年后,退耕林地土壤剖面结构逐渐完善,土壤容重减小,总孔隙度、饱和含水量和田间持水量增大;土壤有机质含量增加16.6%;土壤有机质平均含量从大到小依次为八角、核桃、农田,土壤速效氮含量以大到小依次为八角、核桃;土壤全氮平均含量从大到小依次为核桃、八角。从拦蓄保护水资源价值与森林保持水土价值2个方面计算,凤山县退耕还林工程土壤生态效益价值超过2.8亿元。[结论]退耕还林的潜在价值巨大,所以有必要加强退耕还林工程的建设力度。     

壤土特性空间变异对地下滴灌水氮分布及夏玉米生长的影响

 【目的】与地表滴灌相比,地下滴灌的特殊性在于系统性能不仅受水力设计参数的影响,而且还与土壤特性的空间变异密切相关。本文的目的是定量评估地下滴灌系统水力参数和土壤特性空间变异对土壤水氮空间分布和夏玉米生长的影响。【方法】试验田块的土壤为砂质壤土。试验中滴灌带埋深设置0、15和30 cm 3个水平,施肥装置选择国内外常用的压差式施肥罐和文丘里施肥器两种类型;土壤特性测试指标包括颗粒组成、容重、水分特征曲线、含水量、硝态氮和铵态氮含量。采用人工神经网络模型估算了土壤饱和导水率。夏玉米收获时测定了地上部分干物质、产量和氮素吸收量的分布。【结果】试验田块内土壤初始硝态氮含量的变异程度最大,饱和导水率次之,土壤容重的变异程度最小;土壤特性空间变异程度为弱-中等。滴灌带埋深对施肥灌溉后土壤硝态氮在垂直剖面上的分布影响明显,滴灌带附近一般硝态氮含量较高。但施肥装置类型对土壤硝态氮分布的影响不显著;滴灌带埋深和施肥装置类型对土壤铵态氮含量分布的影响均不显著。由地下滴灌系统水力设计和土壤特性空间变异引起的作物地上部分干物质、吸氮量和产量的变异系数明显小于灌溉施肥后土壤氮素的变异系数,接近或小于灌水量与施肥量的变异系数。【结论】对试验土壤来说,土壤特性的空间变异,尤其是土壤初始含水量和氮素含量的不均匀性,可能是导致施肥灌溉后土壤水氮分布不均匀的重要原因。因此在地下滴灌系统设计中应考虑土壤特性空间变异的影响。     

烟田土壤剖面调查

[目的]为研究曲靖市师宗县烤烟大田生长过程中烟田的土壤理化性状变化规律以及土壤肥力变化。[方法]对烟田土壤6个土层剖面的理化性状进行分析。[结果]在耕作层以下的土壤,随着土层的加深,土壤pH、速效氮、磷、钾含量、有机质、容重、阳离子交换量、总孔隙度、Ca2+和Mg2+下降,土壤肥力下降,通气性变差;土壤pH与土壤的速效养分、容重和阳离子交换量呈正相关关系,因此pH是影响土壤理化性状的重要因素之一。[结论]随着土层的加深,烟田土壤肥力下降越明显,理化性状越差,越不利于烤烟的生长。     

喀斯特小流域不同土地利用方式土壤物理性状分析

以广西都安澄江喀斯特小流域为研究单元,分析了流域不同土地利用方式下土壤主要物理性质的变化。结果表明:随着自然林地向灌丛地、灌草丛地、草地、人工林地、梯化旱地、旱地、坡耕地转变,土壤容重、pH呈增加趋势,而土壤含水量、土壤总孔隙度、电导率逐渐降低。土壤电导率对不同土地利用方式的响应程度最强烈,土壤容重、含水量和总孔隙度的响应程度居中,pH最小。在不同土地利用方式下,土壤总孔隙度、含水量、电导率及pH的变化均与土壤容重的变化有关。随着土壤容重的增加,总孔隙度和含水量均减少,电导率降低,而pH升高。综合分析土壤物理性质各项主要指标,发现自然林地土壤物理性质最优,灌丛地、灌草丛地、草地、人工林地、退耕地的土壤物理性质次之,梯化旱地、旱地、坡耕地最差。     

