黄土高原典型林分土壤水文物理性质及持水性能

【目的】通过对黄土高原典型林分类型土壤水文物理性质及持水性能的研究,以期为该区域合理水资源综合管理和林分种类选取配置经营提供科学依据.【方法】采用野外观测和室内浸水相结合的试验方法,得到3种林分类型(贺兰山油松天然林、子午岭油松次生林、陇东黄土高原刺槐人工林及六盘山华北落叶松人工林)的土壤水文物理特征指标.【结果】不同林分类型的土壤容重、孔隙度与持水性能存在差异.土壤容重随土层深度增加而增大,子午岭油松次生林(1.24 g/cm~3)最大,陇东黄土高原刺槐人工林(1.16 g/cm~3)与六盘山华北落叶松人工林(1.16 g/cm~3)次之,贺兰山油松天然林(0.98 g/cm~3)最小;土壤孔隙度随土层加深而减小,总孔隙度与毛管孔隙度为贺兰山油松天然林陇东黄土高原刺槐人工林六盘山华北落叶松人工林子午岭油松次生林,非毛管孔隙度为陇东黄土高原刺槐人工林子午岭油松次生林贺兰山油松天然林六盘山华北落叶松人工林;贺兰山油松天然林土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率均值均与其它三种林分类型差异极显著(P0.01),土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率大小依次为贺兰山油松天然林陇东黄土高原刺槐人工林六盘山华北落叶松人工林子午岭油松次生林;土壤容重与土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、饱和持水率、毛管持水率、非毛管持水率均存在极显著负相关关系,土壤总孔隙度、毛管孔隙度与持水性能呈极显著正相关,非毛管孔隙度与土壤饱和持水率呈极显著正相关,其中以土壤容重、总孔隙度与饱和持水率的相关性最好.【结论】贺兰山油松天然林持水性最优,陇东黄土高原刺槐人工林与六盘山华北落叶松人工林次之,子午岭油松次生林最差.     

藏东横断山区业拉山背风坡土壤理化性质垂直地带性分析

【目的】对业拉山背风坡不同海拔梯度表层土壤理化性质的垂直地带性进行分析,为区域干凉河谷地带土壤抗侵蚀评价及植被恢复提供参考。【方法】以业拉山海拔3 200～4 600 m的土壤为研究对象,测定其体积质量、孔隙度、田间持水性、有机质含量,并分析海拔及各指标间的相关性。【结果】不同海拔土壤的理化性质存在一定差异。不同海拔土壤有机质含量、体积质量、总孔隙度、毛管孔隙度、饱和含水率、毛管含水率和田间持水率分别为14.78～198.96 g/kg,0.43～1.45 g/cm~3,55.51%～89.25%,42.64%～81.13%,38.52%～201.61%,30.19%～184.85%和23.07%～175.25%。随着海拔的升高,土壤体积质量、非毛管孔隙度总体呈减小趋势,有机质含量、总孔隙度、毛管孔隙度、饱和含水率、毛管含水率、田间持水率总体呈增大趋势。海拔与土壤体积质量、非毛管孔隙度极显著和显著负相关,与总孔隙度和毛管孔隙度极显著正相关(P0.01),与饱和含水率、毛管含水率、田间持水率和有机质含量显著正相关(P0.05)。【结论】业拉山背风坡表层土壤结构以海拔4 400 m地区最优,海拔4 200和4 600 m地区优于海拔3 800和4 000 m地区,海拔3 200～3 600 m地区最差。从土壤类型看,业拉山背风坡表层土壤理化性能综合表现为黑毡土棕壤褐土灰褐土。     

赣南毛竹林土壤的渗透性特征

为研究赣南毛竹林土壤水源涵养功能,对崇义、兴国和于都3县毛竹林土壤持水能力、渗透性能等进行了研究。结果表明,赣南毛竹林土壤(0~20 cm)最大持水能力以毛管持水能力为主,介于998.34~1 054.83 t?hm~(-2),崇义最高,于都最低。土壤入渗能力随着土层深度的增加而降低,表层土壤入渗能力依次为崇义兴国于都;下层土壤入渗能力在不同区域间差异较小,土壤初渗率和平均渗透率依次为崇义于都兴国,稳渗率和渗透总量则为于都崇义兴国。主成分分析表明土壤水分入渗性能以崇义和兴国表层土壤最高,而兴国下层土壤最低。土壤水分入渗过程采用Kostiakov模型拟合效果最佳。土壤水分渗透能力与土壤容重显著负相关,与非毛管孔隙度和总孔隙度呈显著正相关,表明土壤容重和非毛管孔隙度是影响土壤渗透性能的主要物理性质。研究得出于都毛竹林表层土壤渗透性能、持水量能力较弱,应该采取适当的措施,以提高土壤水源涵养能力。     

