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辽宁西北部沙地主要乔灌木林地水量平衡研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以定位观测资料为基础,对辽宁西北部(以下简称辽西北)沙地荒草地、樟子松林、油松林、杨树林、松杨混交林、山杏林、榆树疏林的水量平衡进行了研究。结果表明:辽西北沙地不同植物群落类型土壤贮水量与降雨量的线性相关极显著,荒草地的土壤贮水量优于任何人工植物群落类型。山杏灌木林群落蒸散量最高,为516.09mm,松杨混交林群落次之,为495.79mm,这两种植物群落蒸散量大于同期降雨量461.00mm,植物群落的水量不平衡;荒草地、樟子松林地、油松林地、杨树林地的蒸散量均小于同期降雨量,榆树疏林蒸散量次小,仅为381.34mm,这5类植物群落基本能够维持土壤水量平衡。 相似文献
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本文基于修正的Green-Ampt方程,给出了改进的Green-Ampt模型在黄土坡面变雨强条件下入渗过程方程与数值求解的算法,结合黄土高原纸坊沟小流域实测土壤数据,借助计算教学和计算机编程,建立了变雨强降雨入渗过程软件系统,从软件系统运行结果中分析了坡耕地、草地和林地的入渗量和入渗率变化情况,以及土壤初始含水率和饱和导水率对草地和林地入渗的影响.结果表明:相同降雨情况下,林地入渗量是草地的2倍,是农地的3倍;不同土地利用下土壤入渗率变化与入渗量类同;草地入渗率对土壤初始含水率变化比较敏感,林地入渗率对土壤饱和导水率变化比较敏感. 相似文献
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祁连山八宝河流域典型草地土壤入渗特征 总被引：1，自引：0，他引：1
利用Guelph入渗仪,对祁连山八宝河流域典型草地的土壤入渗进行了调查,并基于Kostiakov模型和Horton模型对其入渗特征进行拟合。结果表明,峨堡样区土壤初始入渗率平均为1.66 cm·min-1,稳定入渗率为0.99 cm·min-1;阿柔样区土壤初始入渗率平均为0.47 cm·min-1,稳定入渗率为0.21 cm·min-1。入渗率随着海拔的升高而升高,与土壤含水量成正相关关系。整个入渗过程可分为三个阶段：0～10 min为入渗速率急剧变化阶段,10～30 min为入渗速率缓慢变化阶段和30 min以后逐渐达到稳定入渗阶段。Kostiakov模型在阿柔样区拟合效果较好;而Horton模型适合在峨堡样区使用。 相似文献
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坝上高原林草地表层土壤含水量对比研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以地处半干旱坝上高原沽源县为例,对比分析不同自然区域内林地、草地距地表约25cm处土壤含水量。结果表明:人工乔木林地土壤含水量最少,灌木林地次之,草地最多,尤其是天然草地。结合当地农户走访和野外踏查,得出结论:草地或灌木林地能够较好地保持土壤水分,乔木林地则相对较差。建议遵循当地自然地带性规律,充分考虑水分条件,林草植被建设以生态耗水量少的草、灌为主,乔木为辅。 相似文献
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土壤初始含盐量对水分入渗特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
研究土壤初始含盐量对入渗特性的影响,对盐碱地治理具有重要意义。在室内分别进行初始氯化钠含量为3.6、4.5、5.3、5.7 g•kg-1和9.0 g•kg-1的一维垂直土柱淋洗试验。根据试验数据,采用多元回归法,建立了湿润锋、累积入渗量与时间和土壤含盐量之间的量化关系,回归相关系数分别为0.992、0.922,回归模型拟合程度较好;根据累积入渗量得到了入渗率与时间和土壤含盐量之间的量化关系。实验和分析计算表明：土壤初始含盐量对入渗特性的影响大于时间对入渗特性的影响,相同时间土壤初始含盐量越高,入渗湿润锋、累积入渗量和入渗率值越小。 相似文献
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土壤大孔隙是土壤优先流的主要通道，其直接影响着土壤水分运移及污染物迁移，量化大孔隙三维特征，有助于深入理解土壤水分运移机理。因此，文中结合CT扫描及土柱水分穿透试验，对比了林地、草地两种土地利用类型下的大孔隙三维结构特征及其土壤入渗能力，并分析了大孔隙结构特征与土壤水力学特性之间的关系。主要结论如下：1)土地利用方式对土壤大孔隙特征影响显著，林地大孔隙发育程度相对更好，其土壤大孔隙度，大孔隙数量均大于草地，同种土地利用类型下不同种植物的根系特征对大孔隙的结构和分布也具有重要影响。2)植物根系能显著改变土壤入渗能力，林地土壤初始入渗能力较草地更强，大孔隙度在入渗初期会对渗透产生较大影响。然而在经过一段时间入渗后，两种土地利用方式下土壤入渗能力较入渗初期会发生较大的改变。3)大孔隙度与穿透时间之间为显著负相关关系；平均迂曲度、累计入渗量、累计节点数与各入渗指标之间相关关系不显著。 相似文献
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毛乌素沙地南缘不同林龄人工柠条林土壤渗透性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了探讨不同林龄人工柠条林对土壤渗透性能的影响,以天然草地为对照,以土壤初渗速率,稳渗速率,平均渗透速率和渗透总量表征土壤渗透性,运用主成分分析及散点聚类法对毛乌素沙地南缘不同林龄人工柠条(Caragana korshinkii)林地土壤渗透性进行了研究。结果表明:不同林龄人工柠条林地土壤渗透性能大小依次为:15a>24a>36a>天然草地(CK)。即随着人工柠条林林龄的增加,其土壤渗透性能力逐渐减弱,对照天然草地的土壤渗透能力最小。不同林龄人工柠条林地土壤入渗过程回归模拟结果表明:土壤水分入渗过程符合Kostiakov模型,相关系数在0.8003～0.9535之间,且F检验均达到极显著水平。Kostiakov模型是比较适用于干旱、半干旱区的人工柠条林地土壤入渗特征的模型。。 相似文献
