水土保持学报

  • 雷达测雨及其在土壤侵蚀中的应用研究进展

    田丹丹;殷水清;

    高时空分辨率天气雷达测雨对于监测中小尺度降雨系统的演变及定量估测降雨分布有重要意义。将雷达降雨资料用于土壤侵蚀的相关研究在世界各地陆续开展。综述了雷达反射率因子反演降雨方法的国内外研究进展,对比了我国不同地区雷达反射率因子(Z)反演降雨强度(I)的转换关系(Z=aI~b),梳理了雷达降雨场应用于土壤侵蚀经验和机理模型进行土壤侵蚀监测与评估的相关进展。结果表明:a值变化于10~400,b值变化于1.2~3.8,且a和b之间存在显著的负相关关系;西南地区a值是所有地区中最大的,华东和华北地区b值较其他区域大;积状云降雨与层状云和混合型降雨相比,a值较大,b值较小;各地研究表明雷达数据的即时性和高时空分辨率能提高土壤侵蚀监测与评估的时效性和精度。最后,对雷达降雨资料应用于土壤侵蚀模型的研究趋势进行了展望。

    2019年06期 v.33;No.165 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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  • 丛枝菌根真菌促进植物摄取土壤磷的作用机制

    薛英龙;李春越;王苁蓉;王益;刘津;常顺;苗雨;党廷辉;

    磷在土壤中易被固定沉淀,在植物磷利用率低的情况下,过度施肥会造成磷肥浪费,可能通过地表径流、地下水溶解等方式,造成水体富营养化产生面源污染,对人类生产生活造成较大影响。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和植物结合所形成的共生菌根可以显著增强植株对磷的吸收利用。通过AMF可以提高宿主植株对磷的吸收转运的特性,从AMF促进植株对磷元素的摄取机制、AMF促进植物磷摄取分子机理、AMF作用下根系分泌物对植株磷利用的影响与根际微生物对AMF磷元素利用的影响4个方面的研究进展进行分析总结。AMF可以通过改变宿主植株的根系形态和菌丝网络的形成,扩大植株对养分吸收范围;释放有机酸、磷酸酶和质子等根系分泌物改变土壤结构和理化性质,与根际微生物共同作用降解土壤中难溶性磷酸盐;诱导相关磷转运蛋白基因的特异性表达,提高植株对磷的转运能力而促进其吸收。

    2019年06期 v.33;No.165 10-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
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  • 地形因子计算方法对土壤侵蚀评价的影响

    梁晓珍;符素华;丁琳;

    选取嫩江县、怀来县、吴起县、开州区、长汀县5个区域1∶1万地形图,生成5 m分辨率的DEM作为数据源。分别用分段坡长法和汇流面积法计算了坡长坡度因子,并用中国土壤流失方程(CSLE)计算了土壤侵蚀模数,评价了土壤侵蚀强度,对比分析了分段坡长法和汇流面积法对坡长因子及水土流失面积的影响。结果表明:采用汇流面积法提取的坡长因子值和空间分布差异比分段坡长法更大,2种方法的低值区差异较小,高值区差异较大。2种方法计算水土流失面积比例差异不大,而在计算土壤侵蚀强度上显示出明显的差异。研究结果为不同地形区土壤侵蚀的地形因子和土壤侵蚀评价提供了数据支撑和理论基础。

    2019年06期 v.33;No.165 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 3285K]
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  • 土石混合崩积体坡面细沟跌坑发育试验研究

    蒋芳市;张海东;陈培松;林嘉辉;林金石;施悦忠;许永明;黄炎和;

    为了探究土石混合崩积体坡面细沟跌坑发育情况,采用室内放水冲刷试验,通过设置4个流量(2,4,8,12 L/min)和4种砾石含量的土石混合崩积物(砾石质量比例0,10%,30%,50%),研究不同条件下细沟跌坑的发育特征。结果表明:在不同冲刷时段,跌坑数量变化为3~17个,跌坑平均深度为1.10~5.93 cm,细沟纵断面形态系数为2.97~19.97。各跌坑参数随冲刷时间的延长总体呈增大趋势,部分坡面在5 min或7.5 min时出现最大值;跌坑参数随流量的增加总体呈先增大后减小趋势,8 L/min流量条件下出现最大值,而随着砾石含量增加总体呈增大趋势;流量对跌坑发育的影响大于砾石含量。各跌坑参数与流速、阻力系数及曼宁粗度系数密切相关,径流剪切力是描述跌坑发育的最适合水动力学指标,可用线性函数表达。

    2019年06期 v.33;No.165 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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  • 生育期对红壤旱坡花生地氮素径流流失的影响

    王凌云;聂小飞;左继超;刘昭;郑海金;

    探明作物不同生育期的氮素流失特征,以期为红壤旱坡地氮素流失预测与有效防控提供理论依据。采用土壤水分渗漏试验装置,对自然降雨条件下赣北第四纪红壤旱坡花生地不同生育期的地表径流、渗漏水及其各形态氮素输出过程进行连续观测。结果表明:(1)红壤旱坡花生地产流主要发生在降雨量最为集中的开花下针期。渗漏水是各生育期主要的径流形式,占总径流量的64%。(2)各生育期,氮素流失的主要途径为渗漏水,主要形式为可溶性氮,占总氮(TN)流失量的54%~99%。除饱果成熟期外,各生育期渗漏水中氮素流失的主要成分为硝态氮,占TN的38%~50%。(3)地表径流和渗漏水氮素浓度总体表现为幼苗期和开花下针期较大,饱果成熟期最小,而氮素流失量则表现为开花下针期最大。因此,幼苗期和降雨量最为集中的开花下针期为防治红壤旱坡花生地氮素流失的关键时期,控制硝态氮等氮素淋溶损失是减少红壤旱坡花生地氮素流失的关键途径。

    2019年06期 v.33;No.165 34-40+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 模拟降雨条件下垄沟坡度对溶解态氮磷流失的影响

    扈晓碟;张含玉;刘前进;徐相忠;邱德勋;马良;

    为揭示不同垄沟坡度对径流中溶解态氮、磷流失的影响,采用人工模拟降雨试验,设置4个垄沟坡度处理(0°,9°,18°和27°),研究了不同垄沟坡度对径流中速效磷(PO_4~(3-)—P)、硝态氮(NO_3~-—N)和铵态氮(NH_4~+—N)浓度和流失量的影响;并利用Inorganic—N/PO_4~(3-)—P、NO_3~-—N/PO_4~(3-)—P和NH_4~+—N/PO_4~(3-)—P 3种氮磷比,评价不同处理的富营养化风险。结果表明:(1)在降雨过程中,4个垄沟坡度处理径流中PO_4~(3-)—P、NO_3~-—N和NH_4~+—N浓度随时间均呈锯齿状变化;其流失量随时间变化均呈先增加后以锯齿状变化的趋势,且波动幅度大,最大值(16.60,1 020.73,48.35 mg)分别出现在垄沟坡度为0°,0°和9°处理。(2)4个垄沟坡度处理间相比较,径流中PO_4~(3-)—P和NH_4~+—N流失量均表现为0°>9°>27°>18°,其浓度最大值(0.50,1.08 mg/L)和最小值(0.37,0.76 mg/L)均分别出现在垄沟坡度为9°和18°处理;而径流中NO_3~-—N浓度和流失量均在垄沟坡度0°处理时为最大值(30.68 mg/L和64.16 mg/m~2),18°处理时为最小值(21.78 mg/L和42.22 mg/m~2)。(3)Inorganic—N/PO_4~(3-)—P率和NH_4~+—N/PO_4~(3-)—P率表明4个垄沟坡度处理径流中均存在一定的富营养化风险。其中,垄沟坡度为0°处理的径流富营养化风险水平最高,27°处理的径流富营养化风险水平最低。研究结果可为横坡垄作的水土流失及养分流失评价、预测以及防治提供科学依据。

    2019年06期 v.33;No.165 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 稻田田面水与排水径流中胶体磷流失贡献及流失规律

    闫大伟;梁新强;王飞儿;周俊杰;周晓颖;田光明;

    通过野外试验采集稻田田面水和稻田排水径流的水样,研究了胶体磷流失贡献和流失规律。根据实际天气情况,选择1次典型暴雨事件(48 mm/h)和8次不同强度(8,9,19,23,23,32,36,49 mm/h)的降雨事件采集样品。结果表明:(1)田面水和稻田排水中磷素流失形式以颗粒磷为主。在过1μm滤膜的总磷中,胶体磷的流失贡献为21%~73%,超过真溶解磷的流失贡献。(2)降雨后田面水中胶体磷的贡献范围为9%~44%,稻田排水中胶体磷流失贡献范围为10%~16%,金属氧化物胶体、有机质胶体以及金属氧化物—有机质胶体浓度与胶体磷流失贡献呈正向相关性,田面水中皮尔森相关系数分别为0.544,0.635,0.781(p<0.05),稻田排水中分别为0.734,0.350,0.747(p<0.05),三者结合磷为径流中胶体磷的重要赋存形态。(3)施肥通过影响电导率和离子强度来削减胶体磷的流失贡献,而降雨强度则通过影响pH来增加胶体磷的流失贡献,降雨强度与稻田排水胶体磷流失浓度的线性回归系数R~2=0.75,但两者对田面水和稻田排水中胶体磷流失贡献的影响程度不同。

    2019年06期 v.33;No.165 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 208K]
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  • 喀斯特坡地侵蚀泥沙养分流失与粒径分布的关系

    周梦玲;郭建斌;崔明;李桂静;王磊;陆雅佩;武建宏;

    在丹江口库区喀斯特地区,研究分析自然降雨条件下5种不同植被覆盖类型(疏林地(C1)、乔木林地(C2)、坡耕地(C3)、荒草地(C4)、灌草地(C5))坡面侵蚀泥沙的氮、磷、钾养分流失及泥沙粒径分布特征,探讨泥沙养分流失与粒径分布的关系。结果表明:(1)侵蚀泥沙以粉粒(2~50μm)、砂粒(50~2 000μm)为主,0~20μm颗粒含量随降雨强度的增加而减少。0~2μm颗粒富集度集中在3.08~6.62,2~20μm颗粒富集度集中在2.48~3.58,20~2 000μm颗粒富集度集中在1左右。C4的0~2μm颗粒含量及其富集度明显高于其他植被覆盖类型。(2)速效钾的流失量远高于速效氮、磷流失量。氮素富集度集中在1左右,TP富集度集中在1.41~1.96,AP富集度集中在5.00~8.77,AK富集度集中在1.79~3.05,泥沙对磷、钾养分有明显富集作用,而对氮素富集作用很小。不同植被覆盖类型中,C4的TP、AK含量显著高于C1、C2、C3、C5(P<0.05),C4有增加TP、AK养分含量的作用,且C2、C4的氮、磷富集度相对较大。C3的养分流失总量最大,C1、C2、C4、C5有明显减小养分流失的作用,其中C2控制养分流失的效果最明显。(3)侵蚀泥沙的TN、TP、AP、AK含量与0~2,2~20,20~50μm含量呈正相关关系,且与0~2μm的相关性显著(P<0.05),侵蚀泥沙的养分含量会随着0~50μm颗粒含量的增加而增多。