西藏尼洋河流域下游5种典型土地利用方式土壤物理性质差异分析

【目的】探明西藏尼洋河流域下游不同土地利用方式对土壤物理性质的影响,为该地区水土流失治理提供理论依据。【方法】在尼洋河下游河谷地带,采集天然林地、人工林地、河滩林地、农耕地、草地5种典型土地利用方式,选取每个样点0~15,15~30cm土层样品,测定土壤体积质量,孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度),含水率(饱和含水率、毛管含水率),田间持水率,渗透性(初始渗透速率、稳定渗透速率、平均渗透速率),并对各指标的相互关系进行了分析。【结果】不同土地利用方式土壤体积质量、孔隙度、持水性能有明显差异,土壤体积质量表现为0~15cm土层15~30cm土层,人工林地(1.51g/cm~3)农耕地(1.40g/cm~3)草地(1.16g/cm~3)河滩林地(1.12g/cm~3)天然林地(0.92g/cm~3)。天然林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均明显大于其他土地利用方式,且土壤体积质量与土壤总孔隙度呈显著负相关关系。天然林地饱和含水率、毛管含水率均极显著大于其余土地利用方式。除河滩林地外,其余土地利用方式下土壤饱和含水率、毛管含水率随土层深度增加呈减小趋势。土壤饱和含水率、毛管含水率、田间持水率与土壤体积质量呈显著性负相关关系,与总孔隙度呈显著正相关关系。各土地利用方式下土壤渗透性存在一定差异,但大多差异未达显著水平,具体表现为:天然林地河滩林地农耕地人工林地草地。除草地外,其余4种土地利用方式下渗透性均随土层深度增加而增强。【结论】不同土地利用方式对土壤物理性质影响有差异,其中天然林地土壤物理性质最优,人工林地较差,在进行土地利用时应减少人为干扰强度,避免对自然植被产生破坏。     

南亚热带典型人工林土壤饱和导水率特征及其影响因素研究

【目的】分析南亚热带典型人工林土壤饱和导水率的变化特征及其影响因素,了解水分在土壤中的运动规律,为进一步研究人工林土壤水分运动规律提供基础科学理论支持。【方法】以广西国有高峰林场内的马尾松、杉木、尾巨桉、米老排、红锥等人工林土壤为研究对象,采用恒定水头法测定5种人工林地的土壤饱和导水率,利用相关性分析和灰色关联分析法等数学分析方法,探讨南亚热带人工林土壤饱和导水率的变化特征及其影响因素。【结果】(1)杉木和马尾松2种人工林土壤的平均饱和导水率相对较高,尾巨桉人工林土壤的平均饱和导水率最低。不同人工林土壤饱和导水率随土壤深度均具有先减小后增加的变化规律,且土壤表层(0～10 cm)的饱和导水率均显著高于土壤下层(10～50 cm)。(2)相关性分析结果表明,有机质含量、大于0.2 mm的水稳性团聚体含量、总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、饱和含水量和黏粒含量均与饱和导水率呈正相关关系,土壤密度与饱和导水率呈显著的负相关关系。(3)灰色关联分析结果表明,有机质含量、大于0.2 mm的水稳性团聚体含量、土壤密度、总孔隙度、饱和含水量、非毛管孔隙度和毛管孔隙度是土壤饱和导水率的重要影响因素,...     

高冰草对土壤物理性质的影响研究

为探讨高冰草（Agropyron elongatum）对土壤物理性质的改良效果,本文对种植高冰草前、后不同土层的多项土壤物理性质指标进行了比较分析。结果表明：种植高冰草后的所有土层土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、毛管持水量和田间持水量均极显著提高（P<0.01）,非毛管孔隙度极显著降低（P<0.01）,而土壤容重、土壤通气度则无明显差异。随着土层深度的增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、毛管持水量和田间持水量和土壤通气度均呈递减趋势,土壤非毛管孔隙度呈先增加后递减的趋势,土壤容重则呈递增趋势。综合分析表明,种植高冰草有利于增强土壤涵养水源的能力,提高水资源利用效率,对土壤的物理性质有一定的改善作用。     

