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为探究不同植被类型深剖面土壤水补给来源,以黄土区长武塬为研究区,采集两种土地利用方式(农地、18 a苹果园、26 a苹果园)下20 m深土壤剖面,测定土壤水及其稳定性和放射性同位素含量,基于同位素方法对不同土地利用类型下不同深度土壤水来源进行溯源分析。研究表明：(1)苹果园土壤水含量明显低于农地,说明果园耗水强度更大,对深层土壤水影响更为显著。(2)农地、18 a和26 a苹果园下降水偏移量分别为-22‰、-20‰和-6‰,说明降水补给土壤水后受到蒸发作用影响,且农地土壤水比果园受到的蒸发效应更强。(3)该区土壤水补给主要以活塞流为主;对于补给不同深度土壤的可能水源,6 m以下补给水的同位素组成(δ2H=-83.8‰,δ18O=-12.1‰)较0～6 m (δ2H=-68.8‰,δ18O=-10.1‰)更为贫化,且6 m以下补给水的氢氧稳定同位素组成与日降水量≥50 mm·d-1的降水更相似。与农地(δ2H=-70.6‰,δ18O=-... 相似文献
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黄土塬区降水变化对冬小麦土壤耗水特性及水分利用效率的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
采用人工遮雨棚和自流滴灌系统来实时人工干预降水,研究了黄土塬区不同降水条件即正常降水(CK)、降水减少1/3(R-1/3)和降水增加1/3(R+1/3)条件下,麦田0~4 m土壤水分变化、冬小麦耗水特性及WUE。结果表明:(1)降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用和补给;降水减少,冬小麦对土壤水的利用增强,导致生育期和休闲期深层土壤含水量降低,且很难补充恢复;降水增加,冬小麦也会部分利用深层土壤水,土壤含水量在生育期呈降低趋势,在冬小麦收获后,土壤水得到补给,土壤含水量会逐渐恢复并高于前期土壤含水量。(2)冬小麦优先利用降水转化而来的土壤水,然后利用土壤前期储水;对于越冬~成熟期的总耗水量(ET)组成,R-1/3处理的冬小麦对降水和0~2 m土壤水分的利用增强,降水量(P)和0~20 m土壤贮水变化量(ΔW0-2 m)各自约占ET的40%;R+1/3处理P占ET的比例约是ΔW0~2 m的1倍多;CK处理P占ET的比例比ΔW0~2 m高15%左右;降水减少,降水占耗水量的比例降低,0~2 m土壤水占耗水量比例增加;降水增加,则有相反的结果。(3)降水减少,WUEbio(基于生物量的WUE)相对于CK处理降低了1.3%,但产量下降程度(7.1%)小于耗水下降程度(14.2%),WUEgrain(基于籽粒产量的WUE)反而增加;降水增加,相对于CK处理生物量减少5.3%而籽粒产量增加4.5%,但水分的消耗增加了11.4%,WUEbio和WUEgrain均降低。总之,降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用、土壤水的补给、冬小麦的耗水组成以及生物量和产量的平衡,最终影响冬小麦WUE。 相似文献
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农业生产活动对黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
通过在坡度为20°耕地和荒草坡面对降水、土壤水密集观测,结合模拟降雨实验,从降雨入渗、蒸散发等过程分析讨论了影响黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的主要因素。结果表明:1)降雨入渗量△S主要受控于雨强和降雨量,坡耕地的入渗量随着雨强增加而衰减的速度快于荒坡,坡耕地有利于中等雨强大雨的下渗,雨强增大时两坡面的降雨转化率逐渐接近,且植被的再分配作用凸显,甚至使短历时暴雨时坡耕地的入渗速度低于荒坡,长历时的大、暴雨或连续降雨利于深层入渗,坡面耕作或在裸地上种植冰草后降雨转化率增约50%;2)7月～10月上旬为土壤水补给期,土壤水分在枯水年及平水年处于负平衡,在丰水年获得补给,最终以蒸散发消耗;3)荒地主要耗水层在20cm,耕地土壤水分活跃层及作物主要耗水层延伸至30cm。总体上,农作物增大蒸散发量、增加土壤水分利用深度,农业生产活动对减少降雨径流、增加土壤水资源量、强化水分小循环有重要作用。 相似文献