    2019年06期 v.33;No.165 54-60+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 植被毯对内蒙古清水河县黄土丘陵沟壑区黄土边坡产流产沙量的影响

    郭宇;王树森;马迎梅;徐军;李国婧;黎光;王少华;孟凡旭;张平;张娜;

    黄土丘陵沟壑区地形复杂,坡陡沟深,水土流失严重,为缓解黄土丘陵沟壑区边坡水土流失严重的问题,以内蒙古清水河县段兰窑流域黄土边坡为研究区,采用3种植被毯措施:豆科植物和禾本科植物混播(以下简称豆禾混播)比例为1∶1+椰丝毯(L_1G_1)、豆禾混播比例为1∶2+椰丝毯(L_1G_2)和豆禾混播比例为2∶1+椰丝毯(L_2G_1)在30°,35°,40°和45°边坡设置径流小区,分析该区域不同自然降雨条件和坡度对边坡产流与产沙量的影响。结果表明:(1)铺设植被毯可以有效的减少黄土边坡产流产沙量。(2)当降雨强度为1~5 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈上升趋势;当降雨强度为30~50 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈先增加后减小的趋势,坡度为40°时出现峰值。(3)3种植被毯措施的减流效益大小依次为L_1G_1(75.11%)>L_1G_2(49.3%)>L_2G_1(48.11%);3种植被毯措施减沙效益大小依次为L_1G_1(87.96%)>L_1G_2(60.96%)>L_2G_1(58.95%)。说明在黄土丘陵沟壑区L_1G_1是一种有效的边坡水土流失治理措施。

    2019年06期 v.33;No.165 61-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 709K]
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  • 敦煌阳关西土沟流域高含沙洪水河道入渗特征分析

    程文举;席海洋;张经天;

    为明确无控制性工程地区的洪水入渗过程,提高洪灾防治能力和洪水资源化利用程度。选取敦煌阳关西土沟流域下游高含沙洪水河道,通过野外试验和实验室样品测定,测算了该河道下游上段到下段河床断面不同压力水头下的导水率,拟合得到饱和入渗速率,并通过实验室测样得到不同深度的饱和入渗速率,分析河床断面不同位置和不同深度土层的饱和入渗速率的变化规律。结果表明:饱和入渗速率:上段(0.003 1 cm/s)>中段(0.002 9 cm/s)>下段(0.002 6 cm/s);0—120 cm不同深度的饱和入渗速率上段大于中下段,中段和下段不同深度饱和入渗速率差异较小。整体上,河床两侧饱和入渗速率随深度的增加呈增大趋势,河床中心饱和入渗速率随深度增加呈减小趋势,主要是高含沙洪水流动时泥沙沿程分选沉积造成的。粗颗粒泥沙先沉积,细颗粒泥沙后沉积导致的上下段泥沙沉积层的孔隙度差异引起饱和入渗速率在河床断面和上下段以及不同深度的变化规律。由不同压力水头下测定的地表入渗速率来表征不同洪水水位下的入渗速率,经过趋势拟合发现随洪水水位升高,地表入渗率呈线性增长。

    2019年06期 v.33;No.165 72-78+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 490K]
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  • 地面覆盖条件下雨强和坡度对红黏土坡面侵蚀过程的影响

    常松涛;查轩;黄少燕;姚冲;张婧;王玉婷;孙丽丽;

    为揭示地面覆盖条件下第四纪红黏土坡面在不同雨强和坡度时的侵蚀变化规律,选取3个降雨强度(1.0,1.5,2.0 mm/min)和3个坡度(10°,15°,20°),通过人工模拟降雨试验,分析坡面产流、产沙、入渗特征,并以15°为例计算覆盖坡面的减流减沙效益。结果表明:(1)坡面产流时间随雨强和坡度增加而提前,覆盖对产流时间有明显的滞后作用,雨强的增加会削弱覆盖延缓产流的作用;坡面径流率呈现前期增长,后期趋于稳定的变化特征;(2)当坡度一定,雨强从1.0 mm/min增加至2.0 mm/min,累积侵蚀量增加1.89~2.96倍;雨强一定,坡度从10°增加至20°,累积侵蚀量增加1.91~3.45倍;(3)坡面初始入渗率和入渗总量随坡度的增加而减小,而雨强的增大会增加坡面初始入渗率,减少入渗总量;(4)15°条件下覆盖坡面的径流量和泥沙量较裸坡平均减少50.26%和95.31%,松针覆盖的水土保持效益显著,且减沙效应大于减流效应;(5)坡度对覆盖坡面累积产流量和累积产沙量的影响程度大于雨强,不同雨强、坡度下累积径流量与累积产沙量呈现幂函数关系(R~2>0.97)。研究结果可为南方红壤丘陵区林下水土流失治理与生态恢复提供参考。

    2019年06期 v.33;No.165 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 延怀盆地葡萄种植区不同土地利用方式表土风蚀特征分析

    李晓娜;宋进库;张微微;赵春桥;王超;史瑞双;薛瑞彬;樊冉冉;

    研究延怀盆地葡萄种植区不同土地利用方式下土壤风蚀特征,可为区域土地利用布局调整、生态环境建设提供数据支撑。以怀来县为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,分析了葡萄、果桑、欧李、玉米留茬免耕、玉米翻耕5种土地利用方式的2018年11月—2019年3月土壤含水量、粒径及风蚀量月变化特征。结果表明:(1)未出现降水事件之前,5种土地利用方式土壤含水量均呈现随时间增加而下降的趋势,3种林果用地中土壤水分下降幅度表现为葡萄>欧李>果桑。(2)研究区5种土地利用方式表层土壤粒度主要为砂砾,含量达47%~63%。0.05~0.002 mm的粉粒是该区域风蚀过程中损失的主要颗粒。(3)5种土地利用方式中地表风蚀量表现为玉米翻耕地>葡萄>玉米留茬免耕>欧李>果桑。在该区域土壤风蚀防治过程中可以通过在小尺度上合理调整果桑等林果用地与葡萄、粮食用地土地利用布局的方式,达到降低近地表风速、拦截风沙、降低风蚀的作用。

    2019年06期 v.33;No.165 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
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  • 2种雨型的黄土坡面侵蚀室内试验

    朱建东;吴礼舟;李绍红;沈朝辉;鄢好;

    为研究黄土边坡在连续与间断2种雨型下坡面侵蚀动态变化过程,进行室内人工降雨试验。采用三维激光扫描获取坡面点云并生成DEM,分析坡面侵蚀特征。结果表明:三维激光扫描生成的DEM可直观重现坡面侵蚀的动态过程,采用自然邻点插值法生成的DEM误差最小;间断降雨模式下距坡面5 cm处体积含水率出现与降雨周期一致的波动;2种降雨模式下土壤流失总量在土壤饱和后呈线性增加,间断降雨产生的土壤流失总量(0.035 6 m~3)大于连续降雨产生的土壤流失总量(0.024 9 m~3);间断降雨土壤流失过程可看作多个连续降雨土壤流失过程的组合;2种雨型下,土壤流失速率在空间上分布不均,由前缘至后缘逐渐降低;间断降雨坡面变化区域为中部至前缘区域,其过程为前缘下切→中前缘下切→前缘及中部下切;连续降雨坡面变化区域集中于前缘,表现为前缘逐渐后退。

    2019年06期 v.33;No.165 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1936K]
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  • 模拟降雨条件下地表起伏对产流产沙的影响

    李和谋;梁心蓝;赵小东;金洪杰;吴荣文;陈宇曦;

    揭示地表起伏形态对产流和产沙的影响及作用机理,为蓄水保土、调节径流和控制径流提供参考依据。通过野外人工模拟降雨试验,在3种降雨强度(60,90,120 mm/h)下,分析了5种起伏的地表(单凸起、单凹陷、凹凸相间、凹凸相连、光滑)坡面的产流产沙情况。结果表明:(1)在3种雨强下,5种地形的初始产流时间表现为:光滑地表<单凸起地表<单凹陷地表<凹凸相间地表<凹凸相连地表,且产流越早的地表其产流量和径流系数也越高;(2)在3种雨强下,5种地表的次降雨产沙量和产沙强度由小到大依次为:凹凸相连地表<凹凸相间地表<单凹陷地表<光滑地表<单凸起地表,产沙强度越大的地表其产沙过程越不稳定;(3)与光滑地表相比,地表凸起会加剧土壤流失,地表凹陷会减轻土壤流失,且凸起和凹陷组合的地表其减轻土壤流失的效应更显著;(4)降雨强度的增大会削弱不同地表起伏对产流产沙的影响。研究结论为地表起伏类型对坡面产流产沙有重要影响,光滑地表最易产生径流,凸起地表土壤流失最严重,凹凸相连地表蓄水保土效益最好。

    2019年06期 v.33;No.165 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K]
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  • 短历时强降雨对典型喀斯特坡耕地侵蚀产沙的影响

    任青青;严友进;甘艺贤;伏文兵;戴全厚;高儒学;兰雪;

    探索短历时强降雨对典型喀斯特坡耕地侵蚀产沙的影响,为喀斯特区坡耕地应对极端天气的水土流失防治提供理论依据。研究采用人工室内模拟降雨试验的方法,对喀斯特坡耕地侵蚀产沙特征在短历时强降雨作用下的影响因素开展研究。结果表明:(1)短历时强降雨导致喀斯特坡耕地地表输沙模数和产沙量随降雨强度的增大而增大,而地下输沙模数和产沙量与降雨强度无明显变化规律,坡耕地土壤侵蚀以地表为主。地表产沙临界雨强为30~50 mm/h。(2)坡度增大时地表产沙比重大于地下产沙比重,地表土壤侵蚀以地表为主。产沙比重发生转折的坡度值为15°~20°。70 mm/h降雨强度和5°坡度下,降雨强度对地下土壤侵蚀可能存在"负效应"。(3)喀斯特坡耕地侵蚀产沙特征与降雨强度和坡度密切相关,但降雨强度因子起主导作用。强降雨主要影响地表土壤侵蚀,因此,对喀斯特坡耕地土壤侵蚀治理应以地表为主。研究结果有助于深入了解短历时强降雨对喀斯特坡耕地土壤侵蚀的影响,为对喀斯特坡耕地应对极端天气和水土流失防治以及维持生态环境健康持续发展提供理论依据。

