退耕草地近地表层特征对坡面流流速的影响

坡面流是坡面土壤分离与泥沙输移的驱动力与载体,退耕还林还草工程实施后,可能导致近地表层特征发生改变,集中体现为植被覆盖率提高、植被茎秆及枯枝落叶层出现、生物结皮发育、根系系统的形成,进而引起坡面流水动力学特性的变化。然而,目前对退耕引起土壤近地表层特性变化对坡面流水动力学特性的影响尚不清楚。因此,通过野外放水冲刷实验(坡度12°~14°;单宽流量0.002~0.006 m2/s),系统研究了退耕草地近地表层特征(茎杆-枯枝落叶层、生物结皮、植被根系)对坡面流流速的影响。结果表明:坡耕地撂荒7 a后,土壤近地表层特征对坡面流流速影响显著,随着土壤近地表层特性各作用(如根系、生物结皮、植物茎秆及其枯落物)的依次叠加,水流流速依次递减,分别较黄土母质(T4)减少了12.76%、41.53%和66.78%,且平均流速随枯落物干重、根系重量密度的增大呈幂函数形式下降。研究成果对于理解退耕草地坡面侵蚀动力的变化及其机制,具有重要的意义。     

黄土高原西部兰州市郊人工林地水分亏缺与调控研究

通过定位监测与对比分析,对兰州市南北两山不同水分管理人工林地植物水分亏缺度及植物水分亏缺补偿度的时空分布进行了研究。结果表明：灌溉林地的植物水分亏缺度最小,亏缺度大部分时间都在20％以下,有自然坡面集雨的林地植物水分亏缺状况好于不灌溉的林地,侧柏林地喷灌、自然坡面集雨和不灌三种处理方式下的植物水分亏缺度虽然稍有差异,但都处于水分极度亏缺的状况。补充灌溉除满足林地正常生长所需要的水分外,对土壤水分也有一定的补偿,补偿度在70％左右。其他不灌溉地块补偿度都为负值,说明这些地块整个雨季没有对水分进行补偿,还将土壤以前贮藏的部分土壤水分利用。植物水分亏缺度在空间上的变化与植物根系的分布相一致。既在水平方向上,随着离树干距离的加大,植物水分亏缺度依次降低。在垂直方向上,表层植物水分的亏缺度最低,随着深度的增加,亏缺度逐渐增大,100~120 cm深达到最大,以后又缓慢降低。植物水分补偿度是降雨与植物水分亏缺程度的反映,植物水分亏缺度越高,补偿度越大。     

干旱区井工煤矿排土（矸、渣）场边坡植被节水灌溉技术（英文）

在中国西北干旱半干旱地区,适度灌溉是矿区植被重建早期能够存活的必要条件。通过野外小区定期观测试验结合室内分析等方法,得出矿区排土场边坡植被灌溉理想的状态应满足以下要求：（1）灌溉过程中既不发生深层渗漏也不产生坡面径流,以防造成次生水土流失;（2）灌溉过程中土壤水分尽量控制在坡面稳定的安全阈值以下,防止水分过高而形成坡面滑塌。通过野外现场试验观测数据分析得出如下研究结论：（1）制定出不同水文年份下不同单一植被、不同植被配置的节水灌溉制度;（2）提出适合当地的两套节水灌溉技术方案;（3）提出分级梯度灌溉技术,即一次灌水按坡上∶坡中∶坡下55%∶30%∶15%比例分时段灌完,充分利用灌溉水量,且不会产生坡面径流。     