城市不同香樟群落类型下土壤理化性质变化

以城市3种香樟群落类型(土壤裸露的香樟纯林,草本覆盖的香樟纯林和乔灌草搭配的香樟混交林)0~40cm土壤层为研究对象,探讨不同的群落配置对土壤理化性质变化规律的影响,旨在为城市园林绿化应用提供依据。结果表明:(1)乔灌草搭配的香樟混交林对土壤容重、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田间持水量影响显著,分别是土壤裸露的香樟纯林的0.88、1.86、1.17、1.15和1.17倍。(2)乔灌草搭配的香樟混交林对土壤有机碳、全氮和水解氮含量有显著影响,分别是土壤裸露的香樟纯林的2.29、1.99和2.15倍。(3)土壤容重与非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田间持水量和有机碳、全氮、全磷和水解氮呈显著负相关,有机碳与总孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田间持水量和全氮、水解氮显著正相关。复合结构种植模式表现出良好的土壤通气性和持水能力,且拥有较高的碳氮含量,有助于改善土壤理化性质和促进土壤养分循环。     

长期不同施肥对褐土持水性质的影响

为了评价长期不同施肥对褐土土壤物理性状和土壤持水性质的影响,依托山西省寿阳旱地农业生态系统国家野外科学观测研究站长期进行氮磷肥与有机肥配合施用定点定位试验的褐土农田,设置不施肥（CK）、单施氮磷肥（NP）、氮磷肥与有机肥配施（NPM）和单施高量有机肥（M）等4个处理,并测定其土壤容重、孔隙度、紧实度、饱和导水率以及土壤水分特征曲线等指标。结果表明,与CK相比,NPM和M处理显著降低了土壤容重和紧实度,提高了土壤孔隙度和饱和导水率,同时水分累计入渗量也分别提高了20.00%和47.62%;土壤水分特征曲线表明,不同处理土壤持水能力从高到低为M>NPM>NP>CK;Van Genuchten模型拟合结果表明,M处理下田间饱和含水量（θs）和剩余含水量（θr）均最高,而CK最低。与CK相比,NPM和M处理田间持水率分别提高了11.97%和40.27%,土壤有效含水率分别提高了15.11%和21.35%。综上,长期施用高量有机肥（M）以及氮磷肥与有机肥配施（NPM）配合施用可以提高土壤持水能力,是褐土区较为适宜的施肥措施。     

蒲石河蓄能电站河岸带土壤性质分析

[目的]研究蓄能电站不同类型河岸带土壤性质的变化规律。[方法]选取草地、林地、耕地3种用地作为研究对象,分别在采样线距水陆交界线1、2、3、4、5、6、7、10、15、20、25、30、35 m处布点。用环刀法测定土壤容重、土壤密度、毛管孔隙度等物理性质。[结果]蒲石河蓄能电站河岸草地土壤容重为1.25~1.57 g/cm3,土壤总孔隙度随着距水距离的增大呈先增加后降低的规律,距水5 m处为拐点。河岸带林地田间持水率随距水距离的增大呈先降低后升高的规律。林地土壤的总孔隙度、非毛管孔隙度最高。[结论]河岸带林地的保水、持水能力最强。该研究为维护和保持蓄能电站河岸带的生态平衡提供了基础数据。     

长期施肥对灰漠土有机质和物理性质的影响

[目的]探讨长期不同施肥措施对灰漠土有机质及物理性质的影响,阐明土壤物理性状的演变特征,以期为干旱区土壤培肥提供参考.[方法]以22 a的长期定位施肥试验为基础,选择其中6个施肥处理的当季土壤样品,测试土壤有机质、容重、总孔隙度、饱和含水量、田间持水量、含水量指标,并将测试结果与基础土壤数据进行对比分析.[结果]与CK相比,施肥可提高土壤有机质和总孔隙度,长期配施有机肥和秸秆还可以降低土壤容重、提高土壤饱和含水量;长期单施化肥(氮磷钾、氮磷)容重升高,田间持水量有提高趋势.[结论]施肥能改善或维持灰漠土土壤的有机质及物理性质,施有机肥是最有效的手段;秸秆还田表层土壤孔隙大,土壤易干旱;单施化肥土壤表层容重增大、孔隙度减少.     

