隔坡水平沟土壤水分变化规律及利用效果

2001～2003年对隔坡水平沟土壤水分变化规律及利用效果进行了研究。结果表明:年际间,不论雨水丰欠,隔坡水平沟0～200cm土层储水量均有所增加,3年平均,水平沟玉米田增加92.0mm,马铃薯田增加132.1mm;雨季降雨量多的年份,水平沟土壤储水量增加幅度相对较大,丰水年比平水年和欠水年平均值多增加50.1mm;与坡耕地相比,水平沟玉米田比坡耕地玉米田0～200cm土层土壤含水量提高1.53%,土壤储水量增加50.4mm。年份内,全年降雨分布的不均匀,引起隔坡水平沟作物土壤水分反常变化,欠水年的严重春旱,使水平沟0～200cm土层储水量到播种时比坡耕地还少18.6mm;平水年和丰水年的严重伏旱,使雨季隔坡水平沟0～200cm土层土壤含水量低于欠水年,水平沟玉米田低3.42%～4.50%,马铃薯田低2.99%～3.25%。作物收获后,进行隔坡水平沟玉米整桔秆覆盖,既能减轻冬前土壤水分散失,又能缓解春旱,土壤冻结和播种时测定,水平沟覆盖田比不覆盖田0～100cm土层土壤含水量提高2.11%和1.19%。3年试验,与坡耕地相比,隔坡水平沟玉米比坡耕地玉米增产100.2%,降水利用提高9.3kg/mm·hm2。     

干湿两季等高绿篱红壤浅沟坡面土壤水分空间变化

以红壤丘岗区等高绿篱浅沟坡面为研究对象,比较干湿两季有无绿篱浅沟坡面土壤水分的空间分布,并对试验小区的径流量以及土壤侵蚀量进行对比.结果表明:在旱季,小区土壤含水率变化随着土层加深均呈现增长的趋势;在雨季,无绿篱小区土壤含水率随着土层加深呈现增长的趋势,而绿篱小区土壤含水率表现为30 cm土层＞45 cm土层＞15 cm土层;绿篱小区的土壤水分变异系数随着土层加深呈降低趋势,相同土层干湿两季绿篱小区土壤水分变异系数均大于无绿篱小区土壤水分变异系数.在干湿两季,坡中位置绿篱小区土壤含水率始终大于无绿篱小区土壤含水率,坡上和坡下位置上绿篱小区土壤含水率小于无绿篱小区土壤含水率,种植等高绿篱的坡面保水保土效果明显,使植物在干湿两季能充分利用浅沟坡面水分,对缓解季节性干旱、保持水土起到显著作用.     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响?

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

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。      

武陵山区小流域马尾松天然林土壤水分动态研究

利用TDR定位监测的方法,研究武陵山区马尾松天然林土壤水分分配规律。结果表明:在空间分布上,土壤各层含水量随土层深度的增加而改变。降雨后土壤水分损失率与干旱天数存在曲线函数关系(P0.05)。不同土层间土壤水分变异系数随着干旱时间的推后显示递增趋势,但趋于平缓。     

土壤水分变异对降雨和植被的响应

在我国半干旱地区水土流失严重的黄土高原,开展土壤水分的时空变异研究有着极其重要的生态意义,是土地可持续利用的基础。该文利用时间序列分析方法,研究了黄土高原丘壑区降雨、植被对土壤水分特征变化的影响。结果表明,红豆草和豌豆的表层土壤含水量对降雨响应速度快于油松土壤含水量;水分入渗增湿与同期降雨量密切相关;土壤含水量对降雨的响应时间随土层深度的增加而变长。     

张掖城市湿地土壤含水量特征

土壤含水量取决于地下水位埋藏深度、土壤质地、地表植被类型以及土壤水分的补给条件,张掖湿地土壤含水量的研究中,考虑到包气带水分补给条件:一是地下水通过毛细作用的补给;二是大气降雨及凝结水入渗补给,三是灌溉系统入渗补给的影响因素,利用土壤含水量的实验测定数据,综合分析了地下水位埋深、土壤质地、植被类型及土壤水分的变化对张掖湿地土壤含水量的影响特征。     

晋西黄土区刺槐林地土壤水分对降雨的响应

通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1）坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2）垂直方向上,0~20 cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层（10~20 cm土层）土壤含水率的上升有先后之分,与表层（0~10 cm土层）相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层（20~150 cm土层）土壤含水率对降雨几乎无响应过程。3）坡面上表层土壤含水率对降雨的响应受降雨强度和植被密度影响,当降雨强度较小时,土壤含水率变化会出现上升期和退水期;当降雨强度较大时,土壤含水率变化则分为上升期、平台期和退水期,各期到达时间会因植被密度增加而出现相应的滞后现象。      