古尔班通古特沙漠表层土壤凝结水水汽来源特征分析

水分条件是决定干旱沙漠区生态环境的关键因素,凝结水是干旱区植物和低等生物的重要水分来源。利用自制蒸渗计在春、夏、秋3个季节对古尔班通古特沙漠苔藓、地衣、藻类及流沙4种地表类型表层原状土壤凝结水形成进行了观测研究。结果表明,在2 cm、5 cm、10 cm、20 cm 4种高度原状土中,用纱网封底土壤表层2 cm和5 cm土壤的凝结水测定结果能够真实的代表古尔班通古特沙漠不同类型地表土壤凝结水形成特征;凝结水主要集中产生在土壤表层2 cm范围内;凝结水的水汽来源于空气和土壤且以空气来源为主,春季由于表层土壤含水率较高,来自于土壤的水汽所占的比重较高,地衣0~2 cm表层凝结水来源于土壤水汽补充的比例春季为35.5%,夏季和秋季分别降到15.5%和11.3%;秋季55 d的观测结果表明,凝结水形成总量随流沙、藻类、地衣和苔藓依次增加,分别为3.46 mm、4.07 mm、4.89 mm和5.15 mm,说明在干旱的沙漠地带,凝结水是除降水以外补充表层土壤水分最重要的水分来源。     

乔木侧根对土体的斜向牵引效应Ⅰ原理和数学模型

为证实植物侧根对周围土壤的斜向牵引效应是乔木根系抗系抗蚀护坡机械效应的重要内容,以云南松林为例对这种效应及其量值进行了野外观测和模型计算,并对其在克服林地浅层坡面的不稳定性以及控制侵蚀保护坡面的作用进行了讨论。     

章古台固沙造林技术与效益评价

章古台从1955年开始引种樟子松进行育苗造林试验,至60年代初期引种造林成功后,又于70年代后期在内蒙古敖汉旗扩大引种造林,获得成功。近年樟子松人工林出现了生长减缓现象,主要是由于造林选地不适和经营不善所引起的。樟子松扩大引种造林的技术关键是采取乔灌草型,等宽隔带式造林模式,降水量不低于300~350mm,土壤含水率不低于2.0%~2.5%。土壤类型为生草风沙土、栗钙土型风沙土和黑土型风沙土,pH值为6.8~8.3。造林时间比正常拖后至4月8日~20日之间,2a生苗造林深度以25~35cm为宜,苗木根长以25cm左右为佳,苗木运输前应沾泥浆进行包装。植苗时放在苗木罐中以防根系风干,剔除不合格苗木,造林时铲除干土层或干草皮。对松树幼株进行埋土越冬处理。     

生态垫覆盖对沙漠土壤水分和温度的影响

在流动沙丘迎风坡覆盖生态垫后,通过对土壤水分和温度的连续观测发现：在生态垫覆盖林地的生长季内,表层0—20 cm的土壤温度和20—60 cm的土壤含水量受覆盖影响最明显。覆盖与未覆盖生态垫的流动沙丘相比,可提高20—40 cm处土壤含水量为56%,提高40—60 cm处土壤含水量58%;7月可降低土壤表层温度14.27℃,且覆盖后土壤各层之间温度变化平缓,对10 cm以下土壤有保温作用。     

北方石质山区坡面土壤厚度分布特征——以北京市密云县为例

土壤厚度是土壤退化及土地生产力水平评价的一个重要指标。本研究应用插钎法,调查了北京市密云县山区50个基本抽样单元的坡面土壤厚度。对样点数据进行了统计分析,结果表明:平均土壤厚度为15cm。小于10cm的土壤占37%,小于20cm的土壤占76%,小于30cm的占90%。空间上土壤较厚的区域主要集中在西北和东北部植被覆盖较好的地区。对影响土壤厚度的因子进行分析发现:土壤厚度与海拔无明显相关性,而坡向对土壤厚度的影响较为明显,阴坡土壤厚度明显大于阳坡。土壤厚度与植被覆盖度和坡度明显相关,与植被覆盖度的相关系数为0.84,与坡度的相关系数为-0.40,二者都通过了显著水平为0.01的显著性检验。     

