• 2021年第35卷第6期文章目次
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    • 不同肥料类型及用量对坡面氮素流失的影响

      2021, 35(6):1-6. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.001

      摘要 (786) HTML (0) PDF 1.14 M (732) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究施用不同肥料类型(尿素、鸡粪)及用量(349.6,174.8 kg/hm2)下坡面氮素流失规律,采用人工模拟降雨试验方法,探究二者氮素流失差异的原因,并阐述肥料用量对氮素流失量的影响。结果表明:施肥后坡面氮素流失以泥沙全氮流失为主,占比可达78.16%~93.46%;径流硝态氮浓度高于铵态氮浓度,且径流总氮流失以硝态氮流失为主要形式,流失量占径流总氮流失量的38.53%~48.62%。肥料类型对坡面泥沙全氮浓度影响不明显,施用鸡粪处理泥沙硝态氮浓度和铵态氮浓度较高。等氮施用鸡粪可以减少坡面径流总氮、硝态氮和铵态氮流失浓度,分别减少68.64%~74.23%,70.09%~72.54%,27.90%~39.45%。等氮鸡粪替代尿素可以减少坡面氮素流失总量的11.07%~15.81%,减少径流总氮形式流失量70.55%~73.36%。坡面施氮量增加,氮素流失浓度增加,氮素流失总量也随之增加,可增加6.00%~11.00%。全量鸡粪替代半量尿素可减少坡面氮素流失总量,其效果较半量鸡粪处理下降10.40%。农业施用氮肥时,应合理选择施用量,并少量多次施用。尽量选择有机肥替代传统氮肥,以减少地表径流氮素浓度。做好水土保持工作,以降低水土流失携带大量的氮素对环境所造成的威胁。

    • 基于RUSLE模型的云南省土壤侵蚀和养分流失特征分析

      2021, 35(6):7-14. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.002

      摘要 (892) HTML (0) PDF 1.62 M (988) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确评估区域土壤侵蚀和养分流失空间分布特征,是开展区域水土保持规划和生态治理的基础。基于GIS空间分析技术和RUSLE模型,对云南省土壤侵蚀和养分流失特征进行定量化分析。结果表明:云南省土壤侵蚀面积为1 835.91×104 hm2,占总面积的48.07%,平均侵蚀模数为15.65 t/(hm2·a),土壤侵蚀以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,但极强烈侵蚀、剧烈侵蚀是区域侵蚀产沙的主要来源。滇西南区土壤侵蚀强度较大,而滇西北区土壤侵蚀强度较小。区域土壤侵蚀主要发生在夏季,旱地是区域侵蚀产沙的主要策源地。流失土层厚度集中分布在0~2 mm/a,平均土层流失厚度为1.19 mm/a。土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效钾(AK)、有效磷(AP)的平均流失模数分别为820.00,55.19,3.32,0.32 kg/(hm2·a),4种养分流失量空间分布均存在一定的聚集特征,总体表现为滇西区等西部区域大于东部区域。研究结果可为云南省水土保持规划和水土流失生态环境建设提供科学依据。

    • 干旱矿区排土场不同边坡生态修复模式下减流减沙效益

      2021, 35(6):15-21,30. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.003

      摘要 (666) HTML (0) PDF 1.25 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同生态修复模式对露天矿区排土场边坡产流产沙规律的影响,采用野外径流小区试验方法,对矿区排土场边坡不同生态修复模式的产流产沙进行了1个雨季的连续观测。结果表明:(1)研究区降雨年内分配不均,主要集中在汛期7—9月,该时期降雨量占到年均降雨量的77.03%,是年内径流泥沙损失最多的时期。(2)不同生态修复模式与对照(只撒播灌草种子)相比均具有减流减沙效果,但是不同生态修复模式的减流减沙效益有显著差异,减流效果从大到小依次为沙柳网格模式(64.35%)>生态棒模式(56.56%)>生态袋模式(52.74%)>铁丝石笼模式(48.70%)>植物篱模式(45.51%)>土壤改良模式(35.89%)>无纺布覆盖模式(33.97%)>砾石压盖模式(8.19%);减沙效果依次为沙柳网格模式(69.41%)>生态棒模式(61.28%)>生态袋模式(55.09%)>铁丝石笼模式(52.43%)>植物篱模式(48.72%)>土壤改良模式(42.09%)>无纺布覆盖模式(38.31%)>砾石压盖模式(19.34%)。(3)不同生态修复模式产沙量对产流量响应特征均呈极显著正相关(P<0.05,r>0),沙柳网格模式产沙量对产流量响应程度较小,生态棒模式次之,对照产沙量对产流量响应程度最大。

    • 植被恢复过程土壤基质改良对湘南紫色土抗蚀性的影响

      2021, 35(6):22-30. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.004

      摘要 (745) HTML (0) PDF 1.17 M (625) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价植被恢复过程土壤基质改良对紫色土抗蚀性的影响,在湖南南部耒阳山地紫色土进行土壤基质改良试验,测定土壤基质未经处理(对照地)、表层与底层土置换(土层置换地)、表层与底层土置换并添加有机物改良剂(基质改良地)的紫色土0—10,10—20 cm土层13个抗蚀性评价指标,运用相关性分析和主成分分析方法筛选影响紫色土抗蚀性的主要指标,建立综合评价模型评价紫色土不同土壤基质处理后的抗蚀性。结果表明:(1)与对照地相比,基质改良地0—10,10—20 cm土层有机碳含量、抗蚀指数、> 0.25 mm湿筛团聚体、> 0.5 mm湿筛团聚体、<0.002 mm黏粒含量、湿筛团聚体平均重量直径、湿筛团聚体几何平均直径、结构性颗粒指数、团聚状况分别增加69.19%~99.81%,9.72%~46.86%,41.69%~50.80%,47.26%~58.98%,73.82%~194.35%,47.96%~57.01%,49.06%~68.97%,74.23%~183.25%,14.62%~20.16%,土壤容重、湿筛团聚体分形维数、结构破坏率分别降低10.53%~16.26%,4.64%~7.58%,39.22%~54.64%;(2)土壤容重、有机碳含量、湿筛团聚体含量及其稳定性是影响紫色土抗蚀性的主要因子;(3)与对照地相比,基质改良地0—10,10—20 cm土层抗蚀性综合指数分别提高524.14%,146.99%,土层置换地分别提高93.10%,42.17%,表明植被恢复过程中土壤基质改良不仅提高土壤有机碳含量,也显著提高土壤抗蚀性,可作为治理湖南南部紫色土水土流失的有效措施。

    • 花岗岩红壤侵蚀退化地不同治理模式土壤抗蚀性评价

      2021, 35(6):31-37. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.005

      摘要 (699) HTML (0) PDF 1.14 M (571) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究花岗岩红壤侵蚀退化地不同治理模式对土壤抗蚀性的影响,通过野外调查与室内外试验,以长汀县封禁(M1)、乔灌草混交(M2)、全坡面播草(M3)、低效林改造(M4)、条沟草灌带(M5)这5种治理模式的土壤为研究对象,选取开垦地(CK1)和裸露地(CK2)为对照,利用主成分分析法揭示土壤抗蚀性主要影响因子,并结合灰色关联分析和耦合分析对土壤抗蚀性进行综合评价。结果表明:(1)不同治理模式的土壤抗蚀性由强到弱依次为M5 > M2 > M3 > M4 > M1 > CK2 > CK1;(2)> 0.25 mm水稳性团聚体含量和有机质含量是影响土壤抗蚀性的主要因子;(3)土壤抗蚀性与土壤理化性质的灰色关联度较高(0.696),M3的土壤抗蚀性与土壤理化性质之间系统耦合度最高(0.883)。研究结果为花岗岩红壤侵蚀退化地的水土流失治理及生态恢复提供科学依据。

    • 基于地理探测器的西南岩溶槽谷区近20年

      2021, 35(6):38-44,54. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.006

      摘要 (584) HTML (0) PDF 1.79 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被覆盖度变化及其与驱动因子关系的研究是开展大规模植被恢复效益评估的基础,而目前对西南槽谷地区植被绿化的时空变化模式及其驱动因素的认识并不明晰,不利于进一步生态建设。基于2000—2018年西南槽谷区NDVI、气温、降雨、DEM、土地覆被和人口密度数据,应用线性趋势回归分析和Hurst指数分析等方法以及地理探测器模型,探究了西南槽谷区植被覆盖的时空变化特征和驱动因素,预测未来变化趋势。结果表明:(1)近19年来NDVI范围介于0.79~0.84,总体呈波动上升趋势,岩溶区植被NDVI (0.003 17/a)年增长率显著高于非岩溶区(0.002 60/a)。(2) Hurst指数分析结果表明,西南槽谷区的植被NDVI主要以上升趋势为主,但其中64.31%在未来呈现退化趋势,植被保护形势较为严峻。(3)岩溶区植被NDVI与温度变化之间存在负相关关系(R=-0.040),而非岩溶区为正相关关系(R=0.013)。残差分析结果表明,人类活动促进89.60%的区域植被NDVI增长。(4)在整个岩溶槽谷地区,土地覆被类型和气温是影响植被NDVI的主要驱动因素,解释率在25%以上,各因子的交互作用明显高于单因子作用。总体来看,人类活动对槽谷区植被恢复具有明显的积极影响。

