王 添, 任宗萍, 李 鹏, 张辉,苏远逸, 支再兴, 马田田, 孙 倩
2016(6):1-6. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.001
摘要:通过室内模拟降雨试验,研究坡度与地表糙度对土壤侵蚀的影响。根据研究区坡耕地特点,试验共设计5个坡度,分别为9°,12°,15°,20°,25°,设计雨强为1.0 mm/min,降雨历时为60 min。结果表明:5个坡度下坡面径流总量表现为先增大后减少,在20°与25°坡面表现出显著性差异,地表糙度变异率降幅为12°>9°>25°>15°>20°;(2)次降雨产流量与坡度、糙度变异变率呈显著指数函数关系;(3)5个坡度其坡面产沙量表现为先增大后减少,产沙量在坡面梯度为3°的坡面之间以及20°与25°坡面间存在显著性差异,说明坡度对产沙量有显著影响;(4)次降雨产沙量与坡度、糙度变异变率呈极显著线性关系;(5)次降雨量、产沙量与坡度、糙度变异变率的回归关系均优于分别与坡度、糙度变异变率的回归关系。研究成果为揭示水蚀过程中坡度与地表糙度对侵蚀的作用机理提供了参考。
2016(6):7-12. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.002
摘要:选取湖北通城县五里镇发育典型的崩岗作为研究对象,利用室内人工模拟降雨试验,分析花岗岩崩岗区各层次土体的产流产沙状况和泥沙各粒径流失规律。结果表明,各层次土体入渗率和累积入渗量在整个降雨时段内差异显著。随着降雨时间的延长,各层次土体入渗率均表现出先快速减小后逐渐趋于稳定,累积入渗量则相差越来越大;淀积层的稳定入渗率最大为328.75 ml/min,是淋溶层的1.13倍,母质层的1.76倍;Horton模型能对各层次土体入渗率很好的拟合(R2>0.922),且拟合结果证实了模拟降雨条件下各层次土体入渗速率随时间变化规律。各层次土体产沙率和累积产沙量在整个降雨时段内差异显著。母质层平均产沙率为40.43 g/(L·min),是淀积层的1.79倍,淋溶层的3.11倍;淀积层的累积产沙量增加较快,淋溶层的累积产沙量增长缓慢,母质层的累积产沙量在整个降雨时段内不断增加且远大于淋溶层和淀积层的累积产沙量。各层次土体<0.2 mm粒径的流失量最多,0.2~1 mm粒径次之,1~2 mm粒径和>2 mm粒径流失量最小;随着降雨时间的延长,淋溶层各粒径流失量均逐渐减小,淀积层各粒径流失量逐渐增多,母质层各粒径流失量逐渐趋于稳定。该研究对揭示崩岗区各层次土体侵蚀的产流产沙机理及侵蚀规律的研究具有重要的理论和实践意义,为崩岗水蚀过程物理模型的建立奠定基础。
2016(6):13-17. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.003
摘要:通过设计2种降雨强度(90,120 mm/h)和4个地表坡度(10°,15°,20°,25°)的模拟降雨试验,研究了降雨强度和坡度对粘黄土坡面片蚀的影响。结果表明,试验条件下当降雨量相同时,降雨强度和坡度对径流量的影响不显著,而对坡面片蚀量的影响非常显著;当降雨强度由90 mm/h增加到120 mm/h时,在相同坡度条件下坡面片蚀量增加76.2%~128.0%;当坡度由10°变化到25°时,90 mm/h和120 mm/h两种降雨强度坡面片蚀量分别增加29.3%~72.1%和1.8%~75.4%。在降雨历时相同时,降雨强度由90 mm/h增加到120 mm/h可使相同坡度条件下坡面径流量和片蚀量分别增加19.5%~26.0%和103.8%~162.2%;当坡度由10°增加至25°时,坡面片蚀量在90 mm/h和120 mm/h两种降雨强度下分别增加25.1%~67.4%和1.8%~75.0%。降雨强度对稳定阶段侵蚀速率的相对贡献大于82%,远大于坡度对稳定阶段侵蚀速率的相对贡献。
2016(6):18-23. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.004
摘要:利用黄土高原2种典型的土壤类型(黄土和塿土),在2个降雨强度(44.5,95.5 mm/h)和2个坡度(8.7%,25.9%)条件下进行了人工模拟降雨试验,研究了3种水质(去离子水、自来水、盐水)对坡面产流、产沙过程的影响。结果表明,2种土壤类型的产流过程差异显著,黄土条件下去离子水最先产流,但产流速率小于自来水与盐水;而塿土条件下去离子水的产流速率始终最大,自来水与盐水由于离子数量相当,产流速率差异较小。水质主要通过地表结皮的形成与发育影响径流,以总降水量45.5 mm为例,径流深随供水电导率的增大而减少,与去离子水相比,黄土条件下自来水和盐水的径流分别减少了5.7 mm和1.7 mm,而塿土条件下分别减少了7.2 mm和9.8 mm。受产流过程的影响,不同供水水质条件下产沙过程不一,产沙速率与产流速率变化同步。2种土质条件下产沙量均是去离子水最大,与去离子水相比,自来水和盐水分别减少了45.9%,35.8%(黄土)和65.6%,68.3%(塿土),结果显示模拟降雨水质会显著影响坡面产流产沙过程,为保证试验数据的准确性和可对比性,建议在进行人工降雨相关试验时均采用去离子水。
2016(6):24-29. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.005
摘要:通过对重庆合川和云南楚雄紫色土坡耕地野外调查和室内土壤物理力学性质分析,对比研究了紫色土坡耕地耕层土壤的蓄水、稳定及耕性特征。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤入渗速率随土层深度而降低,0—20,20—40,40—60 cm耕层土壤稳定入渗率分别为5.80~9.58,2.81~4.35,0.98~1.96 mm/min;而相应深度土壤最大有效库容分别介于49.93~66.26,46.04~59.05,37.42~43.55 mm范围,0—20 cm土壤兴利库容高产耕层大于低产耕层;(2)不同类型紫色土坡耕地耕层土壤稳定性差异明显,土壤团聚体结构均以>5,5~3,3~0.5 mm 3个粒级为主且>0.25 mm水稳性大团聚体含量随耕层深度显著降低;0—20 cm耕层土壤稳定性指数依次为烟草高产耕层(2.96)>玉米高产耕层(2.55)>烟草低产耕层(2.45)>玉米低产耕层(2.38);20—40,40—60 cm土层的玉米和烟草稳定性指数分别较0—20 cm耕层降低0.44,0.64和0.66,0.71;(3)不同坡耕地耕层土壤抗剪强度和贯入阻力差异显著(p<0.05),土壤抗剪强度依次为玉米低产耕层(36 kPa)>玉米高产耕层(29 kPa)>烟草低产耕层(25 kPa)>烟草高产耕层(21 kPa),峰值出现在20—40 cm;高产耕层的土壤贯入阻力在0.3~1.9 MPa,低产耕层则在0.5~2.5 MPa变化,其峰值出现在40—50 cm。紫色土坡耕地高产耕层具有稳定入渗率高、有效库容大、土壤持水性能较强、土壤结构稳定性高、表层土壤抗剪强度和贯入阻力较低的特征。
叶照金 , , 廖 敏 , , 黄 宇 , , 吕 婷 , , 沈 杰, 张 云
2016(6):30-37. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.006
摘要:采用田间径流小区定位研究方法,以合溪水库集雨区苗木种植地为研究对象,设置了撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外设置植草缓冲带、条施、穴施6种施肥管理处理小区,探究不同施肥管理模式对合溪水库集雨区苗木地径流氮素流失的影响,筛选最佳施肥管理模式。结果表明:不同施肥管理模式下,苗木地地表径流年总氮素径流流失通量大小顺序为:撒施(对照)>覆膜>条施>穴施>区外植草缓冲带>秸秆覆盖,撒施(对照)、地膜覆盖、条施、穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖6种施肥管理模式下的年总氮素径流流失通量分别为:35.61,18.30,15.86,12.94,8.18,3.44 kg/(hm2·a),说明穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖是较佳的施肥管理模式,将其优化组合后会显著消减水库集雨区苗木地径流氮素流失及其对水库水质的潜在影响。此外,不同施肥管理模式下,苗木地径流水样氮素流失的主要形态为颗粒态氮,其次为硝态氮,其中,撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外植草缓冲带、条施和穴施年均流失的颗粒态氮占流失总氮的比例分别为69.11%,68.87%,68.04%,61.89%,61.17%和65.09%;年均流失的硝态氮占流失总氮的比例分别为23.18%,23.36%,20.21%,27.20%,32.02%和28.71%。
吴晓妮 , , , 付登高, 段昌群 , 闫 曦, 蒋 霞
2016(6):38-42. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.007
摘要:为了解高原湖泊流域内农田种植方式及沟渠类型对雨季径流中固体悬浮物及氮磷浓度变化的影响,在柴河流域不同农田种植方式(蔬菜地、玉米地、大棚种植区)的区域内选择典型自然沟渠及土质沟渠进行自然降雨过程中径流氮、磷含量分析。结果表明:(1)该区域农田径流水体总氮、总磷平均值为27.16,17.18 mg/L,相对地表V类水质限值而言超标严重,溶解态氮与颗粒态磷是氮、磷的主要存在形态,符合面源污染特征;(2)降雨是影响径流污染物含量最重要的因素之一。除此之外,种植方式对总氮(TN)、溶解态氮(DN)及溶解态磷(DP)具有显著影响(P<0.05),而沟渠类型对污染物含量的影响不显著(P>0.05);(3)在同一降雨量(18.05 mm)条件下,蔬菜地及大棚区的农田径流氮含量(TN:32.26 mg/L和29.02 mg/L,DN:21.33 mg/L和17.46 mg/L)显著高于玉米地(TN:18.33 mg/L,DN:6.23 mg/L),大棚区径流的磷素含量(TP:17.46 mg/L,DP:2.16 mg/L)则显著高于蔬菜地(TP:6.89 mg/L,DP:1.38 mg/L)及玉米地(TP:7.92 mg/L,DP:0.64 mg/L);自然沟渠相对于土质沟渠可以显著降低径流中的总磷(TP)、DN及DP含量(P<0.05)。研究结果表明在同一降雨量条件下,土地种植方式仍是影响柴河流域面源污染的主要因素,沟渠虽然可以有效降低面源污染含量,但其影响却小于土地种植方式。因此建议在流域面源污染控制及水土保持过程中,首先需要对流域原有种植结构进行优化,然后在此基础上实现对现有沟渠生态化水平的改造与提升,以增加对面源污染物的控制效能。