汉中市汉台区土壤水分变化规律研究

采用定位监测与室内分析相结合的方法,对汉中市汉台区汉中国家基站气候站的土壤水分动态变化规律进行了系统研究。结果表明：①在2010年的降水分布特征下,土壤水分随着季节的变化呈现出明显的波动趋势,6月份土壤水分含量达到全年最低值18．35％。10月份土壤水分达到全年的最高值22．88％,补给效果明显;②土壤剖面水分含量的分布表现为降低型,变异系数随着土层的增加而逐渐减小;③表层（10cm）土壤水分的波动最为剧烈,20cm,50cm土层土壤水分含量波动幅度相对平缓。不同层次土壤水分季节变化均呈现出波动型,但略有差异,降雨对土壤水分的补偿在该降雨年型下表现充足。     

库布齐东段典型人工固沙林土壤水分时空变化特征

以库布齐沙漠东段典型人工固沙林（油蒿林、沙柳林、柠条林）为对象,利用TRIME-PICO土壤水分观测系统对2017-2019年生长季迎风坡顶部、中部和底部0～180 cm土层深度土壤含水量进行连续监测,探讨区域植被类型和环境因子对土壤水分时空变化的影响。结果表明,研究区平均土壤含水量年际变化受降雨量影响表现为:2019年（9.7%）>2018年（8.6%）>2017年（4.3%）;因植被生长特性差异,土壤含水量表现为:油蒿林（7.9%）>沙柳林（7.8%）>柠条林（6.9%）;不同坡位土壤含水量略有差异,油蒿林和柠条林表现为:迎风坡底部>中部>顶部,而沙柳林为:迎风坡底部>顶部>中部;不同样地土壤含水量垂直变化明显,均呈现先减小后缓慢增大的趋势,含水量最大值均出现在浅层（0~40 cm）,由于降雨入渗和植被根系分布的不同,最小值在中层和深层均有出现;3种样地土壤水分时间变异系数为0.2~0.4,浅层时间变异性较大,深层较为稳定;土壤水分与垂直变异系数呈负相关。总体上,季节变化和土层深度在时间和空间维度对土壤水分有较大影响,土壤水分和植被生长既相互作用又相互制约。     

延河流域人工与自然植被土壤水分空间差异性研究

[目的]研究延河流域自然植被与人工植被土壤含水量及其空间变化,为黄土高原土壤水分的利用和人工植被建设提供理论依据。[方法]针对延河流域人工植被建造存在植被退化问题,根据降雨温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,对自然植被与人工植被进行了野外调查,研究了降雨梯度、坡位及坡向对植被0~500 cm土层土壤含水量的影响。[结果]流域内土壤水分具有很强的空间变异性。自然植被0~500 cm土壤含水量为8.15%,变异系数为33.12%;人工植被土壤含水量较低,仅6.74%。地形因子能够显著影响自然植被与人工植被的土壤含水量,自然植被不同坡位和坡向的0~500 cm土壤含水量大于人工植被。[结论]综合考虑土壤水分生态环境的可持续性,阴坡下与平地相对适合人工植被的营造,在植被配置时,需要考虑植被类型及耗水特点。     

六盘山半湿润区华北落叶松林土壤含水量的降雨响应

【目的】研究土壤含水量对不同量级降雨的响应,探讨区域重要人工林树种不同土层土壤含水量与降雨动态变化关系,以加深区域森林生态系统和林地产流的关系理解。【方法】2017年5—10月,同步观测宁夏六盘山半湿润区华北落叶松林根系分布层(0～80 cm)土壤含水量和林外降雨量,比较不同土层土壤含水量对降雨的响应过程。【结果】①2017年华北落叶松生长季降雨主要集中在6月和8月,土壤含水量均值以20～40 cm土层最高,0～10 cm土层最低。生长季内不同月份土壤含水量垂直变化明显;②表层(0～10 cm)土壤含水量与降雨量变化趋势同步,但随着土层深度的增加,土壤含水量与降雨的同步性逐渐减弱。随雨强增加,各层土壤含水量对降雨的响应逐渐明显;③土壤前期含水量高低对不同土层含水量的降雨响应早晚有重要影响。【结论】华北落叶松林下土壤含水量垂直变化对不同量级降雨响应差异明显。     