极度干旱区不同灌水量下沙枣防护林根系分布特征

研究滴灌条件下极端干旱区防护林的根系生长, 对研究制定科学的防护林灌溉制度和维护绿洲防护林稳定性有重要意义。以塔里木河下游尾闾绿洲--喀拉米吉绿洲滴灌沙枣防护林体系为研究对象, 设置了3 个滴灌量梯度(18 L、30 L、48 L), 分析了极端干旱区沙枣防护林在不同灌水量处理下的根系分布特征。结果表明:①长期采用滴灌后, 沙枣根系大部分分布在较浅的土层(以地下0～40 cm为主), 越往下分枝能力越小, 沙枣根系生物量在0～60 cm土层中累计百分比达86%。②灌水量梯度不断增加后, 导致了根系总生物量随之增加, 但不会导致深层土壤根系持续增加, 因此, 即使用48 L的灌水量形成更深的土壤湿润层, 林木根系下扎能力与深度没有表现出随之增加的趋势。48 L滴灌量处理下, 土层根系含量20～40cm/0～20cm的比值较小(仅为0.6), 生物量主要集中在表层;30 L处理下, 土层根系含量20～40cm/0～20cm的比值较大(0.75)。③粗根(φ≥5 mm)数量随着滴灌量的增大而增多, 30 L滴灌量处理下, 5 mm>φ>2 mm的根最多;18 L滴灌量处理下, φ≥5 mm的根与φ≤2 mm的根系数量均最少。建议大规模防护林的灌溉中应采取多样化的灌溉制度, 才可达到极端干旱区防护林体系的可持续发展:棉林争水季节(5-7 月)适当亏缺灌溉, 8月以后可增加灌水量或1～2 次灌水。     

水蚀作用下土壤抗蚀能力的表征

研究区为黄土高原南部淳化县泥河沟流域 ,在未经翻耕的自然或人工 (耕地 )坡面上 ,选择 5 6个 1m2样地 ,(土壤为黄土 ,体积含水率 7.1%～ 2 0 .1%,干容重 1.0 1g/cm3～ 1.2 9g/cm3) ,采用南京土工仪器厂出产的WI- 3型便携式直剪仪 ,对表层 0～ 5cm土层进行现场取样剪切 ,3次重复剪切的结果表明 ,表层土壤抗剪强度与土壤含水率及容重均密切相关。抗剪强度起初随含水率增加而缓缓增大 ,在含水率 12 %～ 14%时达最大 ,然后较迅速减弱。容重的影响表现为 :随容重增大 ,土壤抗剪强度呈直线趋势较快增大。通过室内降雨侵蚀实验 (坡面面积为0 .3m× 1.0m ,雨强分别为 1.39、1.49、1.88和 2 .6 6mm/min) ,经对收集的溅蚀物及冲刷物称重分析发现 ,无论击溅侵蚀还是径流击溅共同作用 ,在土壤干容重不变 ( 1.2 g/cm3)情况下 ,试验土壤含水率达 16 %时 ,其抗蚀能力最强。考虑到容重的影响 ,把抗剪强度作为抗蚀力指标还是较为合理的。对于表层为松散状态的坡面 ,将分别采自农耕地、荒地、草地、灌木地表层的原状土块 ( 2 5cm× 6cm× 2 .5cm)用水饱和后 ,置于长 10 0cm、宽 6 .2cm、高 6 .0cm的冲刷槽中 ,在坡度 15° ,流量 5L/min条件下进行等时冲刷。用冲刷前后同一土样重量之差除以流量 ,即可求出冲刷模数值。经对     

奈曼沙地春小麦蒸散量及其分析

运用波文比-能量平衡法和大型蒸渗仪对沙地春小麦的蒸散量进行了连续的测定和估算,并对由于降雨和灌溉所引起的土壤有效水分变化与沙地春小麦蒸散量之间的相关关系进行了初步探讨。结果表明:①春小麦蒸散量在降水或灌溉后1~2 d最大,然后逐渐下降,说明春小麦的蒸散速度受土壤有效水分含量的影响;②春小麦出苗前和生长初期,蒸散以地表蒸发为主,蒸散量较小,感热通量和土壤热通量较大;随着时间推移,L AI(叶面积系数)逐渐增大,由于作物遮蔽,感热通量和土壤热通量减小,潜热通量对净辐射贡献增大;③测定期间,波文比在早晨日出前(5:00)达到最大,至下午15:00左右下降为最小,然后开始增大至次日凌晨;④应用波文比-能量平衡法估测的沙地春小麦蒸散量与大型蒸渗仪的测定值一致性较好,相关系数R²为0.9055。     