    2019年06期 v.33;No.165 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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  • 鄂东南崩岗区花岗岩风化岩土体抗剪强度的异向性

    娜荷芽;魏玉杰;陈敏;丁树文;蔡崇法;李依潺;宋萍;

    旨在从岩土力学性质的角度为崩岗侵蚀提供理论依据,采用直接剪切实验,对鄂东南崩岗区典型花岗岩风化岩土体剖面不同方向上原状土的抗剪强度进行测定,并分析了花岗岩风化岩土体抗剪强度在剖面尺度上的异向性及其影响因素。结果表明,饱和条件下,花岗岩风化岩土体黏聚力和内摩擦角的变化范围分别为3.19~19.26 kPa和26.50°~32.42°,其中B_2层黏聚力最大,而各层次间内摩擦角的差异并不明显(p>0.05);黏聚力和内摩擦角均存在明显的异向性,其中水平方向总体大于垂直方向,且黏聚力的异向性较内摩擦角更明显。不同方向上抗剪强度的影响机理不同,其中,垂直于剖面方向上,黏聚力主要受毛管孔隙度(r=-0.97,p<0.01)和粉粒含量(r=0.94,p<0.05)的影响,而水平方向上仅与粉粒含量(r=0.91,p<0.05)显著相关;而液限对水平方向上的内摩擦角影响显著(r=-0.99,p<0.05)。对于花岗岩风化岩土体抗剪强度的异向性而言,其主要受自然含水率(r=-0.98,p<0.01)、有机质(r=-0.93,p<0.05)和塑限(r=-0.97,p<0.05)影响。研究结果对于从力学稳定性角度揭示崩岗的发生机理具有重要意义。

    2019年06期 v.33;No.165 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K]
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  • 晋西黄土区不同植被类型土壤抗冲性及表层根系分布特征

    金晓;陈丽华;

    采用原状土冲刷水槽法,以油松林、刺槐林、山杏林、荆条地及荒草地土壤为研究对象,研究了晋西黄土残塬沟壑区蔡家川流域不同植被类型土壤抗冲性能及植物根系对土壤抗冲性的影响。结果表明:(1)在原状土冲刷试验过程中,各植被类型径流量随冲刷时间的变化趋势不明显,含沙量随时间延长先减少后趋于平稳,土壤抗冲指数呈逐渐增加的趋势。(2)各植被类型总根长密度、根表面积密度、根体积密度及根生物量密度均表现为刺槐、油松林地较大,山杏、荆条、荒草地较小且相差不大,总根系参数之间均存在正相关关系。各植被类型不同根径范围(0~0.5,0.5~1.0,1.0~2.0,2.0~5.0,>5.0 mm)的根系指标中,0~0.5 mm径级的根长密度均最大,根体积密度总体表现为细根比粗根小。(3)不同植被类型植物根系均能增强土壤的抗冲性,增强效应表现为刺槐林地和油松林地较强,山杏、荆条、荒草地较弱。植物根系指标中<1 mm径级的根长密度、根表面积密度、根体积密度与土壤抗冲性增强值呈显著或极显著正相关关系。其他径级根系参数与土壤抗冲性增强值相关性不显著。

    2019年06期 v.33;No.165 120-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 基于SWAT模型的寿昌江流域产沙模拟及影响因素分析

    李朝月;方海燕;

    为分析山地丘陵地带侵蚀产沙的变化及驱动机制,应用SWAT模型对浙江省建德市寿昌江流域进行了产流产沙模拟,并基于Fragstats 4.2对不同年份土地利用数据进行景观指数计算,进而分析流域内侵蚀产沙状况,探讨了坡度、坡长、海拔高程、流域面积、降雨以及景观格局对侵蚀产沙的影响,并进行主成分分析。结果表明:(1)构建的SWAT模型在寿昌江流域具有很好的适用性,在产流模拟中,校准期和验证期的R~2分别为0.95和0.88,NSE分别为0.93和0.87,PBIAS分别为+4.96%和+5.36%;在产沙模拟中,校准期和验证期的R~2分别为0.73和0.72,NSE分别为0.69和0.64,PBIAS分别为-4.3%和-20%,均满足模拟要求,保证了模拟结果的精度。(2)整个寿昌江流域1980—2010年最大侵蚀产沙负荷均小于500 t/(km~2·a),土壤侵蚀强度属于微度,土壤保持能力良好。(3)地形因子、景观多样性因子、景观形状因子、雨强因子4个主成分对产沙模数的贡献率分别为51.48%,18.51%,10.70%,6.94%,地形因子是影响流域侵蚀产沙的主要因素。(4)景观指数与产沙模数间存在显著相关性且对产沙影响显著,在今后的土地利用规划中应考虑景观特征,达到改善流域土壤侵蚀的目的。

    2019年06期 v.33;No.165 127-135+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2350K]
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  • 黄土丘陵区不同坡度撂荒草地入渗特征影响因素试验研究

    肖婧;王兵;

    降雨特征和坡度是影响土壤入渗过程的重要因素,在植被恢复过程中,其对土壤入渗特征的影响可能会有所不同。选取黄土丘陵区6个坡度(5°,10°,15°,20°,25°和30°)的撂荒草地(2年)径流小区(5 m×20 m),观测自然降雨条件下(共计34场降雨,产流11场)植被生长旺期(7—9月)土壤入渗特征,研究降雨过程参数(降雨量、平均雨强、降雨历时和I_(30))、坡度和植被盖度对坡面入渗特征的影响。结果表明:(1)11场产流降雨不同坡度土壤入渗量总体变化范围为6.58~70.91 mm,入渗补给系数为0.83~1.00,入渗率为0.22~19.35 mm/h;(2)土壤入渗量随降雨量呈线性增加(R~2=0.99,p<0.01),入渗补给系数随I_(30)呈指数降低(R~2=0.91,p<0.01),平均入渗率随降雨强度呈线性增加(R~2=0.71,p<0.01),随降雨历时呈幂函数降低(R~2=0.99,p<0.05);(3)坡度增大使得径流位移增长,导致入渗量、入渗补给系数和平均入渗率整体随坡度增大而呈幂函数增加,但当坡度>25°时,因径流势能沿坡面方向分量增加,径流流速加快,上述入渗特征参数略有降低;(4)由于降雨量在植被生长周期内呈下降趋势,很大程度上导致植被对入渗特征的影响受控于降雨量,土壤入渗量表现出随着植被盖度的增加呈幂函数显著下降的趋势。总体而言,降雨特征和坡度是影响土壤入渗的主要因素,且土壤入渗特征参数可表示为降雨过程参数和坡度的综合幂函数方程;在入渗补给系数较高的情况下,植被覆盖对土壤入渗特征的影响减弱。研究结果对于坡面尺度降雨径流调控机制和生态水文过程研究具有重要意义。

    2019年06期 v.33;No.165 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 玉米马铃薯间作和起垄对坡面水动力学特性的影响

    欧阳铖人;字淑慧;吴开贤;杨友琼;吴伯志;

    为了研究间作体系下地表特性对土壤侵蚀的影响,采用人工降雨法分析了玉米马铃薯间作及起垄在不同降雨强度(40,80 mm/h)下的水力学参数的变化特征。结果表明:(1)同一降雨强度下玉米马铃薯间作的阻力系数高于玉米单作处理,雷诺数、弗劳德数和径流流速低于单作玉米处理(P<0.05)。7月初80 mm/h降雨强度下玉米马铃薯间作和玉米单作的阻力系数分别为0.41~0.53和0.09~0.10;径流流速分别为0.11~0.12,0.19~0.21 m/s。玉米马铃薯间作的径流流速和阻力系数与马铃薯单作差异不显著(P>0.05)。(2)同一降雨强度下间作高垄的阻力系数最高,径流流速、雷诺数和弗劳德数最低。40 mm/h降雨强度下间作高垄、间作低垄、玉米高垄的径流流速分别比玉米低垄分别减少35.71%,35.71%和14.29%。间作条件下起垄能增加坡面流阻力,降低雷诺数和弗劳德数,进而减缓坡面径流流速,这对于坡耕地土壤侵蚀的防治以及农业的可持续发展具有重要的指导意义。

    2019年06期 v.33;No.165 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 砾石覆盖对紫色土坡面流水动力学参数的影响

    马晨雷;戴翠婷;刘窑军;周怡雯;王天巍;李朝霞;占顺;胡宇潇;

    地表砾石覆盖可以促进降雨入渗,减少土壤侵蚀。然而,砾石覆盖对紫色土坡面流的影响尚缺乏深入研究。通过室内模拟冲刷试验,在3个冲刷流量(2,4,6 L/min)下,研究不同砾石覆盖度(0,10%,20%,30%和40%)对紫色土坡面流水动力学特性的影响。结果表明:(1)随着砾石覆盖度的增大,流速和弗劳德数呈减小趋势;径流深、水流剪切力、阻力系数和曼宁糙率系数呈增大趋势,雷诺数变化不明显。(2)坡面总侵蚀量随着砾石覆盖度的增加呈负指数减少,且砾石覆盖在冲刷流量较小的情况下,对坡面侵蚀量的减少效果越明显。(3)冲刷流量的大小并不影响砾石覆盖度和坡面总侵蚀量之间的关系。研究结果为探究紫色土坡面流侵蚀过程及机理研究提供一定的理论基础。

    2019年06期 v.33;No.165 150-155+161页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
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  • 肥液浓度对浑水膜孔灌多点源入渗水氮运移的影响

    康守旋;费良军;姜瑞瑞;钟韵;