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秸秆覆盖条件下土壤水动态演变规律研究 总被引：4，自引：1，他引：3
在石家庄栾城县进行田间试验,在充分分析覆盖试验点与对比试验点系统误差的基础上研究了玉米秸秆覆盖条件下土壤水动态演变规律.研究表明,秸秆覆盖对土壤水动态的影响主要表现在相对干旱期(8月下旬～翌年4月下旬)与土壤浅层(0～70 cm),秸秆覆盖试验点土壤含水量、土壤水势均高于对比试验点,且随土壤深度增加,秸秆覆盖作用减弱,秸秆覆盖对180 cm以下土壤水动态影响微弱.当以地表棵间蒸发为主时,覆盖点比对比试验点蒸发量少26.7 mm,表明秸秆覆盖高效抑制土壤水无效蒸发;当以植被蒸腾作用为主时,覆盖点比对比试验点高3.3 mm,表明秸秆覆盖对作物蒸发作用影响微弱.干旱期秸秆覆盖点与对比试验点平均入渗速率分别为0.092 m m/d和0.115 mm/d,表明干旱期秸秆覆盖不利于深层土壤 (220 cm以下)水入渗;而丰水期秸秆覆盖点220 cm处入渗速率明显高于对比点,其平均速率分别为0.192 mm/d和0.096 mm/d,表明丰水期秸秆覆盖能有效促进深层入渗. 相似文献
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针对厚层非饱和带中水分运移难以观测、水分入渗方式存在争议的问题,文中将非饱和带中的渗流概化为水流过竖向串联,底部有小孔的—系列容器的水力过程.从实验和理论上证明了间歇性补给边界条件下,厚层非饱和带都有明显的流态转化,即由浅层为瞬态流转化为深层稳定流.浅层瞬态流带土层含水率受降雨和蒸发蒸腾的影响明显,含水率随时间变化;深... 相似文献
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为研究不同土层尤其是深层土壤水对冬小麦耗水的贡献,本文首先对长武黄土塬区300 cm深度土壤水人工标记氘水,并通过测定抽穗期、开花期、灌浆期和乳熟期小麦茎秆水δD值确定冬小麦是否能够利用300 cm深度以下土壤水分;其次通过测定小麦茎秆水、降水和不同土层土壤水δ18O值,分析降水以及不同深度尤其是300 cm以下土层土壤水对冬小麦耗水的贡献。结果表明：长武塬区降水分别贡献了旱作冬小麦抽穗期、开花期、灌浆期和乳熟期耗水的49.2%、30.2%、35.9%和38.2%,土壤水分别贡献了50.8%、69.7%、64.1%和61.8%。50~100 cm、100~150 cm、150~200 cm和200~300 cm土层土壤水贡献了冬小麦抽穗期耗水的17.9%、15.2%、10.0%和7.7%,开花期耗水的24.6%、18.8%、14.0%和12.4%,灌浆期耗水的19.5%,14.4%、10.0%和8.7%,乳熟期耗水的18.6%、13.2%、10.3%和8.3%。冬小麦茎秆水δD值变化表明,冬小麦自灌浆期开始利用300 cm深度以下土壤水分,300~400 cm土层土壤水贡献了冬小麦灌浆期和乳熟期耗水的11.4%和11.5%。可见,深层土壤水分对于冬小麦水分供给具有重要意义,因此生产实践中需要做好夏闲期蓄水保墒措施,以增加雨水入渗量和入渗深度,促使深层土壤水分恢复,保证土壤水库调蓄功能的持续发挥。 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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对长武塬区不同土地利用类型条件下深层土壤水分特征及其生态环境效应进行了研究。结果表明:各土地利用类型测定范围内土壤平均含水量总体上呈涝池裸地小麦地12年生果园20年生果园的趋势,其值分别为:21.41、19.71、18.55、17.92和17.84%、15.42和14.07%。在相同树龄条件下,12龄果园不同样点之间土壤剖面水分存在较大差异,耗水深度可达10-13m,耗水深度因果树生长差异而有所差别;而20龄果园不同样点间土壤含水量的差异较小,耗水影响深度可达19m,形成了深厚的生物利用型干层,限制了降水入渗补给地下水。裸地和涝池土壤含水量总体上高于其他土地利用类型下土壤含水量。裸地在丰水年或者较大规模集中连续降水情况下,降水有可能通过1360cm的深厚土层继续向下补给;涝池在积水后快速入渗补给地下水,之后经过近一年的较长时间再分布后,在土体内水势梯度作用下重新趋于相对平衡。 相似文献