沙埋对六种沙生植物种子萌发和幼苗生长的影响

分别对6种植物的种子进行0 cm、0.5 cm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、6 cm、8 cm、12 cm 九个深度的沙埋处理。结果表明：①对于所有的植物种子,0 cm沙埋较浅层沙埋有较低的出苗率;②沙埋对所有植物种子的幼苗出土均有显著的影响(P<0.05),随着埋沙深度的增加,植物幼苗的出土均显著的下降;③植物种子幼苗出土的最大深度与繁殖体的大小呈现显著的正相关性,繁殖体大的植物种能从更深的沙层中出苗。     

三工河流域中上游绿洲土壤盐化的时空动态

针对绿洲内部土壤盐渍化发生的现状,以三工河流域中上游阜康绿洲为研究区,运用遥感与GIS技术,结合地统计学方法研究了0—20 cm土层盐分动态特征及其主导因素。结果表明:①研究区各种景观类型间转移剧烈,区域绿洲化作用强于荒漠化; ②通过对1982年和2005年土壤盐分的理论模型拟合,符合球形模型,并且F检验达到极显著水平; ③Kriging插值及其与同期的绿洲景观类型图叠加运算表明,土壤盐渍化具有向北推进的趋势,南部绿洲土壤盐化程度减弱,北部绿洲土壤盐渍化程度加重;④农业灌溉具有一定的洗盐作用,使得南部绿洲土壤盐化程度减轻;北部绿洲,由于地下水作用,使得土壤盐化程度加重。     

科尔沁沙地风沙土地温特征及其分析

通过对科尔沁沙地3种类型风沙土中地温的变化特征分析,有植被覆盖和裸露地表条件下地温的关系探讨。结果表明:①地温随时间进程有明显的日变化规律,随深度加深地温日变化振幅按指数规律减小;②半固定风沙土的浅层(5~20 cm)地温略高于流动风沙土和固定风沙土,尤其表现在地温达到最大值时;③流动风沙土土壤热扩散率λ较大,固定风沙土土壤热扩散率λ较小;4有植被覆盖的风沙土中平均地温略高于裸露地表下的平均地温。     

干旱内流区尾闾绿洲土壤积盐的动态特征

运用遥感与GIS技术,结合地统计学方法研究了三工河流域下游阜北绿洲近23 a来表层土壤(0～20 cm)盐分动态特征及其主导因素。结果表明:①研究区景观类型间相互转换频繁,区域绿洲化进程的同时,荒漠化也在加重,并且绿洲化进程强于荒漠化; ②通过对1982年和2005年土壤盐分的理论模型拟合,符合指数模型,并且,F检验达到极显著水平; ③Kriging插值及其与同期的绿洲景观类型图进行叠加运算表明,在自然和人为作用下,区域土壤盐化程度加重,高盐区面积增加,低盐区面积减少,土壤盐分在20 g·kg-1以上的分布面积增加了15.36%,而在5～10 g·kg-1范围减少43.85%; ④水库输水灌溉是引发区域地下水位抬升的直接因素,间接导致土壤盐渍化程度的加重。     

内蒙古典型草原区土壤硬度与土壤水分的空间变化分析——以锡林浩特为例

近些年来,内蒙古草原及其变化已经受到有关方面的关注,通过研究调查内蒙古草原区的几个典型植被类型,共49个样地的土壤硬度与土壤水分。土壤硬度测量深度为0~20 cm,土壤水分测量深度为0~40 cm(10 cm取一个土样),并分析了两者的空间分布规律。分析结果显示,典型草原三种植被类型的土壤硬度随其深度增加而增加,而就全部样地来说,土壤水分随其土壤深度增加没有明显的变化。土壤硬度与土壤水分的相关性不强。通过49个样地的四层硬度进行PCA分析,显示出四层硬度对测量点第一主成分的作用差不多,这样,可以求取四层硬度的平均值作为该测量点的硬度,利用Arcinfo软件形成硬度分布图,看出本研究区的土壤硬度大致可以分成3区域:北部硬度较大,中部其次,南部沙地硬度较小。     

