土壤结构改良剂影响下的土壤水分有效性研究

以聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)为土壤结构改良剂,利用离心机法,测定土壤水分特征曲线,从分析土壤的吸水能力和持水能力的角度出发,研究土壤结构改良剂对土壤水分有效性的影响。研究结果表明,土壤的吸水能力、持水能力与释水能力均表现出与用量密切相关;在使用土壤结构改良剂的情况下,仍然可用van Genuchten方程很准确的模拟土壤吸力与含水率之间的关系,即可作为使用土壤结构改良剂后的土壤水分特征曲线的模拟表达式;在试验的用量范围内,土壤结构改良剂的使用不会影响植物对水分的吸收和利用。

黄土高原南部3种农田土壤剖面坚实度的变化规律

为了揭示黄土高原南部地区不同质地类型土壤剖面坚实度的变化及其与土壤含水率的定量关系,以黄墡土、土娄土、裸露在地表的粘化层耕作剖面为研究对象,定位观测其0~45 cm土壤坚实度与含水率的变化。结果表明,黄墡土、土娄土、裸露在地表粘化层耕作剖面的犁底层平均坚实度均大于耕层,犁底层平均坚实度较耕层分别高194.8%,87.3%,10.4%;剖面土壤质地越粘其平均坚实度越大;土壤坚实度与含水率呈负相关关系;土壤坚实度变化速率为0时,以上3种土壤剖面临界含水率分别为0.1712,0.1757,0.1835;质地不同的土壤剖面坚实度时空变化特征有差异,其中黄墡土剖面0~20 cm土层土壤坚实度为350~500 kPa,受土壤含水率变化的影响较小;20~30 cm土层土壤的坚实度为500~1400 kPa,不易受外界环境影响;30 cm以下土层土壤坚实度为700~1600 kPa,受土壤含水率变化影响较大。土娄土剖面0~40 cm土层土壤坚实度为600~1200 kPa,受含水率变化影响较大;40 cm以下土层土壤坚实度稳定在1 800 kPa左右。粘化层剖面0~15 cm土层土壤坚实度在2000 kPa左右,受环境影响较...

黄土丘陵沟壑区乔灌木植物系数计算与适应性评价

利用长期定位试验资料,研究了黄土高原丘陵沟壑区乔木和灌木植物系数的计算方法,比较了两种代表性乔木(榆树和小叶杨)和两种代表性灌木(柠条和沙棘)的实际蒸散量和生育期土壤平均含水量的差异,分析了土壤含水量变化对植物根系吸水和土壤水分有效性的影响。结果发现:该地区灌木的实际蒸散量小于乔木,但同类植物的实际蒸散量没有显著差异;土壤含水量柠条最高,沙棘最低;榆树植物系数最小,柠条其次,沙棘最大,但榆树和小叶杨的土壤水分有效性高,耗水量大,所以灌木较适于该区生长。

紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究

以陕北农牧交错带人工草种紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和天然草种短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)为对象,采用根钻法调查两个草种的根系垂直分布以及刈割后苜蓿根系变化特征,并通过定位观测研究土壤水分动态变化。结果表明:紫花苜蓿和短花针茅根系密度随土壤深度增加而减少,而且均以直径小于等于1 mm的须根为主;0~50 cm土层紫花苜蓿和短花针茅根系量分别占0~100 cm剖面总量的67%和84%。紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分消耗特征吻合。生长旺盛期苜蓿大量消耗0~140 cm土层土壤水分,5-9月平均有效土壤储水不足10 mm;生长季末深层(140~280 cm)土壤储水也逐渐降低,约为裸地储水量的50%。短花针茅0~280cm剖面土壤水分状况明显好于苜蓿地,比苜蓿地多储水100 mm左右;主要消耗浅层(0~50 cm)土壤水分,深层水分利用较少。

渭北旱塬冬小麦水·肥·产量关系研究

探讨了不同供水条件下土壤水分与作物产量的关系。[方法]以冬小麦品种长旱58为试材,设肥力和水分2因子高、中、低3水平9个处理组合,通过试验资料分析了不同养分和水分条件下作物的产量响应。利用2006年9月~2007年7月的气象资料研究了冬小麦不同生育期耗水量。[结果]各生育期耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达45.6%,其次为拔节期,约21.5%,越冬期最小,约8.4%。底墒对旱作作物产量具有重要影响,施肥量过量会影响农田水分循环过程,使得高产农田的产量随降水量的变化而波动。[结论]提高作物土壤耗水量和土壤底墒利用率是黄土高原旱地农业实现高产稳产的关键。

