水土保持学报

  • 切沟侵蚀研究进展与展望

    张光辉;

    切沟是重要的侵蚀类型,是小流域侵蚀泥沙的主要来源,对其发生发展的动力过程、形态特征、监测方法及预报模型进行系统分析和总结,是揭示切沟侵蚀发生动力学机制、治理切沟侵蚀、保护土地资源的前提和基础。通过系统分析、总结切沟及切沟侵蚀概念、切沟形态特征与测量方法、影响因素、发育动力过程和预报模型等相关研究进展,明晰了切沟概念,对比了不同测定方法的优劣,量化了影响切沟发育的关键因素,明确了切沟发育各子过程的动力机制,比较了典型切沟侵蚀模型的结构与主控因素,提出了切沟侵蚀亟待加强的研究内容。为理解切沟侵蚀形成、发育动力过程、提高切沟侵蚀治理的有效性提供理论依据。

    2020年05期 v.34;No.170 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
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  • 永定河典型生态护岸措施下坡面产流产沙试验研究

    郑雪慧;程金花;祁生林;张建;朱慧鑫;

    为实现永定河北京段沙质河道生态修复,通过野外径流小区放水冲刷试验,在3种放水流量(0.5,1.0,1.5 m~3/h)、坡度10°、5种护岸材料(生态袋、椰丝植生毯、三维土工网、松木桩、卵石)下分析不同生态护岸坡面的水动力学特性、产流产沙状况。结果表明:(1)3种放水流量下5种护岸材料布设坡面的平均流速均小于裸坡,5种护岸材料平均径流流速均表现为卵石>松木桩>三维土工网>生态袋>椰丝植生毯。5种生态护岸材料弗劳德数均小于1,雷诺数均小于500。(2)生态护岸措施有效减少产流,产流量随时间均呈对数显著增加,5种生态护岸材料平均径流拦截率表现为松木桩<卵石<三维土工网<椰丝植生毯<生态袋。(3)随放水流量的增大坡面产沙率增大,各生态护岸措施均能有效减少产沙量,各护岸措施的泥沙拦截效果随着放水流量增大显著降低。研究结果对永定河不同河段岸坡治理、生态护岸材料选择、永定河绿色廊道建设有重要意义,也对定量评价不同护岸材料下坡面的减水减沙效益提供参考。

    2020年05期 v.34;No.170 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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  • 极端暴雨下小流域洪峰对植被和梯田的响应——以山东临朐台风“利奇马”暴雨为例

    刘元昊;韩剑桥;焦菊英;戈文艳;刘宝元;黑哲;从辰宇;谢梦霞;马春玲;王飞;

    全球气候变化背景下,极端暴雨事件出现频率增加,研究小流域洪峰形成机理对暴雨洪水预测与防灾减灾具有重要意义。基于2019年9号台风"利奇马"在山东省潍坊市临朐县造成的特大暴雨事件,选取暴雨中心附近的17个小流域,综合应用野外调查、遥感解译等方法,研究了小流域洪峰强度和敏感性对植被和梯田的响应特征。结果表明:该暴雨事件中,小流域洪峰流量为2.36~56.50 m~3/s,洪峰模数为8.00~48.89 m~3/(s·km~2),洪水指数介于3.61~4.55。在相似降雨条件下,洪峰模数、洪水指数与坡耕地比例呈显著的正相关关系(p<0.05),洪峰模数与林草地和梯田比例呈显著的负相关关系(p<0.05),洪水指数与林草地和梯田比例呈一定的负相关关系。植被和梯田对洪峰影响的有效性随着次降雨量的增大,呈现先增加后降低的非线性特征;在极端暴雨条件下,调查流域对洪水的敏感性属于"Average"水平;增加林草地、梯田等土地类型的面积可提高小流域对极端暴雨的应对能力。

    2020年05期 v.34;No.170 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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  • 耕作措施对坡耕地红壤地表径流氮磷流失的影响

    毛妍婷;刘宏斌;郭树芳;杜彩艳;杨艳鲜;金桂梅;陈安强;雷宝坤;刘晓冰;

    云南山地面积约占全省土地总面积的94%,特殊的地形特征,极易引发坡面土壤侵蚀和养分流失,严重影响了农业可持续生产。采取有效的农艺措施来减少坡耕地土壤养分流失是十分有必要的。为此,通过4年定位试验对顺坡(2组处理)、横坡(2组处理)2种耕作方向的复合农艺措施处理进行研究。结果表明:云南坡地红壤的径流时间主要集中在6—9月,且产流雨量占年降雨量的65.62%~75.82%。产流雨量与年降雨量呈现一致趋势。径流量和产流雨量呈线性关系(R_(NVF)~2=0.597 7,R_(OVF)~2=0.415 1,R_(OHF)~2=0.378 2,R_(OHFR)~2=0.335 5),其相关性大小顺序为顺坡处理>横坡处理,不施肥处理>施肥处理,覆膜处理>揭膜处理(P<0.01)。大雨(25~49.9 mm)和暴雨(≥50 mm)造成了年度大部分径流和养分的流失。横坡垄作组处理产生地表径流(177.13±28.87)~(182.28±33.75) mm,径流中总氮流失量(7.66±2.51)~(7.85±1.92) kg/hm~2,总磷流失量为(0.91±0.26)~(1.09±0.27) kg/hm~2,与顺坡垄作OVF(常规处理)相比径流和养分极显著减少了49.57%~52.13%,33.16%~53.88%(P<0.01)。不同耕作措施下,复合耕作模式(优化施肥+横坡垄作+旺长期揭膜)拦截径流和养分流失的效果最好。RDA分析结果发现,与降雨量相比较,径流量是影响氮磷养分变化的主要环境因子(P<0.01)。径流量与氮养分(NH_4~+-N除外)流失量的相关性高于与磷的相关性,表明氮比磷更容易随径流流失。顺坡处理NVF和OVF与环境因子径流量和氮磷养分流失量TN、TDN、NO_3~--N、NH_4~+-N、TP、TDP呈正相关,横坡处理OHF和OHFR与其呈负相关。

    2020年05期 v.34;No.170 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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  • 冻融作用对典型黑土土壤风蚀的影响

    王一菲;郑粉莉;张加琼;左小锋;桑琦明;张勋昌;王伦;

    东北黑土区农田晚春冻融作用通过改变土壤物理性质而对风蚀作用有重要影响。基于室内冻融模拟试验与风洞试验,分析了东北典型黑土区前期冻融作用对土壤风蚀的影响。试验处理包括3个土壤含水量(16.5%,24.8%,33.0%)、3个风速(9,12,15 m/s)、1次冻融循环。试验过程是先将装有不同含水量土壤的试验土槽进行冻融循环模拟,然后将冻融后的土壤在室温下自然风干(至其土壤含水量为6.0%~7.0%)后进行风洞试验。结果表明:前期土壤冻融作用显著增加了风蚀量和输沙量,试验条件下前期土壤冻融作用使风蚀强度增加23.5%~404.2%,使平均输沙率增加59.1%~305.3%,其增加幅度受土壤含水量和风速影响。同时有、无前期冻融作用处理下,风蚀强度和风蚀输沙率皆随风速的增加而显著增加,且风蚀强度随风速的变化遵循幂函数关系。在冻融作用下,不同土壤冻结含水量下土壤风蚀强度和输沙率的增幅排序皆为16.5%>33.0%>24.8%。风蚀输沙率随地表高度的增加呈指数递减,风蚀输沙主要集中在距地表40 cm的范围内,且冻融作用使风蚀输沙高度增加。

    2020年05期 v.34;No.170 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K]
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  • 褐土与棕壤坡耕地细沟侵蚀发生的阶段性水沙变化

    吕刚;贾晏泽;刘雅卓;陈鸿;李海茹;李叶鑫;汤家喜;

    为深入探究辽西低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀机理,以该区的典型土壤类型褐土和棕壤为研究对象,采用室内人工降雨模拟试验,研究3种坡度(5°,10°,15°)和3种降雨强度(40,60,80 mm/h)下细沟侵蚀发生的阶段性水沙变化过程。结果表明:褐土与棕壤坡面侵蚀过程可划分为3个阶段,即细沟侵蚀之前阶段、跌坎发育阶段和细沟侵蚀快速发育阶段;细沟侵蚀之前的面蚀阶段,同一坡度条件下,褐土与棕壤随雨强的增加,坡面流速呈增大趋势,而在同一雨强条件下,坡度对流速的影响并无明显规律;细沟侵蚀阶段,当坡度一定条件下,褐土与棕壤细沟内、细沟间的流速随雨强的增加而增大,当雨强一定时,褐土与棕壤随坡度的增加细沟间流速增加;细沟侵蚀阶段流速表现为细沟内流速>坡面流速>细沟间流速;细沟侵蚀快速发育阶段2种土壤产生的径流量占总径流量的80%以上,土壤侵蚀量占总侵蚀量均在70%以上,且棕壤对总体侵蚀量的贡献更稳定,更易发生细沟侵蚀。整场降雨的侵蚀方式是面蚀向细沟侵蚀的转变,坡面一旦发生侵蚀,细沟侵蚀对坡面总侵蚀的贡献更大。

    2020年05期 v.34;No.170 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 黄土丘陵沟壑区不同草本植物生长期植物纤维毯对沟道边坡产流产沙的影响

