HUBEX试验期间淮河流域陆面过程特征的初步分析

通过分析淮河流域能量与水份循环试验(HUBEX)1998～1999年巡回通量观测资料,发现在半湿润季风气候区,对于地表能量平衡而言潜热和感热通量在大多情况下是同等重要的,对于旱地和水田潜热甚至更主要,这与干旱、半干旱地区感热占主导地位完全不同.在晴空条件下,各层土壤温度均表现出一定的日变化特征,且其变化幅度随深度递减,在60cm深处温度日变化已减弱到1℃以下.另外60cm深度也是土壤含水量变化的转折点,因此在该区域可近似把60cm深度作为临界层.同时该流域土壤含水量的垂直廓线随天气背景和土壤类型的不同而不同,且在蒋集站6月份明显存在最大土壤含水量层.     

红壤区橘园与花生地土壤温湿度变化及物理环境因素影响

在实测数据基础上,利用数理统计及冗余分析方法(RDA)分析了橘园与花生地土壤温湿度时空变异特征,结果表明:1橘园、花生地土壤湿度均呈现明显的季节变化,且变化趋势基本一致,但是不同深度的变化幅度各有不同;2土壤湿度除了受降水因子影响外,在未降水时段内还受气温、相对湿度、太阳辐射等因子的控制;3土壤温度随着土层深度加深,其季节变化趋势越来越平缓。在一天内,不同土层变化幅度以及出现极值的时间均不同,橘园出现极值的时间比花生地晚半到1 h;4影响土壤温度的环境因子有气温、太阳辐射和相对湿度,其中太阳辐射对花生地土壤温度的影响更大,且土壤表层最易受到气温、太阳辐射和相对湿度的影响。     

SWCC测定时吸力计算公式与最佳离心时间的探讨

采用离心机法测定了南京市栖霞区东阳镇0～20cm,20～40cm,40～60cm 3层土壤的水分特征曲线(SWCC),分析了密度变化对吸力的影响、质量含水量与时间的关系、土壤吸力与质量含水量的关系;根据分析结果改进了传统的吸力求解公式,得出了离心机法测定粉砂壤土水分特征曲线时的最佳离心时间.改进公式克服了传统公式计算吸力时没有考虑土壤压缩的弊端,计算得到的土壤体积含水量可以随土壤干密度的变化而变化,土壤水分特征曲线更能合理地反映土壤水分的保持和运动规律.     

长安地区人工林地土层含水量研究

根据长安区引镇梧桐林地、韦曲镇南杨树林地与西安市南郊麦地土壤含水量的测定．研究了0～600cm土壤含水量的变化和土壤干层特点与分布．结果表明，长安地区在正常降雨年份人工林地土壤含水量从地表向地下呈现由高到低再到高的变化；17龄梧桐林、13龄和10龄杨树林地200-400cm深度范围内土壤含水量平均为9．13％、9．23％和9．50％，发育了明显的土壤干层；麦地土层含水量比梧桐林和杨树林地明显高，无土壤干化的显示；在丰水年该地区人工林土层含水量与正常降雨年份林地土壤含水量显著不同，17龄梧桐林、13龄和10龄杨树林地200～400cm深度范围内土壤含水量平均为22．55％、21．20％和21．15％，土壤干层消失．这表明在降水量增加的条件下，土壤干层中的水分完全有可能恢复．土壤干层的发育会影响植物的正常生长、植被类型、植树造林和生态环境恢复，因此土壤干层水分恢复具有重要意义。     

