土壤支持重力水的移动规律及其对小麦生长的影响

水分在土壤中受土粒吸附力、毛管力及重力的影响.当合水量超过田间持水量时,则受重力支配而移动,这种水分即为自由重力水.停滞在弱的或不透水层上的重力水,使一定厚度的土层处于接近或完全饱和持水量状态,这种重力水称作支持重力水^[2,3].它受静压力的支配,可以沿着不透水层的倾斜面流动,产生土内径流;在地形平坦及土层水平的地区,它便在土层中停滞.所以,我们把支持重力水理解为那些能从土壤剖面中流出、而又与地下水无联系的土壤水分.     

一种提取不透水面的可见光波段遥感指数

为了从高分辨率无人机影像中获取准确的城市不透水面信息,在可见光波段范围内建立绿-蓝光谱特征空间,综合土壤线及不透水面线,构造了能够将土壤、植被像元与不透水面像元有效分离的绿-蓝不透水面指数。以广州市局部地区的GF-2号影像为验证数据对比及分析垂直不透水层指数、比值居民地指数以及绿-蓝不透水面指数的提取结果,以验证绿-蓝不透水面指数的可行性与提取精度。同时,将眉山市洪雅县部分地区的无人机正射影像作为试验数据进行不透水面提取。结果表明,在3个不透水面提取指数的横向对比中,绿-蓝不透水面指数和垂直不透水层指数的提取结果总体精度相同,验证了绿-蓝不透水面指数的有效性。在对无人机正射影像的不透水面提取中,得益于无人机低空摄影技术能够获取地形特征的特点,解决了建筑物屋顶因植被覆盖导致的错分问题,提取结果总体精度达到了96.95%,Kappa系数为0.936 1。试验证明了绿-蓝不透水面指数能够代替归一化差值不透水面指数、垂直不透水层指数、比值居民地指数等,应用于无人机遥感影像的不透水面信息提取中。     

春季解冻过程对2种温带森林土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的影响

为了研究春季土壤冻融过程对碳氮周转的影响,以长白山地区2种森林土壤为研究对象,利用原位培养连续取样法,测定和分析了土壤微生物量碳(MC)、氮(MN)和可溶性有机碳(DOC)、氮(DON)在春季解冻期间的含量动态变化。结果表明:土壤解冻过程中,2种林型土壤微生物量碳、氮的时间变化动态不同,且土壤微生物量碳、氮表现出明显的垂直空间异质性,0—10cm土层土壤微生物量氮显著高于10—20cm土层。除个别时期外,0—10cm土层土壤微生物量碳亦显著高于10—20cm土层土壤。解冻过程中,2种林型0—10cm土层土壤DOC含量时间变化动态基本一致,而红松阔叶林10—20cm土层土壤最大DOC释放量早于次生白桦林。2种林型DOC释放过程集中于解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON时间变化动态表现一致,最大土壤DON释放量出现在解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON存在明显的垂直空间分布特征,0—10cm土层土壤DON含量显著高于10—20cm土层。     

黄土塬区土壤水分分布特征及其对不同土地利用方式的响应

该文就陕西省长武黄土塬区主要土地利用方式下0～20 m土壤剖面水分分布特征及其与土壤质地的关系进行了调查与分析,以期服务于土地利用方式的优化配置及区域水文水资源研究。结果表明,黄土剖面古土壤层物理黏粒含量较黄土层高约2%～6%,质地较重;0～20 m剖面田间持水率和萎蔫湿度分别为(21.39±0.13)%和(8.06±0.45)%。黄土深层土壤水分分布特征与黄土-古土壤序列有关,一般情况下,一层黄土和一层古土壤构成一次湿度高低起伏,并有随深度增加湿度变大的趋势。荒草地、18年苹果园地、8年生及23年生苜蓿草地0～20 m土层平均湿度分别为18.89%、15.45%、14.77%和10.59%,连作高产小麦地0～13 m土层平均湿度为18.74%。高产麦田和荒草地3 m以下土层没有发生干燥化现象;18年苹果园地在10 m以上土层发生了中度和轻度为主的土壤干燥化现象;8年苜蓿草地在10 m以上土层发生了重度、中度和轻度的土壤干燥化现象,其中重度干燥化现象出现在4 m以上土层;而23年苜蓿在整个20 m土层都发生了重度和中度的土壤干燥化现象,其中重度干燥化现象出现在17 m以上土层。可以看出,高耗水型人工林草因水分负平衡所导致土壤干燥化,随年限增加渐进地向深层土层发展,这在苜蓿草地上表现的更为突出。     