    • 鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响

      2021, 35(6):45-54. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.007

      摘要 (618) HTML (0) PDF 1.56 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:鄱阳湖是中国最大的淡水湖,揭示流域降雨侵蚀力时空演变及其对入湖泥沙的影响对科学指导流域生态保护与修复、促进流域生态文明高质量发展具有重要意义。基于鄱阳湖流域63个气象站1961—2017年逐日降雨量和鄱阳湖"五河"入湖悬移质输沙量(以下简称"输沙量")年数据,采用Mann—Kendall非参数检验、双累积曲线、线性回归等方法,分析了流域降雨侵蚀力和入湖输沙量动态过程,定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对入湖输沙量的影响。结果表明:鄱阳湖流域平均降雨侵蚀力为10 034.1(MJ·mm)/(hm2·h),介于6 738.8~12 734.8(MJ·mm)/(hm2·h),呈西南地区低、东北地区高的空间分布格局;降雨侵蚀力年际间呈不显著的上升趋势(P>0.05),在21世纪10年代最大,20世纪60年代最小。鄱阳湖入湖年均总输沙量1 183.3×104 t,呈极显著下降趋势(P<0.01),在20世纪70年代最大,21世纪00年代最小。入湖总输沙量和赣江、信江及修水输沙量分别在1992年、1999年后发生趋势性减少(P<0.01)。以输沙量突变前的时段为基准期,突变年份后人类活动和降雨侵蚀力变化对入湖总输沙量变化的影响程度分别为-138.1%和38.1%;对赣江入湖输沙量变化的影响程度分别为-125.8%和25.8%;对信江入湖输沙量变化的影响程度分别为-121.3%和21.3%;对修水入湖输沙量变化的影响程度分别为-141.4%和41.4%。近60年降雨侵蚀力变化表现为增加入湖输沙量,而人类活动(水库建设、水土保持和采砂活动)是鄱阳湖入湖输沙量减少的主要原因。

    • 豫东北黄泛区易风蚀性土壤特征

      2021, 35(6):55-61. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.008

      摘要 (608) HTML (0) PDF 1.25 M (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析不同土壤类型的性质、界定易风蚀性土壤类型并探索其特征,选取豫东北黄泛区为研究区域,采用野外取样、室内试验分析结合的方法测定土壤颗粒粒径、可蚀性因子K值等指标,界定区域易风蚀性土壤类型,并分析其空间分布特征。结果表明:(1)从土类看,豫东北黄泛区4种土类,以潮土为主,占区域面积的65.57%;从亚类看,共11种土壤亚类,以小两合土、沙土为主,占区域面积的59.76%。(2)土壤颗粒粒径组成上,沙土、草甸风沙土、盐化潮土、淤土等类型以砂粒为主;其余类型以粉粒为主。沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土等类型易蚀颗粒含量较高,处于28.30%~31.36%范围内。草甸碱土、两合土、小两合土的土壤可蚀性因子K值相对较高,范围为0.038~0.041。(3)综合考虑易蚀颗粒含量≥25%和可蚀性属中等及以上2个指标,将沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土、脱潮土界定为区域易风蚀性土壤。易风蚀性土壤面积占研究区的41.79%,主要分布在中牟县、祥符区、尉氏县等区域。研究结果可为黄泛区后续土壤研究及风蚀防治提供参考和科学依据。

    • 库姆塔格沙漠西缘风况特征及沙丘运移规律

      2021, 35(6):62-68. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.009

      摘要 (625) HTML (0) PDF 1.22 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用风况资料和Google Earth卫星影像,分析研究区域的风况特征及沙丘运移特征,并研究沙丘年运移速度、方向及其规律,对防沙治沙手段的提高具有重要意义。结果表明:(1)研究区年平均风速为1.535~1.768 m/s,起沙风平均风速最高值出现在5,6月,全年起沙风平均风速的最低值出现在1月。(2)起沙风和输沙势主要分布在WSW、W、WNW和NW方位。(3)输沙势为0~26 VU,属于低风能环境;风向变率为0.5~0.9,属于中风向变率,钝双峰风况。(4)研究区沙丘年平均移动速度为12.26 m/a,沙丘平均年前移值在10 m以上,属最快速类型,平均移动方向为125.13°,与当地合成输沙方向基本一致。(5)沙丘运移速度与沙丘高度、宽度呈负相关关系,除沙丘高度、宽度以外,风速、输沙势、沙丘密度也影响沙丘的运移速度。

    • 基于不同风蚀模型的区域土壤风蚀变化及影响因素研究——以内蒙古自治区为例

      2021, 35(6):69-75. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.010

      摘要 (778) HTML (0) PDF 1.91 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于遥感数据、气象数据等,利用RWEQ模型和风蚀预报模型对内蒙古自治区2000—2017年土壤风蚀进行评估并分析其驱动因素。结果表明:(1) RWEQ模型(R2=0.85,P<0.01)和风蚀预报模型(R2=0.43,P<0.01)的预测值与137Cs示踪技术风蚀的值具有较好的相关性,其中RWEQ模型预测精度更好。(2)时间上,RWEQ和风蚀预报模型模拟的结果均表明2000—2017年内蒙古自治区土壤风蚀呈下降的趋势,下降趋势分别为0.73,1.18 t/(hm2·a),2个模型模拟的土壤风蚀模数在2011年均达到最低值。空间上,2000—2017年,2个模型的模拟结果均表明内蒙古自治区土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,其中剧烈侵蚀在整个研究区的占比较小(RWEQ 1.79%,风蚀预报模型5.45%),主要分布于北方风沙区的西南部。趋势上,89.74%(RWEQ)和72.05%(风蚀预报模型)的土壤风蚀模数呈下降趋势,其中显著降低的区域主要分布于北方风沙区的巴丹吉林沙漠和乌兰布和沙漠。(3)大风天数对土壤风蚀具有显著影响,随着大风天数的增多,土壤风蚀呈显著上升趋势,植被覆盖度和降水量的增长在一定程度上可抑制土壤风蚀的进程。

    • 藏东南高寒土坡面细沟水流输沙能力变化特征

      2021, 35(6):76-82. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.011

      摘要 (489) HTML (0) PDF 1.15 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究高寒土坡面细沟侵蚀过程机理,建立科学的坡面细沟输沙能力因子模型,服务高寒坡面水土流失治理工作,以藏东南高寒土壤为研究对象,采用室内径流放水冲刷试验,探讨不同流量和坡度条件下细沟水流输沙能力特征。结果表明:(1)高寒土坡面细沟水流输沙能力的临界坡长随输沙能力的增加而变短,范围为3.27~8.31 m;坡度在15°~25°时,临界坡长大约稳定在5.0 m;(2)不同坡度下,高寒土细沟水流输沙能力与流量表现为明显的线性正相关关系(Tc=Aq);小坡度的输沙能力受流量的影响程度大于大坡度;(3)高寒土细沟水流输沙能力与坡度可以用指数方程较好地表示(Tc=-ae(-S/b+c),输沙能力随坡度的增大先快速增大,后逐渐过渡到平稳,当坡度达到15°时增幅平缓;(4)坡面细沟水流输沙能力可以用二元幂函数方程Tc=1697.83S0.491q1.043表示。通过本模型与其他模型的比较分析,ANSWERS模型在计算高寒土的坡面细沟水流输沙能力还值得商榷,本试验模型、Lei模型与Gao模型均能较好地模拟高寒区细沟侵蚀输沙能力。

    • 土壤粒径对灌木植物根-土摩阻特性影响

      2021, 35(6):83-87,94. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.012

      摘要 (779) HTML (0) PDF 1.86 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了系统性研究灌木植物根系的固土力学效应,探讨土体对根系的摩阻特性,以4种不同土壤粒径(原级配,1.0~2.0,0.5~1.0,<0.5 mm)和3年生的典型护坡植物种火棘及紫穗槐为研究对象,采用室内直剪的方式对根系进行根—土界面直剪摩擦试验。结果表明:(1)根—土及土—土界面的摩阻强度与垂直荷载呈明显的正线性关系;随土体粒径的增加,根—土及土—土界面的摩阻强度、摩擦系数、黏聚力和摩擦角均呈现下降趋势,且在相同粒径范围内,火棘根—土界面摩阻特性显著优于紫穗槐和素土;(2)根—土界面与素土界面的剪应力随位移的增长速率呈现先增大后减小的趋势;根—土界面剪应力与位移关系曲线呈现曲折蜿蜒式上升,而素土曲线表现为平缓式上升;(3)土体粒径越小,根土间接触面的比表面积越大,细小的土壤颗粒与根表面发生镶嵌,加大接触面的咬合力,使摩阻能力加大。研究结果对进一步探讨灌木植物根—土相互作用力学机制,以及利用灌木植物提高试验区边坡土体稳定性、防治坡面浅层滑落具有一定的理论指导意义。

    • 黄河中游河龙区间侵蚀产沙对景观特征的非线性响应

      2021, 35(6):88-94. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.013

      摘要 (627) HTML (0) PDF 1.38 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确退耕还林(草)工程期间景观特征变化对侵蚀产沙过程的非线性影响机制,以2006—2016年黄河流域河龙区间33个水文站控制子流域为研究对象,采用增强回归树方法分析了河龙区间子流域产沙模数时空差异的景观驱动因子,定量评价了各景观特征与产沙模数的非线性关系。结果表明,林地和耕地面积比例对产沙模数变异贡献最大,分别贡献22.0%和16.9%的变异;林地面积的增加和耕地面积的减少可以减少产沙模数,但当林地面积>15%,耕地面积<20%时,对产沙模数的影响减弱;增加林地和草地的植被覆盖度对水土流失的减缓作用也存在阈值,草地和林地植被覆盖度的阈值分别为0.5和0.3,当超过该阈值后,其对侵蚀产沙过程的减缓作用趋于弱化;适当减少边界密度数量有利于控制流域土壤侵蚀,当边界密度<60 m/100 hm2时,边界密度对产沙模数影响不大,当超过阈值后,产沙模数随着边界密度的增加急剧增大。当边界密度维持在60 m/100 hm2之内时,可以达到适宜的水土流失防治效果。研究结果揭示了河龙区间流域尺度上景观因子对侵蚀产沙过程的阈值效应,可以为黄河流域植被合理恢复提供重要参考。