太行低山区荆条土壤水分动态及其对不同降雨量的响应

掌握半干旱地区常见灌木的土壤水分动态变化及其对不同降雨量的响应,采用土壤水分自动观测系统,结合自动气象站,对太行低山区乡土灌木荆条的土壤水分进行观测,分析了荆条土壤水分时空动态变化及其对不同降雨量的响应.结果表明:2019年,研究区生长季总降雨量为526.6 mm,降雨季节分布不均,5—7月降雨较少,8—10月降雨较多,分别占总降雨量的26.5％和73.5％.5—10月共出现24次降雨事件,其中<25.0 mm、>25.0 mm的降雨事件分别有16次和8次,分别占总降雨事件的66.7％和33.3％,累计降雨量分别为127.9 mm和398.7 mm,占总降雨量的24.3％和75.7％;在降雨前期荆条土壤水分日变化平缓,在降雨季节呈骤升缓降的趋势,土壤水分月变化与降雨量具有较好的一致性,即土壤水分和降雨量最大值均出现在8月.垂直空间上土壤水分分布呈反"S"形,即随土壤深度增加土壤水分呈先增加(10～20 cm层)、后减少(20～40 cm层)、再增加(40～80 cm层)的趋势;降雨是该地区土壤水分的主要来源,降雨量是影响补给土壤水分深度的决定因素.0～10.0 mm、10.1～25.0 mm、25.1～50.0 mm及>50.0 mm级别降雨量对荆条土壤水分的补给深度分别为10、20、60及80 cm土层.研究结果为当地植被恢复与管理提供了理论依据.     

喀斯特山地森林土壤水分动态变化研究

本文通过对贵州开阳喀斯特山地阔叶林和针阔混交林两种林分类型下的森林土壤体积含水量进行一年的连续观测,得出阔叶林林分土壤含水量季节动态变化为:秋季>夏季>春季>冬季,针阔混交林土壤含水量季节动态变化为:夏季>秋季>春季>冬季;喀斯特山地森林土壤水分的垂直深度变化为:土壤表层含水量最低,随土壤深度增加,含水量逐渐增加,随着靠近植物根系集中分布层,土壤含水量逐渐降低至一个较低点,然后再随土壤深度增加而继续增加。     

R / S 分析法在石家庄市栾城区土壤含水量动态分析中的应用

为探讨石家庄市栾城区(以下简称栾城区)农田土壤含水量的长期演变规律和机理,采用重标极差分析法计算2002—2008年栾城区深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数及分形维数。结果表明:深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数分别是0.738、0.877、0.953,均大于0.5,表明不同层次土壤含水量变化存在着趋势性成分;分形维数的数值分别为1.262、1.123、1.047,表征了土壤含水量波动幅度随着土壤深度的增加而减小的趋势,与实际观测结果一致。     

龙胜里骆林区土壤微生物学特性研究

我们研究了龙胜县里骆林区不同海拔高度、不同森林类型和不同土层深度土壤微生物学特性,结果表明:1.不同海拔高度土壤微生物的数量及生化活性以低海拔土壤较高。2.不同森林类型土壤微生物及生化活性常绿阔叶林高于针阔混交林,针阔混交林高于针叶林。3.不同土层深度土壤微生物分布以0～20cm土层最多,20～40cm次之,40～80cm最少。各剖层土壤微生物数量随季节变更有明显季节变化。     

日光温室内浅层土壤温湿度场的数值模拟

为研究日光温室内浅层土壤温湿度场的变化规律,建立了浅层土壤温湿度场的三维非稳态数值模型,模拟日光温室内浅层土壤温湿度的动态分布。结果表明:不同深度的土壤温湿度变化趋势一致,都随时间呈现周期性的变化,随着土壤深度的增加,温度波的振幅逐渐减小,含水率的变化幅度也逐渐减小,延迟时间逐渐增大;50 cm深度土壤层温湿度基本保持恒定;土壤的初始体积含水率与土壤层温度梯度成反比;根据不同深度浅层土壤温度梯度的变化规律,0～100 cm的土层可分为三个特征层:多变层,缓变层,均稳层。     

ESA土壤湿度遥感产品在河南省的时空变化分析

利用河南省区域2012年1月1日到2012年12月31日的土壤湿度观测资料和欧空局(ESA CCI SM)土壤湿度遥感资料,验证ESA土壤湿度遥感产品在河南省的精度及其时空分布特征.进行了一系列的反复实验,得出结果,结果表明:(1)ESA土壤体积含水量反演值与地面实测值相关性较好,R2为0.6765;RMSE为0.0511,偏差较小;平均值相差0.0113,土壤湿度值较接近.(2)ESA土壤湿度遥感产品可以很好地展现出河南省土壤湿度的空间分布特征.(3)ESA土壤湿度数据在一定程度上可以精确地展现各个季节河南省的土壤湿度时间变化趋势和空间变化特征,与实际情况大致符合,对分析河南的土壤水分变化有着一定的适用性.     