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兰州北山人工侧柏林地土壤渗透性研究 总被引：3，自引：0，他引：3
侧柏(Platycladus orientalis)人工林是兰州南北两山的主要人工林类型,具有良好的水土保持和水源涵养功能。本文对北山不同灌溉方式、不同栽植年限人工侧柏林地和荒坡地土壤渗透特征进行了研究。结果表明:不同灌溉方式林地的土壤渗透性能存在显著差异,土壤入渗过程符合对数曲线;林地土壤渗透性能随着栽植年限延长呈增大趋势,其土壤入渗过程符合Horton方程,相关系数达到显著水平。与荒坡地相比,人工侧柏林地的入渗速率显著高于荒坡地。 相似文献
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基于新疆105个地面气象观测站2005—2015年5—9月逐时降水观测资料,分析短时强降水的时空分布特征和降水贡献率。结果表明:新疆暖季短时强降水频次分布,具有北疆多于南疆,山脉坡面多于谷地和沙漠的特点,但短时强降水的降水贡献率南疆反而高于北疆。短时强降水高频区位置由春到秋的季节性南北推移与太阳辐射和副热带锋区的南北推移密切相关;北疆和南疆短时强降水频次的月、旬分布均呈单峰形,但两者变化形态却有所不同,前者迅速增强、迅速减弱,后者迅速增强、缓慢减弱。全疆平均短时强降水频次的日内变化有3个峰值,主峰在午后(18:00—19:00),次峰在前半夜(22:00)和清晨(08:00),北疆与之相同,南疆3个峰值时间和强度均与之存在显著差异。 相似文献
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天山中段南北坡典型流域基流及其影响因素 总被引：1，自引：0，他引：1
采用滤波估算方法,对位于天山中段南北坡的开都河与玛纳斯河流域1958—2007年50 a的实测日径流资料进行基流分割,分析两流域基流变化特征。并利用两流域气象资料,分析气温和降水对两流域基流的影响。结果表明:两流域基流50 a来比较稳定,呈微弱的上升趋势。气温和降水在春季、夏季和秋季对两流域基流影响较为显著。气温对春季和秋季两流域基流影响均大于降水。气温和降水是开都河与玛纳斯河流域基流的重要影响因子,以雪冰融水为主要补给源的河流,气温是流域基流的决定性影响因素。 相似文献
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为探究井塘结合模式在含水层补给管理中的应用潜力,利用HYDRUS软件构建了二维轴对称模型。通过对已有文献中实际场地有井无塘模式复现验证了本文建模过程的准确性,并进一步分析比较了不同塘半径下(5、15、25 m和35 m)井塘结合、有井无塘和有塘无井3种模式的补给效果,以及不同包气带质地(砂土、壤质砂土、砂质壤土和壤土)和井深(33、38、43 m)对井塘结合模式入渗和补给效果的影响。模拟结果表明：（1）复现值与文献值吻合较好,决定系数R2均在0.98以上;（2）不同塘半径下井塘结合模式的补给效果均优于其他两种模式,但渗透塘半径为5 m时,井塘结合模式730 d的累计补给量分别为有井无塘和有塘无井模式的1.02倍和36倍,而当渗透塘半径增大到35 m时,井塘结合模式730 d的累计补给量则为有井无塘和有塘无井模式的2.6倍和1.54倍;（3）不同包气带质地下井塘结合模式累计入渗量随入渗时间呈线性增大的趋势,而累计补给量则分别在26.3 d、38.9 d、81.9 d和164.4 d时(湿润锋达到稳定状态)才随时间增加呈线性增大的趋势,随包气带渗透系数Ks的增加,湿润锋首次到达补给区域的时间分别为0.75、1.38、3.63 d和8.63 d;（4）井深每增加5 m,井塘结合模式730 d的累计入渗量分别增加5.5%和5.9%,累计补给量分别增加9.5%和9.8%,湿润锋首次到达补给区域的时间则分别减少31.8%和25.6%。研究结果可为地下水人工补给调蓄工程的优化设计提供参考。 相似文献
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雨季北京山区3种典型植物的水分来源 总被引：3，自引：0，他引：3