    张平;王树森;马迎梅;徐军;李国婧;杨洪琴;孟凡旭;张娜;程冀文;

    为探究植物纤维毯在黄土丘陵沟壑区的适用性以及不同植物生长期植物纤维毯的水土保持效益,以内蒙古呼和浩特市清水河县为研究区,采用野外人工模拟降雨试验方法,对植物生长期为58,81,132天的直播草本边坡和植物纤维毯边坡径流产沙进行模拟试验。结果表明:(1)植物纤维毯护坡措施可显著延长边坡产流时间,并且产流时间随着植物生长期的增加而增加。在植物生长期为58,81,132天时,植物纤维毯边坡产流时间分别为86,110,243 s,明显大于裸坡(50,70,111 s)和直播草本边坡(73,83,123 s)。(2)随着植物生长期的增加,植物纤维毯边坡径流量从13 125 mL降至5 478 mL,产沙量从73 g降至22 g;直播草本边坡径流量从25 573 mL降至14 340 mL,产沙量从201 g降至82 g。(3)植物纤维毯护坡措施减流效益为55%~78%,减沙效益为71%~89%。(4)坡面植被高度、盖度是植被生长状况中影响径流产沙的主要因子,径流量、产沙量与植被高度和盖度呈多元线性函数关系。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流。

    2020年05期 v.34;No.170 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 年径流系数变化特征及预测模型研究

    王少丽;臧敏;王亚娟;王材源;常晓敏;陶园;

    以北京市漫水河流域为研究对象,对漫水河1956-2016年年降雨量、年径流系数变化特征及径流系数突变性进行分析,以2000-2016年代表现状下垫面条件,采用主成分分析法分析了时段降雨量和年降雨量对年径流系数的影响,并建立了年径流系数与主要降雨因子的线性主成分回归模型及基于LM(Levenberg—Marquardt)算法的BP神经网络模型。结果表明:漫水河流域年径流系数在过去的61年间呈极显著下降趋势,年径流系数从1956年到上世纪70年代初、上世纪70年代末到80年代末、2000年至今有3个急剧的下降趋势;现状下垫面条件下,短时期强降雨对年径流系数的影响较大,采用神经网络模型预测的年径流系数值和实测值相关系数0.99,平均绝对误MAE为0.002 6,均方根误差RMSE值为0.005,与回归模型相比,神经网络方法构建的年径流系数预测模型精度高,预测效果好。

    2020年05期 v.34;No.170 56-60+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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  • 紫色土区植物篱篱前淤积带与篱下土坎土壤抗蚀性研究

    王针针;刘枭宏;谌芸;向明辉;强娇娇;付晓航;

    为探究紫色土坡地植物篱篱前淤积带与篱下土坎土壤抗蚀性的差异及变化规律,选取遂宁市水土保持试验站10°新银合欢植物篱小区(T1)、10°和15°香根草植物篱小区(T2和T3)进行研究。研究小区布设有上、中、下坡篱带,分别采集篱前淤积带和篱下土坎(下坡无)的表土样,测定有机质含量、水稳性团聚体和微团聚体组成,运用主成分分析法对土壤抗蚀性进行分析。结果表明:同一篱带,土壤有机质含量、团聚度和团聚状况均是篱前淤积带高于篱下土坎,土壤水稳性团聚体含量和抗蚀性综合指数则反之,篱下土坎的抗蚀性综合指数是篱前淤积带的1.48~3.17倍;同一小区,篱前淤积带土壤有机质含量、团聚度和团聚状况均表现为下坡>中坡>上坡,篱下土坎为中坡>上坡,而土壤水稳定性和抗蚀性综合指数在坡位间则无显著性差异;同坡度下,香根草植物篱小区土壤有机质含量、团聚度、团聚状况和水稳定性均高于新银合欢植物篱小区;坡度越大,香根草植物篱小区土壤有机质含量、团聚状况和水稳定性表现越差;主成分分析发现,水稳性团聚类指标能较好地反映紫色土坡地土壤抗蚀性能的强弱,研究小区土壤抗蚀能力表现为T2>T1>T3。

    2020年05期 v.34;No.170 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 195K]
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  • 岩层倾向对喀斯特槽谷区地表/地下产流过程的影响

    覃自阳;甘凤玲;何丙辉;

    喀斯特槽谷区在降雨过程中极易发生水土流失,这使得该区生态环境被破坏。以喀斯特槽谷区为研究对象,通过室内模拟其典型顺/逆层坡面特征及地下孔裂隙发育程度,利用人工降雨试验研究不同雨强条件下地表地下产流特征,从而揭示喀斯特槽谷区地表地下产流机制。结果表明:(1)喀斯特槽谷区地表地下产流受雨强影响,小雨强(30 mm/h)条件下地下产流量大于地表产流量,中雨强(60 mm/h)条件下地表产流量增大且裸坡条件下地表产流量大于地下产流量,大雨强(90 mm/h)条件下裸坡与顺层坡的地表产流量均大于地下产流量。(2)地下孔裂隙发育程度对地表地下产流量的分配比例产生影响,地下孔裂隙度越大则地下产流量越多,且2%~3%的地下孔裂隙度时地表地下产流量分配比例发生转变。(3)不同岩层倾向条件下,地表产流量及其分配比例最高为裸坡,最低为逆层坡,地下产流量及其分配比例最高为逆层坡,最低为裸坡。(4)不同岩层倾角条件下,顺层坡地表产流量最高为30°,最低为90°,地下产流量则相反;逆层坡地表产流量最高为90°,最低为60°,地下产流量最高为60°,最低为90°。研究结果可为喀斯特槽谷区地表及地下产流机制的进一步认识提供科学依据。

    2020年05期 v.34;No.170 68-75+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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  • 华北土石山区草地过滤带布设方式对坡面产流产沙的影响

    张金阁;马岚;张栋;刘京晶;黎俊佑;孙占薇;燕琳;孙旭;王福星;

    为治理华北土石山区坡耕地水土流失,提出坡面草地过滤带优化布设方式,以该区典型的土壤石灰岩母质发育的褐土为研究对象,在9°坡度、90 mm/h雨强条件下,利用室内人工降雨试验,分析草地过滤带的布设方式(坡下片状、坡下条状、坡上片状、坡上条状)对坡面侵蚀的影响。结果表明:(1)坡下条状布设方式可以有效延缓坡面初始产流时间,相比其他3种布设方式初始产流时间延长了1.3~1.6倍,且坡下条状布设方式可增加坡面径流入渗,减少产流量,在累计产流量上,坡下片状>坡上条状>坡上条状>坡下条状。(2)坡上布设方式下的累计产沙量是坡下布设方式的10~23倍,坡上布设方式的产沙率随时间变化波动明显,坡上布设方式下的产沙率是坡下布设方式的3~35倍,当在坡下布设草地过滤带时对泥沙的削减效益最优。(3)坡下布设可以抑制细沟侵蚀的发育,坡下条状布设方式可以有效控制细沟产生的数量和沟长,护坡效益最优。

    2020年05期 v.34;No.170 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K]
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  • 基于人工降雨试验的残茬覆盖水土保持效益评价

    杨静怡;谢云;辛艳;

    基于人工降雨试验,研究不同残茬覆盖度在4°坡对黑土坡面水土保持效益的影响。试验设置3个平行条件,分别为4个雨强(30,60,90,120 mm/h),5个残茬覆盖度(15%,35%,55%,75%以及裸土对照组)以及2种土壤初始含水量(8%和30%,分别对应干、湿运行)。结果表明:对黑土坡面进行残茬覆盖处理,能够起到抑制土壤产流产沙的作用,且覆盖度越高,其抑制作用越明显。15%,35%,55%,75%覆盖度下保水效益可以分别可以达到30%,27%,57%,72%;保土效益分别可以达到36%,53%,89%,94%。根据保水保土效益与覆盖度的关系建立了指数函数关系式。与保水效益相比,残茬覆盖处理的保土效益更为明显。残茬覆盖不仅能提高黑土养分,更是保护黑土的有效方式。

    2020年05期 v.34;No.170 81-85+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
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  • 不同施肥模式对稻田氮磷流失及产量的影响

    缪杰杰;刘运峰;胡宏祥;屠人凤;詹林川;薛中俊;徐启荣;

    通过在巢湖派河小流域进行田间小区试验,研究了T1(常规复合肥)、T2(生物有机肥替代30%氮肥)、T3(控失肥替代30%氮肥)、T4(生物有机肥和控失肥各替代15%氮肥)不同施肥模式下水稻田面水中氮磷浓度变化、径流氮磷流失以及水稻产量。结果表明:处理T1的田面水总氮、总磷平均浓度分别为10.30,0.45 mg/L,与T1相比,T2、T3、T4的田面水总氮平均浓度分别降低了12.2%,6.5%,5.3%,田面水总磷平均浓度分别降低了26.7%,15.6%,13.3%。T1的径流总氮、总磷累积流失量分别达17.68,1.60 kg/hm~2,处理T2、T3、T4的径流总氮累积流失量较T1分别降低了35.0%,30.8%,25.5%,径流总磷累积流失量较T1分别降低了16.3%,21.9%,22.5%。处理T1的籽粒产量为8.95 t/hm~2,处理T2、T4的产量较T1分别增加了7.8%,6.5%,差异显著,处理T3的产量较T1降低了2.2%,差异不显著。与施用常规复合肥(T1)相比,生物有机肥替代30%氮肥(T2)、生物有机肥与控失肥各替代15%氮肥(T4)这2种施肥模式既可显著提高作物产量,又能有效降低稻田氮磷流失风险。研究结果可为巢湖流域稻田面源污染的防治提供理论依据。