    为了探究浑水膜孔灌多点源入渗多向交汇下水氮运移特性,利用浑水膜孔灌入渗装置进行了室内试验,研究了不同肥液浓度(0,1,2,3,4 g/L)的硝酸铵钙溶液对浑水膜孔灌多向交汇入渗规律、单向交汇和多向交汇发生时间、膜孔中心和各交汇点(植株交汇中心、行间交汇中心和4点源交汇中心)垂直方向的含水率和NO_3~-—N的分布规律等的影响。结果表明:各肥液浓度下膜孔单位面积累积入渗量与入渗时间呈幂函数关系,入渗参数a随肥液浓度的增大而减小,入渗参数b随肥液浓度的增大而增大;随着肥液浓度的增加,单向交汇和多向交汇发生时间均提前;10 cm土层深度处,肥液入渗各中心含水率较0 g/L处理分别增加10.42%,13.94%,16.38%,24.74%;各中心垂直方向含水率随土壤深度呈现不同的变化规律;NO_3~-—N在土壤上层分布均匀,而在湿润锋处出现峰值;4点源交汇中心处NO_3~-—N含量高于其他3个中心。研究结果可为浑水膜孔灌的技术研究奠定科学基础。

    2019年06期 v.33;No.165 156-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 岩溶山地植被恢复中碳酸盐岩红土入渗特征及其影响因素

    冯娜;刘冬冬;赵荣存;李瑶;

    退耕还林还草工程实施后岩溶山地林草植被结构明显改善,研究植被恢复中碳酸盐岩红土入渗特征对岩溶生态恢复有重要意义。采用盘式入渗法在不同植被覆盖(荒草、灌草丛和乔木)下分别测定不同负压水头(-0.5,-3,-6,-15 cm)的水分入渗特征,计算不同负压下非饱和导水率、土壤孔隙分布常数、各孔隙级别对水流的贡献率,明确不同植被覆盖碳酸盐岩红土入渗特性差异。结果表明:不同水头条件下荒草、灌草丛和乔木地的土壤稳渗率均随负水头增大而递增,且碳酸盐岩红土入渗达到稳渗状态所需时间较长(约120 min),在低水头下荒草地土壤稳渗率最大(0.17 mm/min),而在高水头下乔木地最大(9.17 mm/min);荒草、灌草丛和乔木地土壤饱和导水率K_s差异极显著(P<0.01),乔木地土壤饱和导水率达到最大(4.62 mm/min),而K_3、K_6、K_(15)和Gardner α差异不显著,碳酸盐岩红土饱和导水率K_s仅受土壤有机质含量和土壤电导率控制;乔木地土壤大孔隙数量及其占比显著大于灌草丛与荒草地(P<0.05),碳酸盐岩红土导水性能主要受土壤大孔隙对水流的作用控制(>70%)。研究结果可为西南岩溶山地生态恢复和水资源承载力分析提供数据支撑和理论依据。

    2019年06期 v.33;No.165 162-169+175页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 宁夏清水河流域水库拦沙量分析

    杨吉山;张晓华;宋天华;肖培青;焦鹏;

    为了解宁夏清水河流域水库的拦沙作用,研究根据泥沙淤积总量来计算逐年拦沙量的方法。根据实测资料统计分析了清水河流域水库的基本情况,估算了水库的总拦沙量,并引入水库控制面积、土壤侵蚀强度、拦沙率3个因素建立了水库逐年拦沙量的分配计算模型。结果表明,至2012年,清水河流域共有具拦沙功能的水库100座,控制面积9 184.70 km~2,总库容12.23亿m~3,可淤积库容6.86亿m~3,拦沙总量5.71亿m~3,为同期泉眼山输沙量的78.25%。对模型计算结果的验证表明,在当水库数量比较多、分布比较均匀的条件下模型计算结果精度较好。根据计算结果,1979年以前时段水库拦沙量比较大,1980年以后由于水库建设速度减慢,水库的拦沙能力逐渐变小。自1960年以后水库的剩余可淤积库容一直处于下降的状态,2000年以后水库的淤积比处于83.00%左右,水库的拦沙能力已经十分有限。

    2019年06期 v.33;No.165 170-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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  • 黄土丘陵区典型植被土壤物理性质差异及其对导水特性影响

    李永宁;王忠禹;王兵;张宝琦;张娜娜;

    选取黄土丘陵区12种典型植被样地,通过测定各样地不同土层植物残体生物量、土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度及饱和导水率,研究各指标随土层深度和植被类型的变化规律及其对土壤饱和导水率的影响。结果表明:(1)除容重随土层深度增加外,植物残体、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和饱和导水率均随土层深度减少,其中植物残体大多集中于表层土壤(0—10 cm),占总残体生物量的51.4%~85.7%。(2)不同植被类型其植物残体及土壤物理性质存在显著差异,乔木林地植物残体、农耕地土壤容重、灌木林地非毛管孔隙度及饱和导水率均最大,而毛管孔隙度与不同土地利用类型间无显著差异。(3)饱和导水率随植物残体生物量密度(0—10 cm)和土壤容重呈幂函数减小,随毛管孔隙度和非毛管孔隙度呈幂函数增大;土壤容重(BD)和非毛管孔隙度(NCP)是影响土壤饱和导水率(K_s)的主要因素,且土壤饱和导水率可表示为两者的综合非线性方程(K_s=0.6BD~(-4.717)NCP~(0.203),P<0.01,R~2=0.63,NSE=0.50)。此外,沙棘灌木林地平均饱和导水率最大,有利于降雨过程中土壤水分入渗,具有较强的水土保持功能。本研究结果可为黄土高原植被恢复生态水文效益评价提供理论依据。

    2019年06期 v.33;No.165 176-181+189页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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  • 定量分解气候变化与人类活动对季节径流变异的贡献率

    魏晓婷;黄生志;黄强;王浩;李沛;刘东;

    变化环境下径流序列可能发生变异。当前径流变异的贡献率分解研究多集中于年尺度,而对季节尺度的关注不足。以黄土高原典型流域——泾河流域为研究对象,应用小波分析方法揭示其季尺度径流序列的演变规律,采用有序聚类法和累积距平法对其径流序列进行变异诊断,最后采用累计斜率变化率比较法定量分解气候变化和人类活动对其四季径流变异的贡献率。结果表明:(1)泾河流域夏季和冬季径流的周期变化均在20世纪90年代左右有发生转变,均由小尺度周期变化转变为较大尺度周期变化;(2)春、夏、秋和冬季径流分别在1969年、1996年、1985年和1990年发生变异;(3)人类活动对春、夏、秋和冬季径流变异的贡献率分别为50.40%,89.69%,39.14%和84.59%,在夏季和冬季人类活动(主要是水土保持措施的不断深入)对泾河径流变异的贡献占主导地位,且干扰影响了径流的周期变化。

    2019年06期 v.33;No.165 182-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K]
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  • 黄土区高标准梯田生态服务功能及其价值

    王彦武;牛莉婷;张峰;高金芳;陈天林;王莉;

    研究黄土区高标准梯田生态服务功能的变化特征,探讨坡改梯工程对高标准梯田生态服务功能价值的影响趋势和潜力,可为黄土丘陵区探索低投入、高效用和可持续农业发展模式提供理论基础。在庄浪县采用机会成本法和影子工程法等生态经济学方法,界定了黄土区高标准梯田的生态服务功能,选取土壤肥力保持功能、水土保持功能、土壤水分涵养功能3类生态服务功能,构建了高标准梯田生态功能的物质量模型和价值量模型,评估了高标准梯田的生态服务功能和价值。结果表明:每公顷高标准梯田每年为人类提供了约119 667.00 kg的总物质量和114 046.53元的生态服务总价值,其生态功能价值可观;庄浪县坡耕地和高标准梯田的水土流失量分别为82.76,0.05 t/(hm~2·a),高标准梯田的水土保持量为82.71 t/(hm~2·a),坡耕地改造成高标准梯田对生态服务功能的价值有显著影响;高标准梯田单位面积的水土保持功能价值为3 831.67元/(hm~2·a),远低于土壤肥力保持功能价值(88 869.52元/(hm~2·a))和土壤水分涵养功能的价值(24 239.20元/(hm~2·a)),高标准梯田水土保持功能还有很大的提升空间和升值潜力,应通过梯田产业结构调整,选择合适的经营发展模式,提高梯田单位面积收益,最大限度发挥高标准梯田的水土保持功能。黄土区高标准梯田建设在国民经济发展过程中具有重要的生产、生态和生活功能特征,文中为高标准梯田的生态功能价值核算提供了较为全面的评估方法,研究结果有利于完善黄土区高标准梯田建设过程中生态功能的价值核算方法,最大限度发挥其生态效益,同时挖掘潜在的生态功能和价值,从而实现高标准梯田生态系统的可持续发展。

    2019年06期 v.33;No.165 190-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 御道口牧场不同类型防护林的枯落物水文效应

    郝弯弯;赵鹏;李思维;谷建才;

    以承德市围场县御道口牧场4种不同类型(落叶松、樟子松、落叶松和樟子松混交林、樟子松和榆树混交林)防护林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法,对其枯落物的水文效应进行研究。结果表明:各种类型防护林的枯落物蓄积量的范围为5.42~24.59 t/hm~2,其中落叶松蓄积量最大,为24.59 t/hm~2,樟子松和榆树混交林蓄积量最小,为5.42 t/hm~2,且4种林分类型的半分解层蓄积量均大于未分解层;平均最大持水量规律为落叶松(16.61 t/hm~2)>樟子松和落叶松混交林(14.80 t/hm~2)>樟子松(10.22 t/hm~2)>樟子松和榆树混交林(9.99 t/hm~2);平均最大持水率大小依次为落叶松(427.02%)>樟子松和榆树混交林(396.30%)>樟子松和落叶松混交林(360.88%)>樟子松(303.13%);有效拦蓄量规律为樟子松和落叶松混交林(74.65 t/hm~2)>落叶松(71.21 t/hm~2)>樟子松(48.82 t/hm~2)>樟子松和榆树混交林(17.66 t/hm~2);有效拦蓄率规律为落叶松(344.99%)>樟子松和榆树混交林(326.66%)>樟子松和落叶松混交林(286.27%)>樟子松(215.49%)。综合结果表明落叶松的枯落物层持水能力最好,该地区落叶松防护林的枯落物层涵养水源功能优于其他类型的林分。

    2019年06期 v.33;No.165 197-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • 川西亚高山次生林恢复过程中土壤物理性质及水源涵养效应

    朱万泽;盛哲良;舒树淼;

