渭北黄土高原核桃林地的土壤水分特征

 水分是制约黄土高原地区生态环境恢复和经济发展的主要限制因子。研究黄土高原土壤水分变化规律,有着极其重要的科学和实际意义。采用随机设计,实地试验的方法,对渭北黄土高原核桃林下土壤水分状况及其变化规律进行了研究。结果表明:黄土高原核桃林地土壤蒸发量与月均温呈正相关关系。土壤含水量随时间的变化,主要受降水量和土壤蒸发与植被蒸腾耗水的影响。黄土高原核桃生长期的土壤水分季节变化,分为3个阶段:春末夏初土壤水分强烈消耗期(5—6月)、雨季土壤水分补充期(7—10月)和冬春土壤水分缓慢积累期(11月至翌年4月)。土壤含水量的季节性变化,与降水量的季节性变化密切相关。核桃林下的土壤贮水量,以8月份最大,6月份最小;耗水量在7月份最大,4月最小。4—7月处于水分亏损状态,而8—10月随降雨量增加,土壤水分便得到补充。水分调控不仅能不同程度地提高土壤贮水量,而且对水分亏损有一定缓解。各灌水处理下的土壤耗水量均有一定程度增大,而覆膜、覆草和修剪下的土壤耗水量,则有一定程度的降低。综合起来可以看出,覆膜、覆草、中等以上程度修剪、4月和6月分别灌水225kg和225kg等5种处理效果较佳,尤其是覆膜效果最好,不仅显著提高了土壤含水量和降低了土壤耗水量,促进了果实的生长发育,而且成本低廉,易于获得,使用方便。建议在黄土高原经济林丰产栽培中推广作用。     

渭北旱塬果园自然生草对土壤水分及苹果树生长的影响

土壤水分不足是渭北旱塬苹果生产中的首要问题。为了提高果园土壤贮水量,促进果树生长,该试验以果园清耕和人工生草(三叶草)为对照,探讨渭北旱塬果园自然生草(繁缕和牛繁缕群落)对土壤水分及苹果树生长的影响。结果表明:自然生草在苹果开花坐果期可提高0~80 cm土层土壤水分,在幼果膨大期和花芽分化期可提高0~120 cm土层土壤水分,在果实采前膨大期可提高0~160 cm土层土壤水分,而人工生草则降低了土壤水分。自然生草和人工生草主要影响0~80 cm土层土壤水分,且对0~40 cm土层土壤水分影响较大,对120 cm以下土层影响较小。自然生草的土壤蒸散量较人工生草和清耕分别减少了17.30和8.07 mm,单果重分别提高了15.46%和6.21%,产量分别提高了21.29%和6.10%,土壤水分利用效率分别提高了25.09%和7.64%。自然生草不但可提高果园土壤贮水量,而且可提高果实单果重与产量,渭北旱塬应积极推广果园自然生草。     

黄土高原区果园生草覆盖对土壤物理性状、水分及产量的影响

通过试验证明果园生草制是黄土高原地区果园土壤管理的一个行之有效的模式。果园生草覆盖区与对照相比土壤物理性状、水分及产量均有明显提高，直径1．0mm以上的土壤团粒增加了10．2％一12．2％，提高60．4％一72．2％；土壤容重下降0．05—0．13g/cm^3，降低4．2％一10．0％；土壤孔隙度增加2．5％一5．5％，提高4．6％一10．9％；有机质增加0．19％一0．57％，提高24．4％一73．1％；0—20cm土壤水分增加1．7％一3．0％，提高16．7％一29．4％；苹果产量和经济效益，提高幅度分别为12．73％一31．57％和15．17％一36．22％。     

黄土高原旱地果园土壤水分管理研究

在黄土高原中、南部的延安宝塔区和淳化县,测定了旱地果园土壤储水量,测定结果表明:在苹果生育期,以60%田间持水量作为水分亏缺的标准,不同月份土壤储水量变幅很大,均出现不同程度的亏缺,需要补水才能满足苹果的正常生长要求。进行苹果需水规律试验和品质测定表明,在该地区优质苹果生产需水量为600mm左右。通过有限灌水技术试验证实,穴灌的净增值率高达58.7%。     