    2020年05期 v.34;No.170 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
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  • 喀斯特高原山地贵阳市2008-2018年土壤侵蚀时空特征与侵蚀热点变化分析

    王志杰;柳书俊;苏嫄;

    土壤侵蚀/石漠化是喀斯特地区的首要生态问题,是生态文明建设的最大障碍和威胁。研究以典型喀斯特高原山地贵阳市为对象,运用RUSLE模型,采用探索性空间数据分析(ESDA—GIS)的空间自相关和Getis—Ord G_i~*冷热点分析方法,评价了贵阳市2008年、2013年和2018年土壤侵蚀状况,揭示了10年间贵阳市土壤侵蚀空间演变规律和侵蚀热点的分布特征,探析了植被覆盖因子和降雨因子对土壤侵蚀变化的影响。结果表明:(1)2008—2018年贵阳市土壤侵蚀状况得到有效控制,平均土壤侵蚀模数从2008年的819.11 t/(km~2·a)降至2018年的70.14 t/(km~2·a),现阶段土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,但2013—2018年土壤侵蚀有恶化趋势;(2)贵阳市土壤侵蚀的空间分布与演化具有明显的空间聚集效应,全局Moran’s I指数介于0.125~0.280,但聚集趋势呈"总体减弱、小幅扩散"的特征;侵蚀热点区主要集中分布在清镇市、花溪区、开阳县和修文县等县区,以及海拔1 200~1 300 m或坡度8°~15°的区域。(3)植被覆盖因子对贵阳市近10年土壤侵蚀面积变化的贡献约74%~92%,是土壤侵蚀变化的主导和控制因子;而降雨侵蚀力因子的贡献仅约为7.5%~26.0%。研究结果可为新时期贵阳市土壤侵蚀/石漠化综合治理、国土空间优化和生态文明城市建设提供重要的科学依据。

    2020年05期 v.34;No.170 94-102+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2008K]
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  • 不同土地利用方式下红壤磷素径流流失特征

    刘娟;张乃明;徐红娇;张淑香;

    土壤磷素流失已成为地表水富营养化的重要威胁,红壤在我国分布范围广、分布面积大,研究红壤磷素累积与流失特征可为红壤区农业面源污染控制、防止区域地表水污染提供科学依据。选取红壤区牧草地、休闲地、玉米地、菜地、大棚5种常见土地利用方式,采用人工模拟降雨方法,研究了红壤区不同土地利用方式下磷素累积状况、形态组成和随地表径流的迁移特征及其环境阈值。结果表明:(1)供试土壤Olsen-P含量的范围为6.81~178.17 mg/kg,土壤溶解态活性磷(CaCl_2-P)含量的范围为0.29~8.26 mg/kg,藻类可利用总磷(NaOH)的变化范围为30.34~369.81 mg/kg,不同利用方式红壤中均存在一定程度的磷素累积;(2)不同利用方式红壤的磷吸持指数PSI范围为31.95~47.05,均值大小表现为牧草地>玉米地>菜地>休闲地>大棚;(3)红壤地表径流中TP的浓度范围为0.245~2.073 mg/L,TDP浓度范围为0.023~0.308 mg/L,PP浓度范围为0.223~1.826 mg/L,不同场次降雨地表径流中TP和PP平均浓度和流失量大小与土壤表层Olsen-P含量分布规律一致,TDP平均浓度表现为大棚>菜地>旱地玉米>牧草地>休闲地,而TDP流失量却表现为大棚>菜地>牧草地>休闲地>旱地玉米;径流输出以PP为主,占TP的比例为82.46%~90.15%;(4)土壤Olsen-P与NaOH-P和CaCl_2-P存在极显著正相关,随着Olsen-P含量的增加,NaOH-P和CaCl_2-P提高,且Olsen-P与NaOH-P之间存在一个明显的"突变点",确定36.17 mg/kg为红壤磷素流失的环境阈值,同时还指出,径流TP浓度或流失量与土壤NaOH-P含量呈显著正相关。

    2020年05期 v.34;No.170 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 基于厘米级无人机影像的水土保持措施精准识别

    夏晨真;张月;

    基于厘米级高分辨率无人机影像,应用面向对象方法(Object-Based Image Analysis, OBIA)对吉林省伊通县椽子沟流域的横坡改垄、地埂植物带、生态恢复乔木林、生态恢复草地等水土保持措施进行自动精准识别。应用超绿指数(Excess Green Index,ExG)、超红指数(Excess Red Index,ExR)、归一化差异指数(Normalized Difference Index,NDI)等光谱指数,形状的主方向、形状指数等形状特征,均值(Mean)、方差(Variance)、对比度(Contrast)等纹理特征进行措施的特征提取。结果表明:研究区水土保持措施识别的总体精度可达91.24%,Kappa系数为0.87;对垄台、垄沟等线性水土保持措施总体精度可达72.33%,Kappa系数为0.63。基于厘米级无人机影像,应用面向对象方法基本可实现对黑土区水土保持措施的精准识别,也可对垄台垄沟等线性措施进行自动识别,研究结果可为水土保持措施实施范围及完好程度的动态监测提供参考依据。

    2020年05期 v.34;No.170 111-118+130页 [查看摘要][在线阅读][下载 3492K]
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  • 土石混合崩积体坡面细沟径流流速试验研究

    林敬兰;

    为了探究土石混合崩积体坡面细沟流速的变化特征,设置不同的流量(2,4,8,12 L/min)和砾石质量含量(0,10%,30%,50%),采用径流冲刷试验,分析崩积体坡面细沟径流流速的变化过程,研究流速对流量和砾石含量的响应。结果表明:流速在初始阶段(前5 min)减小幅度较大,随着冲刷进行,流速变化趋于平缓,二者呈幂函数关系,纯土坡面的流速衰减趋势大于含砾石的坡面;流速随着流量的增加呈幂函数增加,而随着砾石含量的增加呈对数函数递减;流量与砾石含量对流速的影响均达到显著水平,且流量的作用大于砾石含量,可用流量和砾石含量的二元对数表达流速(NSE=0.78)。研究结果深化了对崩积体坡面细沟侵蚀水动力过程的认识。

    2020年05期 v.34;No.170 119-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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  • 秸秆覆盖下桂北岩溶区水稻田土壤优先流特征

    陈晓冰;韦灵;吴晗;姜波;李振东;

    优先流作为一种土壤水分的快速入渗形式,广泛发生于水稻田内。通过进行野外土壤染色示踪试验,结合形态学图像解析技术,开展秸秆覆盖与非覆盖条件下的广西岩溶区水稻田土壤优先流特征研究。结果表明:在相同的外部供水条件下,秸秆覆盖水稻田土壤染色形态以整体均匀分布形式为主,而非秸秆覆盖水稻田呈明显枝状染色形态分化现象并贯穿整个土壤空间,其平均染色斑块形状系数为13.96,染色形态表现为显著不规则分化状况,且土壤空间中染色水流平均分布密度达0.117,相比秸秆覆盖水稻田更大,呈现染色水流集中分布状态。秸秆覆盖水稻田土壤入渗量相比非秸秆覆盖水稻田较高,平均总染色面积比达46.69%,二者之间差异显著(P<0.05),但田间优先流发生时间相对较晚,对应的平均基质流深度为16.92 cm,优先流比显著小于非秸秆覆盖水稻田(49.55%)(P<0.05),仅为27.47%。秸秆覆盖措施可影响田间土壤水分运动过程,在一定程度上提高田间水分的入渗量,降低土壤优先流发生程度,促进稻田土壤水分的保持,减少田间水肥流失。

    2020年05期 v.34;No.170 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K]
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  • 基于复合指纹法的岩溶洼地小流域泥沙来源解析

    陈英;魏兴萍;张爱国;雷珊;

    岩溶洼地是重庆岩溶地区常见的一种地貌类型,洼地小流域是人们从事农事活动的重要场所,研究流域不同土地利用侵蚀产沙特征,对认识流域侵蚀产沙规律和治理水土流失具有重要意义。选取了1个建有水库的岩溶洼地小流域,分析源地和泥沙样品的39个地球化学特征,利用复合指纹和多元混合模型计算各源地侵蚀泥沙贡献率。结果表明:流域筛选出的最佳指纹因子组合为U、χ_(lf)、Rb、Li、~(137)Cs、χ、Mn,正确判别累积率为99.93%,6种泥沙源地的总正确判别率为91.49%,符合复合指纹法应用的条件。碳酸盐岩耕地、碳酸盐岩林地、碳酸盐岩草地、碎屑岩林地、碎屑岩草地和沟道/裂隙对流域沉积泥沙的相对贡献分别为16.29%,41.16%,13.03%,16.67%,4.48%,8.37%,拟合优度为93.57%,相对误差平均值为8.26%,表明模型判别结果可信。各泥沙源地中碳酸盐岩耕地单位面积泥沙贡献值远高于其他泥沙源地,是碳酸盐岩林地的1.98倍,碳酸盐岩草地的2.07倍,碎屑岩林地的2.13倍,碎屑岩草地的2.21倍,即单位面积碳酸盐岩耕地土壤抗蚀能力最弱。

