坝上高原不同土地利用类型耕层土壤含水量对比——以康保县为例

分别在坝上高原康保县3个综合农业区相互毗邻的耕地、草地、灌木林地和乔木林地4种不同土地利用类型地块进行土壤采样,测定距地表约20 cm、30 cm耕层土壤水分百分比,结合野外考察、农户走访,对比分析了不同土地利用类型地块耕层涵养土壤水的能力.结果表明:耕地和草地土壤含水量普遍高于乔木林地,灌木林地居中;留茬耕地高于春翻耕地;留茬耕地和草地约20 cm深土层土壤含水量普遍低于30 cm深处,乔木林地与之相反,灌木林地无明显规律.建议在生态恢复重建中重点还草还灌植被,注重草灌乔混交模式;耕地采用保护性留茬,晚翻耕或免耕.     

黄土高原不同植被类型土壤入渗特征研究

为了研究黄土高原子午岭地段6种不同植被类型土壤水分入渗的差异及其影响因素,采用环刀法测定了不同植被类型的土壤入渗过程,分析了土壤容重、土壤含水率、毛管孔隙度与入渗性能的相关性。结果表明:(1)山杨林土壤容重最小,含水率最大,毛管孔隙度也较大,说明山杨林土壤质地疏松,含水量丰富,土壤物理性质最佳;(2)6种不同植被类型土壤的稳渗速率为:山杨林白羊草山杨辽东栎混交林辽东栎沙棘胡枝子,说明山杨林的土壤入渗性能最好;(3)土壤容重、土壤含水率、毛管孔隙度与入渗性能均呈显著负相关关系,表明壤容重、土壤含水率、毛管孔隙度与土壤入渗性能均密切相关。研究结果可为黄土高原子午岭地区的森林资源的科学管理以及水土保持工作提供理论指导。     

不同降雨脉动条件下压砂地土壤水分的空间变异特征

为揭示压砂地土壤水分的空间变异特征,提高降水资源的高效利用,为西北旱作农业生产提供理论依据,以有着300多年历史的压砂地为研究对象,利用经典统计学及地统计学方法,研究了降雨脉动7.1mm和1.9mm条件下土壤水分的空间变异特征.结果表明,降雨脉动7.1mm时第1天,新、中及老砂地土壤平均含水量低于裸地,但第3天,分别比裸地增加了5.534 4%、4.782 9%和4.023 5%.由于大降水事件对小降水事件有影响,降雨脉动1.9mm时除老砂地第3天外,压砂地土壤含水量均高于降水脉动7.1mm时,而裸地明显降低.压砂地土壤平均含水量表现为新砂地中砂地老砂地,第3天第2天第1天,土壤含水量属于弱变异和中等变异.在不同降雨脉动条件下,新砂地土壤水分最佳理论模型为高斯模型,中砂地、老砂地的最佳理论模型为球状和指数模型,裸地可用球状、指数和高斯模型模拟.由于地形地貌的影响土壤水分三维空间分布表现出"凹凸不平"的分布状况.     

非充分供水条件下供水强度对土壤水分入渗的影响研究

基于室内扰动均质土壤水分入渗试验,分析讨论了非充分供水条件下供水强度对土壤水分入渗的影响规律。试验结果表明:在给定土壤结构和含水量条件下,随着供水强度的减小,土壤积水时间、积水时间之差和稳渗率逐渐增大;不同供水强度下的稳渗率以充分供水的稳渗率为渐近线。研究结果对喷灌灌水技术参数的确定及水文学的径流研究有重要意义。     

初始含水率对垂直一维入渗Philip模型参数的影响

以非饱和土壤水分运动理论为基础,研究垂直一维入渗土壤水分运动的数学模型,对不同初始含水率条件下多种典型土壤垂直一维入渗特性进行模拟,结果表明:土壤累积入渗量变化过程符合Philip模型,提出了包括初始含水率、饱和含水率和饱和导水率的Philip模型参数的确定方法.利用已有文献资料对所建模型进行验证,结果表明:所建模型能较简单地确定吸渗率和稳渗率,可以较准确地反映土壤水分垂直一维入渗特点.     