黄土高原沟壑区苜蓿地土壤水分剖面特征研究

对黄土高原沟壑区不同种植年限苜蓿地土壤深层水分特征的分析表明,受降水影响0～2m土层水分变化较大,2m以下由于没有水分的补给,出现了干燥化现象。苜蓿在生长前期主要利用上层土壤水分,土壤水分恢复也是从上层开始,下层的干层则难予恢复。10、15、23年生苜蓿分别在9、10.8和11m处水分含量趋于稳定,达到土壤干层的下限。土壤水分的变异系数随土层深度的增加而减小,水分含量趋于稳定。在0～9m土层土壤水分亏缺较大,亏缺量大于年均降水量。     

甘肃黄土高原土壤水分演变特征

分析了近30年甘肃黄土高原区域土壤湿度变化,结果表明:土壤湿度垂直分布变化阶段性明显,土壤水分变化存在突变;不同作物对土壤水分的垂直分布影响显著;土壤水分由表层向深层(1m)渗透一般需要4旬;时间演变规律上,生长期土壤水分有减少的趋势,蓄水期土壤水分存在增加的趋势;小波分析还发现作物生长期间土壤湿度存在2年、4年、6~9年振荡,蓄水期存在2年、4年~9年振荡,年均土壤湿度存在2年、4~9年和14年左右的振荡。     

黄土高原北部草地土壤水分空间变异研究

土壤水是维系黄土高原恢复生态系统稳定性和可持续性的关键因子。为深入理解黄土高原不同类型草地恢复生态系统土壤水的分布特征,采用经典统计学与地统计学方法,分析了陕北神木六道沟小流域样地尺度长芒草和苜蓿草地0～500 cm剖面土壤水分的空间变异特征。结果表明:两种草地土壤水分随土层深度增加均呈先增大、后减小,而后趋于稳定的变化趋势,具有中等程度变异性。垂直方向上两种草地土壤含水量及空间变异系数均具有显著差异(P 0.001),苜蓿和长芒草地0～500 cm剖面土壤水分变异系数平均值分别为0.19和0.33。总体上,苜蓿导致深层土壤水过度消耗,70cm以下土层土壤含水量明显低于长芒草地,其高耗水特性削弱了垂直方向140 cm以下土层土壤水的空间变异强度。因此,苜蓿植被强化了土壤水在垂直方向上的循环,并导致深层土壤水负平衡,进而使样地尺度土壤水在水平方向的分布趋于均质化。     

黄土高原南部土壤水分有效性研究

本文采用田间模拟土柱试验方法，利用作物产量－水分关系的数学模型和植物根系吸收土壤水分的数学模型，定量地研究了黄土高原南部土壤水分对植物有效性的动态规律，两种模拟方法得到了相同的结果，即在田间持水量的９５％到５５％的壤湿度范围内，随着土壤湿度的不小，土壤水分对植物的有效性按抛线规律递减，而且下降的速度越来越快 ；同时还简析了不同土壤水分有效性观点存在的原因，以及土壤水分有效性与土壤水分易吸性相一致或     

渭北黄土高原流域土壤水分生态条件与树种配置

针对造林成活率低的问题,以欠水年土壤水分特征与苗木的抗旱性为依据,探讨了渭北黄土高原流域人工林配置。得出流域土壤水分具有沟道高、阳坡上部低、秋季高、春季低的时空分布特点,且其含水量均高于凋萎湿度;当土壤含水量≥8.56%时,供试的21种苗木均能成活60天以上;最后提出了流域人工林配置方案。     