    • 坡面降雨径流侵蚀输沙的不平衡特性研究

      2021, 35(6):95-100. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.014

      摘要 (632) HTML (0) PDF 1.14 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对降雨和床面大糙度共同作用下坡面降雨径流侵蚀不平衡输沙特性研究薄弱的问题,采用室内模拟降雨试验的方法,研究不同降雨强度和坡长条件下的坡面降雨径流侵蚀输沙特性。结果表明:(1)坡面为裸坡、坡度为10°条件下,径流含沙量随坡长的增加呈增大趋势,当坡长由1 m增加至8 m时,同一雨强下径流含沙量增大3.28~7.15倍;径流含沙量随雨强的增大而增加,当雨强由40 mm/h增大至120 mm/h时,同一坡长下径流含沙量增加1.41~2.97倍。(2)分析降雨径流侵蚀条件下,水动力学参数对坡面径流挟沙能力的影响发现,水流挟沙能力与流速的3次方成正比,与水力半径和沉速的乘积成反比,得到降雨条件下的水流挟沙能力计算公式。(3)研究坡面降雨径流侵蚀输沙的不平衡特性表明,雨强与恢复饱和系数之间呈幂函数关系,给出坡面不平衡输沙模型并进行验证,表明该模型可以较好地模拟坡面降雨径流侵蚀输沙沿程变化。研究结果可为预测坡面径流侵蚀输沙沿程变化及完善坡面径流侵蚀机理提供参考。

    • SWAT模型土壤空间离散化对径流和输沙模拟结果的影响

      2021, 35(6):101-108. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.015

      摘要 (625) HTML (0) PDF 1.72 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:以东江源为研究区,采用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)模型,通过设置11种子流域划分方案,并保持土地利用和地形2个要素不变,以定量分析子流域划分引起的土壤离散化对产流产沙过程的影响。结果表明:(1)随着子流域数量的增加,土壤类型空间离散化趋势越明显,其中面积最大的泥红壤面积显著减少(P<0.05),面积第2和第3的渗育质水稻土和黄壤显著增加(P<0.05),面积最小的石质土在子流域数量少(11~267个)时该地类被概化完全消失,子流域数量增加到524个后,该地类面积呈增加趋势(P<0.05)。(2)土壤空间离散化导致年均径流量(1.32%)和输沙量减少(P<0.05),且对输沙量影响更显著(18.07%,P<0.01)。(3)随着土壤离散程度增加,年平均最大1天、连续最大5天、连续最大7天输沙量均显著减少(16.64%,17.54%,17.34%,P<0.01),而径流量变化不显著(0.59%,0.89%,0.83%,P>0.05)。(4)土壤空间离散化导致洪水过程输沙量峰值显著减少,而对洪峰径流量影响并不显著。子流域划分引起的土壤离散化主要通过土壤侵蚀因子K值变化而引起输沙量变化。研究结果将为分布式水文模型不确定性研究和提高模拟精度提供参考。

    • 黄河中游昕水河流域水沙变化及归因研究

      2021, 35(6):109-115. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.016

      摘要 (589) HTML (0) PDF 1.50 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨人类活动和气候变化对黄河流域水沙情势的影响,选取黄河中游典型流域——昕水河流域为研究区域,分析流域1958—2015年水文气象年际变化规律,采用Mann-Kendall检验法和Pettitt检验法对流域径流量、输沙量及含沙量进行趋势分析和突变检验,并分别利用双累积曲线法、回归分析法和弹性系数法对水沙变化的归因进行了对比评价。结果表明:(1)流域多年平均径流量、输沙量和含沙量分别为32.0 mm,1 289.1 t/km2和33.7 kg/m3,年径流量、输沙量和含沙量均呈现显著下降趋势,且其突变时间均出现在1980年附近;(2)在1958—1980年和1981—2002年期间,流域年水沙关系表现出较好的线性关系,但是2003—2015年期间流域年径流—输沙关系的相关性明显减弱,水沙关系难以用确定的回归方程来表征,其主要原因为流域内水土保持工程措施的实施特别是淤地坝的建设,削弱了流域的水沙关系;(3)双累积曲线法、回归分析法和弹性系数法的计算结果较为接近,人类活动是引起昕水河流域水沙变化的主要驱动因素,传统的经验统计法确实有一定的可靠性和适用性。研究成果可为黄河流域生态恢复及水沙调控提供科学依据。

    • 阿克苏河流域艾西曼湖湿地时空演变及对生态输水的响应

      2021, 35(6):116-122. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.017

      摘要 (743) HTML (0) PDF 1.26 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:及时了解和定量分析干旱半干旱地区天然生态系统的变化趋势及对生态输水过程的响应,对维护绿洲生态系统健康具有重要意义。论文结合遥感影像和生态输水监测数据,对阿克苏河流域艾西曼湖湿地的时空演变特征和生态输水的响应进行了研究。结果表明,艾西曼湖水域面积萎缩较严重,由1996年的61.57 km2萎缩至2020年的27.76 km2,经历了快速下降、缓慢下降和缓慢恢复3个阶段,生态输水后水面面积出现明显的季相变化并伴随滞后现象,峰值出现在11月左右;生态输水对地下水位有明显的抬升作用,并受输水量、输水天数的影响,地下水位变动与生态输水的响应存在明显的滞后效应,时间约为1~2个月;不同的自然植被对生态输水的响应特征存在差异,胡杨对生态输水的响应明显且在距离输水口100~500 m的范围内长势最好,NDVI月度变化显示生态输水对自然植被生长的滞后时间为1个月左右。研究结果对阿克苏河流域天然植被恢复、区域水资源调配、生态需水调度等具有重要的指导价值。

    • 关中地区播前土壤墒情对覆膜旱作夏玉米产量和水分利用的影响

      2021, 35(6):123-134,143. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.018

      摘要 (507) HTML (0) PDF 1.62 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于3年连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验,通过校验之后的AquaCrop模型设置不同水平的播前土壤墒情,模拟研究关中地区多年历史气候条件下旱作覆膜夏玉米生长和水分利用对播前土壤墒情的响应规律,拟基于播前土壤墒情初步建立覆膜与否的判断标准。结果表明,当土壤初始含水率≤70%田间持水量,关中地区夏玉米覆膜产量波动剧烈;覆膜增产率随着降水的增加呈增加趋势。随着土壤初始含水率的增加,覆膜增产效果越来越明显,且趋于稳定;然而覆膜措施的增产效果对降水量越来越不敏感,最终呈稳定趋势。当播前土壤底墒达到80%~85%田间持水量的水平时,覆膜夏玉米籽粒产量水分利用效率达到最高。综上,有水可保可用是覆膜增产增效的先决条件之一;当土壤初始含水率≤70%田间持水量,建议不采用覆膜措施;当土壤初始含水率≥80%田间持水量时,建议采用覆膜措施。

    • 黔中地区不同干扰对马尾松林土壤性质的影响

      2021, 35(6):135-143. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.019

      摘要 (641) HTML (0) PDF 1.24 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林土壤是森林植被生存和恢复的基础,干扰不仅影响森林土壤生物与非生物的动态变化,进而对森林生态系统的结构与功能产生重要影响。研究选取黔中地区3种干扰类型(清除凋落物、割脂和火灾)马尾松林为研究对象,并分别在每种干扰样地周边设置未干扰马尾松林样地作为对照,揭示不同干扰类型对马尾松林土壤性质的影响特征。结果表明:不同土层间马尾松林土壤性质存在显著性差异(P<0.05),主要体现在表层土壤(0—20 cm)养分含量显著高于下层土壤(20—40,40—60 cm),这表明马尾松林土壤养分具有"表聚"效应。不同干扰类型对马尾松林土壤性质存在一定显著性影响(P<0.05),割脂干扰下,马尾松林土壤的养分含量和脲酶活性升高,全磷和有效磷含量无显著性差异;清除凋落物干扰下,马尾松林土壤pH、有机碳、全氮含量和脲酶活性降低,容重、全磷、有效氮和有效磷含量无显著差异,有效钾含量和过氧化氢酶活性增加;火灾干扰下,马尾松林土壤的容重、有效钾含量和过氧化氢酶活性增加,有机碳、全氮、全磷、有效氮含量和脲酶活性则表现为下降趋势,有机碳和有效磷含量变化不显著。不同干扰类型下,土壤酶活性与化学性质存在显著相关性,表层土壤的显著相关性大于深层,脲酶活性主要与全氮和有效氮含量存在显著相关关系,过氧化氢酶活性与机碳含量存在显著相关关系。不同干扰类型下,土壤养分变异存在一定差异,pH为弱变异性,其余大部分土壤养分为中等变异性。综上,不同干扰类型对马尾松林土壤性质有较大影响,应对该地区马尾松林的利用与保护给与足够的重视,对其合理管理和利用。

