扰动地表下不同长度坡面土壤物理性质及水分入渗特征

【目的】研究扰动地表下不同长度坡面土壤物理性质及水分入渗特征,为合理开发利用土地资源提供科学依据。【方法】通过野外调查与室内分析相结合的方法,于2013年选择具有代表性的坡度为15°的地块,设置6个处理:长度20m人工扰动地表坡面、长度20m自然坡面、长度40m人工扰动地表坡面、长度40m自然坡面、长度60m人工扰动地表坡面、长度60m长自然坡面,测定不同处理土壤的物理性质及水分入渗过程,采用常用的4种入渗模型(Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型、通用经验公式模型)对土壤入渗过程进行拟合,并分析土壤水分入渗特征指标(初始入渗速率、平均入渗速率、稳定入渗速率、90min累计入渗速率)与理化性质的相关性。【结果】相同措施处理下,坡长越长,土壤体积质量越小。在扰动地表和自然坡面下,总孔隙度和非毛管孔隙度的差异不显著,扰动地表坡面土壤初始含水率表现为60m坡长40m坡长20m坡长。采用常用入渗模型进行拟合时,Kostiakov模型的拟合精度在0.646~0.963,平均值为0.886;Horton模型的拟合精度在0.878~0.981,平均值为0.953,Philip模型的拟合精度在0.317~0.709,平均值0.592,通用经验公式模型的拟合精度在0.765~0.970,平均值为0.920,可知Horton模型拟合精度最大。不同坡长下,自然坡面的土壤入渗特征指标大于扰动地表坡面。相关性分析结果显示,土壤水分入渗特征指标与土壤体积质量呈显著或极显著负相关,与非毛管孔隙度呈正相关,与土壤通气度呈极显著正相关;而毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水率、有机质与土壤水分入渗特征指标相关性不显著。【结论】20m坡长下,扰动地表不利于改善土壤渗透性,扰动地表处理措施下的土壤水分入渗能力弱于自然坡面;60m坡长下,土壤通气性和透水性较好,土壤水分入渗能力强。Horton模型是分析和预测扰动地表下不同坡长土壤水分入渗的最优模型。     

晋西黄土残塬沟壑区塬坡坡面土壤水分特征分析

通过对黄土残塬区坡面土壤水分规律研究,阐明塬坡坡面的土壤水分特征。采用烘干称重法测定土壤含水量。研究结果表明:整地方式对坡面土壤含水率有较大影响;坡度与坡向对坡面土壤含水率亦有较大影响。相同下垫面条件下,小坡度阴坡土壤含水率要远大于大坡度阳坡土壤含水率;整地、坡度、坡向三者对坡面土壤含水率的影响,坡向影响最大,其次为坡度、整地。     

川中丘陵紫色土区土壤水分入渗性能研究

选取四川省盐亭县陈家湾小流域为研究对象,使用环刀法对紫色土土壤水分入渗规律、不同土地利用方式下土壤入渗性能进行了研究,分析了容重、坡度、坡向对土壤入渗性能的影响。结果表明:紫色土土壤水分入渗速率随着时间增加呈下降趋势,25~30 min达到稳定入渗阶段,土壤水分入渗过程可用Horton公式较好描述。随着坡度的增加,土壤入渗速率增加,不同坡向土壤水分稳定入渗速率表现为半阴坡>半阳坡>阳坡。土壤容重与土壤入渗速率呈负相关关系,随着土壤容重的增加,土壤入渗速率减小。不同土地利用方式下,耕地的土壤稳渗速率大于林地。     

密云水库上游油松等林分调节水分效应的研究

从土壤物理性质、土壤蓄水量、土壤入渗、地表径流和土壤侵蚀方面研究了北京山区密云水库上游油松等林分调节水分的效应。研究表明，油松等林分具有明显的改善土壤物理性质、增加林地蓄水量和入渗量、减少地表产流的作用，根据坡面和流域对比试验的观测资料可知，所研究的林分具有明显的调洪作用和减少土壤侵蚀等效益．     

电阻法在喷灌土壤水分入渗再分布测定中的应用

土壤通常是导电的,其电阻率随其含水量的大小而变化,电阻式土壤水分动态测定仪就是基于这种原理进行测量的。通过土壤电阻率的突变可以判断土壤水分湿润锋到达的时间,不同深度的探头组合就可以分析得出土壤水分入渗速率,可以定量研究土壤水分的入渗过程。田间试验结果表明：喷灌土壤水分入渗时间和入渗深度之间的关系可以表示为对数形式。电阻法测定土壤水分入渗还需要进一步研究。     