水分是植物生长、初级生产力形成以及生态系统稳定的主要控制因素。为了深入探讨在雨季降雨后侧柏（Platycladus orientali）、栓皮栎（Quercus variabilis）和荆条（Vitex negundo var.heterophylla）的水分来源,根据降水、土壤水、地下水及植物茎干水分同位素特征,采用直接对比法和多源线性混合模型（Isosource）开展系统研究。结果显示：① 在雨后,侧柏主要利用表层0~10 cm的土壤水分和80 cm以下的深层土壤水分,它们对侧柏的水分贡献率分别为35.8%和55.6%,而对中间层(10~80 cm)土壤水分的利用较少;② 栓皮栎的水分来源与侧柏相似,但是对深层土壤水分的利用率比侧柏大,而对浅层土壤水分的利用率比侧柏小,这两层土壤水分的贡献率分别为17.7%和77.2%;③ 荆条的水分来源比较复杂,但主要来源仍然是表层0~10 cm的土壤水分,表层水分对其水分的贡献率为46.6%,而且对其他土层水分都有利用;在雨后,土壤水分充足的条件下,不同物种间水分利用模式仍有差异,从而促进了对土壤水分的有效利用,缓解了半干旱区物种间的水分竞争,这对我国北方山区生态恢复物种选择具有重要的参考价值。 相似文献
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运用18O稳定同位素,示踪了黑河中游河岸柽柳林2009年6月与8月两个时期的水分来源,分析了其水分利用模式。结果表明:柽柳茎干水两期的δ18O值分别为-8.32‰、-10.41‰,具有明显的差异,6月柽柳主要利用40~60cm土壤水分,而在8月则主要利用60cm以下深层土壤水或地下水;两个时期柽柳的水分初始来源均主要为地下水,不直接利用当地夏季降雨与河水,河岸柽柳之所以形成这种水分利用策略,与研究区气候干旱且存在强烈的河水-地下水相互作用密切相关。 相似文献
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长安少陵塬近5年麦地土壤水分变化与土壤水资源研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对2003.3-2007.4西安市南郊长安区四府村麦地0-6 m土壤含水量的测定,分析了长安区四府村麦地土壤水分变化特点及与降水量之间的关系,同时对土壤水资源量对冬小麦生长的影响进行了研究。结果表明:西安市长安区大贫水年翌年春季冬小麦地0-6m土壤水分主要为中效水,土壤供水明显不足,平水年及丰水年翌年春季主要为极易效水和渗透重力水,水分供应充足。大贫水年的翌年春季冬小麦生长期内土壤水分不能正常下渗补给地下水,形成大气-土壤水分循环模式;平水年及丰水年的翌年春季冬小麦地入渗降水能正常补给地下水,形成大气-土壤-地下水循环模式。平水年和丰水年的翌年春季冬小麦地0-1m根系层水资源量变化主要受地表蒸发和作物耗水的影响,1-2m、2-4m层位水资源量变化主要受前一年降水量的影响,4-6 m层位水资源量主要与前一年土壤原有水资源量有关。经历连续两个贫水年之后的2003年春季冬小麦生长受到水分的严重限制,若要达到正常产量,春季需灌溉水量约300 mm。长安区近13年来干旱年和丰水年交替变化,总体来说降水对地下水的补给状况基本正常,通过采取有效的集水保墒措施,干旱年冬小麦也会获得较高产量。 相似文献
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石羊河流域径流量分布特征及对气候变化的响应——以西营河为例 总被引：4，自引：0，他引：4
利用1961-2009年石羊河流域西营河径流量和气象资料,分析了近49年来径流量变化趋势、年内分配特征及与气象因素的内在关系.结果表明:近49年来西营河径流量总体呈减少趋势,冬、夏季减幅大于秋、春季;90年代四季径流量衰减明显,特别是年、春、夏季径流出现明显突变;年径流量补给主要以汛期雨水补给为主,雨水补给比例在逐渐增加,冬季积雪融水对径流量的补给比例在减少;流域内降水量呈较小的增加趋势,但是夏季降水增幅不明显.气温呈明显升高趋势,特别是冬季气温趋势系数最大,受其影响蒸发量均呈增大趋势;径流量与6-9月降水量呈显著正相关,但与7、8月气温、蒸发呈显著负相关.分析了未来气温、降水变化在不同情形下对径流量的可能影响,表明气温对径流量的负效应占据着主导作用,汛期气温的升高且伴随着蒸发的增大使年总径流量减少,气候变暖总体不利于流域径流量的增加. 相似文献