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黄土丘陵区退耕草地土壤稳定入渗率生长季变化 总被引：1，自引：0，他引：1
运用双环法,探讨了黄土丘陵区退耕草地土壤稳定入渗率生长季的变化。结果表明:(1)赖草地土壤稳定入渗率在生长季内呈现出"W"型显著的季节变化趋势(P0.05),紫花苜蓿地土壤稳定入渗率则无显著的生长季变化(P0.05)。在草地生长季,赖草地土壤稳定入渗率值的变化范围为1.61~4.53 mm·min~(-1),平均值为2.89 mm·min~(-1)。赖草地土壤稳定入渗率最小值出现在抽穗期(1.61 mm·min~(-1)),最大值出现在种子成熟期(4.53 mm·min~(-1))。紫花苜蓿地土壤稳定入渗率值的变化范围为2.12~2.3 mm·min~(-1),平均值为2.23 mm·min~(-1)。紫花苜蓿地土壤稳定入渗率最小值出现在种子成熟初期,在旁枝形成期、开花期和种子成熟末期出现最大值2.3mm·min~(-1)。(2)赖草地与裸地的土壤稳定入渗率具有显著性差异(P0.05),紫花苜蓿地与裸地则无显著性差异(P0.05),赖草地的平均土壤稳定入渗率最大(2.89±1.03 mm·min~(-1)),其次是紫花苜蓿地(2.23±0.09 mm·min~(-1));(3)土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度等土壤属性生长季的变化是影响黄土丘陵区退耕草地土壤稳定入渗率生长季变化的主要因素;(4)利用土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度等参数可以很好地模拟黄土丘陵区退耕草地土壤稳定入渗率生长季的变化(R20.86,NSE0.86)。 相似文献
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为了解荒漠化土地植被恢复对土壤微生物量的影响,以地处毛乌素沙地南缘的榆林市沙生植物园植被恢复30年的乔木、灌木和草地3种植被群落下土壤为研究对象,分析了植被恢复对土壤微生物量碳、氮、磷含量及比值的影响及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,农牧交错带荒漠化土地植被恢复可以明显提高表层土壤微生物碳、氮、磷的含量。土壤微生物量碳以灌木林地为最高,含量为288.35 mg·kg-1,显著高于草地和乔木,分别是乔木林地和草地的3.99和2.10倍;土壤微生物磷在三种植被群落间差异不明显;三种植被群落下土壤微生物碳氮比的高低为乔木林地草地灌木林地,土壤微生物碳磷比表现为草地略高于乔木林地和灌木林地。相关性分析结果显示微生物量碳、氮、磷与土壤理化性质相关性极为密切,其中与土壤养分各指标大多呈现极显著相关,与土壤容重多为极显著负相关。说明土壤微生物量可以作为评价土壤质量的生物学指标。 相似文献
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不同粘粒含量土壤水分入渗能力模拟试验研究 总被引：9，自引：0，他引：9
为研究土壤粘粒含量对土壤入渗能力的影响,通过向自然土壤中添加沙粒、人工粘土的方法配制不同粘粒含量土壤,用土柱积水入渗模拟了人工配制土壤中粘粒含量对其入渗能力的影响.结果表明:(1) 土壤粘粒含量对土壤入渗能力有较大影响,随粘粒含量增多,入渗能力递减:＜0.001 mm粘粒含量从6%增加至40.4%时,稳定入渗速率从0.0169 cm/min降低至0.0068 cm/min,90 min累积入渗量则从3.66 cm降低至2.02 cm;(2) 稳定入渗速率、90 min累积入渗量与粘粒及物理性粘粒含量分别呈幂函数负相关、指数负相关关系,但与粘粒含量相关性更为显著;(3) 通过对Green-Ampt模型、Philip模型及Kostiakov模型的参数拟合及累积入渗量计算,发现在本试验中Kostiakov模型拟合精度最高,Philip模型次之,Green-Ampt模型较差,说明Kostiakov模型对于均质土体是个比较实用的入渗模型. 相似文献
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科尔沁沙地榆树疏林草原植被研究 总被引：18，自引：3，他引：15
榆树疏林草原是温带典型草原地带、适应半干旱半湿润气候的隐域性沙地顶级植物群落 ,广泛分布于科尔沁沙地、浑善达克沙地 ,是防风固沙、保护沙区生态环境和周边土地资源的一种重要的植物群落类型 ,也是耐旱沙生植物的重要物种基因库和草原野生动物的重要避难所和栖息地。然而 ,由于人类的干扰 (如毁林开荒、过度放牧、甚至片面地建立人工林群落等 ) ,不同程度地破坏了榆树疏林的生态环境 ,影响了其特有的生态作用。遥感监测结果表明 ,分布在科尔沁沙地的榆树疏林草原总面积仅有 41 .4万 hm2 ,通常由乔木、草本或乔木、灌木、草本二个或三个层次构成 ,按疏林群落组成可分为白榆疏林草原、白榆疏林灌丛草原、大果榆疏林草原、大果榆疏林灌丛草原、白榆 +大果榆疏林草原和白榆 +大果榆疏林灌丛草原六种类型。榆树疏林草原的类型多样 ,结构复杂 ,具有多种经营利用方向 ,按照经营利用方向 ,可以划分为以下三种 : 型散生的榆树疏林草原 ,榆树稀疏地散生于沙地草原上 ,有效地保护着牧草的生长 ,同时也可以为放牧牲畜提供良好的庇护 ,属于放牧型疏林草地 ; 型团块状的榆树疏林草原 ,榆树多呈团块状分布 ,少则 3～ 5株 ,多则 1 0～ 2 0株构成一个团块 ,团块内榆树生长相对通直 ,可以成材利用 ,这种类型的草地具? 相似文献