土壤紧实度和凋落物覆盖对城市森林土壤持水、渗水能力的影响

  目的  分析人为干扰对土壤密度、孔隙度、紧实度等物理性质的影响,揭示土壤紧实度、凋落物覆盖决定城市森林土壤的持水和渗水能力,以期为科学管理城市森林凋落物及践踏程度提供科学参考。  方法  以北京市典型城市森林公园?奥林匹克森林公园内森林为研究对象,通过测定不同践踏等级（轻度、中度、重度）、不同凋落物累积量（0 ~ 4 t/hm2、4 ~ 8 t/hm2、8 ~ 12 t/hm2）、不同草被植物覆盖度（0、0 ~ 50%、50% ~ 100%）下表层土壤持水、渗水相关特性,分析土壤紧实度、凋落物覆盖对土壤持水和渗水能力的影响。  结果  （1）践踏程度及凋落物累积量不同对土壤持水、渗水能力有显著影响（P < 0.05）,草被覆盖度对土壤持水、渗水能力无显著影响（P > 0.05）。土壤通气性、持水能力、渗透能力均随践踏程度减弱显著增加。（2）土壤持水量和土壤渗透速率与土壤孔隙度呈显著正相关,与土壤密度呈显著负相关,表明人为干扰正是通过改变土壤通气紧实程度来影响土壤持水及渗透能力。（3）土壤紧实度增加,城市森林土壤持水和渗水能力显著降低;凋落物累积量增加,土壤持水渗水能力变化不明显。（4）土壤持水能力随着土壤紧实度的减少和凋落物累积量的增加而增强,二者具有协同效应;土壤渗水能力随着土壤紧实度的减少而增加,凋落物覆盖对其影响不大。  结论  土壤紧实度、凋落物覆盖决定城市森林土壤持水和渗水能力,减轻人为践踏,适当保留凋落物可以提高土壤持水、渗水能力,减少地表径流。      

西藏加乌拉山土壤物理性质垂直地带性特征

以西藏加乌拉山为研究对象,采用野外调查与室内试验的方法,测定加乌拉山山脉南北两侧不同海拔梯度的土壤容重、含水量和孔隙度等8项物理性质,分析不同海拔、不同坡向下各土壤指标的差异性及各指标间的相关性,旨为高原生态建设、区域水土保持工作提供科学理论依据。结果表明,1）不同海拔不同土层土壤物理性质存在一定的差异,不同海拔土壤样品的土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、土壤含水量、土壤饱和含水量和土壤毛管持水量的变化范围分别为0.99~1.59 g/cm³、40.85%~67.47%、1.63%~6.76%、42.80%~70.17%、5.71%~20.42%、25.55%~68.55%、25.27%~65.34%。2）在山麓北坡,海拔与容重呈极显著负相关（P<0.01）,与土壤饱和含水量、土壤毛管持水量、土壤非毛管孔隙度的相关关系为极显著正相关（P<0.01）,土壤容重与其他物理指标呈极显著负相关（P<0.01）;在山麓南坡,土壤毛管孔隙度、总孔隙度、土壤毛管持水量与海拔呈显著负相关（P<0.05）,总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤含水量与土壤容重呈极显著负相关（P<0.01）。3）研究区整体上0~10 cm土层土壤物理性质基本优于10~20 cm和20~30 cm;综合各海拔土壤物理性质表明,山麓北坡随着海拔升高,土壤各项物理指标越好,而南坡则相反。     

陕北农牧交错带土地利用方式对土壤物理性质及分布特征的影响

【目的】研究不同土地利用对土壤物理性质及分布特征的影响。【方法】于2010年利用野外采样和室内分析的方法研究陕北农牧交错带坡面谷子地、山杏地、苜蓿地和长芒草地之间土壤物理性质的差异及剖面分布特征。【结果】不同土地利用方式下土壤容重、毛管孔隙度和土壤持水量存在显著性差异,土壤颗粒组成和饱和导水率的差异性不显著。4种土地利用方式的土壤体积分形维数为：苜蓿地（2.490）＞山杏地（2.485）＞长芒草地（2.459）＞谷子地（2.445）,说明谷子地土壤颗粒粗化严重。田间持水量的大小表现为：苜蓿地（18.02%）＞山杏地（17.49%）＞长芒草地（17.19%）＞谷子地（14.27%）,说明林地和草地土壤的透水性、通气性和持水能力比较协调。土壤物理特性的剖面分布特征也存在明显差异,其中谷子地的土壤物理特性变化较剧烈,表现为波动性,而苜蓿地、长芒草地和山杏地的土壤容重表现为增长型,孔隙度和饱和导水率呈现出降低趋势。【结论】不合理的耕作、增强开垦强度会导致土壤孔隙性恶化、土壤结构破坏,应退耕还林还草,种植长芒草、山杏、柠条等与当地生态环境相适应的植被,促进该区域土壤质量的改善。     