    2020年05期 v.34;No.170 131-136+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K]
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  • 华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性

    马东方;袁再健;吴新亮;廖义善;黄斌;郑明国;

    植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。

    2020年05期 v.34;No.170 137-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
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  • 黄土丘陵沟壑区刺槐动态固坡效应

    代智盛;王云琦;马超;王玉杰;王鑫皓;李牧阳;

    植被能够有效提升浅层坡体的稳定性和抗蚀性。为了初步定量评估浅层滑坡易发的黄土丘陵沟壑区植被固坡作用在自然条件下的动态变化结果,以黄土丘陵沟壑区主要造林树种刺槐为例,考虑植被固坡的根系机械作用和水文作用在2017年全年自然条件下的动态变化。通过挖掘根系剖面对根系截面积分布进行调查,单根抗拉试验测试根系抗拉强度,以利用Wu模型对刺槐根系的附加黏聚力进行计算;通过现场调查确定研究样地与植被水文作用相关的参数,室内入渗试验和土壤离心试验获取土壤的水力学参数,利用生态水文领域水分运移软件Hydrus-1D对刺槐植被坡体水分的运移进行瞬态分析;最终基于变饱和条件下的无限斜坡模型对坡体的稳定性进行分析,并分别计算刺槐根系机械作用和水文作用对坡体稳定性的动态贡献率。结果表明:(1)刺槐根系机械作用对20,40,60 cm深度处浅层坡体的稳定性提升196.56%±28.08%,106.74%±13.19%,20.61%±2.43%,同时机械作用的贡献率还具有一定波动性;(2)刺槐在生长期内,通过林冠截留拦截70.2 mm的降雨量,蒸腾耗水作用改变坡体土壤含水量和吸应力,有效地提升坡体稳定性;(3)根系机械作用的贡献全年均存在,且波动性较水文作用贡献率的波动性小,但水文作用的贡献主要发生在刺槐的生长期,且水文贡献率的部分峰值较机械作用的贡献率大。研究结果进一步揭示了黄土高原丘陵沟壑区刺槐植被坡体在自然条件下的动态变化过程。

    2020年05期 v.34;No.170 145-152+161页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
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  • 喀斯特森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程的影响

    车陆禄;刘冬冬;杨娅;陈雪;

    蒸发是西南喀斯特地区薄层土壤水分损失的主要途径,浅层土壤水分的存蓄对喀斯特地区农业生产和生态恢复至关重要。以西南喀斯特森林碳酸盐岩红土为研究对象,基于室内蒸渗试验设置4个苔藓生物量(0,0.32,0.64,0.95 kg/m~2)和3个松针生物量(0,0.32,0.64 kg/m~2)共12种处理,分析森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程及表层温度时空分布的影响规律,并对比3种蒸发模型(Black、Rose、空气动力学蒸发模型)在喀斯特森林碳酸盐岩红土的适用性。结果表明:苔藓和松针覆盖显著降低累积蒸发量和蒸发速率(P<0.05),接种苔藓0.95 kg/m~2和覆盖松针0.64 kg/m~2处理比裸土累积蒸发量小36.9%;苔藓和松针导致土壤含水量显著增加(P<0.05);苔藓和松针增加了表层土壤的平均温度,松针对土壤温度的提升作用强于苔藓;Black、Rose和空气动力学模型均能较好地模拟碳酸盐岩红土蒸发过程,Black蒸发模型的拟合精度高于Rose和空气动力学蒸发模型。研究结果能为西南喀斯特地区的水量平衡分析提供理论支撑并加强对喀斯特森林地表水文过程的认知。

    2020年05期 v.34;No.170 153-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
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  • 灾害干扰受损区自然恢复初期土壤物理性质的变化特征

    李松阳;余杭;罗清虎;刘颖;贺静雯;林勇明;王道杰;李键;

    以洪涝诱发灾害干扰受损区的次生阔叶林、杉木林和毛竹林为研究对象,研究了3种林型自然恢复过程中土壤容重、孔隙度和田间持水量等11项土壤物理性质指标的变化规律及主要影响因素。结果表明:(1)次生阔叶林和杉木林在未受损—刚受损—受损恢复过程中土壤容重先增大后减小,毛竹林逐渐减小;次生阔叶林和杉木林总孔隙度、含水率、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量先减小后增大,毛竹林逐渐减小;3种林型土壤质地先变粗后变细。(2)通过相关性分析和主成分分析,发现含水率、毛管持水量和田间持水量可作为评价灾害干扰受损区土壤物理性质恢复能力的主要指标。(3)通过主成分分析和因子分析得出,3种林型土壤抗蚀性在未受损—刚受损—受损恢复过程中先减小后增大,受损自然恢复状态土壤抗蚀性从大到小依次为杉木林、次生阔叶林、毛竹林。研究结果可为灾害干扰受损区土壤物理性质变化规律及土壤恢复机制提供理论依据。

    2020年05期 v.34;No.170 162-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 187K]
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  • 南亚热带5种典型人工林凋落物水文效应

    王金悦;邓羽松;林立文;黄娟;蒋代华;黄智刚;

    以广西国有高峰林场的5种不同人工林(马尾松林、杉木林、桉树林、米老排林、红锥林)为研究对象,结合野外调查和室内浸水法,对各人工林凋落物层的水文效应进行定量分析。结果表明:(1)5种林分凋落物蓄积量范围在1.96~9.05 t/hm~2,大小顺序为红锥林>杉木林>马尾松林>桉树林>米老排林。(2)5种林分凋落物中,杉木林最大持水量最大,为14.23 t/hm~2,马尾松林最小,为6.26 t/hm~2;米老排林凋落物最大持水率最大,为577.98%,红锥林最小,为135.46%。(3)杉木林凋落物的有效拦蓄量最大,为10.18 t/hm~2,马尾松林最小,为4.07 t/hm~2;米老排林凋落物有效拦蓄率最大,为463.35%,红锥林最小,为92.38%。(4)回归分析表明,凋落物持水量与浸水时间的关系符合对数函数关系(Q=aln t+b(R~2>0.773)),凋落物吸水速率和浸水时间的关系符合幂函数关系(V=kt~n(R~2>0.997))。持水过程中,各林分凋落物均表现为在1 h内持水量迅速增加,1 h后增加速度变慢,在10~12 h之后,吸水基本停止。综上,杉木林、米老排林凋落物层水源涵养功能较强。

    2020年05期 v.34;No.170 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 太行山典型区域不同林分类型枯落物水文效应

    赵鹏;马佳明;李艳茹;马梓琪;谷建才;黄冬梅;

    采用样地调查和室内浸泡法,对河北易县洪崖山自然保护区葫芦峪林场6种不同林分类型枯落物的水文效应进行研究。结果表明:6种林分类型枯落物的蓄积量范围为5.25~15.70 t/hm~2,蓄积量总体为阔叶林刺槐最大,针阔混交林次之,针叶林最小,各林分半分解层蓄积量总体大于未分解层(油松纯林、黑枣和油松混交林未分解层大于半分解层);最大持水量范围为10.55~25.04 t/hm~2,阔叶林栓皮栎(25.04 t/hm~2)最大,刺槐纯林(23.66 t/hm~2)次之,针叶林油松(10.55 t/hm~2)最小;最大持水率范围是171.19%~260.20%,针叶林油松最大,侧柏最小;有效拦蓄量范围为6.25~17.60 t/hm~2,阔叶林栓皮栎(17.60 t/hm~2)最大,刺槐纯林次之(17.30 t/hm~2),针叶林侧柏(6.25 t/hm~2)最小;有效拦蓄率略有不同,针叶林油松最大,其值为180.29%,阔叶林栓皮栎(162.98%)次之,针阔混交林黑枣和油松最小,其值为77.22%。综合研究分析表明,栓皮栎和刺槐的枯落物层持水能力较佳,该地区栓皮栎林和刺槐林枯落物层水源涵养能力优于其他4种林分类型的枯落物。

    2020年05期 v.34;No.170 176-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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  • 马缨杜鹃不同花叶比例凋落物的分解程度和持水性能研究

    吴迪;韩振诚;李苇洁;田奥;王加国;

    为揭示马缨杜鹃花叶凋落物对百里杜鹃保护区生态水文功能的影响,采用凋落物分解袋法及室内浸泡法对马缨杜鹃花、叶凋落物分解过程中的持水性能进行研究。结果表明:(1)马缨杜鹃花叶混合凋落物的累积分解率随分解时间及花比例的增加而增加,各花叶混合凋落物累积分解率在纯花及纯叶凋落物之间变化。(2)马缨杜鹃花叶混合凋落物的持水率与浸水时间呈对数函数关系(R=aln t+b,R~2>0.80),浸水初期2 h内迅速增加,2~8 h时缓慢增加,8 h后趋于平缓并逐渐达到饱和;而凋落物的持水速率均随着浸泡时间的增加而下降,持水速率与浸泡时间呈幂函数关系(V=kt~n,R~2>0.99),持水速率在浸水初期4 h最大,后逐渐趋于一致;(3)马缨杜鹃花叶混合凋落物最大持水率随着分解时间及花比例的增加逐渐升高,但不同花叶比例凋落物持水率的差异逐渐减小;(4)马缨杜鹃花叶凋落物最大持水量受分解率和最大持水率的共同调控,在分解0~360天时随花比例增加而增加,分解450天后花叶比例不再影响马缨杜鹃林下凋落物层的最大持水量。整体来看,马缨杜鹃花凋落物对叶凋落物分解及花叶凋落物持水功能有很大的影响,对花凋落物进行回收利用不宜超过现存量的50%。