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Tongtong WANG 《干旱区科学》2017,9(5):701-711
As a soil amendment, biochar can reduce soil bulk density, increase soil porosity, and alter soil aggregates and thus affect the infiltration. Researchers have proposed and revised several theoretical models to describe the process of soil infiltration. Although these models have been successfully used to evaluate the soil infiltration in different scenarios in agricultural fields, little effort has been devoted to assess their performances in arid and semi-arid soils after the addition of biochar. A laboratory experiment was performed to study the infiltration characteristics of two typical Loess Plateau soils at three particle sizes(2–1, 1–0.25, and 0.25 mm) and five biochar application amounts(0, 10, 50, 100, and 150 g/kg). The performance of five models(i.e., the Philip model, Kostiakov model, Mezencev model, USDA-NRCS model, and Horton model) in simulating the infiltration process was then evaluated based on the adjusted coefficient of determination and a reduced Chi-Square test. Results indicated that the Horton model best simulated the water-infiltration process in an aeolian sandy soil with added biochar. However, the Mezencev model best simulated the infiltration process in a loamy clay soil(Eum-Orthic Anthrosol). The three-parameter model, i.e., Mezencev and Horton models can better describe the relationship between cumulative infiltration and infiltration time. In conclusion, biochar reduced the soil infiltration capacity of the aeolian sandy soil and increased that of the Eum-Orthic Anthrosol. 相似文献
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毛乌素沙地过渡地带土壤水分特征及其植物利用 总被引：18，自引：2，他引：18
毛乌素沙地过渡地带沙地生态系统土壤湿度状况随着地貌部位不同而变化。沙丘迎风坡基质流动、背风坡沙埋沙压和丘间低地潜水埋深等控制着沙地土壤水分分布规律 (土壤湿度模式 )和沙地植物利用土壤水分的特点 (沙生植物分布模式 )。沙生植物的水分利用的机制主要体现在如下两个方面 :地上部分的生理生态过程和生物量 :地下部分根系分布及其土壤水环境容量。在沙丘从流动变为固定的过程中 ,固沙林形成后的土壤水分动态和灌木林群落实际蒸腾蒸发规律的关系反映不同植被覆盖、不同密度、不同年份和不同季节水分平衡状况 ,藉以确定合理的土壤水分消耗模式 ,维持固沙林群落的稳定和良性演替。为了提高沙生植物水分利用效率 ,一是从沙生植物本身的生理、生态、遗传特性进行分析研究 ,筛选出耐旱和抗水分胁迫强的品种。乡土灌木树种能有效地使个体和群落恢复 ,但也应注重引种。另一方面则是利用各种抗旱保水新材料最大限度地保存和利用固沙林地的水分以满足植物特别是在春旱期间根系的恢复与生长需要 ,即以吸水剂、保水剂、水分表面活化剂、菌根剂和土壤生物制剂 (例如细菌肥料 )等为原材料的新型抗旱造林技术 ;三是依据沙地水环境容量 ,合理确定各种灌木林的造林密度及其与沙丘发育阶段相应的种群配置格式。 相似文献
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高寒草甸不同类型草地土壤机械组成及肥力比较 总被引：3，自引：0，他引：3