拉萨半干旱河谷人工杨树纯林生态增益研究

[目的]根据配置模式对拉萨半干旱河谷地带人工杨树纯林进行改造。[方法]研究了其改造前后林分生长状况的变化、土壤养分含量和含水量的变化、土壤容重与孔隙度的变化、不同配置模式对土壤容重和孔隙度的影响、不同配置模式中植物根系分布特征、不同配置模式的筛选。[结果]纯林经过改造成混交林后,林分生物量分布格局要比纯林更为合理和均匀,具有更高的生产力;纯林改造后,对土壤有机质含量和含水率都有显著提高;改造后的纯林内增加了土壤表面的枯枝落叶层,从而使得其内的土壤容重小,土壤孔隙度变大;不论在任何时间段,群状配置林下土壤的平均容重小于行状配置,而孔隙度则与之相反,三角形配置的土壤容重和土壤孔隙度则具二者之间;在不同时间段,同一配置模式下林地间的土壤容重与孔隙度也有一定差异;配置模式中的土壤容重为群状配置〈三角形配置〈行状配置,孔隙度为群状配置〉三角形配置〉行状配置,有机质含量为群状配置〉三角形配置〉行状配置。经过改造后的纯林群落结构更趋稳定、合理。[结论]该研究结果可为拉萨半干旱河谷地带退化生态系统的恢复与植被重建提供一定的理论依据和指导。     

海南岛3种森林类型的土壤特性及水源涵养功能

[目的]研究海南3种森林类型的土壤特性及水源涵养功能。[方法]以海南岛琼中地区天然次生林、马占相思林和15年生的橡胶林为研究对象,对不同森林类型的土壤理化特性和水源涵养功能进行了研究。[结果]不同森林的土壤理化特性及其持水量差异明显,天然次生林和马占相思林土壤容重小、孔隙多、有机质含量丰富、持水量大,而橡胶林土壤容重较大、孔隙少、有机质含量低、持水量低。3种森林类型0~40 cm土层的饱和持水量、毛管持水量从大到小依次为天然次生林、马占相思林、橡胶林。[结论]该研究可为海南岛森林生态系统可持续发展提供科学依据。     

黄河三角洲典型地区春季土壤水盐空间分异特征研究——以垦利县为例

黄河三角洲作为我国重要的后备土地资源区,土壤盐渍化问题突出,切实掌握土壤水盐状况及其空间规律是该区土壤盐渍化防控和土地资源高效利用的重要基础.本研究选择黄河三角洲垦利县,通过野外调查实测与室内化验分析获取土壤水盐含量数据,利用统计分析、GIS插值、缓冲区分析等方法,分析了研究区土壤水盐状况及其空间变异规律.结果显示:研究区总体盐分含量以中度为主,含盐量由表层至底层呈上升趋势,且各层土壤含盐量呈显着正相关性;含盐量较高的地区主要分布在县域东部滨海区,含盐量较低的地区主要分布在该县的西南部;土壤含盐量随着距离渤海渐远呈下降的趋势,含水量总体呈先下降后上升趋势;从黄河向两岸延伸,土壤含盐量均随距离黄河渐远呈上升的趋势,含水量呈先下降后上升趋势;土壤含盐量从大到小的不同植被类型依次为光板地>碱蓬>柽柳>马绊草>芦苇>茅草>水稻>棉花>小麦>玉米;土壤含盐量从大到小的不同地貌类型依次为洼地>微斜平地>缓岗>河滩高地.该研究基本摸清了研究区春季时相的土壤水盐状况及空间变异规律,为黄河三角洲土壤资源可持续利用提供了科学依据.     

桂林喀斯特地区干湿循环过程中土壤水含量的空间变异

[目的]研究桂林喀斯特地区干湿循环过程中土壤水含量的空间分布变化,为解决该地区农田水土流失及农作物防旱抗旱提供理论依据.[方法]选取种植有大豆、梨树和甘蔗3种不同农作物的耕作地为试验地,分析3种试验地在干湿交替条件下土壤表层0~6 cm土壤水含量的空间变异,并利用地统计方法研究不同土地利用方式下的土壤空间分布变异.[结果]大豆、梨树和甘蔗3种试验地的土壤质地差异不显著(P>0.05),土壤容重表现为梨树地最小,但土壤有机质含量和总孔隙度均以梨树地最高.3种试验地湿润阶段的土壤水含量是干旱阶段土壤水含量的2~3倍.在整个干旱—湿润循环过程中,3种试验地的土壤水含量均表现为梨树地>甘蔗地>大豆地,土壤水含量空间分布比为37.18%~95.99%,呈中等偏上的空间相关性,说明试验地的空间分布在一定范围内表现稳定,但因不同的土地利用方式存在一定变异性,变异强度也因其耕作方式或管理方式的不同而异.[结论]桂林喀斯特地区土壤自身具有维持其土壤水含量空间分布稳定的能力,但耕作方式、灌溉等人为因素在一定程度上会削弱土壤水含量的空间稳定性.