    • 黄土残塬沟壑区范围界定及近21年来NDVI时空变化特征

      2021, 35(6):144-150. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.020

      摘要 (591) HTML (0) PDF 1.54 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究黄土残塬沟壑区退耕还林(草)工程等林业生态工程实施后林业资源恢复情况,以黄土高原DEM数据及2000—2020年归一化植被指数NDVI数据为基础,采用地形因子计算、水文分析、空间叠加分析等方法,划分了较为完整的黄土残塬沟壑区的范围,并利用趋势分析法、变异系数的相关理论与方法,分析了近21年来黄土残塬沟壑区NDVI时空变化特征。结果表明:(1)黄土残塬沟壑区横跨山西、陕西和甘肃3省,面积约为2.99万km2,沟壑密度为1.91~3.21 km/km2;(2)黄土残塬沟壑区NDVI从时序变化上看,全区21年总平均NDVI值为0.711,2000—2020年该区植被NDVI变化趋势呈快—慢—较快增长;从空间分布来看,植被覆盖度NDVI值总体为0.6~0.9,研究区中部地区植被覆盖度较其他地区高;(3)在时空趋势特征方面,研究区西部和东部部分地区植被覆盖改善程度明显,中部地区植被覆盖情况较为稳定;在时空波动特征方面,该区植被NDVI时序波动稳定,空间波动差异性较大,低波动区域面积占比为48.06%。整体而言,黄土残塬沟壑区主要分布在山西、陕西和甘肃3省,该区2000—2020年间植被NDVI整体呈上升态势,植被覆盖水平整体较高且波动较低,并呈持续改善趋势。研究结果可为黄土残塬沟壑区水土保持工作提供理论基础和科学依据。

    • 基于SWAT模型的喀斯特流域产流特征对

      2021, 35(6):151-160. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.021

      摘要 (559) HTML (0) PDF 2.04 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨适合于西南喀斯特地区石漠化治理的有效生物措施,以典型喀斯特流域——打邦河为研究区,以SWAT模型模拟为基本研究手段,以打邦河流域黄果树水文站、高车水文站连续多年实测水文数据作为基础率定资料,设置6种石漠化治理措施情景,分别模拟各治理措施的产流特征,从产流特征探讨不同措施的生态效益。结果表明:(1)率定期(2008—2013年)黄果树水文站R2=0.86,NSE=0.77,高车水文站R2=0.76,NSE=0.63;验证期(2014—2018年)黄果树水文站R2=0.79,NSE=0.57,高车水文站R2=0.75,NSE=0.54,均符合模型的评价标准,表明SWAT模型在打邦河流域具有较好的适用性;(2)坡度15°以上有林地、经济林和牧草地较坡耕地蓄水截流效果较好。坡度15°~25°,以及25°以上,蓄水截流效果均表现为经济林>牧草地>有林地;(3)经济林+牧草地措施一方面可以有效缓解打邦河流域工程性缺水的问题,另一方面基于潜在的经济效益,优化调整当地坡耕地种植结构,可实现区域农业可持续发展。结果可为西南喀斯特地区石漠化治理、生态恢复和乡村振兴提供理论参考,对促进喀斯特流域社会经济可持续发展具有一定的参考意义。

    • 土壤侵蚀和沉积对土壤理化性状的影响

      2021, 35(6):161-167. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.022

      摘要 (642) HTML (0) PDF 1.20 M (544) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤侵蚀—沉积是影响陆地生态系统地球化学循环的重要机制之一。对土壤生物、化学和物理性质在侵蚀区和沉积区的空间分布特征进行系统分析,基于黄土高原地区的侵蚀—沉积地貌特征,模拟修建5°,10°和20° 3个坡度的侵蚀区,并于每个侵蚀区底端连接水平的沉积区。试验期间(2015—2019年)连续原位监测天然降雨条件下的径流量、泥沙量、土壤温度和水分,并采集土样分析土壤生物、物理和化学性质。结果表明:(1)随坡度增大,土壤侵蚀强度增强。相比5°坡,10°和20°坡的年径流量分别提高30%~115%和48%~207%,且年产沙量分别提高146%~505%和241%~742%;(2)沉积区土壤有机碳、可溶性有机碳、矿质氮、微生物量碳、氮的浓度和黏粒含量均显著高于侵蚀区,土壤δ13C相对丰度在侵蚀区显著高于沉积区,提高幅度为2.0%~3.3%;(3)试验土壤性状在侵蚀区和沉积区之间的差异随坡度增大而增加。研究结果揭示了土壤理化性状对土壤侵蚀和沉积具有相反的响应。

    • 不同灌溉定额对滴灌骏枣生长的影响

      2021, 35(6):168-174,182. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.023

      摘要 (696) HTML (0) PDF 1.22 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究和田地区滴灌条件下不同灌溉定额对骏枣生长的影响及土壤水分变化情况,分别设计4个水分梯度,研究其在不同水分梯度下枣树新稍、光合作用、产量变化情况,并采用烘干法测量骏枣全生育期土壤含水率。枣树在萌芽展叶期和开花坐果期新稍生长较快,新稍长度和稍径均满足W33/667 m2)处理比较适宜滴灌骏枣生长,其产量最高(540.56 kg/667 m2),灌溉水利用效率最大(1.29 kg/m3)。

    • 控制厚度条件下崩岗土体的裂隙演化特征

      2021, 35(6):175-182. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.024

      摘要 (553) HTML (0) PDF 3.00 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:裂隙发育降低土体承载力、抗剪强度、凝聚力等力学特性,促使崩壁崩塌。在控制土体厚度(0.8,1.6,2.2 cm)条件下,对崩岗4层土体进行室内脱湿试验,通过相机定时定点拍照,并结合数字图像处理技术分析崩岗土体的裂隙演化特征。结果表明:(1)脱湿过程中土体变形均先产生核心收缩,后产生裂隙,且4层土中过渡层最早产生核心收缩与裂隙发育现象;(2)4层土之间,裂隙发育程度呈现为过渡层>红土层>表土层>砂土层,过渡层与砂土层的较大差异会破坏土体的稳定性,加速崩壁崩塌;(3)随着土体厚度的增加,裂隙发育现象减弱,核心收缩现象逐渐增强。对于直径为12 cm的崩岗土体,当厚度为2.2 cm时,无裂隙发育,仅产生核心收缩现象。研究结果可为研究崩壁崩塌机理、提高崩岗稳定性提供科学依据。

    • 不同林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响

      2021, 35(6):183-189. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.025

      摘要 (507) HTML (0) PDF 1.12 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用双环入渗法对黄土残塬沟壑区主要林分类型(刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林、山杨栎类天然次生林)进行土壤入渗试验,分析4种林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响。结果表明:(1)研究区不同林分类型土壤理化特征存在一定差异,山杨栎类天然次生林的土壤理化性质总体最好,刺槐×油松混交林优于刺槐林和油松林;(2)0~90 min测试时间内,不同林分类型的土壤入渗速率随时间的变化规律均表现为迅速递减(0~5 min)、逐渐递减(5~60 min)和趋于稳定(60~90 min)的过程;4种林分的土壤初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率由大到小依次为山杨栎类天然次生林、刺槐×油松混交林、刺槐林、油松林;(3)4种常见土壤入渗模型(Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型和通用经验模型)中,通用经验模型对研究区不同林分类型土壤入渗过程拟合效果最好,拟合精度均在0.990以上;(4)相关性分析结果表明,不同林分类型的土壤入渗指标与土壤容重呈现极显著负相关(P<0.01),与非毛管孔隙度、> 0.25 mm水稳性团聚体含量、砂粒含量以及有机质含量呈现极显著正相关(P<0.01);通过通径分析并计算主要影响因子的决定系数表明,对土壤初始入渗速率影响程度最大的因子是土壤容重(0.309),对土壤稳定入渗速率影响程度最大的因子是>0.25 mm水稳性团聚体含量(0.251),对土壤平均入渗速率影响程度最大的因子是有机质(0.408)。研究结果为研究区营造水土保持林树种的选择与水土保持功能评价提供一定参考。

    • 晋西黄土区不同土地利用类型对土壤水分的影响

      2021, 35(6):190-197. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.026

      摘要 (518) HTML (0) PDF 1.28 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确不同土地利用类型对土壤水分的影响,采用土钻法在2019年和2020年4—10月定期对晋西黄土区人工油松林地、荒草地、农地0—10 m土层的含水量进行了观测研究。结果表明:(1)人工油松林地0—10 m土层的蓄水量为1 281.13 mm,荒草地为1 712.85 mm,农地为1 804.77 mm。油松林地较荒草地和农地多消耗431.72,523.64 mm的水分,且多消耗的土壤水分主要来源于深层土壤。(2)3个土地利用类型0—10 m土层含水量的垂直变化可以划分为土壤水分剧烈变化层、弱变化层和稳定变化层,各层的含水量随时间的变化也不尽相同。(3)油松林根系的直接吸水深度为5.4 m,影响深度可达10 m土层以下,农作物的吸水深度为4.2 m,影响深度可达8 m土层以下。对研究区内地势平坦、交通便利的地方可种植农作物,促进当地农业经济建设;而针对油松林地土壤含水量低的现象,可采取适当水分管理措施降低林地耗水。