郑 好 , 管赛赛 , 王文亮 , 宗胜杰 , 李志鹏 , 付仲毅 , 程昌新 , 刘 忠 , 叶协锋
2016(6):43-46. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.008
摘要:在重庆市石柱县坡耕地开展保护性耕作试验,探究其对水土流失的影响。于2015年在重庆市石柱县坡耕地烟田开展试验,采用顺坡起垄的方式,设置4个处理:处理T1(不种植黑麦草),处理T2(垄间种植黑麦草),处理T3(垄体种植黑麦草),处理T4(垄体种植黑麦草+垄间种植黑麦草)。结果表明:垄间种植黑麦草可有效减少小区径流量58.66%~65.79%,小区产沙量62.50%~68.78%的,硝态氮流失52.05%~57.22%,铵态氮流失51.03%~59.98%,总磷流失51.47%~65.88%和钾流失66.93%~69.33%;垄体种植黑麦草可有效减少小区径流量54.32%~61.59%,小区产沙量52.95%~62.98%,硝态氮流失63.73%~77.49%,铵态氮流失59.12%~67.81%,总磷流失62.84%~76.22%,钾流失75.17%~77.84%。垄间和垄体均种植黑麦草可有效减少小区径流量92.09%~98.25%,小区产沙量86.43%~95.91%,硝态氮流失87.89%~94.99%,铵态氮流失90.19%~97.06%,总磷流失81.99%~91.94%,钾流失91.52%~93.88%。整体而言,垄间种植黑麦草+垄体种植黑麦草处理对重庆烟区水土保持效果最佳。
邹显花 , , 黄彬彬 , , 高清贵, 马祥庆 ,
2016(6):47-55. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.009
摘要:采用侵蚀针与径流小区定位观测相结合的方法,比较黑色薄膜覆盖与绿肥覆盖、割草覆盖、生物篱、施用除草剂等传统经济林水土流失治理措施的水土保持效果,探讨在锥栗林中黑色薄膜覆盖防治水土流失的可行性。结果表明:不同处理模式的水土及养分流失量总体上均显著小于对照。其中,绿肥覆盖与施用百草枯2种模式的液体径流量在试验期间均低于其他3种处理模式。由于覆膜减少了降雨的入渗量,与其他处理相比,黑色薄膜覆盖的液体径流量较大,其固体流失量则在不同月份均最低,施用百草枯模式的固体流失量也显著小于其他传统的处理模式。通过对不同处理模式的坡面侵蚀空间分异特征进一步分析得出,与对照相比,绿肥覆盖、生物篱、施用百草枯3种处理模式的坡面净侵蚀现象随着处理时间的延长而逐渐减少,而黑色薄膜覆盖与割草覆盖模式的坡面净沉积作用明显。因黑色薄膜覆盖可实现“肥与水隔离”,大量的液体流失并未造成过多的养分损失,仅5—6月的液体全P、全K和铵态N大于对照,7—10月,液体养分流失量也显著小于对照,且黑色薄膜覆盖模式在试验期间固体养分流失量总体上均显著小于其他处理。此外,黑色薄膜覆盖大大缩短了果实捡拾时间,降低了人工成本。黑色薄膜覆盖模式在减轻坡面土壤侵蚀、减少土壤养分流失方面效果显著,相对其他措施在锥栗林的水土保持方面具有优势,但较强的膜上径流具有加剧侵蚀的倾向,限制其实际应用。可结合设置覆膜比例,采用有孔薄膜、坡面微工程等减少液体径流,以达到薄膜覆盖的最佳效果。
吴芳芳 , , 曹月娥 , , 卢 刚, 杨建军 , , 张婷婷 ,
2016(6):56-60. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.010
摘要:为阐明准东地区土壤风蚀现状及影响因子,通过实地采样,结合气象、土地利用数据、DEM、遥感影像,从气候因子、地形因子、土壤因子以及植被盖度4个方面进行分析,利用GIS平台结合WEQ经验模型对各因子叠加计算的土壤风蚀状况进行分级,并对各侵蚀等级进行评价分析。结果表明:气候、土壤及植被盖度共同影响该区域的土壤风蚀状况。受各因子的影响,准东地区风蚀分级状况比较明显,侵蚀强度由南向北呈增强趋势,主要表现为重度侵蚀,占研究区面积的43.02%。该区域平均侵蚀模数4 470.64 t/(km2·a),风蚀量达9 969.53万t。为验证模型的准确性,利用137Cs示踪法推算的风蚀模数与模型值进行对比,结果表明模型计算值与137Cs示踪法估算值间的平均相对误差7.78%,证明该模型在研究区具有很好的适用性。
宗玉梅 , , 俎瑞平, 王 睿 , , 韩庆杰, 顾梦鹤, 王军战
2016(6):61-66. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.011
摘要:采用室内分析和风洞模拟试验的方法,研究了不同风速下库布齐沙漠沙丘沙含水率对粗糙度、风速廓线和风沙流结构变化的影响。根据风洞实际动力情况,确定试验进口风速为6,8,10,12,14,16 m/s;除干沙外,人工配制了含水率为0.25%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5% 6组不同湿度的沙样,分别开展了风洞模拟试验。结果表明,地表粗糙度随着风速的增加而增大,但随湿度的增加整体呈减小趋势;试验所包含的湿度范围内,其风速廓线均随高度呈对数分布,随风速的增大,风速廓线的对数规律越好,风速梯度逐渐减小;湿度越大输沙率随风速增加的绝对量变小,但相对量有所增加;随着湿度的增加输沙率呈整体下降趋势;不同湿度输沙率都出现随高度增加而减少的趋势,当湿度达到2.5%时,不管任何高度风蚀过程几乎停止;干沙输沙量80%集中于近地表5 cm内,但随着湿度增加,5 cm以上输沙率所占比重呈增加趋势,当湿度介于0.25%~1.5%时,地表5~8 cm之间输沙量占总输沙率的30%以上。说明在地表含水率较高的库布齐沙漠,采用格状沙障等增加地表粗糙度的机械防沙措施能收到比西部沙漠和戈壁地区更为理想的效果,而且采用固沙措施的高度也应高于干沙地区。
杨 超 , , 苏正安, 马 菁, 熊东红, 董一帆, 张 丹, 徐 霞
2016(6):67-72. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.012
摘要:以攀枝花盐边县红格龙蟒矿山李家河排土场、未被开采过的矿区灌草地和耕地3种土壤为研究对象,基于土壤水蚀预报模型(WEPP)中细沟侵蚀模型,采用100,200,300,400,500,600 ml/min的流量对灌草地、耕地和矿山排土场土壤分别进行排水、饱和以及渗流状态下的冲刷试验,查明其可蚀性(Kr)的变化。结果表明:(1)径流剪切力与土壤剥蚀率之间存在较显著的指数关系(P<0.01);(2)流量与土壤剥蚀率之间存在较为显著的指数关系(P<0.01),土壤剥蚀率随流量的增加呈指数形式增加;(3)在排水、饱和及渗流3种水文条件下,灌草地土壤Kr值分别为0.000 2,0.000 5,0.000 9 m/s,耕地土壤Kr值分别为0.000 3,0.000 9,0.001 8 m/s,排土场土壤Kr值分别为0.002 3,0.066 9,0.094 6 m/s。可见,在同一水文条件下,土壤Kr值均表现为排土场>耕地>灌草地;(4)在同一土地利用类型下,土壤Kr值均表现为渗流状态>饱和状态>排水状态,这是由于渗流状态下土壤同时受到垂直方向和地表径流的双重作用,导致土壤可蚀性最差,在饱和状态下,土壤抗蚀性也相应地变差,在排水状态下,由于地表径流可以自由下渗,土壤抗蚀性相对较好。综上可见,土壤中垂直水力梯度的变化会显著影响土壤可蚀性,矿山土壤经过人为扰动之后抗蚀性也会呈显著降低趋势,在未来土壤侵蚀研究中亟需进一步开展深入研究。
孙小涛 , , 周忠发 , , 陈 全 , , 陈继军, 张珊珊 ,
2016(6):73-78. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.013
摘要:为了定量分析重点生态功能区雷山县水土流失敏感性现状,揭示其空间分布特征,识别出水土流失敏感性关键地域,也为县域水土流失综合防治和生态环境治理提供理论依据,研究选取2010年10月覆盖雷山县全域的ALOS影像和1∶50 000地形图等为数据源,通过地理空间信息技术(RS和GIS技术)结合使用,运用3D Analyst栅格计算功能,提取雷山县DEM、坡度、坡向和土地利用等主要因子,运用ENVI软件,结合归一化植被指数模型,获取植被覆盖度,运用ArcMap空间叠加分析方法,划分出水土流失敏感性等级,得到研究区水土流失敏感性空间分布情况。结果表明,雷山县轻度及以上水土流失敏感性区域面积812.29 km2,占总面积的67.45%,水土流失敏感性以轻度为主;强烈以上等级占总面积5.96%,所占面积小;同时研究区不同高程、坡向、坡度和植被覆盖度等级与水土流失敏感性之间存在显著关系,即轻度以上的水土流失敏感性区域面积出现先增大后减小的单峰分布;水土流失敏感性区域主要出现在高程为800~1 400 m范围内,坡向为东南坡和西北坡,坡度为15°~35°,植被覆盖等级在30%~45%。
李慧娟 , , 高建恩 , , , 张元星 , , 白先发 , , 孙彭成, 张英英
2016(6):79-84. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.014