黄土高原沟壑区苹果园土壤剖面水分及矿质氮分布特征

面对苹果园大量施肥带来的潜在环境问题,在黄土高原沟壑区典型流域,分别选取不同树龄和地貌类型的苹果园,分析土壤水分含量和土壤矿质氮在土体剖面中的变化,为促进该流域农业发展提供相关数据支持。在陕西长武县王东沟流域,分别选取不同树龄(14,18,23,28,32树龄)和地貌类型(塬、梁、坡地)的果园,用直径为4 cm的土钻,在每株果树周围距离树干1 m处,采集15个不同样地0—400 cm土层样品,12个果园样地0—600 cm土层样品,分别测定土壤水分、硝态氮、铵态氮含量。结果表明:随着树龄的增加,0—600 cm土壤含水量和贮水量出现明显下降,尤其在300—600 cm处,不同树龄果园贮水量差异显著(P<0.05),贮水量大小表现为18树龄>23树龄>32树龄。流域内各树龄果园各土层铵态氮含量均较低,对矿质氮在土体中的分布基本不构成影响;硝态氮含量较高,矿质氮在土壤中的分布主要受其影响。各果园不同树龄600 cm以上土层硝态氮含量变化幅度较大,且硝态氮主要分布在土层深处。坡地果园18,23,32树龄0—200 cm土层硝态氮累积总量分别占0—400 cm土层累积总量的50%,41%和38%,表现出土壤硝态氮随树龄的增长而向深层累积的趋势。3种地貌类型下硝态氮累积量都表现出随果园树龄增长而增加的特点。黄土高原沟壑区果园土壤深层干燥化和硝态氮累积现象明显,而且随着果园树龄的增加趋于严重。     

黄土高原水蚀风蚀复合区人工植被土壤水分状况

采用烘干法及WP4水势仪对黄土高原水蚀风蚀复合区人工林下土壤重量含水量及水势进行测定,从土壤水分数量和能量两方面分析该区土壤水分时空分布和动态变化特征,并且通过实测数据对不同树种土壤水分特征曲线进行拟合,旨在为该区今后植被建设及生态用水提供理论参考。结果表明,各树种在0-300 cm土层土壤含水量随深度增加而逐渐降低,并趋于稳定。0-30 cm土层土壤含水量变化剧烈,30 cm以下土层土壤含水量逐渐降低,并趋于稳定在3.00%~5.00%。土壤水分受降雨量及其分配影响显著,观测期内土壤储水量盈余26.7 mm。土壤水势与土壤含水量变化规律一致,土壤水分特征曲线拟合结果较好。在丰水年,降雨只对浅层土壤水分起到补给作用,深层土壤水分亏缺严重,存在土壤干层。在特殊降水年份对该区土壤水分进行研究具有重要意义。     

黄土高原不同规格鱼鳞坑土壤水分状况研究

鱼鳞坑是坡面水土保持的一项工程治理措施,同时又是一种坡面植树造林的整地方法。由于鱼鳞坑施工简单,在拦蓄地表径流,保持水土,促进林木生长等方面作用比较显著,因此得到广泛应用。为了研究不同规格鱼鳞坑的土壤水分变化,采用固定点监测方法对陕北黄土区4种规格的鱼鳞坑土壤水分进行了对比研究。结果表明,在半阳向陡坡和极陡坡上,4种规格鱼鳞坑土壤含水量表由大到小表现为：中规格〉大规格〉较小规格〉小规格〉对照,而在半阴向缓坡和阴向缓坡上,4种规格鱼鳞坑土壤含水量由大到小依次为：大规格〉中规格〉较小规格〉小规格〉对照。     

渭北黄土高原经济林地土壤养分特征研究

为了探明渭北黄土高原经济林地土壤养分状况及其变化规律,以主要经济林树种杏树、柿树、花椒和核桃作为研究对象,对经济林地土壤养分变化特征进行了研究.结果表明:经济林地由于受成土母质和人为干扰的作用,土壤养分含量变异范围较宽,其中养分变异范围中碱解氮的变幅最小,而速效磷最大,达74.17%;不同的经济林地土壤养分存在一定的差异性,花椒林地有机质和速效钾含量最高,杏树林地次之,柿树和核桃林地含量较低,碱解氮的变化趋势为:核桃>花椒>杏树>柿树,速效磷的变化趋势为:杏树>柿树>花椒>核桃;各种养分在剖面中的含量具有明显的层次性,表层(0-20cm)养分含量最高,随着剖面深度的增加,养分含量逐渐降低,且降低的幅度越来越小,养分具有明显的“表聚效应”;土壤养分含量之间存在一定的相关性,有机质与速效钾呈显著相关,与碱解氮呈极显著相关,碱解氮与速效钾呈极显著相关,而速效磷与其它养分变化的相关性较低,没有明显规律性;依据黄土高原土壤养分分级指标,所调查经济林土壤有机质和碱解氮处于较低水平,速效磷、速效钾含量丰富,能够满足一般树木生长的需要.     