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箭杆杨和梭梭柴水量平衡的研究 总被引：8，自引：3，他引：8
采用非称重蒸渗仪对箭杆杨、梭梭柴的水量平衡各分量变比规律进行了探讨．箭杆杨和梭梭柴水量平衡各分量的分配比例为：灌溉＋降水均为１００％，蒸散量５１．１％、７７．７％，渗漏量４８．９％、１４．２％，土壤水变化量不足０．１％、８．１％．分别就两个树种灌溉对蒸散和渗漏水分循环的影响进行了分析。初步确定二年生箭杆杨合理灌溉指标为：５、９两月每月灌溉１次，灌溉量９００ｍ３／ｈａ（９０ｍｍ），６、７、８三个月每月灌溉两次，每次的灌溉量也为９０Ｏｍ３／ｈａ，每月为１８００ｍ３／ｈａ。每公顷每年由造林规程的９９００—１３２００ｍ３／ｈａ减少到７２００ｍ３／ｈａ。梭梭柴保证每年１１月初灌溉１次．灌溉量１５００ｍ３／ｈａ（１５０ｍｍ）。 相似文献
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基于环境同位素的陇东盆地地下水分析 总被引：1，自引：0，他引：1
目前同位素技术在水文水资源领域应用非常广泛,也取得了较大的成果,研究地下水同位素对于有效开发利用水资源和预测地下水环境的变化具有重要的意义.根据陇东盆地同位素测试结果,分析盆地地下水同位素分布特征,追溯地下水的来源及运移过程.结果发现:陇东盆地地下水均来源于大气降水,地下水循环具有浅层循环与深层循环两种模式.浅层地下水积极参与现代水循环,可更新能力较强,地貌对地下水径流控制作用明显.深层地下水为古地质时期补给形成的,水交替径流缓慢,可更新能力弱,地下水径流受地质构造控制,从向斜两翼向核部汇集在盆地中部排泄于河流基准排泄面. 相似文献
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森林生态系统在全球陆地水循环过程中扮演重要的角色，在保护水资源方面有关键作用。雪岭云杉(Picea schrenkiana)是我国天山森林生态系统的建群种，雪岭云杉的水分来源研究有助于理解植物对干旱区山地环境的适应。采用氧稳定同位素和IsoSource混合模型估算2200 m、1800 m和1450 m 3个海拔雪岭云杉生长季(4—9月)的水分来源并分析其动态变化。结果表明：(1)3个海拔土壤水的18O在4月贫化，5—9月富集，1450 m海拔茎秆水δ18O值在月份之间变化幅度最大，6—9月3个海拔雪岭云杉茎秆水18O逐渐富集；(2)整个生长季0～0.2 m土壤水为3个海拔雪岭云杉贡献一半以上的水源，表层土壤水平均贡献率从高海拔到低海拔依次为61.37%、51.35%和58.42%，在5—6月雪岭云杉倾向平均利用各层土壤水，雪岭云杉生长季的水分吸收层没有明显地转移。雪岭云杉主要吸收0～0.2 m土壤水，在发生降雨时可以快速吸收水分，改善水文状况，减小极端降雨的危害，因此，加强雪岭云杉林的保护与抚育管理，可以有效提高了森林... 相似文献
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《干旱区研究》2021,38(3):704-713
利用1961—2019年黄河上游河源区13个气象观测站逐日地面降水和唐乃亥水文站径流量数据,采用统计分析方法分析黄河上游河源区不同量级降水对径流变化的影响,研究表明:(1)黄河上游河源区1961—2019年降水量变化率为7.57 mm·(10a)~(-1)。尤其是进入21世纪,黄河上游河源区气候暖湿化加快,降水量呈显著性增加趋势;(2)1961—2000年黄河上游河源区各地年总降水量、≥5.0 mm、≥10.0 mm、≥25.0 mm的降水量呈微弱增加趋势,而2001—2019年呈显著增加趋势,分别增加5.1%、6.9%、7.4%、15.0%;(3)1961—2019年黄河上游河源区≥5.0 mm、≥10.0 mm、≥25.0 mm降水贡献率分别为71%、43%、7%,呈增加趋势,2001—2019年比1961—2000年降水量贡献率分别增加了1.5%、1.2%、0.8%;(4)年降水量与年径流量变化成显著正相关,年总降水量、≥5 mm、≥10 mm和≥25 mm年降水量与年径流量也成显著正相关,是年径流量增加(减少)的主要气候因子。 相似文献