    2020年05期 v.34;No.170 186-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • 残塬沟壑区不同果农复合模式对土壤理化性质及水源涵养功能的影响

    孟凡旭;王树森;秦富仓;马迎梅;罗于洋;王迪海;刘静;孙耀文;

    为研究残塬沟壑区苹果园不同果农复合模式下土壤理化性质和水源涵养功能并筛选出水源涵养功能主导因素。以陕西省马坊塬果-荒(M0)、果-草(M1)、果-蔬(M2)、果-粮(M3)4种果农复合经营模式苹果园为研究对象,对比4种果农复合模式土壤理化特征差异性,并评估果农复合模式对土壤水源涵养功能指数的影响。使用逐步回归分析和通径分析探讨影响土壤水源涵养功能的主导因素。结果表明:生草处理、果蔬间作、果农间作下果园土壤容重、孔隙度、持水能力、养分含量等理化性质优于人工除草样地。其中生草处理、果蔬间作、果农间作土壤容重分比人工除草别降低了15.13%,11.84%,11.18%;有机质含量增加了143.76%,7.14%,120.46%。各果农复合模式下土壤水源涵养功能指数大小依次为M1(0.64)>M3(0.59)>M2(0.51)>M0(0.38)。逐步回归分析表明,总孔隙度、容重和有机质含量是影响土壤水源涵养功能的主要因子,3个土壤因子可解释土壤水源涵养功能指数变异量的95%。通径分析表明,总孔隙度是影响土壤水源涵养功能的主要决策因素,容重是影响土壤水源涵养功能的主要限制因子。研究结果可为残塬沟壑区苹果园可持续土壤管理的选择提供科学依据。

    2020年05期 v.34;No.170 192-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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  • 桂北地区不同密度杉木林枯落物与土壤水文效应

    林立文;邓羽松;李佩琦;杨钙仁;蒋代华;黄智刚;雷震;

    以桂北融水县贝江河林场杉木人工林为对象,采用野外实地观测与室内浸水法,研究了6种不同密度杉木林枯落物层和土壤层的水文效应。结果表明:(1)6种密度杉木林枯落物的厚度介于3.9~5.7 cm,蓄积量介于4.3~6.4 t/hm~2,枯落物厚度与蓄积量变化一致,从大到小依次为1 755,1 440,2 025,2 700,2 325,975 plants/hm~2;(2)枯落物最大持水量为2.40~14.23 t/hm~2,最大拦蓄量为5.23~11.51 t/hm~2,有效拦蓄量为2.45~9.49 t/hm~2,且均以1 755 t/hm~2最大;(3)在0—100 cm土层内,不同密度杉木林土壤容重介于1.19~1.28 g/cm~3,当林分密度为1 755 plants/hm~2时容重最小;(4)6种不同密度杉木林土壤的最大持水量和有效持水量均以1 755 plants/hm~2最大,且最大持水量远大于有效持水量;(5)枯落物及其各分解层的持水量与浸水时间呈明显对数关系(R~2>0.96),吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系(R~2>0.92)。综上得出,林分密度在1 755 plants/hm~2左右时,杉木林能更好地发挥水源涵养功能。

    2020年05期 v.34;No.170 200-207+215页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K]
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  • 黄土高原水蚀风蚀交错区藓结皮覆盖土壤的蒸发特征

    李渊博;李胜龙;肖波;王芳芳;

    土壤蒸发是地表水分平衡及能量交换的组成部分,是干旱和半干旱区水文循环的关键环节。为探究黄土高原水蚀风蚀交错区生物结皮对土壤蒸发的影响,以风沙土和黄绵土上发育的藓结皮为研究对象,通过模拟蒸发试验和自然蒸发试验,测定了不同蒸发条件下藓结皮覆盖土壤和无结皮土壤的蒸发强度,分析了藓结皮覆盖土壤的蒸发特征及其与无结皮土壤的差异。结果表明:(1)模拟蒸发试验中,藓结皮对土壤蒸发过程的影响表现出明显的阶段性,与无结皮土壤相比,藓结皮使土壤蒸发强度在大气蒸发力控制阶段降低了3.04%~15.46%(0.21~1.05 mm/d),在土壤导水率控制阶段增加了32.26%~187.07%(0.58~2.54 mm/d),在水汽扩散控制阶段增加了12.91%~87.73%(0.05~0.34 mm/d);土壤累积蒸发量大小表现为藓结皮覆盖土壤>无结皮土壤。(2)自然蒸发试验中,6月16日至9月3日,无降雨时藓结皮覆盖土壤和无结皮土壤的蒸发速率均较低,藓结皮覆盖土壤的日平均蒸发量是无结皮土壤的1.12~1.42倍,自然降雨后二者的蒸发速率快速增加,降雨后土壤蒸发量是降雨前的2.20~8.55倍;在8月10—22日观测期内,藓结皮在雨后增加了土壤含水量,并对土壤蒸发起到促进作用,藓结皮覆盖土壤的累积蒸发量显著提高了19.22%~64.09%(F=21.85,P<0.01)。研究表明,藓结皮覆盖增加了风沙土和黄绵土的水分蒸发强度,可能会对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤水分保持产生不利影响。

    2020年05期 v.34;No.170 208-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
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  • 运用Gash修正模型对祁连山北麓中段青海云杉林降水截留的模拟

    武秀荣;金铭;赵维俊;敬文茂;马剑;赵晶忠;王荣新;马雪娥;

    选择祁连山北麓中段排露沟流域青海云杉林为研究对象,基于2019年生长季(5—9月)降水截留观测数据、气象数据和林地调查资料,对其降水截留过程进行分析,运用Gash修正模型模拟青海云杉林降水截留过程。结果表明:研究期间林外大气降雨总量为418.7 mm,降雨主要为中、小雨。穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量分别为284.5,6.7,127.5 mm,占大气降雨总量的比例分别为67.94%,1.60%,30.46%。根据Gash修正模型模拟结果,穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量值分别为302.2,3.7,112.8 mm,占大气降雨总量的比例分别为72.18%,0.88%,26.94%,与实测值相比,三者的相对误差分别为6.22%,44.78%,11.53%。通过对Gash修正模型参数敏感性分析,参数在-50%~50%的变化过程中对林冠截留率的影响排序为E>c>R>S>S_t>P_t。总体来说,Gash修正模型在祁连山青海云杉林降水截留的模拟运用中表现出很好的拟合效果,研究成果可为开展祁连山青海云杉林水分循环研究提供一定参考。

    2020年05期 v.34;No.170 216-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 721K]
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  • 不同配置农田防护林对田间土壤水分空间变异的影响

    王栋;肖辉杰;辛智鸣;贾宏涛;曹琪琪;

    河套灌区是我国最大的引黄灌区,区内水资源匮乏,农田防护林系统在灌区土壤水分调控中发挥着重要作用。为明确防护林对农田土壤水分的影响,采用传统统计学方法综合分析了防护林网内土壤蒸发、风速、光照强度、气温、空气相对湿度、细根生物量密度及土壤容重等因素对土壤含水量的影响。结果表明:不同配置的农田防护林网内田间土壤水分具有明显的空间异质性,水平方向上土壤含水量与林带距离呈正向关系,主要影响因子为风速、土壤蒸发和1H(H为防护林树高)范围内的细根生物量密度;垂直方向上0—80 cm土壤水分从表层向下逐渐增加,主要影响因子为20—80 cm土层的细根生物量密度、土壤容重和表层土壤蒸发。不同配置农田防护林系统对田间土壤水分影响差异明显,2行小美旱杨+2行二白杨疏透度为45%的防护林的防护效益最好,田间土壤含水量最高。研究结果明确了不同配置防护林的农田土壤水分特征以及主要影响因子,可以为合理的防护林规划提供理论依据。

    2020年05期 v.34;No.170 223-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 晋西黄土区不同密度刺槐林土壤入渗特征及其影响因素

    王珊珊;毕华兴;刘俊;崔艳红;侯贵荣;云慧雅;

    为研究林分密度对土壤入渗性能的影响,以晋西黄土区5种密度(1 075,1 300,1 575,1 800,2 150株/hm~2)刺槐(Robinia pseudoacacia Linn.)林为研究对象,采用双环入渗法测定其土壤入渗过程,并对入渗特征指标与土壤理化性质的相关性进行分析。结果表明:(1)不同密度刺槐林土壤入渗过程的变化规律一致,均经过瞬间入渗(0~5 min)、缓慢入渗(5~40 min)和稳定入渗(40 min后)阶段。(2)土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和累积入渗量在不同林分密度下差异显著(P<0.05),不同密度刺槐林土壤入渗能力表现为1 075~1 800株/hm~2,随林分密度增大,土壤入渗能力增强,在密度>1 800株/hm~2后有减弱的趋势。故从林地土壤入渗能力角度,建议今后研究区刺槐林的经营密度以1 800株/hm~2为宜。(3)采用Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型和通用经验模型对不同密度刺槐林的土壤入渗过程进行模拟,从决定系数R~2来看,通用经验模型的R~2最大(0.990),故拟合效果最好,可作为晋西黄土区刺槐林土壤入渗过程的预测模型。(4)土壤入渗与土壤理化性质密切相关,不同密度刺槐林的土壤入渗性能与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01),与有机质和>0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关(P<0.01),与孔隙状况和质量含水率也有一定正相关性。