三峡山地不同坡位土壤水分的时序变化研究

土壤水分是维持森林生态系统可持续的重要因子,降水作为土壤水分最主要的补给来源,定量认识两者的关系对深入了解土壤水分入渗及产流汇流等生态水文效应和区域水平衡至关重要.该文采用时间序列法分析了2018年—2019 年三峡山地大老岭林区典型小流域土壤含水量和降水之间的相关关系,结果表明：1) 研究区降水过程无显著自相关性,而土壤含水量呈现高度自相关性,且随时间尺度缩小不断增强;2) 降水量与土壤水分含量同消同涨,两者之间存在协相关关系,月尺度上土壤含水量与降水相关性较弱,日尺度上二者相关性呈明显的“单锋型”,小时尺度上降水序列和土壤水分序列相关性在降雨事件发生后2～4 h最显著;降雨72 h后,各深度土层相关系数差异明显减小.3) 在不同时间尺度下,不同深度土层土壤含水量与降水的协相关性变化趋势表现出较强的一致性,随土壤深度增加,土壤含水量与降水的相关性降低,且水分变化对降雨滞后性增加.4) 不同坡位土壤水分与降水的协相关性差异显著.坡下土壤含水量对降水的响应强烈,而坡上两者相关系数偏低.5) 土壤水分序列与降水序列协相关性在不同时间尺度有所差异,小时尺度和天尺度两者协相关性较为显著且均随着时间推移呈先增大后减小的特征,而月尺度两者相关性则表现为随滞后时间距增加而单调递减趋势.     

川西亚高山林线交错带土壤微生物类群及酶活性季节动态

研究了川西亚高山林线交错带土壤细菌、真菌和放线菌三大微生物、细菌生理类群数量及酶活性季节动态.结果表明,土壤微生物主要集中分布在O～15 cm表层土壤,其数量及酶活性均随土壤深度的加深而降低.随季节性水热状况的变化,表层0～15 cm和15～30 cm土层微生物和酶活性各月差异显著(P<0.05),具明显的季节变化,但各类群变化规律并不完全相同,细菌、真菌、氨化细菌、好氧固氮菌、硝化细菌、有机磷分解菌、好气纤维素分解菌数量及脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性均8月最高,而放线菌、无机磷分解菌、反硝化细菌与嫌气纤维素分解菌数量则6月最高,各微生物及酶活性均4月最低.底层(30～47 cm)土壤各微生物和酶活性总体上季节动态不明显.各季节中,氨化细菌、好氧固氮菌、反硝化细菌、有机与无机磷分解菌是8种细菌生理类群中的优势菌群,而纤维素分解菌数量最少,表明林线交错带土壤有机质的分解非常缓慢.     

小针茅荒漠草原地下生物量季节动态及其影响因素

 地下生物量实测数据的缺乏严重影响草地地下碳库的精确估计,本文以苏尼特右旗小针茅荒漠草原为研究对象,通过野外实地调查,选取6个样地,采集2160份根系样品,进行室内试验分析,获得小针茅荒漠草原生长季5—9月地下生物量数据,分析了小针茅草原植被地下生物量的季节动态.结果表明：(1)小针茅草原植被地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,狭叶锦鸡儿-小针茅+无芒隐子草草地各月的地下生物量均高于小针茅+无芒隐子草草地类型.(2)小针茅草原不同层次地下部分生物量的季节变化不同,0~10cm的地下生物量表现出很大的波动性,与总地下生物量的变化趋势基本一致;10cm以下的变化曲线逐渐平缓.(3)5—9月生长季小针茅草原0~60cm土层地下生物量与土壤有机碳含量无显著相关性,0~10cm土层地下生物量与土壤有机碳呈显著正相关.(4)小针茅草原每月地下生物量和月降水量与月平均气温的相关性都不明显.(5)小针茅草原不同深度土壤含水量与地下生物量存在显著正相关,总地下生物量受0~10cm土壤含水量影响较大.     