摘要:针对以增暖为主要标志的全球变化导致气候变率增大,极端天气气候事件和灾害发生更为频繁,造成的人口、农业经济生产、基础设施风险扩大的现实,以2013年造成延安多地严重受灾极端降雨特性及其对梯田侵蚀影响严重为例,基于延安站多年逐日降雨资料和梯田侵蚀实地测量资料,分析了该极端降雨的特征并探讨了其对梯田侵蚀灾害的影响。结果表明:(1)延安2013年降雨总量达到959 mm,比1951—2012多年平均降雨量高出448.8 mm,其中7—9月降雨量达到761 mm,占全年降雨量的79.4%,其中最大月降雨7月为568 mm,达到万年一遇标准;(2)延安2013年极端降雨侵蚀性降雨和暴雨次数多,暴雨总量大,同时降雨出现短历时中强度、中历时高强度、长历时强侵蚀弱输沙的新变化;(3)延安2013年极端降雨下连片梯田侵蚀剧烈,侵蚀模数和相对高差与汇水面积之间存在显著关系,梯田中下部侵蚀严重,最大土壤侵蚀模数达到54 049.50 t/km2,可为水土保持农业梯田工程设计提供依据,同时将为气候变化条件下有效应对该类极端降雨采取永久措施和临时措施及适应性调控提供科技支撑。
聂小飞,,, 郑海金,, 左继超,, 李赟璟,, 王凌云,, 廖凯涛,
2016(6):85-89. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.015
摘要:为探明红壤坡地枯落物敷盖的保水作用及其机理,在江西省北部德安县第四纪红黏土母质发育的红壤坡地开展定位试验,以裸露坡地为对照,研究枯落物敷盖措施实施15 a后对0—60 cm土层土壤的持水性、供水性和水分有效性的影响。结果表明:赣北红壤坡地的土壤水分持水能力低,供水能力弱,有效水含量少,仅为9.0%~11.1%;枯落物敷盖处理的红壤坡地(0—30 cm)土壤持水能力高于裸露坡地;低吸力范围(<100 kPa)枯落物敷盖处理的下层(30—60 cm)土壤供水能力高于裸露坡地。枯落物敷盖能够有效提高红壤坡地土壤(尤其是上层土壤)持水能力,增强上层土壤在相对湿润状况下的供水性能,而对土壤水分有效性影响相对较弱。该研究可为优化地表敷盖措施、增加和保持土壤水资源以及合理开发利用南方红壤坡地提供参考。
张 君 , , 易 军 , , 刘目兴 , , 李胜龙 , , 杨 燕 , , 朱钊岑 ,
2016(6):90-95. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.016
摘要:以江汉平原连续水耕年限大于100 a(老稻田)和由旱耕改为水耕17 a(新稻田)的稻田为研究对象,通过测定土壤剖面基本理化性质和水力学参数,揭示了2种稻田土壤水分渗漏和保持特征差异。结果表明:(1)新稻田土壤的平均饱和导水率(Ks)为32.05 cm/d,显著高于老稻田(17.91 cm/d)。新、老稻田土壤Ks均表现为耕作层>底土层>犁底层,新稻田耕作层Ks分别为犁底层和底土层的6.3倍和5.7倍,老稻田耕作层Ks分别是犁底层和底土层的6.9倍和4.0倍。(2)老稻田土壤持水能力高于新稻田,同一剖面不同土层持水能力表现为耕犁底层>底土层>耕作层。>0.03 mm当量孔径的孔隙比例随土壤剖面深度的增加而降低,新稻田各层土壤比例大于老稻田。(3)新、老稻田最大有效水含量随土壤深度的增加而降低,老稻田各土层(32.25%~46.59%)均高于新稻田(26.99%~36.74%)。老稻田平均总库容(135.8 mm)大于新稻田(124.4 mm),新稻田滞洪库容(11.21~38.74 mm)大于老稻田(8.1~60.74 mm)。旱耕改水耕加重了水资源的消耗,增加了浅层地下水污染风险。
2016(6):96-99. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.017
摘要:以长江中上游典型侵蚀性土壤紫色土为研究对象,采用变坡限定性细沟土槽,研究不同流量、坡度和沟长情况下,紫色土细沟侵蚀特征,并量化了细沟侵蚀参数。结果表明:细沟侵蚀受水流水力特征、土壤性质和坡面影响,随着水流含沙量的增大,细沟侵蚀速率呈现减小趋势;流量越大,坡度越陡,细沟水流的剥蚀率越大,造成细沟侵蚀速率也越大。在5 L/min的小流量下,细沟侵蚀速率受剥蚀率限制与含沙量没有出现线性关系,15,25 L/min流量下,细沟侵蚀速率与含沙量呈线性相关。侵蚀速率在细沟开始处最大,随沟长的增大,水流能量消耗于挟带泥沙而迅速减小,相关性分析得到侵蚀速率与沟长呈指数递减,相关系数R2变化于0.45~0.98之间。通过回归分析得到试验条件下,紫色土细沟土壤可蚀性均值为0.005 3 s/m,临界剪切力均值为2.92 Pa。研究结果对于坡面土壤侵蚀物理模型的建立和推广应用提供数据支撑,为紫色土坡面侵蚀研究提供借鉴。
2016(6):100-105. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.018
摘要:以黄河三角洲重度盐碱化土壤为研究土样,在室内对其进行垂直一维积水入渗试验,研究了5种咸淡水分配比例下累积入渗量、湿润锋深度和入渗率随时间的变化规律及灌溉后土壤脱盐深度、脱盐率。结果表明:(1)首轮微咸水入渗结束,进行第二轮淡水灌溉后,在同一时间,与全部微咸水灌溉相比,累积入渗量、湿润峰深度和入渗率均产生了明显的下降,并且淡水灌水量越多,下降的幅度越大,但其仍显著大于全部淡水灌溉;(2)累积入渗量与湿润锋深度呈良好的线性关系,回归方程的决定系数R2均大于0.99;与Green-Ampt模型和Philip模型相比,Kostiakov公式更适于描述入渗率与时间的关系;(3)咸淡水分配比例对土壤脱盐深度影响较小,但对脱盐深度内的脱盐率影响显著,在一定深度范围内,咸、淡水先后灌溉下土壤脱盐率远远大于全部微咸水灌溉,与全部淡水灌溉差异较小,但随着土层深度的继续增加,其土壤脱盐率明显小于全部淡水灌溉,与全部微咸水灌溉基本一致。
于立忠 , , 王 利 , , 刘利芳 , , 王海峰, 高尚军, 彭 辉, 李 娜
2016(6):106-110. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.019
摘要:为明确浑河上游典型水源涵养林的降雨再分配过程,以浑河上游地区5种典型水源涵养林(红松人工林、落叶松人工林、红松混交林、落叶松混交林、阔叶混交林)为研究对象,应用自记式观测记录仪,分析不同林型林冠层对降水再分配过程(穿透雨、树干茎流、林冠截留)的影响。结果表明:各林型穿透雨量(率)、树干茎流量(率)、林冠截留量均随林外降雨量增加而增大;穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量均与林外降雨量呈显著的线性正相关;各林型穿透雨率、树干茎流率与林外降雨量呈显著的对数函数关系;红松混交林、落叶松混交林的树干茎流率(32.12%,15.44%)均高于阔叶混交林与红松、落叶松人工林,红松、落叶松人工林的林冠截留能力(80.66%,77.47%)高于阔叶混交林、针阔混交林。该结果为浑河上游地区水源涵养林的最优空间结构配置与经营管理提供科学依据。
2016(6):111-117. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.020
摘要:以贵州石漠化地区的3个洞穴为研究对象,通过对其地表土与地下漏失水土进行监测与采样分析,研究了不同地质环境条件中地表土壤与洞穴漏失水土的理化性质特征。结果表明,地表石漠化程度越高,岩溶裂隙管道的联通性越强,地下漏失水的滴率变幅越大,漏失土中的粘粒含量越低;在相同岩性条件下,石漠化程度越高,地表土壤pH值与元素含量越高;石将军洞漏失水Ca2+、Mg2+、Sr2+浓度平均值分别为31.48,17.65,0.026 mg/L,韩家冲洞分别为58.39,2.49,0.074 mg/L,荣发洞分别为38.29,25.33,0.037 mg/L;受岩性差异影响,韩家冲洞漏失水中的Mg2+浓度相对较低,Ca2+、Sr2+浓度相对较高;受气候条件差异影响,荣发洞洞漏失水中的Ca2+、Mg2+、Sr2+浓度均高于石将军洞;洞穴漏失水对漏失土长期的化学侵蚀作用导致漏失土pH值与元素含量高于地表土。
刘丽颖 , , 殷 有 , , 秦胜金 , , 周永斌 , , 卢国珍, 耿占礼
2016(6):118-122. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.021
摘要:利用稳定氧同位素技术,测定辽西地区不同林龄(5,11,17 a)大扁杏枝条木质部、土壤水、降雨的雨水和井水的δ18O值,结合其根系分布特征,分析不同林龄大扁杏主要利用的水分来源;测定叶片δ13C值,分析不同林龄大扁杏人工林的水分利用效率。结果表明,大扁杏人工林利用土壤水的深度不同,5 a和11 a大扁杏人工林主要利用0—30 cm深度的土壤水,均与其吸水根(d≤1 mm)主要分布的土层深度一致,二者输导根均主要分布在20—50 cm土层深度;17 a大扁杏人工林主要利用0—20 cm和50—70 cm深度的土壤水,其吸收根主要分布在0—30 cm土层深度,输导根主要分布在10—70 cm土层深度;δ18O值表明,3个林龄大扁杏人工林主要利用的土壤水均来自降雨的雨水和地下水;5 a大扁杏林的水分利用效率为-24.1‰,显著高于11 a和17 a大扁杏林(P<0.05)。大扁杏人工林在不同生长发育阶段因其根系分布的差异而具有不同的水分利用特征,有助于其更好地适应辽西地区的半干旱环境。
齐 瑞, 杨永红,陈 宁, 曹秀文, 刘锦乾, 王 飞, 赵 阳
2016(6):123-127. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.022
摘要:采用野外实地观测与室内浸水法,对白龙江上游5种典型灌丛林(荚蒾、甘肃柳、中华柳、箭竹、绣线菊)林地枯落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:5种典型灌丛林林地枯落物蓄积量大小依次为箭竹林>甘肃柳林>荚蒾林>中华柳林>绣线菊林。5种灌丛类型枯落物半分解层的持水量均高于未分解层,中华柳未分解层持水量最高,箭竹半分解层持水量最高,绣线菊未分解层和半分解层持水量都是最小,整个枯落层最大持水量大小为中华柳>箭竹>荚蒾>甘肃柳>绣线菊;5种典型灌丛林不同分解程度枯落物的持水量与浸水时间存在对数关系,其吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。