黄土高原(陕西部分)雨水资源化潜力初步分析

根据黄土高原（ 陕西部分） 的１４５ 个雨量观测站的３０ａ 逐月降水资料，分析了陕西雨水资源的时空分布特征，并在次基础上，分别对西北地区的作物地土壤拦蓄潜力，陕北、渭北、关中３ 地区居民工矿与交通用地的雨水汇流潜力进行了测算。初步结果为：两北地区作物地年总无效蒸发耗水达３３ ×１０８ ｍ３ ，若采取集流保墒措施，年可减少蒸发损失６－４ ×１０８ ｍ３ ；３ 地区居民工矿与交通用地年可汇流６－２７ ×１０８ ｍ ３ ，若一半用于粮食生产，并采取节水灌溉，初步推算黄土高原地区可增产粮食约２８－８ ×１０８ ｋｇ。

推求土壤水分运动参数的简单入渗法──Ⅱ.实验验证

预报土壤中水分流动需要的土壤导水特性可通过观测水平土柱的入渗过程来确定，这一观测过程的分析是基于对Richards方程求积分解。土壤水分特征曲线中的参数由观测的水平立柱的特征湿润长度和吸力来确定，非饱和土壤导水率由已确定的特征曲线中的参数和测定的饱和导水率导出。供试土壤有三种，它们的质地从砂壤到粘壤。由这种方法所确定的这三种土壤的水分特征曲线与实测的特征曲线符合良好，所确定的砂壤的非他和导水率与实测值的比较令人满意。利用数值法和积分法分别计算了土壤含水量剖面，计算结果吻合良好，说明了这种方法的合理性。

推求土壤水分运动参数的简单入渗法 I.理论分析

预报非饱和土壤水分运动必须首先获得土壤水分运动参数。土壤水分运动参数包括土壤水分特征曲线和导水率。本文使用积分方法求解了一维水平非饱和土壤水分运动问题，根据其解建立了推求非饱和土壤水分运动参数的简单入渗法，用以推求ｖａｎ Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ特征曲线模型中的参数α和ｎ。α和ｎ是根据湿润区的特征长度、吸渗率和土壤的饱和导水率（ｋｓ）来确定的，而非饱和导水率可由α、ｎ和Ｋｓ确定。这一新的简单入渗法是基于Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程和土壤导水特征的闭合型方程。简单入渗法提供了利用瞬态水流方法来确定土壤水分特征曲线而替代通常的平衡法。简单入渗法是一个全新的、简捷的确定土壤导水特性的方法。

抢救“土壤水库”实为黄土高原生态环境综合治理与可持续发展的关键——四论黄土高原国土整治28字方略

现在全国上下深切关注着黄河的重大问题及其对策。其实问题的根源都出自人们对黄河流域尤其黄土高原自然资源的掠夺式开发 ,形成了“3个恶性循环”:广种薄收 ,薄收更广种 ,虽是罪魁祸首 ,但常反被忽视 ,致使生态环境脆弱 ,人民长期贫困 ;只有下游河床越淤越高 ,防洪大堤越筑越高 ,越高越险和断流历时越来越长 ,上溯速度越来越快 2个恶性循环的危害才使人惊恐。不难看出 ,这是恰与形成黄土高原自然规律完全相悖的人为地质过程的结果。可惜它还未引起人们深入充分的认识 ,难怪一向短缺一个为各家合力共识的治本对策。当今国家将经济发展的重点向中、西部转移 ,并要求重建一个山川秀美的大西北 ,黄土高原的持续开发与治理对策就显得更为举足轻重。由此其各项对策都将面临着转变观念、调整思路、实事求是地进行科学分析和抉择。笔者最近从陆地生态的发生发展及其整个地质历史演变过程的研究中发现 :“土壤水库”的发生发展及其演变是陆地生态发生发展的关键和“动力”,只要维护土壤水库的正常发展就能更好地保卫生态环境。黄土高原地区由于得天独厚的降尘堆积环境条件和持续的成壤过程 ,可使降水具有直接渗入“地下水库”的特殊功能。只要维护住高入渗土壤水库的存在就...