生物炭对冻融期盐渍化土壤水热肥效应的影响

为探究施加生物炭对冻融期盐渍化土壤蓄水保墒、保温、保肥的作用,以盐渍化土壤为研究对象,连续2年在河套灌区开展田间小区原位冻融试验,设置生物炭用量为15 t/hm²(D15),30 t/hm²(D30),不施加生物炭(CK)3种处理。结果表明：在冻融条件下,0—40 cm土层较40—100 cm土层水分垂直分布规律明显、储水能力强;除在试验第1年的初冻期施加生物炭使0—40 cm土层储水量有所降低外,随生物炭施加时间的增长,生物炭的持水作用逐渐显现,其中与CK相比D30处理更有利于土壤水分保持。施加生物炭可以平抑冻融期土壤温度的变幅、降低融解期土壤温度变化的离散程度,较对照比,2年冻融期0—40 cm土层平均温度生物炭处理提高0.8～1.6℃,经过2年冻融过程各处理土壤冻结指数为CK>D15>D30,融解指数为D30>D15>CK。连续2年冻融期,生物炭的施入均丰富了土壤养分含量,不同程度地减少冻融各阶段0—40 cm土层养分流失,使冻融期土壤速效钾、碱解氮、速效磷含量增幅范围分别达到3.1%～38.1%,1.3%～44...     

双平双膜梯田试验研究

双平双膜梯田是在距离水平梯田田面一定深度土层 (80cm )水平铺设一层塑料薄膜作为不透水层 ,同时在地表进行覆膜种植的水平梯田。经试验 ,在黄土高原年降水量为 3 0 0mm左右的地区 ,双平双膜梯田 0～ 80cm土层土壤含水率平均比普通梯田高 1 4个百分点 ,粮食产量比普通梯田高 5 5 %～ 75 % ,年均净收益比普通梯田高 88%。     

黑土单向冻融过程对不同土层有机碳矿化的影响

为揭示黑土单向冻融过程对不同土层有机碳矿化的影响，该研究以东北典型季节性冻融黑土为研究对象，通过添加13C标记葡萄糖(初始添加浓度为200μg/g)模拟春季解冻期土壤最常见有机碳组分，采用室内由外而内的单向冻融(-10～10℃)模拟田间自上而下单向冻融过程，对比分析渐次解冻剥离的外、中、内3个土层在恒温培养15 d过程中的CO₂释放速率变化规律，以及激发效应差异。结果表明：1)单向冻融后，各土柱外层土壤水分均显著增高(为初始含水率的1.20～1.27倍)，而内层则明显失水(仅为初始含水率的78.4%～84.5%)，且未添加葡萄糖处理的内外层水分差异比添加葡萄糖处理的更加显著；2)未添加葡萄糖土柱单向冻融后，内层累积CO₂释放量均值为138.8μg/g，显著高于外层(95.1μg/g)；而添加葡萄糖土柱单向冻融后，内层CO₂释放速率表现出明显的时间变异性，前期峰值突出(第4天)，可达外层和中层峰值的1.7和2.0倍，但后期快速衰退，最终累积CO₂释放速率为外层和中层的1.2和1.3倍；3)添加葡萄糖土...     

水分对崩岗土体抗剪切特性的影响

通过三轴剪切实验研究崩岗不同土层抗剪特性随土壤水分含量变化的规律.结果表明:(1)随着土壤含水量的增加,红土层粘聚力逐步增大,当含水量达到22％后,粘聚力急剧下降;砂土层的粘聚力随含水量的增大而呈现先增大后减小的趋势,但粘聚力变化幅度较小,碎屑层的粘聚力随含水量变化呈波动性变化.(2)3个土层的内摩擦角均随着含水量的增加而减小.(3)3个土层的抗剪强度也随含水量的增加而逐渐减小.     

