毛乌素沙地南缘灌丛沙丘土壤水分与粒度特征研究

土壤水分与土壤粒度是影响灌丛沙丘植被与沙丘演变的重要因子.通过对毛乌素沙地南缘典型灌丛沙丘土壤粒度以及4月、7月的土壤水分的测定.揭示了沙丘各部位土层土壤含水量的时空变化特征与粒度分布规律:由于是降雨1 h后采样,丘间地与丘顶0-10 cm土层7月土壤含水量均随深度变化骤减.丘间地自表层至70 cm深度范围的土层,受植被、降雨、太阳辐射等外界环境因子影响较大.丘顶四月表层被灌木老枝覆盖,从一定程度上抑制丘顶0-30 cm土层土壤水分的蒸发,同时增加粗糙度,降低下垫面起沙起尘率,从而为维持水分平衡、防沙治沙提供手段;30-80 cm间的土层7月土壤含水量较4月土壤含水量丰富,是由于7月正值雨季,雨水下渗土壤含水量较高.风况、植被条件、沙面活动程度决定各部位土壤含水量的变化幅度,根系分布与植被决定沙丘土壤水分的动态变化与拐点出现的土层深度.迎风坡、丘顶、背风坡、丘间地沉积物粒度特征相似,均以细砂为主,垂直结构中细砂、极细砂含量较高,其次为粉砂.黏土、中砂、粗砂、极粗砂含量随土层深度的增加变化不大,极细砂、细砂含量随土层深度增加变化起伏较大.     

毛乌素沙地南缘改良与利用风沙土性质研究

对毛乌素沙地南缘半流动沙地、新垫土改良地和改良4年的麻黄地土壤理化性质的研究结果表明：垫土对沙地土壤有明显的改良作用，细粒物质增加，持水能力提高，0～20cm平均粒径由0．24～0．28mm降到0．14～0．18mm。土壤中有机质平均含量为0．107％、全氮为0．0113％，速效氮为11．522mg／kg，分别是半流动沙地的1．67．1．67，2．75倍。改良后通过4年种植的麻黄地土壤得到进一步发育，20～40cm层粉沙含量占到10．38％～18．38％，是新改良地的7．98～14．94倍。有机质平均含量为0．208％，全氮为0．0183％．速效氮为17．658mg／kg，分别是半流动沙地的3．25，2．71．4．21倍，且有机质和全氮含量在30～40cm深处出现峰值。     

沙区旱垄作对油菜生长环境的影响

垄作是沙区旱作农田常用的集水防风耕作技术。本文通过野外试验观测和土壤样品分析,对不同结构的垄作与平作下油菜生长环境进行了研究。结果表明,垄作相对于平作增加了生长季内土壤耕作层水分含量,降低了其波动幅度,改变了土壤水分在垂直剖面上的分布,使湿润锋位于耕作层,有利于油菜对土壤水分的吸收,对缓解干旱对作物生长的胁迫有积极作用。垄作下土壤易蚀性颗粒含量降低,地表粗糙度和垂直风速梯度增大,有效降低了土壤可蚀性和近地表风速,对防治土壤风蚀和保护作物幼苗有重要作用。不同结构的垄作比较,垄高15 cm、垄沟比1/12和垄高25 cm、垄沟比1/24的两种垄作在油菜生长季内集水效果较优,而垄高25 cm、垄沟比1/6的垄作在农田休闲期内防治风蚀效果较好。故结构合理的垄作是沙区旱作农田微观土地利用结构调整的有效措施。     

垄作对旱作农田土壤风蚀影响的风洞实验研究

通过风洞实验,在5个风速下对6种不同结构的垄作及平作对照地的土壤风蚀速率、O～20cm风沙流结构进行了模拟观测研究。结果表明：垄作下平均土壤风蚀速率较平作下降低20％～60％。垄作和平作下土壤风蚀速率均随风速的增大呈幂函数递增,但平作下递增较快。风速为15m／s是早作农田土壤风蚀加剧的转折点,当风速大于15m／s时垄作下风蚀速率较平作下明显降低。0～20cm内,平作和垄作下输沙率与高度分别呈负指数和负线性关系。垄作下0～4cm输沙量和输沙量百分比(Q0～4／Q0～20)均低于平作。不同结构的垄作间进行比较,垄脊高度相同时,垄沟比(垄脊高度与垄顶距的比值)越大,土壤风蚀速率越小,而Q0～4／Q0～20越大;垄沟比相同时,垄脊越高,土壤风蚀速率越大,而Q0～4／Q0～20越小。     

不同地表状况对土壤风蚀的影响——以内蒙古太仆寺旗为例

通过对采取不同耕作措施和不同留茬方式的农田土壤进行野外风沙观测.观测结果表明,人为因素对农田土壤风蚀影响非常大,不同地表状况的土壤风蚀特征存在显著差异.留茬地因为表面残茬的存在显著增加了土壤表面粗糙度,从而使得其风蚀强度较小;而秋翻地人为扰动较大,表面覆盖度较小,其风蚀强度在所研究的土壤中为最大.因此,对于内蒙古太仆寺旗农田土壤风蚀较严重区域,应该采取留茬措施以减少人为扰动,增加覆盖度以提高土壤表面粗糙度,从而有效地减少土壤风蚀.     