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。     

云南干热河谷微地形改造对土壤水分动态的影响

通过定位观测和对比试验,对云南干热河谷典型地段改造后微地形土壤水分动态变化规律进行初步研究.结果表明:土壤水分的季节动态变化主要取决于降水量的大小及年内分配,通常分为土壤水分缓慢失墒期、土壤水分积累期、土壤水分缓慢消耗期和土壤水分稳定期等4个时期.雨季,水平沟、水平台的土壤水分季节动态变幅较自然坡面大.改造微地形等高水平上各层次的年平均含水率比自然坡面高,变异系数比自然坡面小,各微地形土壤含水量的变幅随土层深度增加而减小,均可分为土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、补充调节层等3个作用层.雨季土壤水分的消退以表层最快,向下呈递减趋势.微地形改造后,雨后土壤水分的消退变缓,土壤水分在土壤中停留的时间增加,有利于植物的吸收利用.干热河谷地区微地形改造后明显改善了土壤水分环境.图3表4参16     

不同生态修复措施下鲁中山区土壤的水文特征

为探索水土保持生态修复工程对土壤水文物理性质的改良作用,研究了鲁中山区4种生态修复措施对土壤结构、土壤储水量和土壤入渗的影响。研究结果表明：①各种修复措施对土壤水文物理性状都有明显的改善作用。具体表现在：土壤中细粒物质平均提高了9.44%,砂粒降低了9.45%;孔隙数量平均增多1.7%,土壤密度平均减小0.63g.cm-3;土壤储水量平均增加了6.8 mm;土壤稳渗速率平均提高了1.32 mm.min-1。②4种修复措施对土壤物理性状的改良程度不同,改良作用最大的是荒坡造林,其次是疏林补植和梯田封育,最小的是荒坡封禁。③霍顿（Horton）入渗模型和通用经验入渗模型都能较好地反映研究区内4种生态修复措施前后的土壤入渗过程,但霍顿（Horton）入渗模型的结果比通用经验模型的更接近于实测值。     

不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。     

沼液穴灌土壤水分运移的交汇入渗特征

通过室内试验研究不同沼液浓度(原液与水的体积比为1∶4、1∶6、1∶8、CK)和穴孔直径(3、5、7 cm)对沼液穴灌土壤水分运移交汇入渗特征的影响。结果显示:相同入渗时间内,累积入渗量随沼液浓度的增大而减小;相同沼液浓度条件下,土壤水分累积入渗量随穴孔直径的增大而增大,土壤水分入渗速率随入渗距离的增大而减小;在相同穴孔直径及入渗位置,沼液浓度越大,土壤入渗速率越小;在相同入渗位置,随穴孔直径的增加,土壤入渗速率逐渐增加;Kostiakov入渗模型准确描述了累积入渗量随入渗时间增加而增加的关系,且模型拟合系数R2均大于0.99;沼液浓度相同时,土壤含水率为22%等值线以上的面积随着穴孔直径的增加而增大;土壤含水率为22%等值线以上的面积随沼液浓度的减小而增大。综合分析结果表明,沼液穴灌交汇入渗速率、累积入渗量及土壤含水率分布受沼液浓度、穴孔直径的影响。     

山东省土壤水分自动站土壤水分常数评估

基于山东省120个土壤水分自动观测站所测定的土壤水文、物理特性测定值(简称土壤水分常数),采用ARCGIS技术、统计、成果参照对比等方法进行评估。结果表明,山东土壤水分自动观测站的土壤质地壤土类居多,达75%;土壤水文、物理特性测定土壤容重0.95~1.93 g/cm3、田间持水量14.1%~40.8%、凋萎湿度1.1%~33.0%。部分台站测定的水分常数存在偏差,尤其凋萎湿度的误差最大,田间持水量误差较小,土壤容重较为合适。     

新型保墒材料对黄绵土水分运移的作用机制研究

通过人工控水、自然蒸发试验,对高分子吸水剂和渗水膜两种保墒材料的抗旱作用机制进行了研究.结果表明,吸水剂与渗水膜在抑制土壤蒸发方面具有较强的互补性.吸水剂对土壤水分状况和蒸发性能的影响在于其对土壤水分物理性质的改善,并与用量和干旱过程密切相关.混剂土土壤容重略有增大,但最大持水量、总孔隙度并未减小,反而增大,同时,最小持水量、非毛管孔隙度及通气孔隙度均随吸土比增加而增大.混剂土对水分蒸发的抑制作用在含水量较高的干湿交替阶段远大于初始含水量较低的持续干旱阶段,且与用量成正相关.渗水膜覆盖对水分蒸发的抑制作用     

谐波分析理论在梯田土壤水分研究中的应用

采用谐波分析与定位观测的方法研究了梯田土壤水分及梯田土壤物理性质．结果表明：梯田土壤含水量平均比坡耕地高出１５．７％;梯田土壤水分变化缓和,极值出现较晚,因而,梯田增墒保水、抗旱能力强．就梯田的切土部位和填土部位来说,切土部位的含水量平均高出填土部位的２５．８％,梯田的切土部位土壤水分变化缓和,极值出现较晚,能聚集并保持更多的水分．     