黄土丘陵区撂荒坡地土壤水分特征曲线及水分常数的垂直变异

为探索黄土丘陵区不同深度土壤的持水和供水特性,选择典型多年撂荒坡地,分层取0-400cm纵深剖面原状土样测其主要土壤理化指标和土壤水分特征曲线,分析其土壤水分特征曲线及主要水分常数的垂直变化规律。结果表明:研究区各土层土壤水分特征曲线可用Gardner幂函数方程进行很好地拟合。方程中的参数a、b均表现出先减少后增加的垂直变化规律,极小值分别出现在160cm和120cm土深处;由方程推得的各水分常数的垂直变化规律与之相似,极小值也位于160cm土深处。土壤的持水和供水能力以0-40cm和240-400cm土层较强,中间土层较弱。土壤物理性粘粒含量、有机质含量、粘粒含量以及容重是影响上述垂直变异性的主要因子。本区土壤水资源利用限度等于0-290cm范围内各土层土壤含水量降至凋萎系数时的土壤水资源残留量,为222.84mm。     

封丘地区土壤水分扩散率的研究

本文研究了河南封丘地区代表性土壤的水分扩散率,结果表明:封丘地区3个土壤亚类的水分扩散率变化于1. 0×10-3 ~1. 5×10cm2 min-1之间;土壤水分扩散率存在着空间上的变异性,随土壤剖面深度增加而呈现出表土层高、中间土层低、底土层又升高的趋势;各土层土壤水分扩散率与土壤含水量呈指数函数变化关系,经统计分析均达到极显著水平;土壤容重、孔隙度及孔隙类型、土壤有机质含量和土壤粘粒含量均对土壤水分扩散率有不同程度的影响,而土壤全盐含量对其影响不大。     

PAM对土壤物理性状以及水分分布的影响

为了研究聚丙烯酰胺（PAM）在黄土高原自然条件下对土壤物理性状和水分分布的影响,采用表面撒施的方法研究了12个不同处理小区的土壤体积质量、饱和导水率以及水分分布的变化。结果表明,在0～2 g/m2范围内添加PAM可以减小土壤体积质量增加土壤饱和导水率,但用量超过2 g/m2土壤体积质量开始增加。饱和导水率开始降低。在0～ 3 g/m2均可用二次曲线进行描述,相关系数达到95%以上。表层土壤含水量随着PAM添加量的增加而升高,20～60 cm土层土壤含水率随着PAM用量的增加出现交叉现象,60～100 cm土层随着PAM用量的增加而增加,在2 g/m2用量时达到最高,再增加PAM用量土壤含水率反而有降低趋势。100 cm以下土层变化不明显。该研究为探明PAM在黄土高原地区的适应性和大规模应用提供依据。     

采用压汞法研究不同冷冻羊肉冰晶结构特征

为研究不同冷冻羊肉冰晶结构特征,该文以空气冷冻和液浸冷冻2种不同冷冻方式以及冻贮3和90 d不同时间的冷冻羊肉为研究对象,采用真空冷冻干燥法将冷冻羊肉体内冰晶升华,用压汞法对冰晶升华留下的孔隙结构进行测定,并观察解冻复温后肌肉微观组织结构。研究结果表明,压汞法可有效测定冷冻羊肉冰晶升华后留下的孔隙分布特征,以此来表征冰晶结构特征。通过比较空气冷冻和液浸冷冻后冻贮不同时间羊肉的孔隙结构以及解冻复温后肌纤维组织结构变化特点,发现不同冷冻羊肉冰晶升华后孔隙分布特征存在差异,空气冷冻后冻贮3和90 d以及液浸冷冻后冻贮3和90 d的冷冻羊肉最大累计进汞量分别为2.16±0.08、2.33±0.07、1.76±0.01和2.29±0.05 mL/g,孔隙平均直径为10.09±0.30、25.73±0.91、3.21±0.46和14.45±0.64 µm,存在显著差异（P<0.05）,迂曲度分别为2.27±0.05、3.88±0.05、3.15±0.08和4.41±0.16,存在显著差异(P<0.05)。该研究结果可为压汞法在冷冻肉冰晶结构参数的测定应用中提供一定的理论依据。     

农产品质量安全生产技术对要素替代弹性的影响

为研究不同冷冻羊肉冰晶结构特征,该文以空气冷冻和液浸冷冻2种不同冷冻方式以及冻贮3和90 d不同时间的冷冻羊肉为研究对象,采用真空冷冻干燥法将冷冻羊肉体内冰晶升华,用压汞法对冰晶升华留下的孔隙结构进行测定,并观察解冻复温后肌肉微观组织结构。研究结果表明,压汞法可有效测定冷冻羊肉冰晶升华后留下的孔隙分布特征,以此来表征冰晶结构特征。通过比较空气冷冻和液浸冷冻后冻贮不同时间羊肉的孔隙结构以及解冻复温后肌纤维组织结构变化特点,发现不同冷冻羊肉冰晶升华后孔隙分布特征存在差异,空气冷冻后冻贮3和90 d以及液浸冷冻后冻贮3和90 d的冷冻羊肉最大累计进汞量分别为2.16±0.08、2.33±0.07、1.76±0.01和2.29±0.05 mL/g,孔隙平均直径为10.09±0.30、25.73±0.91、3.21±0.46和14.45±0.64 μm,存在显著差异（P<0.05）,迂曲度分别为2.27±0.05、3.88±0.05、3.15±0.08和4.41±0.16,存在显著差异(P<0.05)。该研究结果为压汞法在冷冻肉冰晶结构参数的测定应用中提供一定的理论依据。     