研究了青藏高原高寒草甸不同类型草地土壤机械组成和土壤养分变化特征,并用相关分析探讨了土壤理化特征、土壤机械组成对不同草地类型群落物种组成、生物量变化的响应。结果表明:不同草地类型土壤机械组成分布大致是矮嵩草草甸:粉粒>细砂粒>粘粒>粗砂粒;高山嵩草草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;藏嵩草沼泽化草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;金露梅灌丛:粉粒>粘粒≥细砂粒>粗砂粒。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸为粉砂质粘壤土,藏嵩草沼泽化草甸为壤土,金露梅灌丛为壤质粘土。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸和金露梅灌丛土壤颗粒分布相对比较均匀(除藏嵩草沼泽化草甸外),主要集中在<0.5mm的范围内,土壤粘粒含量普遍大于20%。土壤全量养分和速效养分以及土壤物理特征均影响着高寒草甸不同草地类型土壤质量和土壤结构。土壤结构和养分状况是判断高寒草甸生态系统生态功能维持的关键指标之一。 相似文献
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ZOU Yiping 《干旱区科学》2022,14(4):374-389
Aeolian sandy soil in mining areas exhibits intense evaporation and poor water retention capacity. This study was designed to find a suitable biochar application method to improve soil water infiltration and minimize soil water evaporation for aeolian sand soil. Using the indoor soil column method, we studied the effects of three application patterns (A (0-20 cm was a mixed sample of mixed-based biochar and soil), B (0-10 cm was a mixed sample of mixed-based biochar and soil and 10-20 cm was soil), and C (0-10 cm was soil and 10-20 cm was a mixed sample of mixed-based biochar and soil)), four application amounts (0% (control, CK), 1%, 2%, and 4% of mixed-based biochar in dry soil), and two particle sizes (0.05-0.25 mm (S1) and <0.05 mm (S2)) of mixed-based biochar on water infiltration and evaporation of aeolian sandy soil. We separately used five infiltration models (the Philip, Kostiakov, Horton, USDA-NRCS (United States Department of Agriculture-Natural Resources Conservation Service), and Kostiakov-Lewis models) to fit cumulative infiltration and time. Compared with CK, the application of mixed-based biochar significantly reduced cumulative soil water infiltration. Under application patterns A, B, and C, the higher the application amount and the finer the particle size were, the lower the migration speed of the wetting front. With the same application amount, cumulative soil water infiltration under application pattern A was the lowest. Taking infiltration for 10 min as an example, the reductions of cumulative soil water infiltration under the treatments of A2%(S2), A4%(S1), A4%(S2), A1%(S1), C2%(S1), and B1%(S1) were higher than 30%, which met the requirements of loess soil hydraulic parameters suitable for plant growth. The five infiltration models well fitted the effects of the treatments of application pattern C and S1 particle size (R2>0.980), but the R2 values of the Horton model exceeded 0.990 for all treatments (except for the treatment B2%(S2)). Compared with CK, all other treatments reduced cumulative soil water infiltration, except for B4%(S2). With the same application amount, cumulative soil water evaporation difference between application patterns A and B was