    川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,也是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。现有亚高山森林水源涵养功能研究主要集中在暗针叶林,对天然次生林关注较少。选择川西米亚罗林区亚高山次生林自然恢复演替序列上高山柳灌丛、次生桦木阔叶林、岷江冷杉桦木针阔混交林,以相邻岷江冷杉成熟林为对照,采用空间代替时间的方法,基于土壤容重、孔隙度、持水性能等测定,分析了次生林恢复过程中土壤物理性质变化及土壤水源涵养效应动态,结果表明:(1)次生林恢复过程中,土壤容重总体呈下降趋势,除灌丛与阔叶林、针阔混交林、暗针叶林间具有显著差异外,其余植被类型间无显著差异,随着土层的加深,土壤容重呈增加趋势;(2)不同恢复阶段土壤孔隙度具有显著差异,以针阔混交林0—30 cm土层总孔隙度(64.39%)和毛管孔隙度(50.49%)为最高,灌丛总孔隙度(41.25%)和毛管孔隙度(33.70%)为最低;而土壤非毛管孔隙度以暗针叶林(14.27%)为最高;随着土层的加深,土壤孔隙度大致呈现出递减的趋势;(3)随着林龄增加,次生林土壤0—30 cm土层最大持水量呈波动性增加趋势,在针阔叶混交林阶段达到最大(1 815.02 t/hm~2),到暗针叶林阶段有所下降(1 659.88 t/hm~2);土壤毛管持水量以针阔混交林(1 369.72 t/hm~2)为最高,而非毛管持水量以暗针叶林(534.95 t/hm~2)为最高,暗示针阔混交林树木生长所需有效水贮存量较大,亚高山暗针叶林具有较强的土壤水分调节能力和土壤渗透能力。从水源涵养功能角度,川西亚高山森林植被恢复应注重构建针阔叶混交林结构。

    2019年06期 v.33;No.165 205-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K]
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  • 晋西黄土残塬沟壑区刺槐人工林土壤水分植被承载力研究

    王宁;毕华兴;郭孟霞;孔凌霄;侯贵荣;常译方;

    为明确在干旱缺水地区,植被对深层土壤水分的过度消耗以及水资源的承载能力,在晋西黄土残塬沟壑区选取林分密度1 300株/hm~2的刺槐人工林为研究对象,以裸地为对照,利用Enviro-SMART土壤水分监测系统(FDR)和热扩散探针(TDP)技术对当地刺槐人工林地0—150 cm范围内各土层体积含水量与树干液流量进行长期连续定位观测,采用土壤有效水与单株刺槐耗水量的比值来衡量研究区刺槐人工林土壤水分植被承载力。结果表明:(1)月降水量和月土壤储水量是决定刺槐人工林土壤水分植被承载力的主要环境因子,且二者与土壤水分植被承载力之间均呈现显著的正比例关系(P<0.05)。(2)根据构建的刺槐人工林土壤水分植被承载力模型,计算出当地林龄为19年的刺槐人工林0—150 cm土层深度的土壤水分植被承载力为1 224株/hm~2,稍小于研究区实际林分密度(1 300株/hm~2),为保证当地刺槐人工林分耗水深度控制在0—150 cm土层范围内,同时也为促进当地林分生产力处于最优水平,建议在今后的营林造林过程中将刺槐人工林密度控制在当地土壤水分植被承载力范围之内,在减少林地深层水分消耗、调整林地土壤水资源平衡的同时,促进当地林业产业的合理发展。

    2019年06期 v.33;No.165 213-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 降雨对不同土地利用类型土壤水氮变化特征的影响

    杨翠萍;脱云飞;张岛;马继敏;吴耀中;

    以2018年6—10月降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的标准径流小区为研究对象,裸地为对照,通过研究降雨对园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮含量与土层深度和时间的变化特征,经野外试验数据统计分析,提出降雨对园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮含量与土层深度和时间变化特征的影响。结果表明:降雨增加园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤含水率,加速土壤总氮、硝态氮和铵态氮水解转化硝化和反硝化速度,影响土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮含量,降雨与土壤含水率、总氮、硝态氮、铵态氮呈显著相关性(P<0.05)。降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤含水率随土层深度增大而增大,土层深度100 cm处土壤含水率最大,分别为30.34%,27.67%,24.98%,24.03%和21.95%,总氮随土层深度增大呈先增大后减小,在土层深度为60 cm土壤总氮含量最大,分别为1.02,0.99,0.90,0.86,0.75 g/kg,硝态氮和铵态氮含量随土层深度增大而减小,在土层深度为100 cm硝态氮和铵态氮含量均最小,其中硝态氮含量分别为9.01,7.89,7.25,6.10,5.22 mg/kg,铵态氮含量分别为9.41,9.14,6.40,5.38,4.37 mg/kg。土壤含水率随时间的延长先减小后增大又减小,呈正余弦变化趋势,8月土壤含水率最大,分别为22.97%,22.01%,19.87%,19.03%和17.98%,总氮随时间的延长先增大后减小,8月总氮最大,分别为1.09,1.01,0.94,0.84,0.76 g/kg,硝态氮和铵态氮含量随时间的延长而逐渐减少,6月硝态氮和铵态氮含量均最大,其中硝态氮含量分别为13.40,12.37,11.20,10.39,8.67 mg/kg,铵态氮含量分别为18.89,17.02,14.54,12.02,8.36 mg/kg。不同土地利用类型土壤含水率、总氮、硝态氮和铵态氮平均值与土层深度和时间关系由大到小依次为园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地,研究结果为农田土壤水肥流失控制和养分利用提供理论技术支持。

    2019年06期 v.33;No.165 220-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 添加木质素和生物炭对土壤氮、磷养分及水分损失的影响

    宋彬;孙茹茹;梁宏旭;胡玥;彭湃;佘雕;

    研究添加木质素和生物炭对土壤氮、磷养分及水分损失的影响,降低土壤改良剂使用成本,增加造纸黑液中木质素的利用途径,促进木质素在土壤改良中的应用。试验选取生物炭改良剂与木质素作为对比,通过土柱淋溶和静态吸收法,研究不同添加量(质量分数为0,1%,2%,4%)的木质素和生物炭对土壤氮磷养分、水分、脲酶活性以及pH的影响。土壤中添加木质素和生物炭均能减缓pH变化程度;抑制土壤脲酶的活性,且在添加氮肥后的1~20天抑制效果明显,其抑制效果与添加量呈正相关。添加量为1%,2%,4%的木质素和生物炭与对照组相比,铵态氮挥发量分别显著减少8.29%,14.29%,14.86%和3.79%,11.65%,15.26%;全氮淋溶量分别显著减少32.37%,37.70%,42.49%和25.43%,30.70%,39.54%;全磷淋溶量分别显著减少23.68%,40.48%,48.12%和6.97%,22.88%,35.30%;水分淋溶量分别显著减少7.71%,15.82%,9.29%和9.91%,15.00%,16.06%。在本试验中,木质素、生物炭质量分数分别为2%和4%时对降低土壤氮、磷养分和水分损失的效果最佳。因此,可以说明木质素和生物炭在水肥保持上的效果相近,在一定程度上可以替代生物炭改良剂在土壤中的应用。

    2019年06期 v.33;No.165 227-232+241页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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  • 亚热带红壤区不同土地利用方式下的土壤剖面水流特征

    张海林;杨秀锋;易军;刘晓利;刘秀芸;刘目兴;陶凯;李胜龙;

    以江西省鹰潭市的典型旱地、稻田和林地为研究对象,采用野外亮蓝染色示踪试验结合室内图像处理的方法,量化了各样地土壤剖面染色特征参数,明确了水流类型的剖面分布规律,并揭示了土壤理化性质对水流特征的影响机制。结果表明:染色面积比(SAR)随着土层深度的增加急剧降低,0—60 cm土层的平均SAR表现为稻田(28.16%)高于旱地(21.95%)和林地(18.64%),SAR差异主要体现在5—25 cm土层;染色路径数(SPN)随着土层深度的增加先增加后减小,整个剖面的平均SPN为稻田最多(20条),旱地其次(12条),林地最少(9条)。各样地0—20 cm土层染色路径宽度(SPW)均以1—10 cm为主,水流类型从上至下依次为均质流、非均质指流和高相互作用大孔隙流;对于20 cm以下土层,旱地和稻田的SPW以<1 cm为主,水流类型分别以低相互作用大孔隙流和混合作用大孔隙流为主,林地以1—10 cm的SPW为主,主要水流类型为高相互作用大孔隙流。有机质含量、根系密度和土壤机械组成等性质影响了土壤的孔隙特征,进而影响了土壤的饱和导水率和水流特征。为提高红壤区的水分利用效率、减少水土流失,可以通过破除旱地犁底层、减少稻田干湿交替下的裂隙发育,以及增加林地植被多样性等多种方式实现。

    2019年06期 v.33;No.165 233-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 2265K]
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  • 枸杞苜蓿间作模式下水分调控对枸杞光合特性与水分利用的影响

    齐广平;银敏华;苏鹏海;康燕霞;李晓敏;王金恒;

    针对中国西北干旱半干旱地区枸杞种植模式单一、水分利用低下的农业生产现状,探究更为有效的田间管理措施以提高枸杞产量,并实现水土资源高效利用。基于大田试验,对比分析了2种种植模式(枸杞单作CK和枸杞‖苜蓿LA)与4种水分条件(充分灌水W0(75%~85%)、轻度亏水W1(65%~75%)、中度亏水W2(55%~65%)和重度亏水W3(45%~55%))对枸杞耗水特征、光合特性、生长量、产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)枸杞‖苜蓿(891~1 243 mm)的生育期耗水量高于枸杞单作(829~1 102 mm),且均随灌水亏缺程度的提高呈降低趋势。(2)枸杞单作模式下,净光合速率和蒸腾速率的双峰趋势较枸杞‖苜蓿模式明显;同一种植模式下,随着水分亏缺程度的加剧,枸杞叶片净光合速率和蒸腾速率的峰值有所降低且峰值出现的时间有所提前。(3)同一种植模式下,随着水分亏缺程度的增加,枸杞地径、株高、冠幅和新梢的生长量均呈降低趋势,但降低幅度趋于减小;单作模式下,处理CKW1具有较高的产量(3 720 kg/hm~2)和水分利用效率(3.61 kg/(hm~2·mm));间作模式下,处理LAW0具有较高的产量(3 780 kg/hm~2)和水分利用效率(3.08 kg/(hm~2·mm))。综合得出,枸杞单作模式下,一定程度的水分亏缺有助于提高枸杞产量和水分利用,而枸杞‖苜蓿模式下,应保证充足的土壤水分供应以获得较高的枸杞产量和水分利用。