川西亚高山林线过渡带土壤水分特征

研究了川西亚高山林线过渡带及邻近植被土壤物理及水分特征.结果表明:林线过渡带附近年降水量为832mm,降水量分布呈单峰曲线变化,其中6月降水量最高,达174mm.林线过渡带及邻近植被土壤含水量与大气降水量具相同的季节变化.林线区域土壤全容水量与非毛管蓄水量分别介于82.84～106.76和12.34～24.49mm,下缘冷杉林最高,上缘流石滩草甸最低.从上缘流石滩草甸→林线过渡带→下缘冷杉林,土壤稳渗速率逐渐增高(分别为0.46,2.18和4.36 mm/min),蒸发性能逐渐改善,有效水含量逐渐增高,分别为15.6%,23.5%和33.8%).三类植被在中、低吸力段(<1.5 MPa)土壤水吸力与土壤含水量之间存在显著的函数关系,经验方程:θ=AS-B对该区域土壤水分特征曲线有良好的模拟性.     

青海省海晏县沙柳林土壤水分与土壤水库研究

采用烘干称重法对海晏县城和西海镇附近沙柳林地土壤水分进行研究.结果表明:位于河漫滩上的海晏城附近的沙柳林土壤含水量高,平均含水量为25.1%,土壤水分能够满足沙柳林的正常生长;位于一级阶地上的西海镇沙柳林土壤上部1m范围内含水量较高,平均含水量为19.3%,1m以下含水量很低,有土壤干层发育.这表明,在该区自然降水条件下,除地形低洼、地下水很浅的河漫滩地区之外,土壤水分不能满足人工林正常生长需要.该区沙柳林土壤水分收入小于支出,具有负平衡的特点.该区土壤上部1.0m深度范围内以粉砂为主,孔隙度较高,土质优良,但1.0m以下以粗砂和细砾石为主,土质较差.     

北方校园绿地滞蓄雨水能力分析

目的研究绿地中土壤和植被最大滞蓄能力,绿地在降雨过程中对雨水的吸收滞留量.分析不同植被结构绿地对雨水滞蓄能力的差异及其原因.方法以沈阳建筑大学校园绿地为研究区域,通过测量和遥感方法对校园内不同植被结构类型绿地的滞蓄能力进行量化.结果校园内绿地土壤稳定入渗率平均为0.12 cm/min;校园内20 cm蓄水层土壤及植被可滞蓄雨水总量达到63 117.72 m~3,在50年一遇的降雨强度的情况下,校园内绿地可滞蓄雨水量达到校园内总降雨量的88.15%.结论城市中绿地对雨水具有十分明显的调蓄作用,不同植被结构的绿地调蓄雨水的能力不同,且绿地中的滞蓄能力受植被叶面积指数和土壤性质共同影响,阔叶乔木-灌木-草复合植被结构类型的绿地滞蓄能力最强.     

不同植被类型下的土壤水分特征研究——以陕西省神木县中鸡镇为例

研究陕西省神木县中鸡镇不同植被类型下土壤含水量的变化特征,主要对不同植被类型下0~70 cm剖面土壤水分总体分布特征进行分析.研究区土壤水分平均值范围3.42%~5.66%,从垂直分布分析,不同地类下土壤水分含量沿垂直剖面的变化具有波动性.小叶杨林地剖面土壤水分的变化呈波浪形趋势,沙柳灌丛剖面土壤水分的变化总体呈降低型趋势,沙葱草地剖面土壤水分的变化总体上呈增长型趋势,裸露沙地剖面土壤水分的变化总体呈稳定型趋势.对研究区土壤水分进行半方差函数分析,块基值显示小叶杨林地、沙葱草地、沙柳灌丛、裸露沙地的土壤水分属于强烈的空间自相关.     