白英辰, 朱 江, 程小琴, 韩海荣, 康峰峰, 王 甜, 彭信浩
2016(6):128-133. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.023
摘要:为探究密度调控措施对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)人工林枯落物水文效应的影响,以山西太岳山好地方林场35 a生华北落叶松(principis-rupprechtii L.)人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法分析了不同密度调控处理下未分解层和半分解层枯落物储量、枯落物持水特征、枯落物持水量和持水速率及其与浸水时间的关系。结果表明:(1)4种密度调控处理枯落物储量由大到小依次为:轻度密度调控处理(LT)>中度密度调控处理(MT)>重度密度调控处理(HT)>对照处理(CK),不同强度的密度调控处理有利于林分凋落物的产生;(2)CK、LT、MT和HT的最大持水率分别为214.30%,219.28%,256.95%和249.50%,最大持水量分别为125.24,186.24,197.68,157.96 t/hm2,有效拦蓄量分别为56.06,72.46,82.59,58.47 t/hm2;(3)半分解层枯落物持水量均高于未分解层,而不同密度调控处理对未分解层枯落物的持水过程影响并不显著,MT处理下半分解层枯落物持水量明显高于LT、HT和CK处理;(4)枯落物持水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系,半分解层相对未分解层具有更强的持水能力,不同密度调控处理对枯落物持水速率的影响并不显著。
2016(6):134-138. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.024
摘要:为探讨同时率定CN值和初损率2个参数得到的模拟结果是否比单独率定一个参数更为理想,且在不同土地利用类型下SCS-CN模型是否均适用,选取了密云水库上游石匣小流域为研究区域,根据石匣小流域坡面试验小区2006—2010年实测降雨-径流数据和SCS-CN模型的计算公式,在0.05~0.40范围内,等间隔选取8个不同的初损率值,并利用算术平均值法反推各初损率值条件下对应的CN值,以纳什效率系数为SCS-CN模型的适用性评价参数,确定裸地、耕地、草地和林地4种不同土地利用类型下模拟最佳的CN值与初损率,最后对4种不同土地利用类型下的SCS-CN模型进行了适用性评价。结果表明:(1)4种不同土地利用类型条件下,当初损率为0.05时纳什效率系数值最高,分别为裸地(0.75)、耕地(0.48)、草地(-1.11)、林地(-0.24);(2)在石匣小流域内利用SCS-CN模型对该研究区域的径流值进行预测时,裸地条件下的CN1值为86,耕地条件下的CN1值为73,草地条件下的CN1值为58,林地条件下的CN1值为63,4种不同土地利用类型的初损率取值均为0.05;(3)通过同时率定2个参数可以使得SCS-CN模型的模拟效果得到一定的提高;(3)在石匣小流域内,SCS-CN模型在裸地和耕地条件下可以较好地模拟地表径流,但草地和林地条件下其模拟结果不理想。
2016(6):139-146. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.025
摘要:为探索秸秆覆盖与滴灌施肥结合栽培模式下夏玉米水肥利用效率和增产效果,于2014—2015年在北京市大兴区进行无施肥覆盖(T1)、无施肥不覆盖(T2)、中肥覆盖(T3)、中肥不覆盖(T4)、高肥覆盖(T5)和高肥不覆盖(T6) 6种试验。结果表明:表层土壤温度和气温具有高度线性相关关系,秸秆覆盖可降低夏玉米生长季土壤温度的增温速率,T1、T3和T5较T2、T4和T6处理的土壤增温速率分别降低23.62%,13.65%和11.47%,全生育期秸秆覆盖较不覆盖日均土壤温度平均降低1.75 ℃;滴灌条件下秸秆覆盖影响0—60 cm土层的水分分布变化,对0—20 cm土层土壤含水率保水效果明显,2014年秸秆覆盖较不覆盖土壤含水率平均提高11.73%,2015年平均提高9.56%;秸秆覆盖下E/ET较不覆盖平均减少6.99%,生育期内抽雄—灌浆阶段夏玉米耗水强度最高;2 a试验T3获得籽粒产量最高,较T2提高27.62%,较T6提高15.83%,同时水分利用效率和肥料偏生产力表现最优,分别为23.73 kg/(hm2·mm)和40.33 kg/kg。本研究表明滴灌条件下中肥覆盖对表层土壤具有降低增温速率的效应,起到增产的同时对提高水分利用效率和肥料偏生产力的作用较优。
2016(6):147-152. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.026
摘要:选取黄土丘陵区岔巴沟流域不同位置和不同沟道级别的30条典型切沟为研究对象,基于三维激光扫描技术(LIDAR),建立了基于高分辨率DEM提取切沟形态特征的方法,对比分析了0.1 m与5 m 2种分辨率DEM提取切沟形态特征参数的差异,实现对低分辨率DEM提取的切沟形态特征参数向高分辨率尺度转化。结果表明:基于三维激光扫描技术获取的0.1 m高分辨率DEM提取到的切沟形态特征值与手工测量的切沟形态特征值之间无显著差异,三维激光扫描技术提取切沟长度、宽度、深度、表面积和体积分别是手工测量的94.0%,109.1%,107.7%,80.1%和109.0%,表明三维激光扫描技术获取的0.1 m高分辨率DEM可较准确地描述切沟形态特征。0.1,5 m 2种分辨率DEM提取的切沟长度间无显著差异,但2种分辨率DEM提取切沟宽度、深度、表面积和体积间差异显著。5 m分辨率DEM提取的切沟宽度、表面积和体积分别较实际值分别偏大28.6%,25.6%和19.7%;而其提取的切沟深度较实际值偏小37.0.%。据此,通过模型筛选,分别建立了0.1 m高分辨率DEM与5 m分辨率DEM提取的切沟宽度、表面积和体积转换模型。模型验证结果表明,本研究所构建的切沟宽度、表面积和体积转换模型的决定系数均大于0.6,模型有效性系数均大于0.5,说明3个转换模型具有较好的预报精度,为研究黄土丘陵区沟蚀特征提供了重要方法和手段。
王冰洋, 陈报章 , , 孙少波, 周子渊, 杨志青, 刘禹淇, 张景文
2016(6):153-161. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.027
摘要:以山东省禹城地区夏玉米农田为例,利用氢氧稳定同位素技术测定2015年夏玉米生长期茎干水、大气降水以及不同深度土壤水中δD和δ18O组成,利用直接对比法和多元线性混合模型法分析夏玉米对土壤水的利用情况,并分析农田降水-土壤水-作物水之间的转化规律。降水同位素测定结果显示禹城地区大气降水线方程为δD=6.55δ18O-3.03(R2=0.88),斜率和截距均小于全球大气降水线,表明蒸发是导致同位素富集的主要过程。对夏玉米生长期水分来源特征分析表明,出苗期主要利用表层0—15 cm土壤水,贡献率达73.9%;拔节期从土壤不同深处均吸收水分(0—55 cm,81.8%),30—55 cm处土壤水利用相对较多,同时也会利用同时期降雨;抽穗期较多利用深层土壤(30—55 cm,71%),此时期浅层土壤蒸发强烈,含水量快速减少,植物可利用水分较少。而30—100 cm处土壤含水量受温度,土壤蒸发影响较小,为夏玉米生长持续提供稳定水分。灌浆期吸收各层土壤水分的量相近(15—100 cm,72%),此时期无降水,温度下降,蒸发减弱,各层土壤含水量较稳定。成熟期主要吸收30—100 cm处的土壤水分,贡献率达70%,表明降雨较少时,夏玉米吸收土壤水分依赖于较深层土壤。此外,夏玉米生长期水分来源受土壤体积含水量及土壤蒸发蒸腾的影响较大,同时降雨,大气温度及湿度会影响土壤含水量。通过水量平衡模型计算得出2015年夏玉米在出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期的农田蒸散量分别为35.62,34.99,32.4,22.31,16.94 mm。研究结果对于夏玉米不同生长期节水灌溉具有指导意义。
万艳芳, 刘贤德 , , 马 瑞, 李 广, 王顺利, 牛 赟, 李晓青
2016(6):162-167. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.028
摘要:以祁连山排露沟小流域的鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛为研究对象,2014年6—9月观测了38场降雨的林外降雨量、穿透雨量和树干茎流量,分析了鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛冠层降水再分配特征及影响因素。结果表明:(1)鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛冠下的穿透雨量、树干茎流量、截留量分别为175.2,20.8,182.6 mm和239.1,15.1,113.4 mm,分别占总降雨量的46.3%,5.5%,48.2%和65.0%,4.1%,30.9%;鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛群落截留量占年降水量的29.3%和18.6%。(2)穿透雨量、树干茎流量和截留量均与降雨量呈显著线性正相关(P<0.01),穿透雨率和截留率均与降雨量呈对数函数关系(P<0.05)。(3)鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛产生穿透雨的临界降雨量分别为0.8 mm和9.6 mm,2种灌丛产生树干茎流均需要2.0 mm的前期降雨量。(4)灌丛截留率9月份最大,其次是7月份,6,8月份最小;树干茎流率6—8月变化平缓,9月份明显减小。
2016(6):168-173. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.029