    2020年05期 v.34;No.170 231-237+243页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 祁连山排露沟流域土壤有机碳空间变异性研究

    芦倩;李毅;刘贤德;赵维俊;

    为研究小流域尺度下土壤有机碳的变异规律,运用地统计学方法对研究区0—10,10—20,20—40 cm土壤有机碳含量的空间变异性进行了研究。结果表明:流域内不同土层有机碳含量属于中等强度变异,具有强烈的空间自相关性;土壤有机碳含量在0,135°方向上空间变异程度明显,空间分布的各向异性显著;克里格插值结果显示流域内阴坡土壤有机碳含量明显高于阳坡,高海拔区域土壤有机碳含量高于低海拔区域;不同土层间,土壤有机碳含量均表现为青海云杉>灌丛>草地,表明不同植被类型对土壤有机碳含量和分布有着重要影响。土壤有机碳含量的空间变异性特征,与土壤性质、地形因子等结构性因素有关,为研究祁连山小流域土壤信息差异性的测量和描述提供科学依据。

    2020年05期 v.34;No.170 238-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 724K]
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  • 内蒙古1990-2018年土地利用变化及生态系统服务价值

    王宁;杨光;韩雪莹;贾光普;刘峰;李涛;贾宁;

    利用内蒙古自治区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2018年7期TM/ETM影像作为数据源,基于GIS方法提取内蒙古自治区各年的土地利用数据。采用中国陆地生态服务价值表的计算方法对内蒙古自治区的土地利用数据进行分析,计算内蒙古自治区的生态服务价值。结果表明:1990-2018年内蒙古自治区土地利用各地类整体在时空上呈变化趋势,具体变化为耕地、林地和未利用土地呈下降趋势,草地和城镇建设用地呈增长趋势,其中未利用土地减少面积最多,草地增幅最大;结合土地利用转移矩阵可知,减少的未利用土地、林地和耕地主要都转化为草地;近30年内蒙古的生态服务价值总体呈现增长趋势,其中草地生态服务价值最高,未利用土地的生态服务价值最低,与土地利用变化情况相同;生态服务价值的敏感性指数均<1,这说明近30年内蒙古地区的生态服务价值相对较稳定,结果可信。

    2020年05期 v.34;No.170 244-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 封育与放牧对黄土高原天然草地土壤化学计量特征的影响

    张昊;李建平;王誉陶;张翼;张娟;罗叙;张茹;

    为揭示封育与放牧2种草地利用方式下土壤化学计量特征及其驱动因素,以宁夏固原云雾山封育草地和放牧草地为研究对象,定量分析了0—30 cm土壤化学计量特征及其影响因子。结果表明:(1)封育降低了土壤紧实度、容重和含水率,土壤孔隙度略有上升。(2)封育草地0—10 cm土层以>0.25 mm水稳性团聚体为主,其中>5 mm团聚体达到了46%,平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)分别为3.78,1.70,显著高于放牧草地(P<0.05),但两者分形维数并无差异,封育草地土壤团聚体稳定性有所提高。(3)封育草地0—10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)分别为17.714,2.018,0.659 g/kg,均高于放牧草地,其中土壤TN含量达到显著水平(P<0.05)。(4)封育草地0—20 cm土层碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)均高于放牧草地。(5)封育草地土壤SOC、TN、C/P和N/P与土壤容重和分形维数呈显著性负相关(P<0.05),并且SOC和TN与MWD和GWD呈显著性正相关(P<0.05),放牧草地土壤化学计量特征与物理特性相关性低于封育草地。封育与放牧相比,改善了土壤物理特性和团聚体结构,土壤养分有所提升,土壤化学计量特征与土壤物理特性密切相关,土壤物理结构可能是影响土壤化学计量特征的主控因子。

    2020年05期 v.34;No.170 251-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K]
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  • 可溶性有机碳在盐碱水田土壤中的吸附特征及影响因素

    汤洁;宫志宇;王静静;曲云柯;

    土壤吸附可溶性有机碳(DOC)对土壤有机碳的循环转化有重要影响。为进一步明确田间实际情况下盐碱水田土壤对DOC的吸附规律,选取吉林西部不同盐碱程度的5块水田土壤(P1、P2、P3、P4和P5),采用室内模拟试验,在静止条件下培养70天,模拟研究了土壤在自然状态下对不同浓度DOC的吸附特征,分析了理化性质对DOC最大累积吸附量的影响。结果表明:土壤对DOC的吸附速率在试验初期较快,然后逐渐减弱并达到平衡,Elovich方程可描述土壤对DOC的动力学吸附特征,且适用于土壤对不同浓度DOC的吸附。DOC的等温吸附特征用Freundlich方程拟合效果最好,从方程参数看各样地土壤吸附能力有明显差异,表层吸附能力大于底层。碱化度和pH是影响土壤最大累积吸附量的主要因素;黏粒含量越高的土壤最大累积吸附量越大;有机质促进了土壤对DOC的吸附。研究结果对充分认识DOC在盐碱土壤中迁移转化具有重要意义。

    2020年05期 v.34;No.170 259-266+276页 [查看摘要][在线阅读][下载 966K]
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  • 亚热带湿润区樟树吸水的土层来源及研究方法对比

    王锐;章新平;戴军杰;罗紫东;贺新光;关华德;

    以长沙地区针阔混交林内的樟树为对象,基于2017年3月至2019年9月降水、土壤水和樟树茎杆水稳定同位素观测数据,利用直接比较法、水线法(δ~2H和δ~(18)O的线性关系)、Iso-Source模型和MixSIR模型,分析了樟树吸收水分的土层来源的季节变化,并比较4种方法的优缺点,旨在为植物水分利用来源研究提供新思路。结果表明:在判别樟树吸收水分的土层来源中,4种方法的判别结果基本一致。观测期内,樟树吸水层位存在明显季节变化。在2017年3—6月、2017年10月至2018年6月、2018年10月至2019年6月的湿润期,樟树分别主要利用0—20,0—40,0—20 cm土层的土壤水。在2017年、2018年、2019年的干旱期(7—9月),樟树分别主要利用20—60,0—60,60—100 cm土层的土壤水。在各层土壤水稳定同位素组成不存在明显差异时,水线法可很好地揭示樟树吸收水分的土层来源,而其他方法均无法判别樟树吸水层位。Iso-Source模型分别基于δ~2H和δ~(18)O计算得到的樟树主要吸水层位及其利用比例均存在一定差异,相比之下,MixSIR模型分别根据δ~2H和δ~(18)O计算得到的樟树主要吸水层位基本一致,且利用比例较接近。综上,在植物水分利用来源的定性判别中,适宜将直接比较法和水线法相结合进行分析;而在植物水分利用来源的定量研究中,MixSIR模型较Iso-Source模型更优。

    2020年05期 v.34;No.170 267-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
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  • 模拟氮沉降对毛竹林土壤生化特性和酶活性的影响

    陈向峰;刘娟;姜培坤;吴家森;周国模;李永夫;

    以亚热带毛竹林为研究对象,以长江三角洲地区实际氮沉降量40 kg/(hm~2·a)为参照,设置2种形态(铵态氮(NH_4Cl)和硝态氮(KNO_3))和3种水平(对照、低氮和高氮(0,40,120 kg/(hm~2·a))的氮添加试验。结果表明:(1)氮添加显著降低了土壤pH,不同氮水平和形态对pH均有显著影响(P=0.001和P=0.010);(2)高水平氮处理下,硝态氮处理的土壤NO_3~--N和DON含量分别高于铵态氮处理的40.06%和50.10%,土壤NH_4~+-N含量低于铵态氮处理的12.33%,在同一氮形态下,高氮处理的土壤NO_3~--N和DON含量分别高于低氮处理的47.12%和78.12%,土壤NH_4~+-N含量低于低氮处理的24.24%。说明氮水平和形态均对土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和DON含量有显著影响(P<0.05);(3)与对照相比,高水平氮处理下土壤脲酶和蔗糖酶活性分别提高了14.16%和8.11%,氮形态对土壤脲酶和蔗糖酶活性没有显著影响。氮水平和形态对过氧化氢酶活性均无显著影响(P>0.05);(4)土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均呈现显著的季节变化,脲酶和蔗糖酶活性夏季高,冬季低,春秋居中,过氧化氢酶则秋冬季节较高。氮添加没有改变酶活性的季节分异规律。通过Pearson分析发现,土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶)与土壤生化特性显著相关(P<0.05)。氮水平和形态对土壤生化特性和酶活性的影响存在一定差异,研究结果可为氮沉降背景下亚热带毛竹林的管理提供理论依据。