黄土高原典型土壤剖面土壤颗粒组成分形特征

采集从北向南依次分布的干润砂质新成土（神木）、黄土正常新成土（延安）和土垫旱耕人为土（杨陵）等典型土壤剖面0～200 cm土层土样,通过测定土样颗粒体积分形维数及基本性质,以期阐明黄土高原典型土壤颗粒体积分形特征及其与土壤基本性质间的相关性。结果表明,从南到北,土壤颗粒体积分形维数呈下降趋势,而不同土层土壤颗粒体积分形维数差异不显著。土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土表层（0～10 cm）颗粒体积分形维数分别为2.723±0.024、2.609±0.077和2.589±0.025,表层以下（10～200 cm）颗粒平均体积分形维数分别为2.729±0.034、2.584±0.054和2.558±0.034;颗粒体积分形维数与＜0.01 mm的物理性黏粒及＜0.002 mm的黏粒体积百分含量呈极显著正相关关系,与0.002～0.05 mm的粉粒和＞0.05 mm的砂粒体积百分含量呈极显著负相关关系,与粉粒的显著性较小,而土壤中物理性黏粒体积百分含量与土壤全氮、有机碳及矿物固定态铵均达到极显著正相关关系,而砂粒体积百分含量与上述土壤基本性质均呈极显著负相关关系。     

极端干旱区土壤呼吸对储水灌溉和冻融循环的响应

[目的] 揭示中国极端干旱区甘肃省石羊河流域储水灌溉与季节性冻融叠加作用下对土壤呼吸的影响,为进一步提高极端干旱区灌溉水资源利用效率和节约灌溉水源提供理论基础和技术支撑。[方法] 按照1 199.4 m³/hm²低灌溉定额分为灌水和非灌水处理,将冻融循环分为冻结期、冻融期和解冻期3个时间段,采用LI-8100土壤碳通量全自动测量系统对各处理地块的土壤呼吸速率进行观测与分析。[结果] 极端干旱区储水灌溉在季节性冻融作用下农田生态系统土壤呼吸速率增强,土壤碳排放量增加,农田生态系统碳循环被改变,有利于作物的生长和提高粮食产量。不同土地利用方式下土壤呼吸速率对水分和温度的响应程度不同。整个冻融过程中土壤呼吸速率呈现出：解冻期>冻结期>冻融期的规律。冻结期、冻融期和解冻期3个时期的土壤CO₂都表现为源,但在夜间极低温度时土壤CO₂由源转化为汇。[结论] 储水灌溉调控了整个冻融期土壤呼吸的过程,改变了极端干旱区农田生态系统的碳循环。在水分与季节性冻融叠加作用下,储水灌溉地块土壤呼吸速率相对未储水地块随温度的波动更为剧烈,但与温度的变化趋势一致,水分加剧了其随温度的波动。     

植被混凝土基材2种草本植物根-土复合体直剪试验研究

通过在植被混凝土基材上对狗牙根和紫花苜蓿2种有代表性的草本植物进行样地种植和室内直剪试验,分析植被混凝土基材上不同深度根-土复合体抗剪强度的分布规律,对比基材空白样地相应深度的抗剪强度,证实和量化了草本植物根系增强土壤抗剪切强度的作用。试验表明:根-土复合体在0-10cm土层内摩擦角变化不明显,粘聚力随深度先增大后减小;与基材空白样样地相比,根-土复合体内摩擦角变化不大,粘聚力变化显著,狗牙根粘聚力最大增幅为129.4%,紫花苜蓿粘聚力最大增幅为77%;狗牙根根-土复合体抗剪强度比同期生长的紫花苜蓿根-土复合体的抗剪强度高。     