摘要:以长江上游商南县为研究区,利用GIS软件平台建立研究区数字高程模型(DEM),选用水土流失定量监测模型(QRSM),用水土流失地形像元SL因子算法专用软件计算像元坡度与坡长因子值,对数字高程模型(DEM)进行了差错与精度评价,并对地形因子计算过程中水体边界坡度、坡度因子、坡长、坡长因子和凹点、回流问题等关键技术进行了处理。结果表明,15°~25°坡度面积为530.51 km2,占总面积的22.93%,25°~45°坡度面积为1 083.32 km2,占总面积的46.82%。15°~45°坡度面积合计接近70%,是造成商南县严重水土流失的主要区域,监测结果符合研究区实际现状。该研究将监测模型推广应用到长江流域上游地区,对逐步实现长江流域水土流失的监测预报具有前瞻性,并对其他小流域也有一定的理论和实践价值。
2016(6):174-180. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.030
摘要:为了获取适宜的黄土高塬流域面雨量计算方法,选择算术平均(Am)、泰森多边形(Tsn)、普通克里金(OK)、泛克里金(UK)、反距离权重(IDW)、简单克里金(SK)、考虑海拔的简单克里金(SK_EL)以及将海拔和空间坐标信息作为辅助因子的简单克里金(SK_EXY)和地形插补法(Tr)等9种方法计算了环江下游流域2006—2011年面雨量。结果表明:(1)各年面雨量Am法全流域只有1个数值,无空间分布,Tsn法呈斑块状分布,IDW法在站点周围空间趋势表达不连续,其余6种基于克里金方法的面雨量空间变化趋势基本一致,均是从东南向西北连续递减的等值带,其中OK的插值曲面最平滑,Tr与SK法的结果更加符合降雨随地形的变化趋势;(2)24站测值为基础的单年和多年交叉验证结果均表明各种方法插值所得面雨量的精度以考虑高程和站点空间信息的Tr法最高,SK_EXY其次,并没有一种插值方法在所有的精度检验指标中都最差;(3)当只考虑面雨量值不考虑其空间分布时,可以选择Am与Tsn法相结合,其值接近各种方法的均值,而当综合考虑面雨量值及其空间分布时,则宜选择Tr和SK_EXY法。
叶 春, 蒲玉琳, 张世熔, 王贵胤, 王奥博, 王 丹, 贾永霞, 徐小逊
2016(6):181-187. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.031
摘要:为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮“汇”功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(SW)、沼泽化草甸(SM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量变化特征。结果表明,沼泽化草甸土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为SM>ME>SW,其储量高低顺序是ME>SW>SM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与沼泽化草甸土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100 cm土层高于0—40 cm土层。沼泽土、沼泽化草甸土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P<14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮“汇”功能减弱,尤其是碳“汇”。
2016(6):188-192. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.032
摘要:通过向土壤中均匀添加不同含量(0,10,20,30,40,50,60 g/kg)凹凸棒土(ATP)来研究其对土壤水分运动及土壤水动力学参数的影响。结果表明,随着ATP含量的增大,土壤入渗速率、累积入渗量减小,Philip公式中的吸渗率S和稳渗率A均减小,Kostiakov公式中入渗系数K减小,经验指数β增大;土壤持水性随着ATP含量的增加而增大,van Genuchten公式中滞留含水率θr减小,饱和含水率θs增大,进气值的倒数α增大,形状系数n减小;利用van Genuchten公式中的相关参数对非饱和土壤导水率、非饱和土壤水扩散率及容水度进行计算,结果表明随着ATP含量的增加,非饱和土壤导水率、扩散率及容水度都呈减小的趋势,利用经验公式对非饱和土壤水扩散率进行拟合,其相关性较高。综合分析可知,加入ATP后的土壤有一定的阻渗作用,持水能力增强且土壤中的大孔隙减少,在一定程度上具有改良土壤的作用。
姜 超 , , 陈志彪 , , , 陈志强 , , , 陈海滨 , , 区晓琳 , , 任天婧 ,
2016(6):193-200. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.033
摘要:以福建省西南部长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2%,20%和95%的3处相邻崩岗为研究对象,对各崩岗内集水坡面、崩壁(顶部、中部及底部)、崩积体(上部和下部)和沟道出口7个典型部位0—10,10—20,20—30 cm土壤基本理化性质进行测定,分析了各植被盖度崩岗不同深度及部位土壤化学计量比的空间分异规律。结果表明:随着植被盖度的升高,土壤养分含量及化学计量比显著增加(除全磷含量和P/K以外);随着土壤深度的增加,有机碳、全氮和全钾含量以及C/N、C/P、C/K和N/P总体上呈减少趋势,全磷含量以及N/K和P/K基本维持稳定;沿集水坡面→崩壁→崩积体→沟道出口,有机碳、全氮和全钾含量以及C/N、C/P、C/K、N/P和N/K基本表现为先减少再增加最后亦降低的变化趋势,全磷含量和N/P无明显差异;土壤化学计量特征与土壤养分含量、粉粒含量、容重、含水量和pH具有较强的相关关系。崩岗系统土壤物理结构较差,养分含量普遍较低,其中有机碳、全氮和全磷含量存在不同程度的限制。
2016(6):201-206. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.034
摘要:为促进新型肥料的应用,减少环境污染,提高玉米、小麦产量,通过同位素示踪技术研究新型腐植酸氮肥对玉米和小麦产量、氮肥吸收利用、氮肥在土壤中分布、氮肥损失以及土壤氮素盈亏的影响。结果表明:脲基活化腐植酸氮肥和常规掺混腐殖酸氮肥可显著增加玉米和小麦产量,提高氮肥利用率,增加氮肥残留量,减少氮肥损失,增加土壤氮素盈余,增加土壤氮素矿化,增加作物对土壤氮素的吸收,其中脲基活化腐植酸作用效果更加明显。脲基活化腐植酸氮肥和常规掺混腐殖酸氮肥与普通尿素相比,玉米产量分别增加20.6%和9.8%,小麦产量分别增加50.5%和19.2%;玉米季氮肥利用率分别提高5.8%和3.4%,小麦季分别增加22.7%和8.6%;玉米季氮肥损失率分别减少18.3%和10.9%,小麦季分别减少20.2%和6.3%;玉米季氮肥残留率分别增加12.5%和7.5%,小麦季分别减少2.7%和2.2%。施用腐植酸氮肥能改善氮素在土壤中的分布,满足作物根系需肥特性。
韩晓飞 , , 谢德体, 高 明, 王子芳, 陈 晨, 祁 乐
2016(6):207-213. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.035
摘要:为探索长江上游稻油轮作系统减少农田磷素流失和有效提高磷肥利用率的最佳施肥模式,降低磷对水体富营养化的影响,采用长期田间定点试验并结合室内试验分析,研究了化肥配施猪粪和水稻秸秆还田对紫色土磷肥效应及磷素迁移的影响。结果表明:在常规作物施肥基础上配合施用有机肥,适当减少化学磷肥施用量,对作物产量没有显著的减产效应,且能在一定程度上减少农田磷素损失,提高磷肥利用率。水稻磷肥利用率总体表现为常规施磷量减20%+猪粪有机肥(MDP)>常规施磷量减20%+秸秆还田(SDP)>常规施肥+猪粪有机肥(MP)>常规施肥+秸秆还田(SP)≈优化施肥(P),各处理利用率在20%~25%之间。油菜磷肥利用率总体表现为SDP>MDP>MP>SP>P,各处理利用率在17%~29%之间。在水稻生长前一个月内,田面水总磷含量随着施磷水平的增加而增加,其中常规施肥(P)比不施磷肥(P0)处理总磷含量高4倍左右。各处理中磷含量大小表现为P>MP>SP>MDP>SDP>P0,配施有机肥可以提高稻田土壤对磷的吸附,降低前期土壤磷向水体中释放,配施秸秆比配施猪粪对减少土壤磷素流失效果更好,磷肥施用后的7~10 d内是控制稻田磷素流失的关键时期。油菜蕾苔期的土壤有效磷含量较苗期明显降低,但在油菜开花期和收获后期,土壤有效磷含量明显上升,油菜生长花期以后是土壤有效磷淋失的主要时期。有机无机肥配施可以显著提高土壤有效磷含量。化学磷肥减量并配施有机肥是应对农业面源污染“控源节流”的较好措施。
安婉丽 , , 高灯州 , , 刘晴晴, 王志萍, 陈 蔷, 曾从盛 , ,
2016(6):214-219. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.036
摘要:选取闽江河口鳝鱼滩裸滩湿地和互花米草入侵裸滩湿地土壤为研究对象,测定其磷形态以及吸附特性,探讨互花米草入侵下裸滩湿地土壤磷赋存形态、吸附特性及其潜在释放风险的变化。结果表明:无机磷(IP)是2种湿地类型土壤磷的主要形态,分别占裸滩和互花米草湿地土壤总磷(TP)含量的61.40%和61.01%;互花米草入侵裸滩湿地后,土壤中总磷、无机磷、铁铝磷(Fe/A1-P)和钙磷(Ca-P)含量总体上显著增加,其增加比例分别为12.58%,9.49%,11.11%和5.32%,而有机磷(Org P)含量无显著变化;互花米草入侵对土壤无定形态铁(Feox)、铝(Alox)、磷(Pox)、吸附指数(PSI)和吸附饱和度(DPS)影响不一致,其中Feox和DPS总体上变化不明显,Alox有所降低,而Pox和PSI显著增加;裸滩湿地土壤磷潜在释放风险指数(ERI)为12.69,属于中度风险,而互花米草入侵后,土壤ERI降为9.98,表现为较低风险,说明互花米草入侵对土壤磷潜在释放风险具有一定削弱作用。
