不同微尺度膜下滴灌棉田土壤水盐空间变异特性

为揭示微尺度膜下滴灌农田土壤水盐的空间变异特性,通过大田试验,采用经典统计和地质统计方法,研究了3种微尺度（0.25 m、1 m和4 m）和不同土层深度棉田土壤水盐的空间变异性,并确定其合理取样数。结果发现,3种微尺度下,土壤含水量的变异强度为中等偏弱,其变异性随尺度增大而增强,随深度增加呈先增强后减弱趋势。土壤含盐量的变异强度为中等偏强,其变异性随尺度增大而增强,随深度增大呈先减弱后增强趋势;3种尺度和不同深度条件下,土壤含水量和含盐量的半方差函数大部分可采用高斯模型模拟,且精度较高;样品的合理取样数为367个。研究结果可为制定膜下滴灌土壤水盐的监测方案和调控措施提供理论指导。     

地下水浅埋条件下毛乌素沙地农田土壤水分动态特征

为揭示毛乌素沙地春玉米农田在地下水浅埋条件下土壤水分动态特征,本文进行了多年春玉米生长期内农田土壤含水率与地下水埋深监测。监测结果表明:毛乌素沙地种植区浅层土壤含水率随深度增加而变小,深层土壤含水率随深度增加而变大,在枯水年浅层和深层的分界线为50 cm;浅层土壤含水率变化主要受降雨、蒸发、灌溉等外界因素影响,含水率波动较大,深层土壤含水率随地下水埋深的升降而相应地增减;枯水年深层含水率变化规律与地下水埋深变化规律相关性比浅层强,但相关系数最大的深度并不是距地下水埋深最近的深度;丰水年浅层含水率变化规律与地下水埋深变化规律相关性比深层强。研究成果可为毛乌素沙地农业科学灌溉和地下水资源保护提供参考依据。     

断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征

以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。结果表明:(1)土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。(2)旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。(3)在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异不显著(p>0.05)。(4)土壤垂直剖面方向上土壤水δD、δ18O值随着土壤深度的增加而减小,浅层土壤水δ18O和深层土壤水δ18O存在显著差异,2月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正2.8‰,4月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正10.5‰。      

祁连山退化高寒草甸土壤水分空间变异特征分析

利用传统统计学方法和地统计学方法,对祁连山地区受到过度放牧影响而退化为以狼毒为优势种的高寒草甸的土壤水分垂直变异特征、水平空间异质性以及分布特征进行了系统分析. 结果表明：在垂直方向上,0~100 cm土壤水分含量随深度的增加而逐渐减少,土壤水分含量的变化速度随深度的增加也趋于减少;土壤水分分布的变异系数在浅层和深层土壤较大,在中层土壤较小. 在水平方向上,0~40 cm土壤水分具有中等空间变异性,其中10~20 cm土壤水分变异性主要受根系的影响,随机部分引起的变异性最大;而在其他土壤层,随着深度的增加土壤水分含量由随机部分引起的空间异质性程度减弱,由空间自相关部分引起的异质性程度增强. 整体上,土壤水分含量与微地形关系密切,与距离溪流的远近程度正相关,与高程分布负相关.     

潮上带盐沼地层盐分分布及形成机制

为了探究潮上带盐沼系统地层盐分分布规律及其形成机制,本研究以江苏盐城近岸盐沼湿地为例,采用电阻率测量和土壤样品分析的方法,得出土壤孔隙水盐度空间分布,并分析其与生态地貌类型的关系。结果表明,盐沼平台10 m深度以下地下水盐分较高且空间分布均匀,5 m深度以上浅层孔隙水存在显著淡化,其程度与条带状生态地貌特征相关;近潮沟区域浅层土壤孔隙水盐度接近海水,而螃蟹孔洞和互花米草区域下方地层均存在低盐区,且前者规模更大;短期潮汐过程仅影响近潮沟区域的局部地层盐分,螃蟹孔洞明显促进了降水的下渗和脱盐作用,并有助于地表蒸发和盐分集结,增大了浅层土壤水盐度的垂向差异,而植被生长引起的根系优势流和蒸发抑制作用,有效降低了表层土壤的盐度水平。     