    2019年06期 v.33;No.165 242-248+256页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 喀斯特石漠化区林草恢复对土壤团聚体及其有机碳含量的影响

    王进;刘子琦;鲍恩俣;张国;李渊;孙建;

    为研究喀斯特高原峡谷石漠化治理区林草植被恢复对土壤团聚体的粒径分布,土壤结构稳定性及各粒径团聚体有机碳的影响,以期为喀斯特石漠化治理区土壤结构改善,植被重建,土壤碳库的维持与提高提供理论依据。以贵州喀斯特高原峡谷石漠化治理示范区5种常见林草植被(金银花、火龙果、花椒、荒草地和原生灌木林地)为研究对象,通过湿筛法对土壤团聚体粒径进行分组,对比分析5种林草植被模式下0—40 cm土层垂直剖面各土层土壤中团聚体和有机碳含量的分布规律。结果表明:在0—40 cm土层垂直剖面中,5种林草植被的土壤团聚体在>5,2~5,0.25~2,<0.25 mm 4个粒级中的分布特征,金银花地分别为31.89%,32.85%,28.48%,6.78%;火龙果地为19.11%,32.68%,37.72%,8.49%;花椒地为10.42%,18.39%,57.90%,13.29%;草地为40.38%,20.68%,30.34%,8.61%;原生灌木林为47.04%,17.80%,30.25%,4.91%。水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量表现为原生灌木林地(95.09%)>金银花地(93.22%)>火龙果地(91.51%)>荒草地(91.39%)>花椒地(86.71%)。5种林草植被均以大团聚体(>0.25 mm)为主;其中,原生灌木林地大团聚体(>0.25 mm)含量最高,花椒地最低。在整个土壤剖面中,土壤团聚体稳定性指标MWD和GMD均以原生灌木林地较高,说明二者土壤结构较好,稳定性较强。在0—40 cm土层剖面中,各粒级团聚体有机碳含量均随着土层深度的增加而降低,表现出表层富集现象;团聚体有机碳以<0.25 mm粒级含量最高,>5 mm粒级最低。总体而言,原生灌木林地土壤团聚体稳定性较好,原生灌木林地在各层土壤中各粒级团聚体有机碳含量最高。

    2019年06期 v.33;No.165 249-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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  • 内蒙古砒砂岩不同类型区土壤有机质与速效钾特征

    邢启鑫;饶良懿;王志臻;胡剑汝;徐也钦;

    选择内蒙古鄂尔多斯准格尔旗不同类型砒砂岩区,通过野外采样和室内分析试验,研究了土壤有机质和速效钾特征,并探讨不同土层、坡位和坡向以及植被丰富度等因子对其影响。结果表明:(1)整体上看,覆土区、覆沙区和裸露区有机质含量介于6.65~7.41 g/kg,处于低水平,速效钾含量介于74.61~137.38 mg/kg,处于中高水平。(2)覆土区地形因子对土壤有机质和速效钾的影响最明显,根据3个不同类型区坡向、坡位及坡向与坡位的交互作用对土壤有机质、速效钾呈现的显著或者极显著关系出现频数,初步判断其影响程度大小为坡位(6次)>坡向(4次)>坡向×坡位(2次)。(3)3个类型区植被丰富度指数与土壤有机质、速效钾含量相关性较高,是进行土壤养分研究应考虑的重要因素。

    2019年06期 v.33;No.165 257-264+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 生物炭对豫西丘陵区农田土壤团聚体稳定性及碳、氮分布的影响

    悦飞雪;李继伟;乔鑫鑫;焦念元;尹飞;郭大勇;王艳芳;刘领;

    为研究生物炭对豫西丘陵地区农田土壤团聚体分布、稳定性及其碳、氮在团聚体中分布的影响,进一步探明生物炭对丘陵区农田土壤结构和养分的长期作用效果。采用田间长期定位试验,生物炭用量为0(C0),20(C20),40(C40)t/hm~2 3个处理,研究生物炭施用5年后对土壤团聚体组成及稳定性的影响,探究土壤团聚体中有机碳和全氮分布特性。结果表明:施加20,40 t/hm~2生物炭可提高0—20,20—40 cm土层的机械性>0.5 mm以上粒级和水稳性>0.053 mm以上粒级团聚体含量。在0—20 cm土层中,C20和C40处理下>0.25 mm的机械性团聚体(DR_(0.25))分别较对照增加3.78%和6.83%,>0.25 mm水稳性团聚体(WR_(0.25))分别较对照增加31.0%和49.45%,土壤不稳定团粒指数(E_(LT))分别较对照降低4.30%和6.85%,土壤团聚体破坏率(PAD)分别较对照降低9.71%和14.77%,土壤团聚体平均质量直径(MWD)分别较对照增加28.44%和45.34%,几何平均直径(GMD)分别较对照增加32.04%和54.92%。各粒级的有机碳和全氮含量随生物炭施用量的增加而增加,有机碳和全氮含量都以0.25~0.053 mm粒级最高,且0—20 cm土层的有机碳和全氮含量高于20—40 cm土层的有机碳和全氮含量;随着生物炭施用量的增加,>2,2~0.25,0.25~0.053 mm粒级团聚体有机碳和全氮贡献率随之增加,而<0.053 mm粒级微团聚体有机碳和全氮贡献率随之降低。总体来说,生物炭能够改善豫西丘陵地区农田土壤的团聚体结构,增加土壤大团聚体的含量,增强团聚体的稳定性,提高土壤团聚体中碳、氮含量,有利于豫西地区农田土壤肥力的保持和持续健康发展。

    2019年06期 v.33;No.165 265-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K]
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  • 旱后复水条件下磷添加对白羊草根系形态及氮磷累积的影响

    康继月;王世琪;刘金彪;李敏;王智;徐炳成;

    植物生长及养分利用特征可揭示半干旱区植物对多变水肥环境条件的适应策略。在白羊草分蘖期设置2个供水条件(正常供水和干旱胁迫21天后复水)和2个磷添加水平(复水当日1 kg干土添加0,0.2 g P_2O_5),2周后测定其根冠生物量、根系形态以及氮磷含量。结果表明,旱后复水条件下,磷添加后白羊草根冠生物量、总生物量和根冠比无显著变化,总根长和根表面积显著增加27.1%和24.1%,比根长和比根面积分别显著增加18.3%和15.9%,根系平均直径显著降低1.3%;白羊草地上部、根系和整株磷含量分别显著增加61.1%,35.8%和49.6%,磷累积量分别显著增加68.6%,52.0%和61.3%,氮磷比显著降低。除地上部氮累积量外,各水分和磷处理下白羊草地上部、根系和整株氮磷累积量与总根长和根表面积呈显著正相关关系。本研究表明,根长和根表面积增加是白羊草响应水肥环境条件改善的主要策略。

    2019年06期 v.33;No.165 273-279+287页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
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  • 化肥减量配合紫云英还田对双季稻产量及氮肥利用率的影响

    陈静蕊;秦文婧;王少先;夏文建;刘光荣;曹卫东;吕伟;徐昌旭;刘佳;

    旨在明确化肥减量条件下不同紫云英还田量对亚热带双季稻区早、晚稻产量及氮肥利用率的影响。以双季稻种植模式为研究对象,设置2个不同的减肥量处理配施不同的紫云英还田量,观察紫云英连续还田下不同处理对双季稻产量和养分利用率的影响。结果表明:与常规施肥处理(100%F)相比,20%减肥量各处理的早稻产量均得到显著提高,增产幅度为5.0%~13.2%;40%减肥量条件下,配施15 000~22 500 kg/hm~2紫云英早稻产量不减产,而配施30 000~37 500 kg/hm~2紫云英后早稻产量有显著提高,增产幅度为5.4%~8.5%。各减肥配施紫云英处理的晚稻产量均随紫云英还田量的增加而升高(P>0.05)。各减肥配施紫云英处理早稻化学氮肥的农学利用率、偏生产力及回收率均较常规施肥处理显著提高,但晚稻的氮肥利用率无显著差异。将紫云英还田输入的氮纳入总氮素投入后,早稻总氮素的农学利用率和回收率均随紫云英还田量的增加而降低;与100%F相比,各减肥配施紫云英处理的农学利用率未显著降低,但紫云英还田量达到37 500 kg/hm~2及以上时会导致早稻的氮素回收率显著降低。各紫云英还田处理土壤全氮含量均高于100%F(P>0.05),且土壤速效氮含量均显著高于100%F处理(P<0.05)。亚热带双季稻种植模式下,长期紫云英还田配合减量施肥对早、晚稻产量和氮肥利用率均产生正面效应,且能提高土壤有机质含量和全氮含量,土壤速效氮含量显著高于常规施肥处理。因此,适量紫云英还田配施化肥除可减少化肥用量外,也是亚热带双季稻区兼顾提升稻米产量和培肥土壤的有效技术。本试验条件下,化肥减量40%配合22 500~30 000 kg/hm~2紫云英的配比综合效果较好。

    2019年06期 v.33;No.165 280-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 增效剂对稻田田面水氮素转化及水稻产量的影响

    俞巧钢;胡若兰;叶静;马军伟;王强;孙万春;邹平;林辉;

    采用田间试验的方法,通过种植单季水稻"绍粳18",研究施用添加聚天门冬氨酸、腐植酸、硝化抑制剂DMPP(3,4—二甲基吡唑磷酸盐)等增效剂的肥料对水稻田面水氮素转化及其产量的影响。结果表明,稻田施氮明显提高了田面水的可溶性总氮、铵态氮、硝态氮浓度。聚天门冬氨酸、DMPP、腐植酸等增效剂的施用,水稻生育期田面水可溶性总氮平均浓度分别下降14.1%,15.8%和7.3%,铵态氮增加10.6%,27.5%和8.6%,硝态氮降低31.8%,46.7%和26.9%,有助于降低氮素流失对水体环境造成的面源污染风险。增效剂聚天门冬氨酸、DMPP和腐植酸可使水稻籽粒产量分别增加6.2%,7.8%和2.4%,秸秆产量增加10.8%,6.1%和4.0%。添加增效剂的肥料较普通肥料可以降低田面水的总氮含量,并且能更好地促进水稻生长,提高水稻产量。

    2019年06期 v.33;No.165 288-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 143K]
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  • 不同水盐处理对苜蓿耗水、品质及产量的影响

    侯晨丽;田德龙;徐冰;李仙岳;任杰;林雪松;