2016(6):220-225. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.037
摘要:以济宁地区引黄充填复垦、引湖充填复垦和预复垦3种复垦方式样地土壤为研究对象,通过分层采样和室内分析,研究不同复垦方式下土壤无机磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P)的空间分布情况,并找出影响复垦土壤速效磷偏低的原因。结果表明:(1)3种复垦方式下的复垦土壤全磷含量在0.42~0.77 g/kg之间,土壤速效磷含量在0.65~5.22 mg/kg之间,复垦土壤全磷含量丰富而速效磷偏低;(2)复垦土壤各无机磷形态以难被植物利用的Ca10-P和O-P含量最高,易被植物利用的Ca8-P和Ca2-P含量最少,不同复垦方式下的土壤各无机磷形态含量略有差别,与一般土壤相比,复垦土壤中第二磷源Ca8-P含量占到3%,比重相对降低,难利用磷源O-P含量占到32%,比重大幅升高;(3)复垦土壤无机磷总量和各形态无机磷含量在表层积累,随土层加深,其含量和有效性呈逐渐降低的趋势,其中引黄充填复垦和引湖充填复垦无机磷含量和有效性优于预复垦;(4)复垦土壤中速效磷含量与土壤压实度呈显著性负相关,相关系数r=-0.554*(p<0.05),与难溶性Ca10-P呈极显著性正相关,相关系数r=0.650**(p<0.01)。复垦土壤压实度偏高和有效磷源含量缺乏造成复垦土壤全磷含量丰富而速效磷偏低,比较而言,预复垦方式受到更多的机械碾压而磷素状况更差。
2016(6):226-229. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.038
摘要:为了阐明不同碱性条件下苏打盐碱土无机磷各组分的含量及转化情况,通过室内模拟试验结合室内分析方法,以吉林省西部地区苏打草甸碱土为研究对象,对不同pH条件下土壤不同形态无机磷组分含量的动态变化进行了研究。结果表明,在一定范围内降低碱土pH值有利于增加土壤中Ca2-P、Fe-P、Al-P及Ca8-P等形态磷的含量,其中pH值8.3处理比pH值9.2处理分别提高了44.8%,4.1%,45.9%,42.0%;比pH值10.2处理分别提高了81.5%,19.6%,39.3%,103.7%;O-P含量受土壤pH值的影响相对较小,改变土壤pH值短时期内不会导致其含量发生变化;Ca10-P的含量随着土壤中pH值的升高而增加,pH 10.2处[1]理比pH 9.2处理和pH 8.3处理的Ca10-P含量分别提高15.6%和51.4%。研究表明,不同碱性条件可以影响土壤无机磷各组分之间的转化,碱土pH值降低有利于提高土壤中有效态磷组分的含量,但减少了潜在磷源的含量。
区晓琳 , , , 陈志彪 , , , 姜 超 , , 陈志强 , , , 任天婧 , , 陈海滨 ,
2016(6):230-238. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.039
摘要:为深入了解不同植被恢复年限土壤团聚体养分分布特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田地区恢复年限分别为0,5,10,15,30,80 a的坡地土壤为研究对象,分别对0—20 cm和20—40 cm土层不同粒径团聚体养分含量进行测定,并分析了它们与不同团聚体的相关关系。结果表明:(1)植被恢复过程中,土壤团聚体有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量的变化范围分别为2.06~27.71 g/kg,0.54~2.12 g/kg,0.034~0.171 g/kg,2.20~6.89 g/kg,0.31~3.30 mg/kg和7.35~85.71g/kg;(2)有机碳、全氮、全磷和速效磷含量随着团聚体粒径的减小总体上表现出显著升高趋势(P<0.05),全钾和速效钾含量无明显差异(P>0.05);(3)随植被恢复年限增加,各粒径团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷含量总体上呈显著升高趋势(P<0.05),全钾含量先升高后降低,而速效钾含量表现出波动增加趋势;(4)恢复初期(0 a和5 a)不同土层间团聚体养分含量无明显变化(P>0.05),其它恢复年限0—20 cm土层团聚体有机碳、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著高于20—40 cm土层(P<0.05);(5)团聚体对土壤养分的贡献率表现为(>5 mm)>(2~5 mm)>(0.5~1 mm)>(1~2 mm)>(0.25~5 mm)>(<0.25 mm),>2 mm粒径养分贡献率达34.18%~49.93%,土壤养分含量与>0.25 mm粒径相关性较强(P<0.01)。植被恢复在降低土壤侵蚀的同时,土壤团聚体养分含量明显增加,土壤结构得以改善,养分固持能力得到加强。
2016(6):239-245. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.040
摘要:以蒙山茶园土为对象,运用平衡液吸附法以及NaNO3溶液解吸法探讨了柠檬酸对原土及各粒径土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的特性,以期明确柠檬酸对土壤吸附解吸铜的过程中产生的影响。结果表明,加入柠檬酸后,随着Cu2+浓度的增加,原土和各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附有所增加,吸附量大小顺序为:(<0.002 mm)>(0.053~0.002)mm>原土>(2~0.25)mm>(0.25~0.053)mm,与土壤微团聚体中游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质含量大小顺序一致;柠檬酸对Cu2+的吸附既有促进作用又有抑制作用,低浓度(0~1 mmol/L)的柠檬酸促进土壤微团聚体对Cu2+的吸附,而高浓度(>1 mmol/L)的柠檬酸则降低其吸附,吸附量在柠檬酸浓度为0.5 mmol/L时达到最大;Langmuir、Freundlich、Temkin 3种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(p<0.01),其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,说明加入柠檬酸后的原土及各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附以单层吸附为主;随着铜浓度的上升,土壤微团聚体对Cu2+的易解吸率不断增加,柠檬酸的进一步加入使得土壤微团聚体对Cu2+的解吸率上升,而解吸大小顺序与吸附顺序相反。
2016(6):246-252. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.041
摘要:为保证桑树在三峡库区困难立地条件下的正常生长,对该区砾石土、粗骨土、砾质土和扰动土4种生境土壤结构稳定性与持水性能进行诊断,并探讨了各种生境障碍因素的改良途径。结果表明:(1)不同生境土壤物理性质差异显著(p<0.05),土壤容重表现为粗骨土生境(1.30 g/cm3)>砾石土生境(1.23 g/cm3)>砾质土生境(1.12 g/cm3)>扰动土生境(1.08 g/cm3),砂粒含量为粗骨土生境>砾石土生境>砾质土生境>扰动土生境。(2)不同生境土壤抵御季节性干旱能力差异较大,总库容表现为砾石土生境(97.185 mm)>砾质土生境(81.139 mm)>扰动土生境(66.958 mm)>粗骨土生境(47.353 mm);而最大有效库容则为砾石土生境(54.140 mm)>砾质土生境(47.552 mm)>粗骨土生境(36.399 mm)>扰动土生境(11.705 mm),砾石土生境最好,扰动土最差。(3)不同生境土壤稳定性指数(ASI)表现为粗骨土生境(4.57)>砾石土生境(2.44)>砾质土生境(2.36)>扰动土生境(2.31),土壤稳定性与土壤砂粒呈显著或极显著正相关,与粉粒和粘粒呈显著负相关,与土壤孔隙状况相关性不显著。(4)桑树在不同生境的土壤障碍因素差异明显,在粗骨土生境可通过土壤改良剂和菌根接种调整土壤透水性能,在扰动土生境可通过施加保水剂改善土壤有效库容,而在砾石土和砾质土生境可通过种植固氮植物、绿肥改善土壤养分条件。
2016(6):253-258. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.042
摘要:通过对湖北通城花岗岩崩岗区发育典型的各层次土体(淋溶层、淀积层、过渡层、母质层)进行干湿循环试验,分析干湿交替次数对各层次土体裂隙发育、崩解性、抗剪强度的影响。结果表明,在干湿循环影响下,土体产生并逐渐发育裂隙,在第2次循环后,土体产生主要裂隙,裂隙比显著增加,此后循环发育出细小裂隙。4次交替后4个层次土体的裂隙比表现为淀积层>淋溶层>过渡层>母质层。随着干湿循环次数的增加,裂隙发育,各层次土体崩解性不断增加,淋溶层和淀积层崩解缓慢,而过渡层和母质层能够在极短时间内完全崩解;随着干湿循环次数的增加,土体的抗剪强度不断衰减,淋溶层和淀积层衰减幅度减小,过渡层和母质层衰减幅度增大。
2016(6):259-264. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.043