不同植被类型对毛乌素沙地背风坡土壤水分时空变化的影响

在陕西省神木市毛乌素治沙造林基地,选取固定沙丘背风坡4种典型植被为对象,利用CNC503DR型中子仪对0~300 cm土壤水分进行测定,分析不同植被类型条件下固定沙丘背风坡土壤水分特征。结果表明:1）在植被类型上,固定沙丘背风坡0~300 cm剖面平均土壤含水量表现为草地>紫穗槐>长柄扁桃>沙柳;在季节变化上整体表现为,秋季>夏季>春季（2018年）、春季>夏季>秋季（2019年）。2）背风坡土壤剖面上土壤水分存在明显的分层结构,可将0~300 cm分为0~50、50~100、100~200 cm和200~300、50~300 cm各土层植被类型间土壤水分存在显著差异(P<0.05)。3）0~50 cm土层时间变系数较大,随着土层深度增加土壤水分时间变异系数逐渐减小;4种植被类型垂直变异系数夏秋季较大,春季较小;时间稳定性表现为沙柳>草地>长柄扁桃>紫穗槐。4种植被类型0~300 cm土层平均土壤含水量无显著差异,草地、长柄扁桃和沙柳土壤水分时间稳定性较强,合理的林草空间搭配有利于该区背风坡土壤水分的保持。     

免耕措施下黑土区坡耕地土壤肥力质量评价

以东北黑土区坡耕地为研究对象,采集不同坡位(坡上位、坡中位、坡下位)深度(0～10、10～20 cm)土壤,研究免耕措施下土壤理化性状及土壤酶活性不同坡位变化情况,并用因子分析和土壤质量指数法综合评价土壤肥力质量。结果表明,免耕后各坡位土壤容重减小,土壤孔隙度扩大,全氮、有机质和速效钾含量增加,土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈升高趋势。随坡面向下,土壤容重呈减小趋势,土壤孔隙度、田间持水量和土壤含水量呈增大趋势。土壤全氮和有机质含量在不同坡位差异显著(P<0.05),主要集中在坡中位和坡下位较高;土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤有效磷、土壤速效钾含量主要集中在坡上位和坡下位较高,而pH主要集中在坡中位较高。土壤脲酶和过氧化氢酶活性表现为坡上位和坡下位较高,蔗糖酶活性坡中位和坡下位较高。通过因子分析将14项土壤指标分为5个公因子,即土壤肥力、水分、结构、养分和生物学因子。利用土壤质量指数分析坡耕地耕层特征发现,免耕一年后各土层坡下位土壤质量指数高于坡上位和坡中位,免耕两年后各土层为坡中位和坡下位土壤质量指数高于坡上位,说明坡下位形成相对平衡和较高肥力质量的土壤。与免耕前相比,经两年免耕后坡中位土壤质量得到改善。     

降雨对流动沙丘水分动态变化特征的影响

流动沙丘水分动态状况是合理进行固沙植被配置的基础,而降雨及其入渗特征又是影响流动沙丘水分动态的重要因素。采用Watchdog土壤水分自动监测系统和CR-1000型自动气象站自动采集的降雨数据,同步监测了浑善达克沙地南缘多伦县流动沙丘0~120cm土层土壤体积含水量的动态变化。结果表明:6月21日至10月31日间,流动沙丘不同土层水分含量变化受降雨量、累计降雨量以及降雨入渗效应等多因素的影响。其中,流动沙丘40cm以上土层水分动态对日降雨量的响应敏感,日降雨50mm或受累计降雨入渗效应的影响能够提高80cm和120cm土层水分含量。降雨量20mm时降雨湿润深度低于20cm土层、30mm时湿润深度为40~80cm土层、49.27mm时湿润深度可达120cm土层,说明降雨对流动沙丘水分状况有补给作用,但是对80cm以下土层水分状况的补给能力有限。     

等高草篱对坡耕地土壤苯磺隆残留迁移的影响

在北京市昌平区冬小麦田采用模拟降雨的方法,对不同坡位(坡中和坡底)的土壤进行分层(0~5、5~10、10~15 cm)取样测定,研究了草木樨和狼尾草两种等高草篱在不同雨强(15、20 mm·h~(-1))和坡度(15%和20%)条件下对土壤苯磺隆残留迁移及分布特征的影响。结果表明,前期干旱条件下,降雨后土壤苯磺隆残留纵向迁移特征明显,无明显的水平移动,亦未产生残留径流输出。草篱能够促进土壤中苯磺隆残留向下迁移,导致草篱带内和无草篱区域土壤中的残留纵向分布特征有较大差异:草篱带内3个土层残留水平相近,而对应坡位无草篱区域残留主要滞留于土壤表层,并随土层加深而显著降低。雨强、草篱、坡度均对土壤苯磺隆残留量有显著影响,草篱的贡献超过雨强和坡度,成为影响坡耕地农药残留纵向迁移行为的首要因素。     