片麻岩类型山地造林爆破整地的研究

本文主要研究了片麻岩山地，用爆破法整地，对土壤物理性状，速效养分含量，蓄水性能，保持水土效果及对幼树成活，生长的影响。爆破整地、破碎了母岩，松面面积大而深，增强了蓄水保墒能力，减少了水土流失。在春旱季节，土壤含水量比人工整地明显提高，通过大面积造林试验，成活率95%以上。     

不同治理模式的红壤物理性质与渗透性能研究

针对长汀县河田严重侵蚀地状况，采取4种不同模式进行治理试验，10年后对土壤物理性质和渗透性能进行研究，结果表明，不同治理模式对土壤物理性质和渗透性能影响大小为模式Ⅳ＞模式Ⅱ、Ⅲ＞模式Ⅰ，严重退化地（对照地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）土壤物理性质极度恶化，土壤渗透性能相当差，采用生物措施与工程措施相结合，是改善南方严重退化红壤物理性质和木壤渗透性能良好渠道。     

土壤管理方式对李园土壤理化性质影响研究

研究了四川大英县不同土壤管理方式下李园的土壤理化性质 ,结果表明 :不同土壤管理方式下 ,夏旱期间土壤含水量以刈割覆盖处理最高。刈割压埋、畜粪还园处理在土壤保温和降温方面的效果不如刈割覆盖处理明显 ,但优于清耕处理。各处理间土壤容重变化较大 ,0～ 2 0cm土层畜粪还园处理的土壤容重较清耕减少 0 4 5 g/cm3 。土壤养分指标值较试验前均有不同程度地提高 ,各处理土壤养分值以畜粪还园处理为最好。     

琅琊山不同植被枯落物下土壤性状调查与分析

以琅琊山植物志为参考,选取11个典型的琅琊山植被类型,并采集土壤样本。利用野外采样与室内测试分析相结合的方法,对琅琊山不同植被类型下土壤的理化性质进行了分析。结果表明：（1）不同植被类型下土壤物理性质差异较大,从土壤含水量看,含水量最大的是水杉,最小的是接骨木;从土壤容重看,容重最大的是接骨木,最小的是麻栎。（2）从土壤化学性质看,pH值最大是石蒜,最小的是早竹;有机质含量最高的是金线松,最少的是麻栎。     

地表覆盖及等高线种植玉米对坡地红壤水热生态效应研究

 1999年在云南高原坡耕地红壤上进行了地表覆盖及等高线种植玉米试验。结果表明,玉米苗期,裸地等高线种植对提升坡地红壤土温有明显作用,盖膜有好的增温效果。采用覆膜等高线种植措施有明显的调节水分功能,使坡耕地红壤水分含量变幅较小,起到了防旱防涝的作用,但雨水多时保水效果差,加剧坡耕地红壤的水分流失。采用盖草及结合翻耕、免耕等保护性措施,并未明显导致低土温,且有利于蓄积降水,气候持续干旱时也有好的保水作用。地表覆盖及等高线种植良好的水热生态效应是提高玉米产量的重要因素。     

整地方式对马尾松幼林生长及土壤肥力的影响研究

在马尾松造林地上开展不同整地方式的试验研究 ,结果表明 :不同整地方式在造林初期对土壤物理性质产生影响 ,表现为全垦改善土壤物理性质效果最好 ,带垦次之 ,穴垦最差 ,而土壤化学性质差别不明显。造林 5年后 ,整地方式对土壤理化性质影响表现为穴垦 >带垦 >全垦 ,而林分生长状况则表现出全垦 >带垦 >穴垦的趋势 ,这种生长差异随着林木年龄增长将减少乃至消失。     

宁南山区典型流域土壤水分动态变化规律研究

采用定位观测、谐波分析以及灰色关联度等方法对典型流域所选的６个断面共５６个水分观测点的实测数据进行了分析，研究流域土壤水分动态变化规律．结果表明，土壤含水量年内变化主要受降雨和蒸发散的年内变化影响，明显分为干湿两季；土壤水分年内变化可划分为四个时期：春季土壤水分缓慢蒸发期、旱季土壤水分严重亏缺期、雨季土壤水分补偿期、冬春土壤水分相对稳定期．研究中利用标准差和变异系数对土壤水分垂直变化进行了分层，并用灰色关联度方法分析了各层次间土壤水分及其与期间降雨量的关系，得出土壤水分剖面分布可分为速变层、活跃层和次活跃层，林地水分活跃层较深，草、农、裸地水分活跃层偏上的土壤水分垂直分布规律