small. Treatments of application pattern C and S1 particle size caused a larger reduction in cumulative soil water evaporation. The reductions in cumulative soil water evaporation under the treatments of C4%(S1), C4%(S2), C2%(S1), and C2%(S2) were over 15.00%. Therefore, applying 2% of mixed-based biochar with S1 particle size to the underlying layer (10-20 cm) could improve soil water infiltration while minimizing soil water evaporation. Moreover, application pattern was the main factor affecting soil water infiltration and evaporation. Further, there were interactions among the three influencing factors in the infiltration process (application amount×particle size with the most important interaction), while there were no interactions among them in the evaporation process. The results of this study could contribute to the rational application of mixed-based biochar in aeolian sandy soil and the resource utilization of urban and agricultural wastes in mining areas. 相似文献
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黄土丘陵沟壑区退耕还林工程植被恢复效益初步研究 总被引：10，自引：1，他引：10
本文在对吴旗县及对比县乔木林、灌木林和草原群落野外调查的基础上,对吴旗县植被恢复效益通过植被覆盖度、重要值、物种多样性等方面进行了定量分析。结果表明,在吴旗县这样的自然地理条件下,通过退耕还林、封山禁牧,植被完全可以得到恢复,完全可以达到控制水土流失的目的。在自然恢复初期,植物群落将以草原地带性植被为主,并可以恢复到稳定阶段。三种植被群落在植物多样性方面差异并不大,草原群落的物种多样性和群落均匀度要略小于乔木林和灌木林群落。通过计算吴旗县和对比县的相似性系数表明,退耕封禁地与未退耕封禁地在相似性方面有较大的差异。 相似文献
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黄土地与沙地生物结皮的发育特征及其生态功能异同 总被引：1，自引：0，他引：1
基于课题组已有研究成果,选取陕北水蚀风蚀交错区内气候条件相同但土壤质地迥异的试验区,探讨黄土地和沙地生物结皮发育特征及其生态效应的异同。结果表明:(1)苔藓结皮是2种土地生物结皮的重要类型,其中,黄土地的优势藓种为尖叶对齿藓[Didymodon constrictus(Mitt.)Saito.]、真藓(Bryum argenteum Hedw.)、狭网真藓(B.algovicum Sendt.);沙地的优势藓种为黄色真藓(B.pallescens Scheich.)、弯叶真藓(B.recurvulum Mitt.)、银叶真藓(B.argenteum Hedw.)。沙地乔灌植物下生物结皮盖度(77.5%)、厚度(11.8 mm)及容重(1.9 g·cm~(-3))均高于黄土地生物结皮,而黄土地多年生草本植物下生物结皮抗剪强度(26.5 k Pa)高于沙地生物结皮,总体上,沙地生物结皮发育的更好。(2)黄土地的入渗增幅和0~200 cm剖面的平均土壤含水率增幅均显著高于沙地(P0.05),且在旱季和雨季其0~200 cm剖面的平均土壤含水率增幅分别比沙地高1.4%和1.9%。(3)两地生物结皮均表现出了较好的减蚀作用,其减蚀效率分别为81.0%和90.6%。 相似文献
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三江源区土地利用方式对土壤氮素特征的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以三江源区曲麻莱县高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的土壤全氮、有效氮、铵态氮、硝态氮、无机氮总量及比例,结果表明:4种利用方式土壤的氮素含量均处于较低水平,在0~10 cm土层,土壤全氮与有效氮含量表现出相似的规律性,人工草地最高,退化高寒草甸草原最低。与高寒草甸草原相比,退化高寒草甸草原0~10 cm土层全氮和有效氮含量分别降低了52.4%和76.2%,而10~40 cm土层的全氮和有效氮含量却明显增加。对土壤铵态氮和硝态氮含量的研究结果进一步表明,研究区域土壤中无机氮以硝态氮为主,退化导致0~10 cm土层的铵态氮和硝态氮含量降低,退化和人工种植均导致0~10 cm土层硝态氮含量明显降低,而10~20 cm和20~40 cm土层的硝态氮含量明显升高,且这两个土层之间差异不显著,40~60 cm土层又明显降低。因此,退化和人工种植均导致土壤硝态氮沿土壤剖面淋溶下移,并且淋溶主要发生在0~40 cm深度的土壤中。土壤无机氮总量与硝态氮表现出相似的规律性,对土壤无机氮总量和比例的研究也表明退化加剧了土壤氮素的矿化过程。 相似文献