季节性冻融对苹果梨园机械稳定性团聚体的影响

季节性冻融作用(季节交替)对土壤团聚体的影响是最直接和有效的。由于延边地区气候和地理位置的特殊性,果园土壤经历着反复冻融,使得土壤机械稳定性团聚体分布及粒级变化具有较强的地域特征。采用沙维诺夫法对季节性冻融前后苹果梨园土壤团聚体进行机械筛分并计算其平均重量直径、几何平均直径和粒径分形维数,探究季节性冻融前后各指标的变化,以期为指导苹果梨园土壤的改良提供理论支持。结果表明:季节性冻融后苹果梨园0～20 cm土层土壤团聚体变化明显,20～60 cm土层变化不明显;0～20 cm土层经冻融后大团聚体含量增加、小团聚体含量减少;20～60 cm土层冻融后大团聚体和小团聚体含量均减少、中等大小团聚体含量增加。栽植年限40 a及以下果园冻融后变化明显,40 a以上果园不明显。季节性冻融后苹果梨园0～20 cm土层土壤团聚体重量直径和几何直径显著增加,分形维数有变小的趋势。荒地与苹果梨园趋势相反,季节性冻融后,大团聚体( 7 mm)显著减少,土壤团聚体重量直径和几何直径显著降低。     

温度、水分和施肥对甜菜黑土氮素迁移转化的影响

以东北甜菜主产区的黑土为材料,采用模拟土柱方法,研究了不同温度(5℃和20℃)、水分(10%,20%和30%)和施肥(尿素)条件对甜菜0—90cm土层土壤无机氮(NH4+-N和NO3--N)迁移转化的影响。结果表明:在整个培养期内,温度和水分对不同施肥处理、不同土层土壤NH4+-N和NO3--N含量的影响不同。不施肥土壤NH4+-N和NO3--N含量在不同水分和温度下均无显著差异。不同温度和水分条件下施肥处理各土层NH4+-N、NO3--N平均含量均随土层深度增加而下降,在相同温度条件下,土壤水分为20%时为甜菜土壤矿化和硝化作用的最适水分,而10%水分时,0—15cm土层土壤硝化作用受到明显抑制。施肥明显增加0—15cm土层NH4+-N、NO3--N含量,分别与不施肥相比增加2.71~16.65倍和1.04~9.05倍。5℃时,NH4+-N、NO3--N在土柱内的迁移距离和硝化作用主要发生在0—15cm土层内;20℃时,主要发生在0—15cm和0—50cm土层内。施肥与不施肥土壤NH4+-N含量与温度、水分均呈负相关,NO3--N含量和硝化率(Nr)呈正相关,多因素统计分析表明,温度和水分的提高可以增强施肥土壤的氮素转化,温度、水分和施肥三者对土壤NH4+-N、NO3--N含量迁移有交互作用,但是对土壤氮素的转化没有显著影响。     

土壤含水量对浅层滑坡区土体抗剪强度影响

通过对重庆缙云山一浅层滑坡区杉木和马尾松林地上土壤剖面原状土、过2mm筛后土壤的剪切试验,研究了土壤含水量对浅层滑坡区土体抗剪强度的影响。结果表明：原状土土壤断面抗剪强度随土壤天然含水量增大而减小,随土层加深而增大。土层越深,土壤含水量对土壤抗剪强度的影响越小。同一土壤在不同的含水量的条件下,随着含水量的增大,粘聚力C值和内摩擦角φ值均减小,并且土壤含水量对土壤粘聚力C值的影响程度大于对土壤内摩擦角φ值的影响程度。     

青海湖流域高寒草甸季节冻土土壤温湿变化特征

根据2018—2020年青海湖流域高寒草甸野外定点监测的温度、降水、土壤水热数据，分析了高寒草甸生态系统土壤冻融特征以及不同冻融阶段土壤温度、水分的日变化和季节动态过程。结果表明：(1)基于土壤温度变化特征分析，可将冻融循环过程划分为始冻期、完全冻结期、解冻期和完全融化期。各阶段持续的天数长短依次为：完全融化期>完全冻结期>解冻期>始冻期。从表层到深层土壤，完全融化天数持续增大，完全冻结天数趋于减小，0～180 cm土层完全融化期持续天数超过半年以上。(2)冻土表现出单向冻结、双向融化的规律，土壤融化速率(5.45 cm/d)快于土壤冻结速率(2 cm/d)。整个冻融过程，不同深度土壤水分的变化比温度的变化更复杂。(3)随着冻融循环过程，土壤温湿度呈现出周期性的季节变动特征。土壤温湿度日变化具有一致性，表层日较差大，随着深度的增加，日较差变小并趋于稳定。土壤剖面的结构特征对土壤水分异质性分布具有较强的解释性。