    2020年05期 v.34;No.170 277-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 密植减氮对三熟区不同肥力红壤稻田作物产量和耕层氮素的影响

    王芳东;吕伟生;符明金;郭熙;孙小香;赵小敏;

    2017-2018年在长江中游三熟制区(江西进贤)开展油菜—早稻—晚稻3季作物田间试验,初步探究了油稻稻秸秆还田下密植减氮对不同肥力红壤稻田作物产量和耕层氮素的影响,为三熟制区资源节约型与环境友好型生产技术发展提供参考。结果表明:在油稻稻三熟秸秆还田条件下,提高土壤肥力和增加种植密度能够促进油菜及双季水稻群体生长,显著提高作物产量。增密30%、减氮20%的密植减氮处理,可以满足油稻稻3季作物生育期内的氮素需求,保证作物正常生长,并明显提高氮肥利用率。总体而言,密植减氮栽培能够达到甚至略高于常规栽培的产量水平,尤其是在高肥力条件下。短期内的密植减氮栽培并不会造成耕层土壤全氮含量及库容量显著降低,但在低肥力条件下显著降低了耕层的碱解氮含量及库容量。

    2020年05期 v.34;No.170 285-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
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  • 控释氮肥对玉米秸秆腐解及潮土有机碳组分的影响

    郑文魁;卢永健;邓晓阳;齐范;毕小媛;刘艳丽;

    施肥影响秸秆还田效果,研究不同形态氮肥对秸秆腐解及土壤有机碳组分的影响可为秸秆还田下氮肥合理施用提供科学依据。以10年小麦-玉米轮作定位施肥试验为基础,采用尼龙网袋田间填埋法,研究了控释掺混尿素和普通尿素不同用量(纯氮120,240,360 kg/hm~2)对潮土中玉米秸秆腐解及土壤有机碳组分的影响。结果表明:与普通尿素相比,控释掺混尿素具有促进秸秆腐解的趋势;在秸秆腐解后期,控释掺混尿素处理较普通尿素显著促进了秸秆氮、磷的释放,而不同氮肥处理对秸秆中钾素的释放影响并不显著。在秸秆腐解后期,相同施氮量条件下,常规施氮量和增施氮量的控释掺混尿素处理较普通尿素显著增加土壤水溶性和热水溶性有机碳含量。在增加土壤微生物量碳、氮含量方面,在秸秆腐解的某些阶段控释掺混尿素处理的促进作用显著高于普通尿素处理。综合来看,与普通尿素相比,控释掺混尿素在秸秆腐解和增加土壤有机碳组分方面具有较好的促进作用。

    2020年05期 v.34;No.170 292-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 氮肥基追比对小麦产量、土壤水氮分布及利用的影响

    袁浩;王继唯;李赟虹;孙坤雁;张建发;宋学利;夏辉;彭正萍;

    为解决区域土壤质地类型针对性氮肥施用问题,在轻壤土和黏壤土上分别设置不施氮肥,氮肥基追比3∶7,4∶6,5∶5,6∶4和7∶3处理,研究小麦产量、水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、NH_4~+-N、NO_3~--N动态变化规律。结果表明:轻壤质土壤氮肥基追比4∶6的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8 265.3 kg/hm~2,27.6 kg/(hm~2·mm),34.4 kg/kg。黏壤质土壤氮肥基追比5∶5的处理小麦产量、水分利用效率、氮肥生产效率最高分别为8 363.2 kg/hm~2,28.3 kg/(hm~2·mm),34.8 kg/kg。小麦不同生育期各土层含水量垂直分布变化较大,轻壤质土壤含水量在9.3%~26.2%,而黏壤质为9.7%~27.6%;小麦全生育期内土壤贮水量呈先升高后降低趋势,黏壤质土壤贮水量高于轻壤质。氮素追施量越多土壤表层NH_4~+-N与NO_3~--N含量越高,且随土层加深土壤NH_4~+-N与NO_3~--N含量降低,受降水影响轻壤质土壤NH_4~+-N与NO_3~--N更易于向土层深处淋溶,成熟期黏壤质各土层的NH_4~+-N和NO_3~--N含量均多于轻壤质。说明黏壤质土壤保水保氮肥能力强于轻壤质,氮肥基追比可以适当增加。

    2020年05期 v.34;No.170 299-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 不同种植年限苹果园土壤磷状况和无机磷组分特征

    贾志航;吕明露;张鑫;朱占玲;姜远茂;葛顺峰;

    通过采集胶东地区不同年限苹果园0—100 cm土层土壤,分析了不同种植年限苹果园土壤全磷、有效磷、无机磷含量和无机磷组分特征,以期为苹果园科学施用磷肥提供依据。结果表明:胶东地区苹果园0—40 cm土层土壤全磷、无机磷、有效磷平均含量为0.76 g/kg,681.10 mg/kg,73.05 mg/kg。种植年限显著影响了苹果园土壤磷含量,随着种植年限的增加耕层土壤全磷、有效磷和无机磷含量呈上升趋势。不同种植年限的苹果园土壤全磷、有效磷及各无机磷组分均随着土层的加深整体呈递减趋势。无机磷组分主要以Al-P、O-P的形式存在,其次为Fe-P、Ca-P。种植年限明显影响了无机磷各组分的组成,11~15年苹果园Al-P比例最高,而16~20年苹果园O-P比例最高。相关性分析及通径分析结果表明,Al-P是该地区相对较为有效的磷源。

    2020年05期 v.34;No.170 308-312+320页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响

    王昭;孔维波;姚毓菲;鲍凯强;王哲;魏孝荣;邵明安;

    研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况,确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦28年的侵蚀坡面为研究对象,分析土壤主要性质和养分含量的变化情况,运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。林地开垦后坡面土壤pH增加了0.24个单位,有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系数大于开垦地,而pH和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较大,上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性,但减小了pH的空间异质性,地形等结构性因子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后,pH、有机质、全氮和全磷变程增大,铵态氮、硝态氮和速效钾变程减小,速效磷在2个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土壤养分含量,但减少幅度与坡位和坡面形态有关。同时,开垦增大了坡面土壤有机质、全氮和全磷的空间依赖性,减小了速效养分的空间依赖性。

    2020年05期 v.34;No.170 313-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 神农架大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤养分特征分析

    斯南雍茜;葛继稳;李愈;李永福;刘垚垚;甘娟;Ihab ALFADHEL;张志麒;

    基于湖北省神农架国家公园大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤总有机碳、总氮、总磷、铵态氮、有效磷、速效钾养分含量进行时间(春、夏、秋、冬)和空间(表层15 cm、中层30 cm、底层45 cm)特征分析。结果表明:(1)该区域土壤各样分以及pH、Eh、容重均满足正态分布,其中有效磷、速效钾为中强变异性,均值为31.33,71.2 mg/kg,总有机碳、总磷、铵态氮、pH、Eh、容重为中弱变异性,均值为419.2,1.56 g/kg和67.57 mg/kg, 5.33,104.4,0.155 g/kg,总氮为弱变异性,均值为20.13 g/kg。(2)土壤总有机碳在季节以及深度变化上均不存在显著差异,总氮与总磷在首层与其余2层存在显著差异,在季节上总氮在首层存在季节差异,总磷在首、中层存在显著差异,土壤养分仅速效钾与首层和其余2层存在显著差异。(3)土壤有机碳、总磷、铵态氮与总氮、速效钾、总磷与铵态氮呈显著正相关,总有机碳与土壤容重、有效磷与Eh,pH与Eh呈显著负相关。(4)研究区土壤总有机碳与总氮较高于我国其余泥炭湿地,随着纬度升高土壤有机碳含量呈现降低的趋势。

    2020年05期 v.34;No.170 321-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 云南多雨烟区增密减氮对烤烟产质量及养分利用率的调控效应

    余小芬;杨树明;邹炳礼;解燕;刘华林;刘加红;张瑞勤;吕亚琼;蔡永占;张素华;邱学礼;

    为明确增密减氮对烤烟产质量及肥料利用率的调控效应。以烤烟品种"云烟105"为材料,研究种植密度(13 890,15 150,16 665株/hm~2)和施氮水平(0,84,94.5,105 kg/hm~2)及其互作对烤烟产质量及养分利用效率的影响。结果表明:适度增密减氮能显著提高烤烟肥料利用率、产量和产值,使烟叶总糖、还原糖、钾含量显著升高,总氮、烟碱含量降低,对水溶性氯无显著影响,烟叶化学品质更加协调。烟叶化学成分协调性及烤烟氮磷钾利用率显著受年份、密度、施氮及年份×施氮、密度×施氮、年份×密度×施氮互作影响,其中施氮、密度及互作对烟叶化学成分含量效应分别为42.5%,27.3%,18.9%,而其对养分利用率的效应分别为38.2%,25.4%,23.8%。与当前烤烟种植模式相比,增密和减氮10%~20%组合对烤烟增产、提质和增效作用显著,最佳密度和施氮量分别为15 150株/hm~2和84.0~94.5 kg/hm~2。

    2020年05期 v.34;No.170 327-333页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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  • 水氮调控对设施土壤氨挥发特征的影响

    刘阳阳;李亚芳;虞娜;吕金东;张丽媛;张玉玲;邹洪涛;张玉龙;