贵阳市烟田土壤水分动态变化特征分析与研究

[目的]为了掌握贵阳市烟田主要土壤水分变化动态,为烟田灌溉提供理论依据。[方法]分别对自然条件下不同李节、不同土层深度和坡度的自然降雨土壤水分动态进行研究。[结果]贵阳烟区在烤烟旺长期和成熟前期阶段性的土壤含水量是亏缺的,将限制烟叶产质量提高;成熟后期0～40cm土层土壤含水量最高,伸根期变幅最小,旺长期各土层的土壤含水量最低;受烤烟根系吸水综合作用的影响,层深15cm的土壤受地表蒸发的影响强烈,而层深30cm的土层正是烤烟根系密集区域,受根系的吸水影响较大;坡度可加大地表径流的作用,减少雨水的就地入渗量,降低烟地的蓄水量、保水量。[结论]自然雨养烟田土壤含水量呈浅“V”型,控水烟田土壤含水量呈倒“V”型,说明烟田抗旱能力随坡度增加而减低,在干旱季节旺长期和成熟期适量补水有利于烤烟产量的形成和品质的提升。     

清水河流域典型林分类型土壤水分特征研究

【目的】水是植被分布的限制因子,为改善清水河流域的生态环境及土壤生态建设,对该流域典型林分类型下土壤水分状况展开研究。【方法】本文采用土壤剖面水分速测仪(TRIME-FM)对清水河流域立地条件一致的4种典型林分类型(落桦混交林、山杨林、白桦林和华北落叶松林)进行土壤水分的动态监测。【结果】:(1)4种林分的土壤平均含水量差异显著,其大小排序为:白桦林(17.80%)落桦混交林(14.16%)华北落叶松林(12.38%)山杨林(11.45%),8-9月份土壤蓄水量最大的为白桦林(142.40 mm),最小的为山杨林(91.60 mm)。(2)土壤含水量与降雨量呈现正相关关系,降雨量大则土壤含水量大,降雨量小则土壤含水量小(降雨量10 mm时土壤表层水分对降雨敏感性大,10 mm≤降雨量24.9 mm时10~20 cm土层水分对降雨敏感性较大),4个林分中白桦林的土壤含水量最高。(3)4个林分类型在0~80 cm随深度增加呈波浪形变化,其中华北落叶松林变化幅度最大;随土壤深度增加,各林分土壤水分变化幅度逐渐变小,变异系数也逐渐减小。0~10 cm土层对土壤蒸发的敏感性较强,20~80 cm土层对林木蒸腾耗水的敏感性较强。在0~40 cm土层范围内,白桦林各层土壤含水量明显高于其他3个林分类型。【结论】该地区典型林分中阔叶林下土壤含水量的变化幅度小于针叶林和针阔混交林。     

辽西半干旱地区典型林分土壤水分空间分布特征

为研究不同林分类型土壤水分特征对干旱地区的生态恢复的影响,以辽西半干旱地区油松×刺槐混交林、油松纯林、刺槐纯林、山杏纯林为试验对象,对其0~100cm剖面土壤水分动态进行定位观测,采用统计描述、相关性分析、聚类分析及半方差分析等方法进行研究与分析。结果表明:在4~10月间,研究区各林分类型土壤含水量在0~100cm剖面上和无林地有极显著(p0.001)或显著差异(p0.05);在0~40cm以内的4个土层,无林地土壤含水量变异系数均大于各林分类型,而40~100cm的6个土层含水量变异系数均大于无林地;各土层含水量相关分析表明:0~10,10~20,20~30cm与各土层呈显著或极显著正相关;据此,建立了预测30~100cm深的7个土层含水量的回归方程;聚类分析将土壤剖面化分为水分速变层、过渡层和稳定层;采用半方差分析法将不同月份0~10cm和10~20cm土壤含水量分布模拟为指数、线性和球状模型,较好地反映了土壤水分水平空间变化特征。综合分析判定各典型林分土壤自然含水量排序为油松×刺槐混交林山杏纯林、油松纯林刺槐纯林无林地。     

半干旱风沙滩区河滨湿地旱柳周边土壤水分分布特征研究

通过对半干旱风沙滩区河滨湿地主要植被旱柳根系带土壤水分进行测定,分析了该植被周围土壤含水量的变化规律以及土壤含水量与前期降雨、沙坡、根系分布等因子的关系。结果表明:前期小雨增加了0~65 cm深度土壤含水量,对95 cm及以上深度土壤含水量影响不明显;位于东坡坡面的旱柳东边的土壤含水量大于西边的土壤含水量;旱柳根系在土壤水分条件好的35~65 cm以及125 cm深度分布较为密集。