紫色土丘陵区典型林地土壤温室气体释放研究

采用动态-密闭气室法(LI-6400-09)对紫色土丘陵区三种典型林地土壤温室气体释放进行连续测定.结果表明,温度是影响土壤呼吸的关键因子,各林地土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,都随温度呈指数增长.在温度较低的冬春季,土壤湿度对土壤呼吸的影响不明显,温度较高的夏季土壤湿度与林地(桤树,柏树)土壤呼吸速率呈显著性抛物线相关(p＜0.05);三种林地中,针叶林柏树林地土壤呼吸与土壤湿度相关性最好,当土壤含水量＜25%时,随着湿度的增加,土壤呼吸速率逐渐增大,之后随着湿度的增大,土壤呼吸速率逐渐减小.各季节的日变化规律表现不一致,冬春两季各林地土壤呼吸都和土壤温度的日变化趋势保持一致,表现为先升后减的趋势;夏秋两季,因为较高的土壤温度和表层土壤相对湿度的剧烈波动,各林地土壤呼吸日变化呈现不规则波动.     

青山嘴水库一期基础工程强夯效果分析

以青山嘴水库一期基础工程为具体实例,研究了强夯处理在增加重型动力贯入10 cm最小击数、提高地基承载力、增加干密度以及降低含水率等方面的效果.通过对试验测定的相关数据分析表明:强夯能使重型动力触探贯入10 cm最小锤击数增加417.46%～600%,地基承载力提高119.44%～163.98%,土体干密度增加7.18%～8.23%,土体含水率下降4.93%～45.14%,说明强夯效果非常显著.     

晋西北黄土区不同植被春季土壤水分动态变化特征研究

以晋西北黄土丘陵区为背景,对当地有代表性的植被(乔木类小叶杨林、灌木类沙棘林和柠条、油松-小叶杨混交地及撂荒地)为主要研究对象,系统地对5种不同植被土壤水分含量状况、垂直分布特征及变异情况进行分析,结果表明:在0~600 cm土层深度范围内,不同类型植被的平均土壤水分含量高低依次为撂荒地油松-小叶杨混交林沙棘林柠条小叶杨,且总体都呈现出先增加后减少然后趋于恒定的变化趋势;其中乔、灌木的土壤水分含量最大值均出现在150 cm~220 cm之间,而撂荒地在320 cm处出现最大值,5种植被类型的最小值大都出现在0~20 cm的表层土壤。最后,根据不同植被的土壤水分分布分层的定量分析,将土壤剖面划分为:易变层(0~100cm)、活跃层(100 cm~200 cm)、次活跃层(200 cm~300 cm)和相对稳定层(300 cm~600cm)。因此,根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,依据因地适宜原则,实行乔-草或乔-灌-草相结合的植被配置模式。     

Characteristic of Soil Hydro.Physical Properties and Water Dynamics under Different Vegetation Restoration Types

By combining the observation of the soil profile at field and the chemical and physical analysis in laboratory, a study on the hydro-physical properties of soil in six different vegetation types and the dynamics of water content after rain was conducted in Wanchanggou, Guangyuan City to find out the vegetation types with effective water-conservation functions in order to serve the ecological restoration in the low hill heavy rain area upper the Jialing River. Results showed that., the hydro-physical properties of soil in the mixed Alnus crernastogyne and Cupressua Leyland forest （AcCl） were best. But in the depth of 0-20 cm. The properties of soil in the abandoned cropland （Fm） was better than that in the AcCl. The soil bulk densities varied significantly between the layers of 0-20 cm and 20-40 cm in all the six vegetation types except that in the Robinia pseudoacacia shrub forest （RpII）, and the changes of the maximum and the capillary moisture capacity between layers were significant only in the Fm and in the AcCl. Of these stands, the AcCl had the shortest water-absorbing period and the strongest moisture changes in the upper layer （0-15 cm）. In the same stand, the deeper the soil layer, the slighter the soil moisture varied, and the longer the soil moisture accumulating process lasted.     