耕作地表土块状况及其对近地表风场的影响

为深入理解非可蚀性土块吸收风能、降低侵蚀力的机制,利用野外风速资料,对半干旱区农田传统耕作模式下犁耕、耙耱及抹平等的地表土块大小、土壤表面粗糙度、近地表风速及空气动力学特征进行了研究。结果表明,犁耕后农田土块长、宽、高均在15 cm以上,盖度为27.67%,耙耱、抹平后土块大小和盖度显著降低,抹平地表土块盖度仅为2.13%;土块的破碎导致土壤表面粗糙度降低,近地表风速增大;与犁耕地表比较,耙耱后土壤表面粗糙度降低34%~64%,抹平后降低幅度甚至在90%以上;耙耱抹平后地表以上0.5 m高度内风速显著增大,空气动力学粗糙度由1.1 cm降低至0.05 cm,侵蚀力增强。因此认为,合理选择犁耕、耙耱和抹平的时间对农田风蚀防治有实际意义。     

土壤短期吹蚀的粒度分维研究

基于风洞实验数据 ,对砂质壤土与壤质砂土短期吹蚀的粒度分形结构及其分维变化进行了探讨。结果表明 :( 1)在砂质壤土与壤质砂土的不同吹蚀时段 ,各自床面的粒度组成是具有分形结构特征的 ,在风洞里不同风速与时间下的吹蚀并未改变两种土壤所具有的分形结构 ,改变的只是分形结构的定量描述参数分维 ;( 2 )无论是在初始状态还是在一定的风速和时间下 ,砂质壤土的分维都小于壤质砂土的分维 ;( 3)两种不同质地的土壤在不同的吹蚀时段床面粒度分维与 <0 0 5mm的颗粒 (即粉粘粒 )含量之间都存在着显著的正相关性 ;( 4 )两种土壤在吹蚀的过程中由于土壤性状的差异 ,其床面粒度分维会随时间和风速的不同而出现相异的变化过程     

开垦对退化沙质草地土壤机械组成及有机碳分布的影响

分析了退化沙质草地开垦耕种40,15,6 a的草地的土壤理化性状的特征和变化。结果表明：草原土壤开垦后,土体自然结构基本消失,分散成单粒或由不同单粒结合的微团聚体,力学稳定性降低,表层土壤粒径〈0.02 mm的黏粉粒的显著降低,0.002～0.02 mm和〈0.002 mm显著增加,随着开垦年限的延长,土壤进一步向粗粒化和单粒化演变;当草地开垦为农田后及转化为林地后,土壤质地又会逐渐逆转,林地中0-2 cm和2-4 cm深度土壤中〈0.002 mm的颗粒又会增加。同时开垦还会导致土壤有机碳下降,土壤肥力严重下降。草地开垦后土壤粒级分布的显著变化,可以反映出开垦导致的强烈土壤结构破坏和受风蚀影响的程度。     

农牧交错带不同农田耕作模式土壤水分特征对比研究

通过在农牧交错带———内蒙古自治区太仆寺旗的野外实验研究,在作物(油菜)发育期间,观测了免耕、深松、传统翻耕、翻耕覆盖、浅耕与垄作处理等8种耕作模式的土壤水分特征;在秋收后的农田休闲期,观测了秸秆还田翻耕、深松耕作、传统翻耕、免耕低茬(茬高10cm)和免耕高茬(茬高4 5cm)等5种耕作模式的土壤水分特征。实验结果表明:在实验区,采用不同耕作模式,对田块土壤水分含量有着直接影响。在作物发育期间,垄作处理蓄水保墒能力相对较强,免耕、浅耕蓄水保墒能力相对较差,翻耕覆盖、深松耕作、传统翻耕蓄水保墒能力相对居中;秋收后,免耕高茬蓄水保墒效果最好,深松耕作、传统翻耕蓄水保墒能力居中,秸秆还田翻耕、免耕低茬蓄水保墒效果较差。本文所得结论对农牧交错带旱作农田有效保蓄土壤水分、提高农田土壤水分利用效率和增强农田防风抗蚀能力有积极借鉴意义