砂田不同覆盖方式对土壤微生物组成的影响

为研究砂田(GSMF)表面覆盖的砾石层对土壤微生物组成的影响,于2004年春布设试验,分别为砾石覆盖厚度试验、覆盖砾石粒径试验和不同粒径砾石按不同比例混合覆盖试验。于2009年5月对未经扰动的土壤细菌、真菌、放线菌组成和土壤含水量进行研究,土壤剖面深度分别为0~1 cm、1~2 cm、2~4 cm和4~20 cm。结果表明,砾石覆盖可以增加土壤含水量和土壤微生物数量,当土壤表面覆盖的砾石粒径越小或者组成覆盖层的砾石以小粒径为主时,有利于土壤水分的积累和细菌的生长,反之则利于放线菌的生长,粒径范围在1~8 cm时,较利于真菌生长,在砾石覆盖厚度试验中观察到有超过50%的真菌分布在0~1 cm深的土壤剖面中这一特有现象。砾石层覆盖厚度为7~9 cm时,最适宜微生物生长。     

北京市再生水灌溉对地下水的重金属污染风险

通过野外取样分析再生水灌溉、长期污水灌溉条件下土壤剖面和地下水中重金属含量, 预测再生水灌溉对地下水的重金属污染风险。结果表明:污染严重的Cr、Cu和Zn等3种元 素主要在土壤表层0～20cm累积, 0～180cm土层呈先降低后升高, 之后再降低的变化趋势。 污染较轻的As、Ni和Pb在0～60cm土层含量差异不大, 0～180cm土层大致呈先升高后降 低的变化趋势。所有重金属在土壤剖面90cm左右的土层中均存在高值区, 该层含量高于上、 下土层, 高值区的分布位置与北京剖面土壤发生层的分布特征一致, 与成土母质自然发育有 关, 并非表层土壤重金属向下淋溶沉积而成。综合土壤剖面重金属分布特征和调查区地下水 重金属浓度情况, 重金属向下层土壤迁移的趋势很小, 即使凉水河灌区污染严重的Cr、Cu、 Zn,主要在土壤表层累积, 并未导致地下水重金属污染。在当前的水质条件下, 农田再生水 灌溉输入的重金属量低于大气沉降和有机肥施用, 再生水灌溉导致地下水的污染风险小于大 气沉降和有机肥施用。因此相对于大气沉降、有机肥施用等输入途径, 再生水灌溉导致地下 水重金属污染的可能性不大。     

伊犁河流域林业生态建设基地淡灰钙土土壤特征研究

在伊犁河流域林业生态建设基地,随机挖土壤剖面11个,依照土壤发生层分层取样,同时观察其颜色、结构、干湿度、松紧度、孔隙大小及植物根系的分布等生态特征,以此来鉴别土壤质地、土壤发育状况,并测定土壤中的盐分和养分。分0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm共4层取样,测定土壤容重,并分别在灌水前及灌水后不同日期测定了土壤含水量。实验结果表明:在伊犁河流域林业生态建设基地淡灰钙土土壤剖面发育微弱;含盐量低;有机质含量平均只有0.80%,全N、全P含量较少,全K含量较高,速效N、速效P含量较低,速效K含量较高;0~10 cm和10~20 cm的土壤容重分别为1.35~1.62 g/cm3和1.36~1.50 g/cm3之间。灌水后土壤含水量普遍都有所提高,其中0~10 cm土层土壤含水量比灌水前增加了59.31%,10~20 cm、20~30cm和30~40 cm土层的土壤含水量分别比灌水前增加了37.74%、27.29%和6.36%。     

农田防护林网林地水分状况研究

通过1992~1994年的定位观测,对农田防护林网中的护田林、护渠林林地含水量和林木生长进行了研究。结果表明,3年平均耗水量:护田林是154.40 mm,护渠林内侧2995.92 mm,护渠林外侧1514.75 mm。护田林带的土壤含水量在0~150 cm层内变化,以下为稳定层,而护渠林深层渗漏严重,可穿透3 m土层。胸径和材积生长量是护渠林内侧>护渠林外侧>护田林,但护田林若遇丰水年份,则胸径和材积猛增。农田防护林网的布置格局,应大力发展护渠林。护田林带应采用3行窄带式沟植,成林后可不再灌溉,但切忌农田休闲时,中断维持林木生长的侧渗水。