摘要:通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究了紫色丘陵区不同土地利用方式下的土壤剖面微团聚体组成及分形特征。结果表明:林地、花椒地、旱地、水田和柑橘园土壤微团聚体组成以0.25~0.05 mm粒级为优势粒级,0.05~0.01 mm次之,占18.80%~35.57%,<0.001 mm粒级含量最少,为0.33%~2.57%;0—20 cm土层土壤微团聚体年均重量比表面积(MWSSA)表现为林地(161.04 cm2/g)>柑橘园(134.49 cm2/g)>花椒地(117.31 cm2/g)>水田(100.67 cm2/g)>旱地(96.94 cm2/g),且林地土壤微团聚体MWSSA显著大于其他土地利用方式;0—20 cm土层林地土壤团聚状况和团聚度显著高于其他土地利用方式,且其团聚体状况分别比花椒地、旱地、水田和柑橘园提高了16.55%,20.15%,11.23%和7.68%;20—40 cm土层各土地利用方式土壤微团聚体分形维数D值表现为柑橘园(2.41)>林地(2.40)>花椒地(2.32)>水田(2.31)>旱地(2.12),且旱地土壤微团聚体D值显著低于其他利用方式;5种土地利用方式土壤微团聚体分形维数与各因子的相关性分析有一定的相似性,同时也存在一定的差异性,因此,不同土地利用方式下土壤微团聚体分形维数能在一定程度上表征土壤物理性质的优劣、养分肥力的高低以及抗蚀能力的强弱。
姜 敏 , , 刘 毅 , , 刘 闯, 李志国, 顾炽明, 谢 娟, 陈 防
2016(6):265-270. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.044
摘要:为分析南水北调(中线)丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及其分形特征,揭示人类活动对土壤结构的影响,以库区内不同土地利用方式(水田、旱地、果园、人工林地、自然林地)土壤为研究对象,经干筛和湿筛法测定团聚体组成,以土壤团聚体稳定性指标(大团聚体含量(R>0.25)和团聚体破坏率(PAD))、土壤团聚体直径指标(平均质量直径(MWD)和几何均重直径(GMD))以及分形维数(D)作为评价指标,对比分析丹江口库区不同土地利用方式下土壤团聚体组成及其稳定性。结果表明,对土壤团聚体组成的测定,湿筛法相对干筛法重现性更好,能更真实反映土壤团聚体组成及其稳定性。各土地利用方式总体上表现为林地(人工林和自然林)土壤稳定性和抗蚀性更好,其MWD和GMD值相对较高,D值相对较低;相反,旱作农地(果园和旱地)土壤团聚结构及其稳定性较弱,其MWD和GMD值相对较低,D值相对较高。说明各团聚体稳定性指标均能从不同角度反映不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响。相关性分析表明,土壤团聚体MWD、GMD值和D值与各粒径团聚体含量呈明显线性关系,在土壤团聚化过程中,土壤团聚体从微团聚体(<0.25 mm)→中等团聚体(0.25~5 mm)→大团聚体(>5 mm)的转化中,0.25,1,5 mm粒级是较为关键的临界点。
2016(6):271-277. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.045
摘要:选取河北省曲周县的长期定位试验,于2012年6月采集不施肥(CK)、常规施化肥(CF)、低量EM堆肥(EML)和高量EM堆肥(EMH)4种施肥处理的土壤,结合物理分组、密度分组和粒径分组将土壤划分为大、中、小团聚体组分、颗粒有机碳组分(POM)和矿质组分,探究0—10,10—20,20—60,60—100 cm 4个土层中不同组分SOC的变化规律。结果表明:经过19 a的耕作,在0—10 cm土层,与CK处理相比,3个施肥处理(CF、EML、EMH)可以显著提高全土以及各个组分的SOC含量(33%~63%);10 cm以下土层,仅2个有机肥处理可以提高20%~67%的SOC含量。对于0—100 cm土层,与CK相比,EMH处理对土壤有机碳密度的增加速率(1.17 t C/(hm2·a)),是化肥处理(CF)的11.7倍。0—10 cm土层,3个施肥处理(CF、EML、EMH)条件下,<20 μm矿质组分SOC饱和度(65%~82%)显著高于CK处理(64%),10 cm以下土层,CK、CF、EML处理之间SOC饱和度(<50%)无显著差异,但EMH处理SOC饱和度显著高于另3个处理。研究表明,长期施肥条件下,应关注10 cm以下土层SOC的变化。对于土壤SOC水平较低的华北平原,土壤固碳空间较大,其中有机肥是较为有效的农田管理措施。
2016(6):278-283. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.046
摘要:利用一个长达30 年且已进行适当变更的长期定位施肥试验,采用物理方法对团聚体有机碳进行分组,并运用δ13C自然丰度方法,研究长期施用高量有机肥、常量有机肥、化肥及当其施肥措施改变(化改常、常改高、高改化、常改化)3年后红壤性水稻土团聚体有机碳组分含量及其分布比例的变化规律,以期为调控稻田土壤肥力及红壤性水稻土有机碳库的管理提供理论依据。结果表明:与施用化肥30年相比,长期施用有机肥显著提高了红壤性水稻土团聚体总有机碳、粗游离态颗粒有机碳(cfPOC)、细游离态颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)及矿物结合态有机碳(MmMOC)的含量,其中以游离态颗粒有机碳变幅最大,达67.5%~150.0%,对施肥最敏感,能较好地反映长期施肥下土壤有机碳库的变化。在后续施肥过程中,增加有机肥施入量(化改常、常改高)团聚体总有机碳、粗游离态颗粒有机碳(cfPOC)、细游离态颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)及矿物结合态有机碳(MmMOC)含量将分别显著提高5.2%~15.5%,2.8%~40.2%,18.9%~43.9%,2.8%~17.6%,5.1%~8.2%;而减少有机肥施入量(高改化、常改化)则与之相反,分别降低15.8%~20.9%,12.6%~26.9%,24.6%~48.4%,19.9%~23.9%,4.9%~21.9%。在所有施肥处理条件下闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)分布比例最低,为11.3%~13.4%;矿物结合态有机碳(MmMOC)分布比例最高,为50.4%~59.0%,是红壤性水稻土固存有机碳的主要形式。外源新碳施入量越多,大团聚体及其各有机碳组分的新碳含量越高,且45.6%~50.1%进入矿物结合态有机碳组分,34.1%~42.3%进入游离态颗粒有机碳组分,11.8%~18.0%进入闭蓄态颗粒有机碳组分。因此,在我国南方红壤性稻作区的农业生产过程中应继续或加大施用有机肥,从而进一步维持或提升土壤不同组分有机碳库。
2016(6):284-288. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.047
摘要:采用电磁感应(EMI)、地统计学半变异函数和Kriging空间插值方法研究小泊湖退化湿地土壤盐分的空间分布。结果表明:土壤表观电导率(ECa)和0—40 cm土壤盐分呈线性显著正相关,说明在小泊湖湿地土壤表观电导率的变化可以用以反映土壤盐分含量的变化;半变异函数分析表明,土壤盐分具有强空间相关性[C/(C0+C)>0.5],其空间分布主要是由结构性因素引起的;高斯模型(R2=0.98)插值土壤盐分表明,土壤盐分空间分布与退化湿地的空间分布表现出明显的一致性,放牧活动强烈的退化区域土壤盐分相对较高,说明小泊湖湿地退化后土壤盐分含量高于未退化湿地,土壤盐分含量在一定程度上能反映湿地退化的程度,可为湿地退化防治监测提供依据。
董林水, 宋爱云, 孙景宽, 赵西梅, 杨红军, 屈凡柱, 李 华, 付战勇 ,
2016(6):289-295. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.048
摘要:对黄河三角洲贝壳堤岛贝壳砂基质和相邻滨海盐土的盐分特征进行调查研究,系统分析贝壳堤岛土壤盐分的空间异质性。选择不同地下水埋深梯度下2种土壤类型进行剖面盐分特征测定,比较研究土壤类型及地下水埋深对土壤盐分特征的影响,并应用主成分分析法对土壤盐分特征进行综合评价。结果表明:(1)除Ca2+外,贝壳砂基质剖面中其余盐分特征指标由表层至底层均呈现逐渐增高的趋势,Ca2+含量由上至下则呈现缓慢降低的趋势;(2)贝壳砂基质剖面盐分含量与地下水埋深密切相关,近海侧剖面(地下水埋深1.5 m)细颗粒含量、含水量、含盐量及pH值均高于滩脊剖面(地下水埋深2.5 m)对应各层次;而各盐分离子中,近海侧剖面各层K+?Na+?Cl-、SO42-含量明显高于滩脊剖面对应各层次;而Ca2+?Mg2+则不同,其近海侧剖面与滩脊剖面对应各层次含量均比较接近;(3)贝壳堤岛土壤样品盐分特征指标相关分析表明,除Ca2+外,其余各指标之间多存在显著或极显著正相关关系;(4)贝壳堤岛土壤样品盐分特征指标的主成分分析表明,前4个主成分因子累计贡献率为84.265%,分别依次可以理解为土壤的盐化状况、土壤Ca2+含量因子、土壤含盐量及碱化特征因子、土壤K+含量因子;主成分得分可以很好的将各土壤样品进行分类和排序。
雷 娜 , , 韩霁昌, 穆兴民 ,
2016(6):296-299. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.049
摘要:运用分形模型,结合野外调查和室内试验分析汉中市荒草地整治后耕作层土壤颗粒分形特征,探讨土壤颗粒分形维数与土壤质地、粒径组成以及养分含量的关系,建立整治后耕作层土壤分形维数预测函数。结果表明:(1)整治后土壤颗粒分形维数D介于2.55~2.95之间,均值为2.77,标准差为0.134,土壤颗粒分形维数与土壤质地有一定的关系,表现为土壤质地越细,分形维数越大。(2)土壤颗粒分形维数主要是由黏粒含量决定,分形维数与黏粒含量呈显著线正相关(R2=0.978 0);利用分形维数与土壤黏粒(≤0.002 mm)建立的预测模型精确度高(R2=0.982 7),能够很好的预测土壤颗粒分形维数。(3)土壤分形维数与土壤全氮、有效磷和有机质含量的相关关系分别为0.914,0.580,0.513,分形维数与全氮、有效磷、速效钾含量均呈显著正相关关系,分形维数可作为衡量土壤肥力状况的有效指标。研究结论表明土壤分形维数 D能够很好的表征土壤质地、粒径组成以及土壤养分状况,可为土地整治工程开展后土壤质量评价以及土地资源的永续利用提供一定的参考。