花石崖不同植被类型土壤水分特征

为充分了解黄土高原不同植被类型与土壤水分之间的关系，选择陕西省神木市花石崖镇5种典型植被类型刺槐、木枣、侧柏、柠条和草地为研究对象，采用单因素方差分析法比较不同样地间土壤水分的差异性。结果表明：在0～100 cm土层，研究区不同植被类型间土壤含水量和土壤蓄水量均存在显著性差异（P<0.05），均表现为草地>柠条>木枣>侧柏>刺槐。不同植被类型平均土壤水分亏缺度表现为刺槐>柠条>侧柏>木枣>草地，其中只有草地土壤水分不存在亏缺。综上，处于自然恢复状态下的草地对研究区土壤水分的维持具有相对积极的意义。     

祁连山森林生态结构与土壤性质相关性研究

对祁连山各森林生态结构设置样地,对其进行植被因子调查。利用相应土壤水分动态长期定位研究数据,结果表明:山地灰褐土有机质含量最高为11.88%、土壤颗粒<0.01mm的仅占29.93%,而山地栗钙土有机质含量仅为1.65%、土壤颗粒<0.01mm的占56.23%;不同森林生态结构土壤含水率具有不同的变化特征,而且不同森林生态结构土壤含水量也具有很大差异,云杉林土壤水分年均36.58%、牧坡草地为18.96%,不同类型的林地土壤多年平均含水量明显高于牧坡草地;不同的森林生态结构与特定形成的土壤类型及土壤水分处于一种共生、互利的相关关系。     

水文统计模式在黄土高原小流域产流计算中的分布式应用

以半干旱陇西黄土高原典型小流域为研究区,选择并集成水文统计模式对不同利用类型土地进行分布式次降雨—产流模拟.经检验,模型的总体误差为12.6%,模拟精度较好.根据模拟结果,不同地类对次降雨过程水量分配的影响迥异,阴坡入渗量整体大于阳坡的,而林地和草地地表产流量小于其他地类的.表明良好的地表覆被条件使降雨蓄渗增加,有利于土壤水分状况的改善.     

丘陵旱坡地仁用杏园蓄水保墒技术研究

旱坡地仁用杏园挖蓄水沟、树盘覆盖地膜和秸草,可显著蓄集天然降水,增加土壤水分,减少水分流失。挖蓄水沟一般降水可全部蓄集保存,不出现径流;树盘覆草、挖蓄水沟都可增加土壤含水量,减少土壤水分蒸发。     

不同影响因素下砂夹垆土壤水分运动的模拟分析

为进一步认识砂夹垆土壤水分运动的基本规律,采用数值模拟的方法,研究夹层土质、夹层埋深、夹层厚度、初始含水率和压力水头对砂夹垆土壤水分运动的影响.结果表明,砂夹垆土壤水分运动与均质土存在较大差异,入渗过程表现为与均质土相同阶段、阻水减渗阶段和稳渗阶段;湿润锋进入夹层后,累积入渗量与入渗时间符合线性关系;土壤初始含水率和压力水头对砂夹垆土壤水分运动影响较小,夹层土质、夹层厚度和夹层埋深对砂夹垆土壤水分运动影响较大.在节水灌溉技术和工程防渗技术中,应重点考虑夹层质地、厚度和埋深.     

晋西北不同植被类型土壤水分亏缺特征

为了解人工水土保持林地土壤水分变化特征及亏缺现状,对区域植被恢复提供理论依据。对晋西北岚县典型人工林和对照样地撂荒地进行土壤水分测定,通过构建土壤水分亏缺定量评价模型,对柠条林(Cartagena korshinskii)、油松林(Pinus tabuliformis)和撂荒地雨季和非雨季的土壤储水量和土壤水分亏缺指数进行计算。结果表明:(1)随土层深度增加,3种植被的土壤剖面含水量均呈先降低后升高趋势,柠条、油松林土壤剖面含水量分别在300和400 cm深度后呈降低趋势,撂荒地土壤剖面含水量变化呈增长型,土壤含水量最高;(2)3种植被类型的土壤储水量和土壤有效储水量变化趋势相同,均表现为:撂荒地柠条油松,土壤水分相对亏缺量表现为:油松柠条撂荒地;(3)柠条、油松林地存在明显亏缺现象,样地土壤水分平均相对亏缺指数分别为0.24、0.69,撂荒地为-0.19。油松林地的土壤水分亏缺程度高于柠条林和撂荒地。     