    • 荒漠草原不同覆被类型土壤水分动态及其对降水的响应

      2021, 35(6):198-206. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.027

      摘要 (598) HTML (0) PDF 1.95 M (507) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱、半干旱区植被恢复与重建对降雨具有高度的依赖性,降雨格局的任何细微变化对其生态系统均会产生影响。以宁夏盐池县荒漠草原3种主要覆被类型(浮沙地、天然草地和柠条林地)为研究对象,使用自动气象站、土壤水分仪连续监测2015—2017年降水量和土壤水分数据,分析了3种覆被类型0—250 cm土层的土壤水分动态及其对不同量级降水的响应。结果表明:浮沙地土壤水分从表层至深层为增长趋势,天然草地和柠条林地为增加—减少—增加趋势;水分季节变化分为土壤水分稳定期(12月至翌年2月)、土壤水分积累期(3—5月)、土壤水分消退期(6—8月中旬)和土壤水分恢复期(8月下旬至11月)。5 mm以下的小降水事件对土壤水分几乎无影响;中等降水事件(5~25 mm)和大降水事件(25~40 mm)对0—20 cm或浮沙地0—40 cm土层土壤水分有补给作用;40—100 cm土层的水分补充需要特大降水事件。浮沙地对降水响应最敏感,柠条林地次之,天然草地最滞后。降水量、降水强度、雨前土壤含水量和土壤物理性质均是影响土壤水分入渗的因素,而在降水一致时,土壤类型是决定土壤水分动态的重要因素,植被对土壤剖面水分具有再分配的作用,这在干旱区生态系统中尤为重要,决定了植被类型与土壤类型的对应关系。

    • 缓释氮比例对一次性施肥单季晚稻生长和氮素利用的影响

      2021, 35(6):207-212,221. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.028

      摘要 (519) HTML (0) PDF 1.15 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:探明单季晚稻缓释氮肥一次性施用模式中缓释氮占总施氮量的适宜比例,为单季晚稻高效施肥提供理论指导。2019—2020年在浙江省长兴县和平镇开展田间试验。试验共设6个处理:(1)不施氮肥(N0);(2)常规施肥(U1,基肥:分蘖肥:穗肥为4:3:3);(3)常规施肥减氮12.5%(U2,比例同U1);(4)57%缓释氮一次性施用(SRU1);(5)45%缓释氮一次性施用(SRU2);(6)34%缓释氮一次性施用(SRU3)。U1的施氮量为240 kg/hm2,U2和SRU的施氮量均为210 kg/hm2。测定水稻产量、养分吸收量、养分利用率、田面水铵态氮含量和氨挥发量等指标。结果表明:N0处理的单季晚稻产量为U处理的73.55%。与U相比,缓释氮肥一次性施用可以维持水稻产量。单季晚稻产量随着缓释氮施用比例升高而增加。SRU处理与U处理之间地上部氮含量及氮素吸收量均无显著差异。2019年SRU2处理和2020年SRU1处理氮肥利用率分别比U处理提高10.49%和8.84%,达到显著差异水平,其他处理与U1、U2处理间差异均不显著。与U相比,SRU处理显著降低了田面水铵态氮含量和稻田累积氨挥发量,但各缓释肥处理间无显著差异。综合相关产量及氮素损失的结果,34%缓释氮施用比例可满足单季晚稻一次性施肥要求,能保证水稻稳产,同时降低氮素径流和挥发损失。

    • 江汉平原典型农业灌排单元土壤有机碳密度分布特征

      2021, 35(6):213-221. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.029

      摘要 (604) HTML (0) PDF 1.72 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:农田土壤有机碳库是陆地生态系统最重要的土壤碳库之一,明晰农田土壤有机碳的空间分布特征与影响机制,可为农田土壤肥力及固碳能力评价提供采样依据和理论基础。以江汉平原典型农业灌排单元(面积45 hm2)为研究对象,测定了104个样点0—200 cm深度范围内1 560个土壤样品的有机碳含量,并计算碳密度,揭示土壤有机碳密度的空间分布特征,并分析耕作方式和耕作历史对其分布的影响。结果表明:(1)0—200 cm农田土壤剖面内,20,200 cm厚度土层有机碳密度的均值变化范围分别为1.75~3.77,11.67~34.24 kg/m2,随着土层深度的增加,农田土壤有机碳密度先急剧降低后缓慢增加,且100—200 cm土层的有机碳密度约占整个土壤剖面的45.26%,深层有机碳储量需引起重视;(2)在灌排单元尺度上,0—20 cm土层和0—200 cm剖面有机碳密度均具有较强空间自相关性,表明成土母质和地形等结构性因素是影响灌排单元尺度土壤有机碳空间空间分布特征的主导因子;(3)耕作方式和耕作历史影响农田土壤的有机碳密度,稻田所有土层的有机碳密度均高于旱地,0—200 cm剖面的有机碳密度是旱地的1.31倍;老稻田所有土层的有机碳密度均高于新稻田;林地改稻田和旱地改稻田样地在0—200 cm剖面有机碳总密度差异较小,但林地浅层土体的碳密度更大;合理的增加稻田面积是快速提高农田碳储量的有效途径之一;(4)灌排单元尺度农田土壤有机碳密度的代表性稳定深度为180—200 cm,在进行土壤有机碳密度调查时应尽量延伸采样深度。研究结果为提高农田土壤有机碳密度估算的准确性与采样设计的合理性,以及农田土壤的固碳能力评价提供了科学依据。

    • 浑水颗粒级配对一维入渗规律及致密层形成特性的影响

      2021, 35(6):222-227. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.030

      摘要 (542) HTML (0) PDF 1.11 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明浑水不同泥沙颗粒级配对入渗规律及致密层形成特性的影响,通过室内土柱垂直入渗试验,选取4种不同物理性黏粒含量的泥沙(5.59%,9.87%,18.43%,39.43%),研究落淤层厚度、湿润锋运移距离、累积入渗量随入渗时间变化特征,并测定落淤层和入渗结束后不同深度(0—1,1—2 cm土层)土壤的颗粒级配。结果表明:浑水泥沙中物理性黏粒含量越大,落淤层厚度越大;同一入渗时刻湿润锋运移距离和单位面积累积入渗量随物理性黏粒含量的增大而减小。落淤层厚度随时间变化符合幂函数关系(R2 > 0.9),拟合系数随着物理性黏粒含量的增大而减小,而拟合参数在0.50上下变化。不同物理性黏粒含量下落淤层与入渗泥沙颗粒组成相似,2 cm入渗深度处土壤颗粒组成与原土壤类似;1 cm入渗深度处土壤<2 mm细颗粒含量较原土壤变大,随着物理性黏粒含量的变大,各处理分别增加4.29%,4.92%,7.96%及16.30%。研究结果可为进一步探究浑水入渗形成致密层特性提供理论依据。

    • 坡面不同植被覆盖格局下的水文连通性变化特征

      2021, 35(6):228-234,242. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.031

      摘要 (545) HTML (0) PDF 1.17 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入探索不同植被盖度及其格局在不同冲刷流量下的坡面侵蚀过程机理,利用野外人工冲刷试验,以自然恢复草本植被小盖度格局、坡上相对聚集格局、坡中相对聚集格局、坡下相对聚集格局和较大盖度格局为研究对象,通过引入水流路径长度和水流阻抗指数,分析了不同植被盖度及格局对坡面侵蚀和水文连通性的影响作用。结果表明:(1)植被盖度及格局可影响坡面的侵蚀状况。坡面植被盖度为13.5%的产流产沙量分别是盖度为34.0%坡面对应值的2.36,3.02倍;同时与坡上和坡中相对聚集格局相比,坡下相对聚集格局的坡面产流产沙量最多,其中产流量分别增加16.42%和8.00%,产沙量分别增加26.53%和23.56%。但随着冲刷流量的增加,不同植被盖度和覆盖位置下的坡面产流产沙量差距减小。(2)植被盖度与水流路径长度和水流阻抗指数间均存在显著的线性关系。同时水流路径长度在不同覆盖格局下存在差异,其中坡上相对聚集格局的水流路径长度分别比坡中和坡下相对聚集格局减少10.89%和18.33%。而水流阻抗指数在不同覆盖格局下表示意义不明确,但可灵活反映不同试验条件下的水文连通性变化。(3)坡面产流产沙量随水流路径长度和水流阻抗指数增加呈显著的指数变化趋势。水流路径长度和水流阻抗指数均可作为反映坡面侵蚀过程及其机理的参数之一。该研究成果对于深入理解坡面侵蚀过程机理及定量评价水文连通性与植被和坡面侵蚀的作用关系具有参考价值,从而为坡面侵蚀预测模型完善和地区生态环境建设提供评价依据。

    • 基于水肥耦合的滴灌西兰花光合-产量-品质试验及综合评价

      2021, 35(6):235-242. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.032

      摘要 (412) HTML (0) PDF 1.76 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究膜下滴灌条件下,不同水肥组合对西兰花光合、产量、水肥利用效率及品质的影响,并建立西兰花产量—品质与水肥因素的回归模型及主成分综合评价体系,寻求西兰花最优的灌水量和施肥量组合,为西兰花高效节水灌溉提质增效提供技术依据。以西兰花为试验作物,采取膜下滴灌的灌溉方式,采用二因素三水平随机区组试验设计。灌水量设置3个水平,分别为1 740,2 175,2 610 m3/hm2,施肥量设置3个水平,分别为1 200,1 500,1 800 kg/hm2,共9个处理。结果表明:在生育期降水量为20.8 mm,灌水量为2 610 m3/hm2,施肥量为1 800 kg/hm2,西兰花的产量及品质最好,综合评价得分也最高,说明高水高肥处理下最有利于西兰花的生长,是适宜本地滴灌西兰花的灌溉施肥制度。