    为探索河套灌区不同盐分土壤苜蓿生长的适宜水分展开盆栽试验,设置3个水分水平、3个盐分水平和1个对照处理CK,监测不同水盐处理苜蓿现蕾期至初花期土壤贮水变化量、品质及产量。结果表明:(1)相同盐分条件下,植株株高、地上生物量、地下生物量、耗水量及干草产量随灌水量的增加而增大,但苜蓿的增产效应明显降低;相同水分条件下,随盐分增加,苜蓿耗水量及地下生物量整体呈现先增大后减小的变化趋势。土壤含盐量超过3 g/kg,土壤中剩余水分显著增加,且随灌水量增加逐渐增加。(2)土壤含盐量1~3 g/kg,水分胁迫有利于提高苜蓿粗蛋白含量;其中低水处理粗蛋白含量均显著高于中水及高水处理(p<0.05);含盐量3~4 g/kg,盐分改变水分胁迫阈值,中水处理粗蛋白含量显著高于低水与高水处理(p<0.05)。盐分与水分胁迫下,植株体内氨基酸含量增加,其中F_3W_1处理氨基酸含量最大,为20.90%。对各游离氨基酸及粗蛋白含量进行相关性分析,其中甘氨酸、蛋氨酸与粗蛋白相关性不显著;其他氨基酸与粗蛋白均呈显著正相关(p<0.05)。(3)土壤盐分1~2 g/kg,苜蓿的水分利用效率随灌水量增加而降低,土壤盐分超过2 g/kg,苜蓿水分利用效率随灌水量呈现先增大后减小趋势。土壤含盐量1~2 g/kg,水分70%~75%θ_f,干草产量增加,水分利用效率提高;土壤含盐量2~3 g/kg,水分70%~85%θ_f,水分利用效率提高干草产量减小,但差异不显著;土壤含盐量3~4 g/kg,水分85%θ_f以上,苜蓿干草产量增加。该研究结果初步可为盐渍化农田苜蓿种植及合理灌溉提供理论依据。

    2019年06期 v.33;No.165 293-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]
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  • 盐碱胁迫对文冠果幼苗水力学特征和碳素分配的影响

    张芸香;王林;田吉;樊兴路;郭晋平;

    以文冠果(Xanthoceras sorbifolia)1年生幼苗为研究对象,通过控制条件下的盆栽试验,研究不同盐碱胁迫条件对文冠果幼苗的水力学特征和碳素分配的影响。结果表明:(1)盐碱胁迫显著降低文冠幼苗存活率、株高和基径、不同部位生物量、凌晨水势、根水力学导度、光合速率和气孔导度;(2)随盐碱胁迫强度增加,植株各部位非结构碳含量均先升后降,且碱性盐胁迫对植株的伤害显著大于中性盐胁迫和混合盐碱胁迫,盐度和pH有显著的交互增强效应,碱性盐比例增加会加重胁迫危害;(3)盐碱胁迫显著限制幼苗根系吸水能力、植株水分状况恶化、气孔导度和光合速率下降,造成生物量和非结构碳含量降低,超出植株对低渗透胁迫的适应能力,最终影响植株存活;(4)文冠果具有一定的耐盐碱胁迫能力,在轻度盐碱条件下能正常生长,在中度和重度盐碱胁迫条件下生长和存活能力受限。通过研究进一步揭示了文冠果幼苗在水力结构和碳代谢上对不同类型和强度盐碱胁迫的生理响应模式,可为文冠果适宜立地选择、栽培范围扩展和规模化发展提供依据。

    2019年06期 v.33;No.165 299-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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  • 不同灌水量对黄河三角洲盐碱地改良效果研究

    胡琴;陈为峰;宋希亮;孙若钧;罗延峰;

    通过室内土柱模拟试验,研究不同灌水量对盐渍土的改良效果。试验共设计3个不同灌水量,分别为S1 (200 mm)、S2 (300 mm)、S3 (400 mm)。结果表明:(1)灌溉淋洗对0—40 cm土壤盐分淋失影响较大,其中0—20 cm脱盐率最高,表现为S3>S2>S1,不同处理在剖面上均出现积盐,S1、S2在40—60 cm出现积盐,说明低灌水量对土壤表层盐分具有淋洗作用,但会造成底层土壤盐分累积;(2)K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-含量在灌水后有较大幅度的下降,且整体溶脱率随灌溉水量的增加而增加。各离子在0—20 cm随灌水量增加表现为不同的变化规律,Ca~(2+)先溶脱后积累,HCO_3~-变化规律与Ca~(2+)相反,表现为先积累后溶脱,其他离子均随灌水量的增加而减少;(3)灌水后,S1、S2的pH在剖面上的分布与灌水前相似,0—40 cm土壤总碱度随灌水量增加呈先增后减的趋势,表现为先碱化再脱碱,与土壤pH变化一致。研究成果可为盐碱地改良和节水灌溉提供参考。

    2019年06期 v.33;No.165 305-310+325页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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  • 有机-无机配施对盐渍土壤水稻生长及养分利用的影响

    陈猛猛;张士荣;吴立鹏;刘盛林;孙泽强;娄金华;魏立兴;丁效东;

    针对滨海盐渍化土壤水稻种植过程中根系生长受盐碱胁迫,导致养分利用率低的问题。采用田间试验研究了有机肥与磷肥配施对滨海盐渍化土壤水稻不同生育期根系生长、水稻产量及养分利用率的影响。试验采用双因素设计,3个碳水平:(1)C0,无碳;(2)C1:低碳,450 kg/hm~2;(3)C2:高碳,900 kg/hm~2;3个磷水平:(1)P0:无磷;(2)P1:低磷,P_2O_5 64 kg/hm~2;(3)P2:高磷,P_2O_5 128 kg/hm~2。结果表明,在水稻成熟期,低碳低磷(T5)处理时根系总表面积显著高于高碳低磷(T7)和高碳高磷(T8)处理,分别增加25.2%和30.2%;低碳处理(T5、T6)时根系总体积显著高于高碳处理。T5处理时水稻产量、生物量显著高于其他处理,分别为10 245,9 550 kg/hm~2。结实率较高是低碳低磷(T5)处理水稻产量最高的原因。低碳低磷(T5)处理时糙米P积累量最高,显著高于T6、T7、T8处理,分别高出13.9%,27.8%,31.2%。T5处理的磷肥贡献率和农学效率显著高于其他施磷肥处理。磷肥偏生产力表现为低磷投入显著高于高磷投入。综上所述,与单独施用无机肥相比,有机肥与磷肥配施能够显著促进滨海盐渍化土壤水稻根系生长,提高水稻产量及磷肥农学效率,其中低碳低磷(T5,C 450 kg/hm~2+P_2O_5 64 kg/hm~2)处理最有利于盐渍化土壤水稻根系生长。

    2019年06期 v.33;No.165 311-317+325页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 湿地松林土壤生化特性和酶活性对模拟硫沉降的响应

    房焕英;肖胜生;潘萍;欧阳勋志;熊永;

    以亚热带湿地松人工林为研究对象,通过3种水平(对照CK:pH 6.5;低硫LS:pH 4.5;高硫HS:pH 2.5)的模拟硫沉降控制试验,分析土壤生化特性及酶活性对硫添加的响应。结果表明:(1)硫输入促进了土壤酸化,0—5 cm土层土壤pH在HS处理下显著降低,5—10 cm土层土壤pH在LS和HS处理下显著降低(P<0.05);(2)硫输入对土壤有机碳库存在一定影响,土壤总有机碳(TOC)对硫输入无显著响应,但土层间的差异性显著增加(P<0.05),土壤可溶性有机碳(DOC)受影响有限,5—10 cm土层微生物量碳(MBC)LS显著降低(P<0.05);(3)硫输入对土壤有效氮库影响存在差异,土壤可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_4~+—N)尚未表现出显著变化,土壤硝态氮(NO_3~-—N)、土壤微生物量氮(MBN)均在HS处理下显著降低,且硫输入加剧土层间的差异性(P<0.05);(4)硫输入抑制了酶活性,土壤脲酶活性在HS处理下显著降低(P<0.05),土壤蔗糖酶活性无显著变化,但硫输入均弱化了土层间酶活性的差异性。综合分析所有处理下的土壤生化性质和酶活性等指标发现,对硫添加响应敏感的是土壤pH和酶,土层是另外一个主要影响因子,硫添加和土层的交互作用则影响有限。采用Pearson分析得出,硫输入改变了土壤生化特性、酶活性等指标间的相关性程度。可见,酸雨对土壤酸化的影响是一个逐渐累积的过程,外源性硫添加对土壤碳氮及酶活性的影响存在一定差异,这可为硫沉降环境胁迫下森林管理提供科学依据。

    2019年06期 v.33;No.165 318-325页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 不同热解温度茶渣生物质炭对茶园土壤吸附解吸NH_4~+-N的影响

    林婉嫔;夏建国;肖欣娟;李祥羽;王湘贻;

    生物质炭对铵根的吸附解吸影响着土壤的固氮效果,为探讨茶渣生物质炭对茶园土吸附—解吸NH_4~+—N性能的影响,减少土壤中氮素的淋失,提高氮素利用效率,通过模拟培养试验,采用平衡吸附法及HCL解吸法,研究了不同热解温度下制备的茶渣生物质炭在不同添加比例(0.35%,0.70%,1.40%,2.80%)下,茶园土对NH_4~+—N吸附解吸的特性。结果表明:施用生物质炭能有效增强茶园土对NH_4~+—N的吸附,并随生物质炭添加量的增加而增强。同一生物质炭添加量下,4种生物质炭处理下茶园土对NH_4~+—N的吸附量大小表现为BC400>BC300>BC500>BC600。生物质炭的CEC含量是影响土壤吸附NH_4~+—N能力的主要因素。土壤对NH_4~+—N的吸附过程均以Langmuir方程拟合达到显著水平(0.953 7<R~2<0.995 5),以单层吸附为主。施用生物质炭后,土壤产生了解吸滞后,有效降低了茶园土对NH_4~+—N的解吸率,BC400的解吸率最低。茶渣生物质炭能够增强土壤对NH_4~+—N的吸附,降低对NH_4~+—N的解吸,有利于提高土壤对氮素的吸持能力,其中BC400,2.80%处理下效果最佳。

    2019年06期 v.33;No.165 326-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
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  • 重庆梁滩河表层沉积物氮形态时空特征及影响因素

    刘欢;孔维苇;王晓锋;袁兴中;龚小杰;刘婷婷;