农田尺度土壤水分的监测

根据田间试验实测资料分析了田间土壤水分的空间变化特征和时间动态变化,探索了监测农田水分变化时如何确定其合理的取样数目,讨论了农田尺度的土壤水分应如何监测,为节水灌溉,提高田间用水管理水平提供科学依据。     

干旱半干旱地区农田土壤NO3-N深层积累及其影响因素

以长期试验资料为基础,着重分析了干旱半干旱地区农田系统中施肥、作物、降水、耕作措施以及土壤类型和特性对产生土壤NO3-N深层积累的影响.分析发现,氮肥的过量施用和400～800 mm降水量偏低是导致干旱半干旱地区土壤NO3-N积累在100～300 cm土层的主要因素.随着氮肥用量的增加,NO3-N深层积累显著增加;氮磷配施有助于降低其积累量.不同作物对氮素的吸收利用效率也是影响NO3-N深层积累的因素,作物之间的轮作方式会有效降低NO3-N深层积累;休闲期种植合理植物可有效降低NO3-N深层积累.NO3-N深层积累主要产生在质地较重的土壤上,带正电荷粘土矿物对NO3-N吸附是导致热带土壤中NO3-N积累的主要因素.深入研究深层积累NO3-N的生物有效性、迁移变化机理、与作物根系之间的关系以及对土壤性状和环境的影响具有重要意义.     

北京市平原区地下水循环特征的同位素研究

同位素技术是研究区域地下水循环规律的主要手段之一。本文对平原区地下水进行了取样分析,运用同位素技术并结合水文地质条件,研究了北京市平原区地下水循环演化规律。运用^3H和^14C的测年技术确定了地下水年龄;利用D和18^O关系曲线探讨了地下水的起源;按照是否积极参加了现代水循环的原则将第四系地下水划分为浅层水和深层水;对浅层水和深层水的更新状况进行了研究。研究表明,浅层水广泛分布于北京平原区,径流条件好,更新快;深层水主要分布于永定河、潮白河冲洪积扇下部及冲洪积平原的深部地区,补给条件相对差,与现代大气降水联系弱,径流条件差,更新慢。     

海河流域平原区土壤碳密度分布特征和碳储量估算

基于2003年以来多目标区域地球化学调查积累的大量表、深层土壤有机碳、全碳分析数据,以土壤类型和土地利用类型为基本计算单元,本文重点对海河流域平原区土壤碳密度与碳储量分布规律进行了研究。结果表明:海河流域表、深层土壤全碳和有机碳密度空间分布规律基本一致,总体均表现为"北东呈带、区域连片","南部高于北部,山前高于平原,城市高于农田"的特征。从土壤类型上看,湿潮土的有机碳密度最高,为17.92 kg/m~2,其次为石灰性褐土,达到15.49 kg/m~2,草甸风沙土的有机碳密度最低,为7.9 kg/m~2;有机碳密度最大者与最小者相差将近2倍。从土地利用类型来看,耕地的有机碳密度最高,这与近年来推广的秸秆还田和人工施肥有关。     

东北平原区地块尺度土地质量地球化学评价合理采样密度研究

选择吉林省公主岭市大岭地区作为东北平原区典型代表区域开展土壤元素空间变异性、经典统计学合理取样数及不同采用密度数据空间插值对比研究。结果表明:(1)受地形平坦及成土母质相对单一等因素影响,研究区土壤元素空间变异性总体较小,大部分以轻中度变异为主(变异系数<15%),受人为因素影响较大的Cd、Hg变异系数分别为35.3%、136.6%,属于高度变异。(2)经典统计学确定的研究区合理采样数为80,该样本量可在95%的置信区间及允许误差为30%的条件下反应区内土壤元素含量的均值与方差,但因未考虑样本的空间属性,不足以反应区内土壤元素空间变异特征,具有一定的局限性。(3)通过对均匀抽稀后4种不同采样密度数据与实测数据空间插值对比研究,在定量评估空间插值相对误差、地块预测值相对误差及预测等级与实测等级一致性的基础上,结合土地质量地球化学调查工作精度要求,提出研究区地块尺度地球化学评价工作合理采样密度为8个点/km2,该密度可在确保评价精度的前提下,大幅减少采样数量和工作成本。上述结论为东北平原及类似地区大面积开展地块尺度土地质量地球化学评价工作提供了关键的技术支撑,对进一步完善土地质量地球化学评价方法技术具有重要意义。