马辉英 , , 杨晓东 , , 龚雪伟 , , 陈悦 , , 吕光辉 ,
2016(6):300-307. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.050
摘要:选择干旱区典型城市河流乌鲁木齐市水磨河为研究区,结合经典统计学与地统计学相关方法理论,研究了乌鲁木齐市水磨河沿岸土壤重金属含量的分布特征及其污染评价。结果表明:水磨河沿岸土壤重金属含量在土层深度上差异较小;从土地利用方式来看,人为活动明显干扰重金属在沿岸土壤分布中的含量变化,重金属元素间的相关关系在一定程度上反映着几种重金属的同源性与差异性;主成分分析表明,Cu和Zn为水磨河沿岸土壤特征重金属元素,且重金属因子负载图表明Cu和Zn含量存在多因素控制;从空间分布来看,水磨河表层土壤重金属含量分布高值点位置基本相似,主要在河流南端(上游硫磺沟附近)并与河道遇水库、遇支流有关,高值点主要集中在青格达湖、塔桥湾水库、九道湾水库和硫磺沟附近;水磨河沿岸不同土层重金属的单因子污染指数平均值均小于1,整体表现为未污染状态;内梅罗综合污染指数分别为1.26(0—20 cm),1.20(20—40 cm),1.32(40—60 cm),介于1.0<P≤2.0之间,处于Ⅲ级,为轻度污染;各土层对不同重金属具有较高的承载力,属中容量区,水磨河沿岸整体土壤重金属环境质量良好。综上可知,Cu和Zn是主要的污染重金属元素,重金属污染受到工厂分布、河流改道及水库建设等人为活动影响。综合不同评价结果认为,目前水磨河沿岸土壤处于未受污染或轻度污染状态,环境质量良好。
邓小华, 蔡 兴, 张明发, 田明慧, 田 峰, 巢 进, 张黎明
2016(6):308-313. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.051
摘要:为了解湘西州植烟土壤pH特征,于2015年采集湘西烟区1 242个土壤样本,采用传统统计学和地统计学方法分析了湘西州植烟土壤pH区域分布和空间分布特征及其影响因素。结果表明:(1)湘西烟区植烟土壤pH变幅为4.17~8.17,平均值为6.12,变异系数为18.30%;处于植烟土壤pH适宜范围内(pH为5.5~7.0)的样本占34.06%,pH小于5.0的植烟土壤样本为20.77%,pH大于7.5的植烟土壤样本为18.20%;(2)7个主产烟县植烟土壤pH平均值在5.44~6.84;不同县植烟土壤pH差异极显著;(3)植烟土壤pH值有从西向东递减的分布趋势;(4)成土母岩、土壤类型、水土流失状况、灌溉能力、海拔高度、耕作层厚度、有机质含量、土壤颗粒组成显著影响植烟土壤pH;(5)水土流失严重、无灌溉能力和耕作层较浅的烟田、紫色砂页岩发育的土壤、红壤和红黄壤以及粘粒比例较大的土壤容易酸化;(6)土壤pH呈现出随海拔降低和有机质含量升高而升高的趋势。
潘 欣 , , 王云琦 , , 高 勇, 宋伯岩, 朱 楠 , , 歌丽巴 ,
2016(6):314-318. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.052
摘要:为了解坡面整地措施对坡体稳定性的影响和土壤物理性质对土壤抗剪强度的差异性,选取石匣小流域4个标准样地,通过测量多个土壤物理性质指标(土壤容重、土壤含水率、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、紧实度和液限),研究不同坡面整地措施的土壤临界剪切力随深度的变化,以及土壤抗剪切破坏能力的强弱关系和影响因素。结果表明:原状土的临界剪切力随深度的增加而增加;通过库伦公式得出的土壤抗剪强度与土壤临界剪切力的回归方程为:σ=0.0123τf+0.6308。土壤物理性质对抗剪强度的影响不同,紧实度、容重与含水率对抗剪强度的影响相对较大。对于不同的坡面整地措施土壤,土壤抗剪切能力强弱顺序为:梯田>水平条>裸地,其中在水平条上种植针叶树土壤抗剪切能力优于种植阔叶树。在北京石匣地区,布设坡面整地措施时,需因地制宜地增加田面宽度,并种植针阔混交林增加土壤抗剪强度。
2016(6):319-324. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.053
摘要:采集广东省主要成土母质(玄武岩、砂页岩、第四纪红土和花岗岩)发育的林地、耕地和园地土壤剖面各发生层土壤,测定了土壤颗粒组成、有机质、CEC等理化性质,探讨了不同母质发育土壤颗粒分布的分形维数特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明,玄武岩、第四纪红土、花岗岩和砂页岩发育土壤分形维数变幅分别为2.923 9~2.981 2,2.858 8~2.937 7,2.769 3~2.923 1和2.544 6~2.885 6;玄武岩和第四纪红土发育土壤颗粒分布分形维数与砂页岩发育土壤存在显著差异。土壤颗粒分布的分形维数随土壤深度增加呈增大的趋势,相同母质发育土壤的深层土壤颗粒分布的分形维数接近一致。玄武岩和第四纪红土发育土壤颗粒分布的分形维数在不同深度土壤之间变幅较小,砂页岩和花岗岩发育土壤变幅较大。土壤颗粒分布的分形维数与砂粒含量呈极显负相关,与黏粒含量呈极显著正相关,与土壤全磷、速效钾、全铁、CEC、有机质、全氮、碱解氮呈极显著或显著正相关;土壤颗粒分布的分形维数可以作为表征土壤肥力状况指标。
2016(6):325-329. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.054
摘要:为了研究光伏电厂对高寒荒漠草原区植被与土壤的影响,以共和盆地塔拉滩倍翔光伏产业园区为研究对象,采用样地调查法选取围封区(WF)、围封+光伏区(WG)和自然生长区(DZ)内3块10 m×10 m典型样地,调查了各类型区植被群落结构和土壤理化性状特征,并结合各指标间的差异评价了光伏电厂对其植被和土壤的作用效果。结果表明:围封和光伏电厂对植被与土壤具有显著影响,与2013年相比,2015年围封+光伏区(WG)植被群落的植物种数、盖度、地上生物量、丰富度指数、土壤含水量、有机质和全氮依次升高了116.7%,83.9%,68.7%,119.2%,88.6%,83%和81.8%,呈现显著变化(P<0.05)。光伏发电板可改善高寒荒漠草原植物生长所需的环境因子,增加土壤水分,起到保育脆弱生态系统和防风固沙的作用,促使荒漠草原朝着正向演替发展。
元志辉,,, 雷 军,, 包 刚, 萨楚拉,, 苏日古格, 池勇峰
2016(6):330-338. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.055
摘要:利用卫星遥感资料,估算了浑善达克沙地2000—2014年生长季(4—10月)植被覆盖度(Vegetation coverage, VC),并对其时空变化特征进行了分析,讨论了气候因子和土地利用/覆被变化对植被盖度的影响。结果表明,14年间研究区生长季的植被盖度呈波动增加趋势,多年平均VC为0.423,年平均递增率为0.003 6。在空间分布上,研究区的北部、中部和南部边缘区域的植被覆盖度增加趋势较明显,而东部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。研究区植被盖度变化趋势与降水量呈正相关,其相关系数为0.86,是驱动植被覆盖度年际波动的直接因素。植被盖度变化趋势与温度呈负相关,相关系数为-0.42。以研究区2000,2006,2013年3期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对不同时期土地利用动态变化进行分析。草地是土地利用的主要类型,占研究区总面积的85.42%。近14年来,草地、林地的增加幅度较大,分别由29 637.30,58.24 km2增加到30 619.36 km2,64.43 km2。除了建设用地,其他类型的面积均出现不同程度的减少。主要土地利用转移方向为耕地转化为草地和林地,未利用地转化为草地和水域。高覆盖度草地、林地及耕地呈现增加趋势。土地利用变化与植被覆盖度变化有密切的关系,浑善达克沙地合理的土地利用是影响其植被覆盖度出现增加趋势的重要影响因素之一。
李有芳, 刘 静, 张 欣, 苏 禹, 王晨嘉, 李雪松, 毛振华, 刘 泉
2016(6):339-344. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2016.06.056
摘要:在植物生长旺盛期,采用材料试验机测定3~4 a生柠条、沙柳、沙棘、白沙蒿在1~4 mm径级范围内的侧根分支处、相邻上级直根的抗拉力与抗折力,研究4种植物根系易受损的外力类型。结果表明:同径级条件下,柠条和沙柳的侧根分支处、相邻直根均表现为抗拉力小于抗折力,而沙棘和白沙蒿侧根分支处和相邻直根均表现为抗拉力大于抗折力。侧根分支处抗拉强度和抗折强度分别为:柠条(23.70±3.97)<(33.66±7.74) MPa,沙柳(14.86±1.28)<(17.31±1.91) MPa,沙棘(10.61±2.40)>(3.97±1.23) MPa,白沙蒿(5.07±1.25)>(2.18±0.39) MPa;相邻直根的抗拉强度和抗折强度分别为:柠条(28.02±4.40)<(47.06±4.41) MPa,沙柳(20.33±1.76)<(27.54±3.82) MPa,沙棘(15.86±3.90)>(8.75±1.71) MPa,白沙蒿(8.80±1.74)>(6.15±1.01) MPa。在生长旺盛期,造成柠条和沙柳根系易损的外力形式为轴向拉力,造成沙棘和白沙蒿根系易损的外力形式为径向折力。同一径级下,4种植物根系的抗拉强度、抗折强度均为侧根分支处小于相邻上级直根。4种植物根系抗拉强度和抗折强度的种间差异均为柠条>沙柳>沙棘>白沙蒿。在4种植物根系固土作用中,1~1.5 mm范围内的细根起主导作用。