    为研究流域快速城市化背景下浅水河流表层沉积物氮赋存形态时空格局特征及潜在环境风险,选择重庆主城区的梁滩河为研究对象,于2014年12月和2015年6月采集干、支流主要断面水样及表层沉积物样进行分析。结果表明:梁滩河干、支流表层沉积物总氮(TN)含量变化为2.63~8.12 g/kg,离子交换态氮(IEF—N)、弱酸可提取态氮(WAEF—N)、强碱可提取态氮(SAEF—N)和强氧化剂可提取态氮(SOEF—N)含量分别为190~1 764,119~1 139,208~2 039,159~2 829 mg/kg,受流域污染源分布格局影响,沉积物各形态氮含量空间变化幅度均较大;梁滩河沉积物TN、WAEF—N、SAEF—N、SOEF—N含量上游至下游均逐渐降低,而活性最高的IEF—N则在城市河段出现明显峰值,外源污染强度和建设用地面积对不同形态氮的空间变异性具有较高的解释量,表明流域内污染格局及人类活动强度对沉积物氮形态分布具有重要影响;沉积物中可转化态氮(TF—N)含量占TN比例的52.9%~72.3%,且在城市河段IEF—N占比均显著高于非城市段,呈现较高的氮释放风险,表明城市污染进一步促使沉积物氮的活化;大部分断面总氮及各形态氮冬季略高于夏季,但变化幅度不大;统计分析表明,各形态氮之间具有较强的相互转化的联系,而且与水体pH、DO、DOC等环境参数呈显著相关关系,沉积物中氮形态分布特征受外源有机碳输入及水体污染的影响。综上,受流域城市发展过程中形成的不同污染源格局的影响,梁滩河表层沉积物氮形态空间变异性大,特别是城市区河段内源污染风险较大,如何调控内源氮释放是未来治理河流的关键。

    2019年06期 v.33;No.165 332-341页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K]
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  • 芜湖市区驾校微环境地表灰尘中汞的分布特征及影响因素

    王月;方凤满;吴明宏;林跃胜;匡盈;武慧君;汪剑飞;

    为了解驾校不同微环境地表灰尘中Hg的污染情况,使用测汞仪(Hydra II C)测定了芜湖市区26个驾校全粒径和细粒径灰尘样品中Hg的含量,并进行了统计分析。结果表明:芜湖市区驾校地表全粒径和细粒径灰尘中Hg的平均含量分别为49.36,59.97 ng/g,均低于芜湖市土壤背景值,且全粒径与细粒径灰尘中Hg含量存在极显著性差异(P<0.01)。对于全粒径灰尘,驾校不同微环境地表灰尘Hg含量呈现出:倒车入库>S弯>侧方位停车>直角转弯>坡道定点,细粒径灰尘则表现出:倒车入库>S弯>侧方位停车>坡道定点>直角转弯,两者呈现出相似的规律,其中倒车入库、S弯和侧方位停车3个项目细粒径灰尘Hg含量显著高于直角转弯和坡道定点项目(P<0.05),倒车入库项目全粒径灰尘Hg含量显著高于坡道定点项目(P<0.05)。通过对驾校地表灰尘Hg的影响因素分析,室内驾校全粒径和细粒径灰尘中Hg的平均含量均高于室外驾校,燃气驾校不同微环境地表灰尘Hg的平均含量均高于燃油驾校,且燃油和燃气驾校全粒径地表灰尘Hg含量呈现显著性差异(P<0.05);相关性分析发现,对于全粒径与细粒径灰尘,S弯、倒车入库和侧方位停车项目灰尘Hg含量均与教练车密度呈极显著相关,芜湖市区驾校地表灰尘Hg的含量受汽车尾气排放的影响。驾校汽车尾气排放及燃油泄露等导致的Hg污染不容小觑,且存在累积性,教练常年在驾校工作,其健康受到一定威胁,驾校Hg污染需加以重视。

    2019年06期 v.33;No.165 342-347+355页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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  • 福州不同农田土地利用类型土壤碳氮磷生态化学计量学特征

    刘旭阳;陈晓旋;陈优阳;金强;林少颖;王维奇;

    为阐明不同土地利用类型土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量学特征,对福州农田不同土地利用类型(水稻田、菜地和茉莉园)下的土壤全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。结果表明:土壤TC含量均值基本表现为水稻田>菜地>茉莉园(P<0.05);在春、秋季节土壤TN含量均值表现为水稻田>菜地>茉莉园(P<0.05),在夏、冬节季表现为菜地>水稻田>茉莉园(P<0.05);在各个季节菜地土壤TP含量均值均为最大(P<0.05),在冬季土壤TP含量均值达到最大(P<0.05)。土壤C/N、C/P和N/P在各个土地类型下均值分别为10.17~12.89,0.46~0.86,4.76~9.61,C/N季节差异不显著,唯有夏季略高于其他季节,菜地土壤C/N在各个季节均低于水稻田和茉莉园(P<0.05);C/P和N/P在全年内季节差异不显著,均表现为水稻田>菜地>茉莉园(P<0.05)。菜地土壤C和N储量在各个季节均高于水稻田与茉莉园土壤(P<0.05),各个季节里水稻田和茉莉园土壤C和N储量无明显差异,秋季各个土壤类型C和N储量基本低于其他季节(P<0.05)。在各个季节P储量均值表现为菜地>茉莉园>水稻田(P<0.05)。总体来看,与其他土壤相比,茉莉园土壤C、N、P含量最低,菜地土壤N和P含量以及储量较高,且土壤碳氮磷生态化学计量学特征在不同土地利用类型下差异显著,其生态化学计量学特征对土壤碳氮磷固持及限制性养分具有一定的指示作用。

    2019年06期 v.33;No.165 348-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 改良剂配合水分管理减少水稻吸收土壤中镉的研究

    徐颖菲;谢国雄;章明奎;

    为研究减少水稻籽粒中镉的积累,选择一中度重金属污染农田,进行了4种改良剂处理(不施改良剂、生物质炭、钙镁磷肥—坡缕石—硫磺粉(比例为100∶50∶1)和石灰—沸石—硫磺粉(比例为100∶50∶1))和2种水分管理模式(深灌和浅灌)的不同组合处理,田间试验研究了改良剂配合水分管理减少水稻吸收土壤镉的效果,改良剂用量为3 t/hm~2。结果表明,施用改良剂和采取深灌均可显著减少水稻从土壤中吸收镉,并以二者配合的效果最佳。与浅灌/不施改良剂处理比较,钙镁磷肥—坡缕石—硫磺粉和石灰—沸石—硫磺粉2种复合改良剂配合深灌可分别降低籽粒中镉含量56.53%和55.53%,但施用生物质炭降低水稻吸收土壤中镉的效果相对较差。施用复合改良剂促使土壤中交换态镉转化为碳酸盐结合态、氧化物结合态及残余态镉等较为稳定的镉形态,降低了土壤中生物有效态和水溶态镉,减少了水稻吸收土壤镉;深灌有利于硫化镉的形成,并通过"稀释"作用降低水稻吸收土壤镉。研究认为改良剂配合深灌是一种较为方便、有效的技术,适用于农田土壤镉污染的控制。

    2019年06期 v.33;No.165 356-360页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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  • 外源H_2O_2对镉胁迫下酸枣幼苗生长及生理特性的缓解效应

    麻云霞;李钢铁;梁田雨;马媛;闫晶秋子;杨超;

    通过温室盆栽土培试验,研究不同浓度(0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1,0.3 mmol/L)的外源H_2O_2处理对0.05 mmol/L Cd胁迫下酸枣幼苗生长、光合系统和荧光特性等的影响。结果表明:(1)Cd胁迫下,酸枣幼苗生长受到抑制,经H_2O_2处理后,酸枣幼苗对镉抗性系数、光合绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均升高,过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量和胞间CO_2浓度(C_i)则出现不同程度的下降;(2)低浓度H_2O_2(≤0.08 mmol/L)处理后,酸枣叶片和根系内抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)]活性增强,叶片内1,5—二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)、1,1—二磷酸景天庚酮糖酯酶(SBPase)和1,6—二磷酸果糖醛缩酶(FBAase)活性最高显著上升38.24%,42.15%,84.08%,但转酮醇酶(TKase)活性无显著变化;(3)酸枣叶片内PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和吸收光能用于光化学反应的份额(P)在H_2O_2处理下最大分别提高37.52%,135.95%,53.10%和98.36%,PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散Y(NPQ)、非调节性能量耗散Y(NO)、吸收光能用于天线热耗散的份额(D)、PSⅡ反应中心非光化学耗散的份额(E_x)和双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)分别降低34.13%,35.15%,30.26%,35.52,32.30%和53.43%,缓解效果显著,但随着外源H_2O_2喷施浓度的增加,缓解效应有下降趋势。综合分析发现,H_2O_2对酸枣镉毒的缓解作用与其改善酸枣光合作用、维持抗氧化系统高活性和提高PSⅡ光化学效率等多种生理过程有关。其中以0.08 mmol/L H_2O_2提高酸枣的修复效率最佳,可作为植物修复的强化措施。

    2019年06期 v.33;No.165 361-369页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 不同马铃薯品种对Cd、Pb吸收累积的差异

    黄芳;辜娇峰;周航;杨文俊;袁腾跃;张竞颐;王诗龙;廖柏寒;

    采用田间试验法,以中南地区主要种植的11个马铃薯品种为研究对象,测定马铃薯植株各部位重金属Cd、Pb含量,探讨不同品种的马铃薯对Cd、Pb的吸收累积差异,为马铃薯的安全种植提供实践参考。结果表明:Cd—Pb复合污染下,马铃薯块茎鲜重、茎叶鲜重以及根、茎叶、块茎中Cd、Pb含量在品种间均表现出显著差异。11个马铃薯品种块茎Cd含量范围为0.39~0.67 mg/kg,超标率100%,块茎Pb含量为0.16~0.43 mg/kg,超标率81.8%。马铃薯各部位Cd、Pb含量均呈现根>茎叶>块茎的分布特点;马铃薯对Cd的富集系数为2.35~5.56,对Pb富集系数为0.11~0.22,马铃薯富集转运Cd的能力大于Pb。尽管复合重金属靶标危险系数(TTHQ)法评价显示,金湘等5种马铃薯的TTHQ值<1,对人体健康风险较小,但结合块茎Cd、Pb含量,建议污染区种植的马铃薯作为工业原料使用更安全。

    2019年06期 v.33;No.165 370-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
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