    • 围封对荒漠草原物种多样性和功能多样性的影响

      2021, 35(6):243-250. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.033

      摘要 (639) HTML (0) PDF 1.18 M (594) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示荒漠草原区域围封对不同土壤生境物种多样性和功能多样性的影响,以荒漠草原不同土壤生境下围封(15年、10年、6年)和放牧(15年、6年、5年)的草地植物群落为研究对象,基于方差分析和主成分分析的基础上,通过函数拟合分析,探讨植物物种多样性与功能多样性之间的关系。结果表明:(1)围封相对于自由放牧条件,灰钙土生境植物功能多样性显著增加(P<0.05)。随着封育年限的增加,物种多样性呈显著降低趋势(P<0.05),功能多样性未发生显著变化(P>0.05);风沙土生境植物功能多样性和物种多样性未发生显著变化(P>0.05)。(2)功能离散度表征的功能多样性与物种丰富度关系可用二次多项式Y=aX2+bX+c形式表示,随着封育年限的增加,二者的相关系数在灰钙土和风沙土生境均呈增加趋势。荒漠草原物种多样性与功能多样性整体正相关,且符合二次函数关系,物种多样性可以用来反映植物群落功能多样性的水平高低,但这种替代作用受封育年限和放牧的影响,随着封育年限增加,物种多样性反映功能多样性水平的能力增加,在未来荒漠草原多样性与生态系统功能关系及维持机制中,需要同时考虑多样性的多维度特征以及不同土壤生境类型。

    • 黄土丘陵区4种典型植被土壤可溶性氮组分特征

      2021, 35(6):251-257. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.034

      摘要 (612) HTML (0) PDF 1.15 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤可溶性氮组分是氮循环中最活跃的一环,是联系"植物—土壤氮组分—土壤养分"的关键纽带。为探讨植被类型对黄土丘陵区土壤氮素累计及其有效性的影响,以黄土丘陵区4种典型植被(荒草地、沙棘林地、文冠果林地、云杉林地)为研究对象,分析0—10,10—20,20—40 cm土层可溶性有机氮(SON)、铵态氮(NH4+—N)、硝态氮(NO3-—N)含量,密度及其所占TN比例在不同植被间的差异。结果表明:与荒草地相比,0—40 cm土层中SON含量整体表现为云杉林地最高(19.0%),文冠果林地和沙棘林地分别减少7.0%,13.2%,NO3-—N含量为沙棘林地最高(20.9%),文冠果林地和云杉林地分别减少5.0%,48.0%,3种植被与荒草地相比NH4+—N含量减少19.0%~29.1%;同样,云杉林地SON密度增加31.17%,沙棘林地与文冠果林地分别减少12.8%,4.3%,沙棘林地NO3-—N密度增加21.4%,文冠果林地、云杉林地分别减少3.5%,42.6%,其余植被NH4+—N密度减少16.4%~32.8%;可溶性氮组分占TN比例中,仅沙棘林地NO3-—N占TN比例最高,相比于荒草地增加1.2倍。相关分析表明,可溶性氮组分受TN与MBN的影响大于SOC和MBC。综上,不同植被类型对可溶性氮组分含量、密度及占全氮比例有较大影响,并增加氮素的有效性,以云杉、沙棘的提升效果最好。

    • 微塑料对土壤持水性能的影响

      2021, 35(6):258-263. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.035

      摘要 (788) HTML (0) PDF 1.12 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究微塑料对土壤持水性能的影响,选用粒径为1 mm和25 μm的聚乙烯微塑料(PE—MPs)颗粒进行土培处理后,采用高速离心机法测得不同处理下的土壤水分特征曲线,并使用Gardner模型进行拟合分析。结果表明:(1)土壤中累积少量的PE—MPs (0~5.00 g/kg)能增强土壤持水性,但当累积量超过一定阈值(5.00~50.00 g/kg)会导致土壤持水能力显著降低。(2)1 mm大粒径PE—MPs大量积累对土壤持水性的降低效应更显著;25 μm小粒径PE—MPs少量积累对土壤持水性的提升效应更显著。(3)1 mm大粒径PE—MPs进入土壤后主要影响大孔隙与有效孔隙,对土壤有效含水率的影响较大;25 μm小粒径PE—MPs进入土壤后主要影响微小孔隙,对萎焉系数影响较大。该研究可为高农膜残留地区水分迁移模拟和农业生态风险评价提供理论依据。

    • 牛粪有机肥替代化肥对茶叶产量、品质及茶园土壤肥力的影响

      2021, 35(6):264-269. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.036

      摘要 (548) HTML (0) PDF 1.08 M (507) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机肥的施用是改善茶叶品质、提高茶叶产量的重要措施之一,牛粪资源化利用有助于降低对农业生态环境的污染,为探讨牛粪有机肥对茶叶产量和品质的影响,通过连续2年(2019—2020年)的田间定位试验,研究了不同比例牛粪有机肥替代化肥对六安瓜片乌牛早茶叶内外品质、产量及茶园土壤肥力的影响,筛选了适宜茶园的牛粪有机肥替代化肥比例。结果表明:全部化肥处理乌牛早茶叶产量最高,为821.87 kg/hm2,其次是牛粪有机肥完全替代化肥处理,为817.13 kg/hm2,随着牛粪有机肥替代比例增加,乌牛早茶叶的产量呈现上升趋势,且施肥处理乌牛早茶叶产量增幅为20.40%~44.01%;牛粪有机肥替代70%氮肥及牛粪有机肥全部替代氮肥处理下乌牛早茶叶内在成分及感官品质总体得分均最佳;牛粪有机肥替代化肥可以提高茶园土壤pH,随着牛粪有机肥替代比例升高,土壤有机质、全氮含量均呈现上升趋势,碱解氮、速效钾、有效磷含量均呈现先上升后下降趋势,且在牛粪有机肥替代70%氮肥处理下达到最高;牛粪有机肥替代化肥增加了茶园土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶及蛋白酶的活性,且牛粪有机肥替代70%氮肥处理下其土壤酶的活性较高。综合牛粪有机肥替代化肥对乌牛早茶叶产量品质、生物学性状及土壤肥力的影响,牛粪有机肥替代70%~100%氮肥是茶园系统较优的有机肥替代化肥模式。

    • 改变凋落物和根系输入对米槠天然林土壤微生物群落的影响

      2021, 35(6):270-277. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.037

      摘要 (528) HTML (0) PDF 1.22 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:伴随气候变化下亚热带地区米槠天然林净初级生产力变化,凋落物以及植物根系输入亦会发生改变,这将显著影响土壤微生物群落。于2019年7月在设置7年的米槠天然林植物残体添加和去除试验(the detritus input and removal treatments,DIRT)样地采集不同处理(对照、去除地上凋落物、去除地下根系、无凋落物输入、添加双倍地上凋落物)的2个土层土壤(0—10,10—20 cm),测定微生物磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)含量,计算各微生物群落比值以及多样性,进一步揭示凋落物和植物根系输入对亚热带米槠天然林土壤微生物群落组成和多样性的影响。结果表明:(1)不同处理下0—10 cm土层微生物磷脂脂肪酸含量约为10—20 cm土层的2倍;(2)地上凋落物变化均使得革兰氏阳性菌、阴性菌及放线菌等细菌含量出现不同程度的下降,但不会对丛枝菌根等真菌含量产生影响,而去除根系处理显著降低丛枝菌根真菌含量;(3)微生物群落Shannon-wiener、Simpson多样性指数不受凋落物输入的影响,凋落物去除降低表层土壤微生物群落的Margalef丰富度,提高Pielou均匀度,表明0—10 cm土层微生物群落含量与分布状况受凋落物输入变化影响较大;(4)地下植物根系存在可提高真菌(如丛枝菌根真菌)含量,而地上凋落物输入主要改变细菌丰度以及群落结构。可溶性有机碳以及矿质氮是影响不同处理土壤微生物群落组成和多样性的主要因素。可见,凋落物和根系输入通过土壤理化性质的变化而影响了微生物群落,研究结果可为全面认识植物、土壤与微生物间的相互作用对森林生产力的影响提供科学依据。

    • 浅埋滴灌条件下优化施氮对西辽河平原春玉米田碳、氮足迹的影响

      2021, 35(6):278-284,292. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.038

      摘要 (422) HTML (0) PDF 1.19 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究西辽河平原浅埋滴灌条件下优化施氮对春玉米农田生态系统碳氮足迹的影响,于2019—2020年在内蒙古通辽市科尔沁区农业高新科技示范园区连续2年进行定位试验,以传统漫灌常规常量追氮为对照(CK),设置浅埋滴灌下常量追氮(T1)和优化追氮(T2:70%常量追氮)2个处理,研究不同灌溉方式和氮肥管理对春玉米产量、农田经济效益和农田碳氮足迹的影响。结果表明,相比于传统漫灌,浅埋滴灌下T1和T2处理在增加玉米产量的同时提高农田经济效益(P<0.05)。土壤呼吸CO2碳排放是农田碳足迹主要来源,占比43%~44%,化肥是农业生产资料碳排放主要来源,占生产资料碳排放总量36%~43%;氮肥施用是输入氮足迹的主要组成部分,占比93%~95%。农田生态系统净碳值浅埋滴灌下T1和T2处理无显著差异,分别较传统漫灌CK处理增加15.43%,9.29%;碳效率浅埋滴灌下优化追氮T2处理最高,较CK处理提高10.63%。氮素平衡浅埋滴灌下优化追氮T2处理最接近零点,显著低于T1和CK处理(P<0.05);氮投入有效利用水平T2处理最高,显著高于CK处理(P<0.05)。综合来看,浅埋滴灌下优化追氮T2处理降低西辽河平原农田生态系统碳、氮排放,提高碳效率和氮投入有效利用水平,保证玉米产量和经济效益,是西辽河平原春玉米兼顾高产、高效和生态的水氮管理模式。