    基于连续6年设施番茄水氮调控定位试验,采用高分辨激光光谱法观测分析灌水下限(土壤水吸力为W_1:25 kPa、W_2:35 kPa、W_3:45 kPa)和施氮量(N_1:75 kg N/hm~2、N_2:300 kg N/hm~2、N_3:525 kg N/hm~2)对设施土壤氨挥发通量、累积挥发量、番茄产量及单产累积排放量的影响。结果表明:灌水下限、施氮量及两者交互作用极显著的影响设施土壤氨挥发通量峰值、累积挥发量、单产氨挥发累积量、氨挥发损失率和番茄产量。氨挥发通量表现为施氮后6~8天氨挥发达到峰值。经验S模型可以较好地表征基肥和追肥2个时期氨挥发累积量随时间的变化,氨挥发特征参数表现为基肥期以灌水下限和水氮交互影响为主,追肥期以施氮量和水氮交互影响为主。与基肥相比,采用滴灌追肥可显著的降低氨挥发累积量94.78%~96.30%。受土壤pH和土壤NH_4~+-N含量及施肥带比例影响,氨挥发的氮损失率在0~2%。施氮量为300 kg N/hm~2和灌水下限25 kPa组合的水氮处理(W_1N_2)是协调氨挥发量和设施番茄产量的最佳水氮管理模式。

    2020年05期 v.34;No.170 334-342页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 渭北旱塬矮化苹果园滴灌下土壤剖面水分和养分时空分布特征

    王冲;秦亚旭;张珂;孔旭;郑朝霞;冯天宇;翟丙年;

    通过采集渭北旱塬矮化果园4个不同时间点(4月2日,5月1日,5月30日,8月13日)的土壤剖面样品,分析滴灌施肥下土壤剖面水分和养分时空分布的特征。结果表明:(1)前期土壤剖面水分集中分布在滴灌点附近,水平迁移距离20 cm,垂直迁移距离100 cm;后期滴灌和降雨增多,导致在60—100 cm深土层出现较高的土壤水分含量,土壤水分在水平方向上有明显的分布差异。(2)土壤硝态氮表现出明显的随水移动规律,且集中分布在水分湿润区边缘附近,垂直迁移距离大于水平距离。(3)土壤速效磷、速效钾在土壤剖面呈现出"表聚现象",速效磷主要分布在水平方向0—20 cm,垂直方向0—30 cm区域,速效钾主要分布在水平方向0—40 cm,垂直方向0—40 cm;均表现滴灌点区域含量高,远离滴灌点含量相对较低,具有明显的空间分布差异。在水平方向20—40,0—40 cm深土层速效钾含量相对较低,出现较明显的低值区域,后期该区域出现水平方向远离。(4)建议减少灌溉量,水分入渗深度应控制在0—40 cm,从而减少氮素淋溶流失;合理调整滴灌点与树干的距离,保证当年新生根系能吸收到充足氮、磷、钾养分。

    2020年05期 v.34;No.170 343-348页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 滴灌条件下水土温度对覆砂土壤水热运移影响的数值模拟

    虎军宏;赵文举;刘贵元;胡家珍;

    为探究滴灌条件下水温与土温对覆砂土壤水热运移规律的影响,基于HYDRUS-2D构建了不同水土温度土壤水热运移数值模型,模拟分析了不同水土温度对覆砂土壤水分、温度动态变化的影响。结果表明:灌溉水温对土壤水热分布影响显著,随着温度升高,土壤湿润体内含水率减小,表现为35℃水温<20℃水温<5℃水温,灌溉水温对土壤剖面温度分布也有较大影响,表层0—15 cm范围内温度变化了5~10℃。相同水温条件下,随着土壤温度升高,土壤饱和导水率增大,湿润土体内体积含水率减小,表现为30℃土壤温度<15℃土壤温度<5℃土壤温度。滴灌水平和垂直湿润锋运移距离随温度升高而增大,湿润锋运移距离与时间符合幂函数F=at~b,决定系数R~2介于0.977 4~0.999 6,并建立了水平和垂直湿润锋运移距离与入渗时间和温度的关系模型。以期为西北干旱地区砂石覆盖生态农业的合理补灌提供理论指导。

    2020年05期 v.34;No.170 349-354+360页 [查看摘要][在线阅读][下载 2755K]
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  • W-OH材料对砒砂岩坡面土壤剥蚀率和微结构的影响

    梁止水;刘豪伟;张立欣;郭策;赵艳兵;吴智仁;高海鹰;

    砒砂岩区是我国水土流失问题最严重的区域之一。为研究砒砂岩坡面土壤剥蚀率的影响因素及W-OH材料对其的改良效果,以内蒙古自治区准格尔旗地区砒砂岩为研究对象,采用模拟冲刷试验方法研究了冲刷流量(2,3,4 L/min)、坡度(5°,7.5°,10°)以及W-OH喷洒浓度(1%,2%,3%)对砒砂岩坡面土壤剥蚀率和微结构的影响。结果表明:(1)砒砂岩坡面剥蚀率沿坡面方向逐渐减小,且随着冲刷流量和坡度的增大而增大;(2)在流量、坡度固定条件下,随着W-OH溶液浓度的提高,砒砂岩坡面土壤剥蚀率改善效果越明显,坡面的抗蚀性能提升越高,当浓度超过2%时,对坡面固结效果较为明显;(3)SEM试验结果说明W-OH溶液可以对砒砂岩颗粒进行有效地包裹,从而防止水分侵蚀,提高坡面抗蚀性,这与溶液浓度和喷洒量关系密切,也与坡度和冲刷流量有一定相关性。研究结果将对W-OH用于砒砂岩坡面治理提供一定的理论支撑。

    2020年05期 v.34;No.170 355-360页 [查看摘要][在线阅读][下载 682K]
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  • 保水剂和微生物菌肥配施对旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响

    田露;刘景辉;赵宝平;米俊珍;李英浩;王英;费楠;

    为探讨保水剂和微生物菌肥配施后旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响,在内蒙古黄土高原旱作农田设置不施用保水剂和微生物菌肥(CK)、保水剂和微生物菌肥配施(A)、单施微生物菌肥(B)和单施保水剂(C)4个处理,分析燕麦全生育期内0—10,10—20,20—40 cm土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性时空动态变化和产量变化。结果表明:(1)全生育期,土壤微生物量碳含量呈"双峰"曲线变化,峰值均出现在孕穗期和灌浆期;氮含量呈先降低后升高再降低趋势,苗期含量最高;过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均呈"单峰"曲线变化,过氧化氢酶、土壤蔗糖酶峰值在孕穗期,土壤脲酶则在抽穗期。(2)除CK外,土壤微生物量碳、氮含量及过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性表现为0—10 cm>10—20 cm>20—40 cm,其中配施(A)对0—10,10—20 cm影响均显著(p<0.05),单施(B、C)仅对10—20 cm土层影响显著(p<0.05)。(3)10—20 cm土层,配施(A)与其他3个处理间差异均显著(p<0.05),提高微生物量碳含量4.82%~40.28%、微生物生物量氮含量8.44%~68.66%、过氧化氢酶活性13.32%~60.16%、蔗糖酶活性10.45%~39.14%、脲酶活性12.40%~55.62%。(4)配施(A)能同时显著(p<0.05)提高燕麦籽粒产量和生物产量,提高幅度分别为8.40%~20.12%和10.80%~25.09%。因此,保水剂和微生物菌肥配施在黄土高原旱作区具有较好改善土壤微生物活性效果,提高旱作燕麦产量。

    2020年05期 v.34;No.170 361-368页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 不同土地利用方式对黑土胶散复合体的影响及与酸度的关系

    丁慧仪;王淑华;王继红;

    以吉林省黑土玉米带区域内10对长期定位采样点的2种土地利用方式土壤(耕作黑土和防护林带黑土)为研究对象,采用胶散分组法提取土壤胶散复合体,探究长期不同利用方式对黑土胶散复合体和酸度的影响。结果表明:耕作黑土与防护林带黑土均表现为G_0与G_2组的绝对含量增加,G_1组的绝对含量下降,复合体总量分别下降了3.88%和0.28%。耕作黑土和防护林带黑土pH分别平均下降12.12%和3.77%,有机碳含量在耕作黑土和防护林带黑土中分别平均下降23.17%和9.00%,2种利用方式土壤的胡敏酸、富里酸、交换性钙离子和碳酸钙均出现下降;耕作黑土分别平均下降12.18%,3.53%,16.29%,31.53%;防护林带黑土分别平均下降20.07%,13.14%,2.81%,7.81%。G_1组与pH、HA、Ca~(2+)和CaCO_3呈极显著正相关,与FA呈显著负相关;G_2组与pH、HA、Ca~(2+)和CaCO_3呈极显著负相关。pH与HA、Ca~(2+)和CaCO_3呈极显著正相关,与FA呈显著负相关。经过11年的变化,黑土胶散复合体稳定性下降,相比非耕作状态下黑土,耕作模式下的黑土胶散复合体稳定性下降更为严重,胶散复合体总量下降的更多,酸度下降更为明显。Ca~(2+)和HA的变化是影响黑土土壤酸化和土壤团聚体稳定性的主要驱动因素。土壤酸化的结果使土壤胶散复合体数量减少,稳定性变差。

    2020年05期 v.34;No.170 369-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 187K]
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