青海湖南侧江西沟土壤水分分布与土壤干层恢复

通过对青海湖南侧江西沟草地土壤含水量的测定,研究了土壤水分含量、运移和土壤干层水分恢复等问题.2009年该区降水较多,导致2010年7月草地土壤重力水分布深度达到了0.7m左右,但仍有干层存在.经过18个月的水分入渗,在2010年11月土壤干层基本消失,干层恢复的年降水量要大于400mm.该区土壤水分比黄土高原运移缓慢,干层恢复较为缓慢,土壤水分恢复的深度小,水分聚集在土壤的上部,这些特点是该区冻结期较长和蒸发作用较弱造成的.江西沟土壤干层的发育表明该区正常年大气降水一般不能通过土壤入渗补给地下水,属于异常水分循环类型.该区土壤干层的存在指示在降水正常年土壤水分具有负平衡的特点,在年降水量大于400mm的条件下具有正平衡的特点.     

章古台沙地人工乔木林地土壤水分垂直变化分析

通过土钻法对章古台沙地不同乔木植被定位监测,分析土壤水分变化情况.得出结果:不同乔木林类型的土壤含水量在不同时期各不相同.土壤水分的季节性变化是降雨和植物生长共同作用的结果.在雨季,200cm土层土壤含水量最小的是油松林地,雨季土壤含水量为2.7%     

入渗水头对垂直一维入渗Philip模型参数的影响

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立垂直一维入渗土壤水分运动的数学模型,对不同入渗水头条件下多种典型土壤垂直一维入渗特性进行模拟,模拟结果采用Philip模型拟合.结果表明:入渗水头对吸渗率、稳渗率有一定影响,提出了包括入渗水头和饱和导水率的Philip模型参数的确定方法.利用已有文献资料对所建模型进行验证,结果表明:所建模型能较简单地确定吸渗率和稳渗率,可以较准确地反映土壤水分垂直一维入渗特点.     

基于栅格垂向混合产流机制的分布式水文模型

根据已有产流机制的研究结果,提出了当土壤含水量大于栅格蓄水容量时会产生径流的栅格蓄水容量概念,以及通过栅格植被根系层深度和田间持水量计算流域内各点栅格蓄水容量的栅格蓄水容量计算方法,并在充分考虑流域内植被类型、土壤类型和土壤水分参数对流域蓄水容量分布影响的基础上,应用栅格垂向混合产流机制描述植被根系层的水量变化,从而避免了对复杂的土壤水运动过程的直接描述.甸子流域的应用结果表明,基于栅格垂向混合产流机制的分布式流域水文模型对多年连续序列模拟的效率系数达到0.744,年均径流深误差为1.18-mm,相对误差为2.18%.此模拟结果对于寒旱区的水文过程模拟来说是可以接受的.     

不同坡度和前期土壤含水率下裸地和草地的降雨产流试验分析

坡度和前期土壤含水率是降雨产流过程的重要影响因素。为探讨其对降雨产流过程的影响,采用人工降雨模拟试验,对太行山前平原区不同坡度和前期土壤含水率下草地和裸地降雨产流过程进行了研究。结果表明:(1)草地和裸地的径流量均随坡度和前期土壤含水率的增加而增大,且裸地在稳定阶段的产流量以及累积产流量均高于草地;同时,前期土壤含水率较高时,累积产流量与降雨历时呈现出分段函数的关系;(2)径流系数、产流滞时以及入渗率随坡度和前期土壤含水率的增加分别呈现出增大、减小和减小的趋势,且两影响因素对草地径流系数、产流滞时及入渗率的影响程度均强于裸地;(3)裸地和草地的入渗率均随坡度和前期土壤含水率的增加,其变化速率逐渐增大,且较其他入渗模型,Horton入渗模型可以很好地估算土壤入渗率以及入渗量。通过试验研究,以期为进一步探索太行山前平原区降雨产流规律提供参考。