鄂东南红壤水分特性的研究

研究了鄂东南地区５种母质发育的红壤水分特性。结果表明，红壤的持水性以四纪红色粘土，泥质页岩和砂质页岩发育的红壤持水性较强，石英砂岩，花岗岩发育的红壤持水性较弱。土壤水分的有效性以表土层的土壤水效性较高，土壤的导水性和土壤的爱气孔隙有关。     

亚热带日本落叶松人工林枯落物及土壤层水文效应

【目的】研究对比亚热带不同经营模式日本落叶松人工林枯落物层和土壤层水文效应的变化规律及差异性,探讨二者水文性能之间的相关关系,以期为地区森林水文循环和森林健康经营提供科学依据。【方法】以建始县国有长岭岗林场3种典型经营模式日本落叶松人工林(日本落叶松-檫木混交经营模式、日本落叶松-鹅掌楸混交经营模式、日本落叶松纯林经营模式)为研究对象,采用样地观测法、室内浸泡法、环刀法、双环法等对其枯落物层及土壤层水文效应进行了研究,并采用回归分析法和双变量相关性分析法对其二者水文效应进了拟合与分析。【结果】(1)不同经营模式林分枯落物厚度及蓄积量分层变化差异显著(P <0.05);混交林经营模式半分解层厚度及蓄积量均明显高于未分解层,纯林经营模式则正好相反。(2)不同经营模式林分枯落物持水量、吸水速率随浸泡时间的变化规律基本一致,枯落物持水量与浸泡时间呈对数函数回归关系,枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数回归关系。(3)不同经营模式林分土壤物理性质及入渗性能整体表现为混交经营模式优于纯林经营模式,且差异性显著(P <0.05);土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数回归关系。(4)不同经营模式林分...     

白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗和持水特征

土壤入渗和持水性能对森林生态水文有着重要影响。为了解白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗特征和持水性能,在室内采用双环刀法对该地区土壤进行研究,测量土壤容重、孔隙度、持水量、渗透速率、根系含量等指标。结果表明:1)不同演替阶段森林土壤的容重、持水量、孔隙度的变化比较明显,并随着土层深度的增加土壤容重与持水量、孔隙度呈反比关系;2)土壤入渗速率在不同土层上各有差异,但总体有初渗速率＞平均渗透速率＞稳定入渗速率的趋势。在0~10 cm土层灌丛的渗透性能好,10~40 cm红桦林渗透性能优于其他林分;3)Kostiakov模型对不同植被类型不同土层的土壤入渗拟合的精度相对较高,尤其是对灌丛的拟合,是描述本研究区灌丛地土壤入渗特征最好的模型;4)植物粗根与土壤入渗呈负相关关系,与毛管持水量呈正相关关系,细根和中根与土壤入渗呈正相关关系,中根与毛管持水量呈负相关关系。     

新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响

【目的】研究新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响。【方法】采用环刀法,分层次取样,研究草坡河小流域4种震后不同恢复类型样地的新生水土流失对土壤入渗的影响。【结果】在新生水土流失的作用下,地表裸露样地、自然恢复样地和人工种植样地的土壤容重、土壤孔隙和持水能力较对照样地（完全未遭地震破坏）差。土壤初渗率、稳渗率、平均入渗速率和75 min渗透总量在4种处理样地均表现为对照样地＞人工种植样地＞自然恢复样地＞地表裸露样地。土壤入渗性能与非毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著或显著正相关,与土壤容重极显著或显著负相关,与毛管孔隙度的关系不显著。运用综合判断值（F）评价震后不同恢复类型样地的土壤入渗性能优劣,表现为对照样地（1.2569）＞人工种植样地（-0.2252）＞自然恢复样地（-0.4578）＞地表裸露样地（-0.5738）;回归分析表明：通用经验模型和Horton模型的拟合效果较好,比较适合于地震区域土壤入渗特征的模型,Kostiakov模型次之,Philip模型最差。【结论】新生水土流失对土壤水分入渗存在影响,汶川震区对照样地的土壤容重1 g•cm-3左右,土壤总孔隙度50%左右,非毛管孔隙度20%-40%,土壤入渗性能最好。通过自然恢复和人工种植植被等措施可以调控土壤容重和土壤孔隙状况,增强土壤的持水能力,提高土壤水分入渗性能,从而有效地减少地表径流和防止水土流失。