土壤干湿交替对玉米生长速度及其耗水量的影响

在盆栽条件下研究了干湿交替对玉米生长速率、叶片水势、渗透势、气孔导度、相对生长速率和耗水量的影响。结果表明玉米在 3～ 7叶期经历土壤水分缓慢亏缺 ,再进行复水的干湿交替后玉米叶片渗透调节能力明显增加 ,叶片生长表现出补偿效应 ,每次干湿交替后生长速率迅速下降的叶水势趋于下降 ,气孔导度对土壤水分变化非常敏感 ,并在干旱—复水过程中具有后效作用 ,蒸腾耗水量随干—湿交替而具有下降趋势 ,初步证明可在节水灌溉条件下人为控制不同生育时期的供水时间形成干湿交替 ,促进渗透调节能力增强和补偿生长来实现作物高产、高效、优质的目的

黄土高原土壤水分与水土保持措施相互作用

土壤水是重要的生态水源和水文要素之一 ,黄土高原位于干旱半干旱地区 ,降水量的年际变化大和季节分配极不均匀 ,土壤水资源对植物生长发育的影响尤为重要。同时 ,土壤水的数量及其分布也受人类活动影响。水土保持措施是黄土高原人类改造下垫面过程之一 ,这种改造会影响土壤水分的静态分布和动态过程。水土保持坡面工程措施能有效地提高土壤含水率。深根系人工林草植被使土壤含水率降低 ,甚至造成利用性土壤干层 ,影响人工植被的永续发展。尽管天然植被也有较高的生产力水平 ,但并未引起土壤水分状况的恶化 ,这是黄土高原植被营造及规划中值得注意和进一步研究的问题

农田土壤特性的空间变异性及分形特征

对 2 4 m× 2 4 m面积内的 49个观测点进行了土壤含水量和坚实度的空间变异性研究。根据测定结果 ,用经典统计方法计算了均值、标准差、变异系数等统计特征值 ,认为该法不能定量的描述土壤特性的空间变异性。于是 ,用分形理论计算了含水量与坚实度的分形维数。结果表明 ,在一定范围内 ,土壤具有分形特征 ,分形维数可表示土壤特性在空间的不均一程度

TDR研制与应用方面的若干进展

通过分析近年来国内外关于TDR的文献,总结了TDR研制与应用方面的若干新进展,概括了在使用TDR时应注意的几个问题。结果表明,线圈型TDR探针可很好地解决TDR探针在物理长度上的限制;多功能TDR探针可用来同时测定含水量与基质势、含水量与土壤热学性质、含水量与盐度和温度。当温度在5～45℃之间变化时随着温度的升高,TDR在沙壤土中测定的土壤含水量降低,而在粘壤土和有机质含量高的土壤测定的土壤含水量值升高。TDR探针应以合适的角度插入土壤,同时尽量避免摇摆、两探针不平行插入等误操作。

土壤水库和森林植被对水资源的调节作用

以湖南省土地、森林利用状况等有关资料为基础，从土壤和森林对降水形成径流的影响，调节水资源的数量和方式，防洪抗旱减灾方面的作用3个层次，详细地剖析了土壤水库和森林植被对水资源的调节作用。结果指出，土壤水库和森林植被能够调节水资源，其潜力非常大。合理利用土壤水库和森林植被可以蓄水保土减蚀，削减洪峰，减少自然灾害。 关键词：土壤水库；森林植被；水资源

解集GCM输出模拟黄土塬区土壤水分平衡的潜在变化

壤水分平衡对气候变化存在着响应,在全球变化的大背景下,研究土壤水分的可能变化是气候变化影响评估中非常重要的一项内容。目标是利用经验统计方法解集GCM网格逐月的降水和温度数据,并使用建立的气候变化情景作为WEPP的输入文件评估黄土高原王东沟流域2010～2039年土壤水分平衡(土壤水分、蒸发、渗漏和蒸腾)的可能变化。结果表明,3种情景预测2010～2039年王东沟流域年均降水可能增长1.8%～17.5%,年最高温度和最低温度分别可能增长0.5～0.9℃和2.0～2.3℃。作物蒸腾变化主要在4～6月份,土壤蒸发变化主要发生在7～9月份;作物蒸腾年均变化-5%～19%,土壤水分年均变化-4%～4%,土壤蒸发年均变化-7%～7%,均为A2a减少,B2a和GGal增大;A2a的土壤水分渗漏增长最大,GGal次之,B2a基本不变。这些结果表明气候变化及其导致的作物生长变化对土壤水分平衡存在重要的影响。