    • 滇中富磷区与贫磷区云南松群落差异与土壤磷素研究

      2021, 35(6):285-292. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.039

      摘要 (578) HTML (0) PDF 1.20 M (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:以同在滇中地区磷素差异较大的富磷区与贫磷区的云南松林群落及其土壤为研究对象,采用Sui修正后的Hedley磷素分级,研究了土壤磷素的有效磷特征和土壤其他养分因子,分析了2类云南松群落的结构及其差异。结果表明,富磷区土壤全磷含量显著高于贫磷区,虽然两地活性磷(H2O—Pi、NaHCO3—Pi和NaHCO3—Po)含量都低于10%,但富磷区活性磷含量显著高于贫磷区,贫磷区有机磷含量高于无机磷含量,富磷区却相反;富磷区其他土壤养分如全氮、有机碳含量也显著高于贫磷区。富磷区云南松群落林木密度、Shannon-wiener指数、Simpson指数、Pielou指数均高于贫磷区云南松群落,而平均株高、平均胸径、冠幅低于贫磷区云南松群落。讨论认为,在贫磷区云南松与富磷区云南松群落的生长发育与营养策略有关,在磷素匮乏的地区,植物群落为了维持正常生长而进行紧密磷素循环,植物和微生物主要利用的磷素来自有机磷的矿化与溶解,并最大限度地减少生物地球化学循环的磷损失;但在磷素极其充沛的地区植物和微生物群落更加倾向将磷素从土壤矿石转移到生物地球化学磷循环中,对于当地植物和微生物来说,紧密的磷素回收就显得无关紧要。两地云南松群落结构的显著差异与地表磷素含量关系密切,富磷区因土壤磷含量丰富,并且引起其他营养资源丰富,从而能够维持更多种类的植物,同时相应地降低云南松在群落的生态优势;相应地贫磷区磷素成为限制因素,并且其他营养资源也相对短缺,从而不能支持更高水平的植物多样性,云南松因具有较强竞争力而生态优势更高。

    • 渠井结合灌区农户灌溉用水模型的构建与应用

      2021, 35(6):293-301. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.040

      摘要 (538) HTML (0) PDF 1.63 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:在水文模型中耦合准确模拟农户灌溉用水行为的模块可以构建更符合实际的灌区水循环模型,可以定量计算农户灌溉用水对渠井结合灌区水循环的影响。以典型渠井结合灌区——陕西省宝鸡峡灌区为研究区,采用问卷调查与访谈的方式收集了大量的农业生产和农户灌溉用水数据,在深入分析灌溉用水影响因素互馈关系和渠井结合灌区水循环特征的基础上,采用Python语言构建了渠井结合灌区农户灌溉用水模型(HCLU模型),该模型由水文、作物、农户生计和灌溉行为4个模块组成,可以概化灌溉用水的各个环节并实现农户灌溉行为与水文物理过程之间的紧密耦合,定量计算灌溉水源、灌溉定额、灌水时间和灌溉方式等对灌区水循环的影响,模拟作物产量与灌溉量的关系,为灌区水资源可持续管理和农业种植结构的调整提供强有力的技术支撑。

    • 基于磷负荷削减的沙河水库流域生态修复措施配置研究

      2021, 35(6):302-309. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.041

      摘要 (519) HTML (0) PDF 1.37 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:水体磷浓度增加易导致水体中藻类大量繁殖等生态问题,磷负荷削减一直都是水环境治理的重点工作。以磷负荷削减为重点,以北京城市副中心上游沙河水库流域为研究对象,采用SWAT模型对4类24种源头控制—过程拦截生态修复措施进行分析模拟,评价生态修复措施对磷负荷的削减情况。结果表明:(1)对总磷的削减效率依次为退出畜禽养殖>分散污水处理>生态护岸>植草沟、植被缓冲带>城镇径流控制>节药节肥、林下结构提升,退出畜禽养殖、分散污水处理等源头控制措施效益十分显著。(2)针对农业面源污染,建议采取5 m宽生态沟渠,果园:过滤带面积比为10:1的植被过滤带,不使用除草剂,果园减少50%有机肥施用量,100%养殖废弃物资源化利用并减少30%污水量5项措施,削减农业生产过程产生的磷负荷;城镇建议采取提高20%透水铺装率和提升40%分散污染处理率2项措施;河道推荐采用高覆盖度生态护岸和布设5 m宽河道缓冲带。(3)空间上削减农业—城镇—河道磷负荷,要素上针对山水林田湖草生态要素进行系统治理,措施实施后总磷负荷削减率可达53%,总磷达到IV类标准的流域面积增加8.6%,效果尤为显著。研究成果为山水林田湖草系统治理措施布局提供了参考。

    • 禁牧对黄土高原半干旱草地土壤粒径多重分形特征的影响

      2021, 35(6):310-318,326. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.042

      摘要 (519) HTML (0) PDF 1.25 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究半干旱地区草地禁牧后土壤粒径分布非均匀性和异质性的变化特征,揭示禁牧对草地土壤粒径分布的影响,为退化草地的恢复治理及科学合理利用提供理论支撑。以宁夏云雾山不同禁牧草地(0,10,15,27,35年)为研究对象,运用多重分形理论,探讨禁牧对草地不同土层(0—10,10—20,20—40,40—60 cm)土壤颗粒分布的影响,明确粒径分布变化的主要影响因素。结果表明:草地禁牧降低土壤容重,增加地下生物量、土壤养分(包括土壤有机碳及全氮)及土壤含水量,在禁牧27年达到峰值。多重分形谱函数Δf > 0,表明土壤结构特征由占比偏大的粒级主导,禁牧后期(35年)砂粒含量达到69.29%,显著高于禁牧前期(10年);容量维数D0变化幅度为0.866~0.891,并随禁牧年限递增;信息熵维数D1和关联维数D2随禁牧年限均呈先增加后减小的趋势,且在禁牧10年和15年时随土层深度递增,但在35年时随土层深度递减;D1/D0范围为1.012~0.904,随土层深度递减。土壤粒径分布与土壤有机碳呈显著正相关,表明土壤有机碳是影响颗粒分布的主要因素。结果表明,禁牧可以改善土壤养分及结构,但长期禁牧不利于半干旱区退化草地的恢复。

    • 模拟酸雨条件下生物炭配施沸石对江西某钨矿区Pb、Cd、W的淋溶效应

      2021, 35(6):319-326. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.043

      摘要 (685) HTML (0) PDF 1.25 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决江西某钨矿区钨及其他重金属污染问题,通过室内模拟酸雨淋溶试验,研究在不同pH (3.1,4.5,5.8)酸雨条件下,添加稻壳生物炭(BC)、天然沸石(ZE)、稻壳生物炭—天然沸石(CO)改良剂对土壤Pb、Cd、W的固定效果。结果表明,酸雨增加了重金属的溶出风险,pH越低,风险越大。添加BC、ZE、CO有效提高土壤的酸缓冲能力,平均分别使得淋溶液pH增加0.53,0.23,0.58个单位,使得淋溶后土壤pH增加0.27,0.09,0.17个单位。在pH=4.5和pH=5.8模拟酸雨后,生物炭联合沸石处理Cd和Pb的淋溶总量明显低于未处理土壤,相较于空白分别降低32.1%,38.0%和36.0%,32.7%。W和Cd、Pb不同,在模拟酸雨pH=3.1条件下,添加改良剂对W淋溶总量均无显著影响,在模拟酸雨pH=4.5和pH=5.8时,单独施用生物炭处理使得W淋溶总量分别增加44.3,53.8 μg/L,但生物炭联合沸石处理使得W淋溶总量分别降低6.0,7.1 μg/L。综合来看,生物炭—沸石能更有效同时防止酸雨条件下污染土壤Pb、Cd、W的淋溶流失,可为后期钨矿区重金属污染防治提供参考。

    • 利用15N揭示滴灌区盐旱胁迫对土壤氮素分布与棉花生长的影响

      2021, 35(6):327-335. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.044

      摘要 (689) HTML (0) PDF 1.46 M (565) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究盐旱胁迫对土壤中氮素分布和棉花生长的影响,通过测坑试验研究滴灌区不同盐分、干旱条件下土壤全氮、硝氮、氨氮的分布和棉花生长情况。试验设置3种盐分梯度的土壤(电导率,EC):3,6,9 dS/m,分别用T1、T2、T3表示;3个灌水量:2 700,3 600,4 500 m3/hm2,分别用W1、W2、W3表示(4 500 m3/hm2为当地推荐灌水量)。结果表明:当土壤盐分梯度> 3 dS/m时土壤全氮累积量显著高于低盐土壤(P<0.05),且土壤盐分对棉花花期生长影响较大。土壤的氨氮挥发量和土壤盐分梯度成正比。土壤硝态氮的淋失与灌水量呈正比,与正常灌水量的硝态氮淋失相比,水分胁迫对棉花产量的影响更为严重(P<0.01)。随土层深度的增加,土壤碱解氮以每20 cm土层8%的速度减少。各处理土壤15N残留率为11%~40%,随土壤盐度增加而增加,随灌水量增加而减少,与土壤全氮含量呈正比,与棉花产量呈反比。综上所述,T1W3处理更有利于棉花对氮肥的利用和产量的提高,推荐滴灌区棉花土壤盐度<3 dS/m,灌水量4 500 m3/hm2,可在花期适当提高施肥量以稳定产量。