黄土高原土壤干层水分恢复与作物产量响应

通过大田试验研究了黄土高原苜蓿草地土壤干层水分恢复状况，及恢复过程中不同作物的产量响应。试验设5个处理，苜蓿→草谷子→春小麦→马铃薯→豌豆（WPPe）；苜蓿→草谷子→玉米→玉米→春小麦（CCW）；苜蓿→草谷子→马铃薯→春小麦→玉米（PWC）；苜蓿→草谷子→休闲→豌豆→马铃薯（FPeP）；常规耕作农田（CS）。结果表明，如用苜蓿翻耕后农田土壤含水量与凋萎湿度时土壤含水量的比值表示土壤干层水分恢复程度，比值在正常降雨情况下增加而在降雨量少时下降，但如用苜蓿翻耕后农田土壤含水量与常规农田土壤含水量的比值表示土壤干层水分恢复程度，比值持续增长不受降雨量的影响。经过4年时间WPPe、CCW、PWC、FPeP的0～5m土层的土壤含水量由2001年4月仅有常规农田的63．66％上升到2004年9月的90．51％、89．83％、92．17％、96．72％。苜蓿翻耕后的农田作物产量与常规农田中的作物产量没有明显差别，而水分利用效率显著高于常规农田中的作物产量。以秋收作物马铃薯和玉米较适合苜蓿一作物轮作。     

从土壤的储水能力分析黄土高原的植被建设

土壤水分是黄土高原植被建设的首要限制因子,并受大气降水和土壤质地等因素的影响。对黄土高原大范围内降水、土壤质地、土壤储水能力的区域变化趋势和不同植物正常生长的需水分析,认为黄土高原植被建设的对策是:在半湿润地区,发展乔林兼灌木,农作物以冬小麦为主,搞好耙耱保墒,使降水就地入渗;在半干旱地区,以灌木为主,兼顾乔林,农田以春作为主,争取雨作同步,并修梯田、水平沟等防治水土流失;在干旱地区,发展灌木和半灌木,不具备灌溉条件的农田搞秋作物轮休,争取雨热同步和伏雨春用或修隔坡梯田等发展聚流农业。三个类型区都可以发展草地。     

黄土高原不同树龄苹果园土壤水分及硝态氮剖面特征

为揭示黄土高原农田转变为苹果园后土壤水分及硝态氮剖面变化特征,以洛川县为研究区,采集农田(对照)和8,17,25年苹果园共40个0-600 cm剖面土样,分析土壤水分、NO3--N浓度及其储量。结果表明:与农田相比,8年苹果园0-600 cm土壤水分含量及贮水量偏高(旧县镇)或相当(槐柏镇),而NO3--N浓度及其累积量则没有显著差异;17,25年苹果园0-600 cm土层贮水量则显著降低(P<0.05),分别下降150,230 mm,且该差异主要与300 cm以下土层水分变化有关;0-500 cm土层NO3--N浓度随苹果种植年限显著增加,17,25年苹果园0-600 cm土层NO3--N累积量分别为6 830,8 370 kg/hm2,二者显著高于农田(695 kg/hm2)和8年果园(440 kg/hm2)。综合可知,农田转变为苹果园这一土地利用方式变化可导致深层土壤水分亏缺(>300 cm)和硝态氮累积,黄土高原大力发展苹果种植过程中应重视蓄水保墒及氮肥减施等措施。     

渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为：Hg〉Pb〉Cd〉As〉Cu〉Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为：Cd〉As〉Hg〉Pb〉Cr〉Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。