    • 果园绿肥对土壤磷组分及磷素有效性的影响

      2021, 35(6):336-342. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.045

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.17 M (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:以天津市桃园土壤为研究对象,采用Tiessen磷分级方法研究绿肥栽培并利用条件下土壤磷组分含量变化和磷素活化周转特征。试验共设3个处理:绿肥覆盖(SC)、翻压(BU)和清耕对照(CT)处理。分别于绿肥处理1,4,7年后采集0—20,20—40 cm的土壤样品,测定全磷、活性磷库(Resin—Pi和NaHCO3—P)、中稳性磷库(NaOH—P)和稳定态磷库(Dil.HCl—Pi、Conc.HCl—P和Residual—P)含量。结果表明,与CT处理相比,SC和BU处理在各采样年份均提高了土壤全磷、Resin—Pi、NaHCO3—P、NaOH—P和Residual—P含量,降低Dil.HCl—Pi和Conc.HCl—P含量,处理间差异性随绿肥利用年限的增加而增加;其中,各指标BU处理均优于SC处理,且0—20 cm土层变化最为明显。绿肥利用7年后,BU处理0—20 cm土壤Resin—Pi、NaHCO3—P、NaOH—P和Residual—P含量较CT处理分别显著增加48.82%~128.41%,145.93%~231.16%,206.26%~590.06%和34.67%~37.66%,Dil.HCl—Pi和Conc.HCl—P含量分别显著降低12.37%~15.79%和43.72%~91.39%。综上,相对于清耕对照处理,果园绿肥栽培并利用可显著增加土壤活性磷库和中稳性磷库的比例,并显著降低稳定态磷库的比例;同时,随着绿肥利用年限的增加,土壤活性磷库和中稳性磷库的比例随之增加,稳定态磷库的比例随之降低。研究结果表明,果园绿肥栽培并利用可以有效促进土壤难溶性磷的活化周转,提高土壤磷素生物有效性。

    • 植被类型对黄土丘陵区土壤碳氮磷化学计量特征的季节变异

      2021, 35(6):343-349,360. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.046

      摘要 (433) HTML (0) PDF 1.17 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨植被类型及生长季阶段对土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响,揭示黄土丘陵区陆地生态系统养分限制及循环规律。以黄土丘陵区典型荒草地(Grassland)、苜蓿(Medicago Sativa)地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌木地、文冠果(Xanthoceras sorbifolium)林地、云杉(Picea asperata)林地为研究对象,分析其0—60 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及化学计量比特征在植被类型间及生长季阶段内的差异。结果表明:(1)全生长季下乔木林地土壤SOC、TN、TP含量不同程度地显著高于灌草地0.7%~39.7%(P<0.05),且各植被类型土壤SOC、TN含量均随植被生长而逐渐降低,土壤TP含量在生长季末期有一定的储集;(2)全生长季下5种植被类型土壤化学计量比(C:N、C:P、N:P)均值分别为24.70,77.56,4.26,其C:N、C:P均较全国平均值(12.3,61.0)偏大,而N:P较全国平均值(5.2)小;且该区灌木地土壤化学计量比与荒草地间均存在显著性差异,而乔木林地间土壤化学计量比及草地间土壤C:P、N:P间均无显著性差异;(3)土壤C:N在时间上具有较好的稳定性,同时各植被类型土壤化学计量比在生长季阶段间均表现为生长季旺期>生长季初期>生长季末期,但植被在生长季旺期下N:P (6.37)及生长季末期下C:P (40.84)与全生长季和全国均值的比较趋势相反。植被类型及生长季阶段对土壤养分及化学计量比特征均有一定的影响,同时黄土丘陵区植被生长受土壤N、P养分限制程度为N > P,因此应根据植被类型及生长阶段实际情况,合理施加氮磷肥,进而有助于土壤养分存留,加快生态修复进程。

    • 不同时间尺度下气象干旱向水文干旱传播过程

      2021, 35(6):350-360. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.047

      摘要 (799) HTML (0) PDF 1.79 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用黔中地区1970—2016年逐月降水以及径流计算标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SSI),分别表征气象、水文干旱,采用游程理论等方法分析了该地区不同时间尺度的气象水文干旱动态变化特征,并以交叉关联函数以及干旱传播阈值等方法探求不同时间尺度上气象干旱向水文干旱传播时间。结果表明:(1)黔中地区气象水文干旱化态势以上升趋势为主,重度和极端干旱发生的频数增加,长时间尺度上,气象与水文干旱特征具有一定的同步性。(2)不同季节上干旱传播时间(PT)不同,春季PTs在1~5个月,夏季PTs在1~3个月,秋季PTs在1~4个月,冬季PTs为1~3个月。(3)在地形地貌影响下,不同时间尺度的PTs不同。3个月时间尺度下,阳长、高车和麦翁的PTs为1.36,2.00,1.58个月;6个月时间尺度下,PTs为2.75,2.55,3.00个月;12个月时间尺度下,PTs为3.33,2.56,7.17个月。

    • 石灰、生物炭配施硅/多元素叶面肥对水稻Cd积累的影响

      2021, 35(6):361-368. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.048

      摘要 (561) HTML (0) PDF 1.17 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明钝化剂配合叶面肥对水稻Cd积累的影响,在浙江典型Cd污染稻田,采用小区试验方式分析了对照(CK)、石灰4 500 kg/hm2(LM)、石灰+生物炭1:1混施9 000 kg/hm2(LC)3种模式基础上喷施含Si和多元素(DYS)叶面肥对水稻植株Cd积累的影响。结果表明:与CK相比,LM和LC处理糙米Cd含量分别降低70.1%和88.3%;LM配施含Si和DYS叶面肥使糙米Cd含量进一步降低45.3%和28.9%;LC配施含Si和DYS叶面肥则使糙米Cd含量进一步降低14.5%和13.7%。与LM和LC相比,加喷叶面肥使茎秆—稻谷Cd转运降低42.4%~62.7%,茎秆Cd浓度增加81.9%~123.0%,稻谷Cd浓度降低14.6%~64.2%。与CK相比,LC和LM处理显著提高土壤pH,降低土壤DTPA提取态Cd,且LC处理效果更好;LC处理使壤微生物碳、有机质、脲酶和蔗糖酶活性分别增加6.08%,7.92%,11.90%和0.72%,而LM则分别降低8.33%,14.30%,29.20%和12.10%;LM和LC分别使土壤黏粒含量降低5.73%和4.53%,且LM处理使砂粒含量增加29.70%,粉砂粒含量降低11.70%;LC则使土壤砂粒含量降低1.50%,而粉砂粒含量增加2.17%。综合分析,LC配施含Si或DYS叶面肥能够在有效降低稻米Cd含量的基础上保持土壤质量良性发展。

    • 掺沙对盐渍土土块崩解和土壤盐分淋洗的影响机理

      2021, 35(6):369-375. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.049

      摘要 (522) HTML (0) PDF 1.15 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河三角洲地区的土壤入渗性能差,且盐分含量高,掺沙可以加速盐渍土块崩解,改良土壤质地与结构,从而改善入渗性能和水盐在土壤运移过程。以黄河三角洲地区盐渍土土块为研究对象,采用室内土柱模拟试验,设置3种掺沙比例:CK (0)、S1(20%)、S2(50%),土块组成:<1 mm (20%),1~2 mm (28%),2~5 mm (34%),5~10 mm (18%)研究积水入渗条件下掺沙比例对相继2次入渗过程中盐渍土土块崩解及其对水盐运移的影响,从而明确掺沙对盐渍土的改良效果。结果表明,在第1次灌水淋洗和水分再分布后,用干筛法和湿筛法测量得到S1和S2土壤> 0.25 mm的土块含量,较对照组分别降低17.92%,15.50%和51.45%,32.00%;不同掺沙比例下,同一时刻的湿润锋和累计入渗量均表现为S2 > S1 > CK,且S1和S2的稳定入渗率在第1次和第2次入渗过程中,较对照组分别增加60.00%,66.67%和400.00%,900.00%;同一土层深度的脱盐率随掺沙比例增加,掺沙比例为50%时,脱盐深度比20%和对照组分别增加33.3%和45.45%,脱盐量分别提高1.19%~19.01%和4.21%~77.52%。综上,盐渍土掺沙可以有效促进盐渍土块崩解,提高入渗速率和洗盐效率。研究结果可为盐碱地改良提供参考依据。

    • 不同有机物料对盐碱土的淋洗效果研究

      2021, 35(6):376-383. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2021.06.050

      摘要 (652) HTML (0) PDF 1.22 M (556) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要通过土柱模拟试验探究不同有机物料对渗滤液的盐分和可溶性有机碳(DOC)以及不同深度土壤盐分、有机质和微生物生物量碳氮的影响,设置有机硅功能肥(WO)、颗粒状有机物料(YP)、粉末状有机物料(GG)、颗粒状有机物料和粉末状有机物料各50%(YG)以及不添加有机物料(CK)共5个处理。结果表明,有机物料的添加提高了渗滤液的EC值及水溶性Ca2+、Mg2+和Na+含量,YP处理的渗滤液盐基离子含量最高,而WO处理的渗滤液中DOC含量最低;与CK处理相比,WO处理显著提高各深度土层的水溶性Ca2+、Mg2+和K+含量,显著降低各深度土层的pH、交换性Na+、碱化度(ESP)和0—20 cm土层的水溶性Na+和钠吸附比(SAR),但其他有机物料的处理对pH、EC值和盐分等无显著影响;淋洗作用使表层土壤(0—20 cm)盐分向土壤深层移动,淋洗结束后,各处理的土壤EC值、水溶性总盐、交换性Na+和ESP随着土层深度的增加而升高;与CK处理相比,GG和YG处理显著提高0—20 cm土层的有机质含量,分别提高23.97%和20.53%。研究结果为有机物料的添加对盐碱地淋洗过程中盐分和有机质的变化提供了理论的数据参考。