青藏铁路冻土路基活动层形成特性研究

在环境温度季节性变化的条件下进行室内模拟试验,探索了模拟冻土路基活动层形成的试验方法,研究了青藏高原多年冻土区路基活动层的形成活动规律。试验表明：活动层从初始形成到基本稳定过程中,近地表土层对外界温度场的变化响应灵敏,随外界温度的改变出现规律的波动;深层土层对外界温度的变化表现出滞后性,温度曲线波动幅度较小;活动层在趋于稳定的过程中土层的温度特征呈现出较为明显的区域相似性,在一定外温影响范围内土层温度场变化规律接近;在环境负温的初期表层土层迅速降温,活动层厚度开始逐渐减小,受外界气温及深层冻土冷源作用的共同影响,活动层冻结过程中会出现从上下边界同时冻结的现象,加快了活动层的冻结速度。     

不同栽培基质条件对4种行道树苗木根系生长的影响

【目的】通过模糊函数隶属法初步筛选出适合银杏(Ginkgo biloba)、香樟(Cinnamomum camphora)、悬铃木(Platanus acerifolia)和广玉兰(Magnolia grandiflora)4种行道树根系生长的栽培基质条件,改善上海市行道树生长状况,提高城市行道树生态服务功能。【方法】采用正交设计对影响银杏、香樟、悬铃木和广玉兰 4种行道树根系生长的3个因素(填充颗粒粒径、结构土比例及土壤湿度)在4种水平上进行优化试验。【结果】不同栽培基质条件对4种行道树苗木根系生物量积累及发育的影响均达到显著水平。对银杏和广玉兰苗木根系干质量和根长影响最大的为填充颗粒粒径,其中适合银杏的最佳填充颗粒粒径分别为5 cm和1 cm,广玉兰的为5 cm和5 cm; 对香樟根系生长影响最大的是填充颗粒粒径(最佳水平为3 cm)和土壤湿度(最佳水平为60%); 对悬铃木苗木根系生长影响最大的为结构土比例(最佳水平为60%)和填充颗粒粒径(最佳水平为5 cm)。对银杏、香樟和悬铃木苗木根系生长影响最大的为结构土比例,其最佳水平均为20%; 而对广玉兰苗木根系生长影响最大的是土壤填充颗粒粒径,最佳粒径为3 cm。【结论】处理8(填充颗粒粒径3 cm、结构土比例80%、土壤湿度50%)、处理11(填充颗粒粒径1 cm、结构土比例60%、土壤湿度80%)、处理8(填充颗粒粒径3 cm、结构土比例80%、土壤湿度50%)和处理6(填充颗粒粒径3 cm、结构土比例40%、土壤湿度80%)分别为银杏、香樟、黑铃木和广玉兰作为行道树在上海种植的适合基质条件。     

地表覆盖对季节性冻融土壤温度影响研究

基于季节性冻土分布区冻融期间土壤温度的田间试验,研究了地膜覆盖、地膜与秸秆双重覆盖对冻融土壤剖面温度的影响。结果表明:地膜覆盖对试验土层有明显的增温效应,而地膜、秸秆双重覆盖对土壤增温的影响只限于耕作层内;越冬期试验土层范围内,各处理地块的地温均经历降低、趋于稳定、升高的过程;地膜、秸秆覆盖可平抑土壤温度变化,明显缩小温差;在冻结阶段和融化阶段,三种处理地块40~100 cm深度处地温降低和升高的幅度随深度的加大而减小。研究结果对于改善季节性冻土区土壤热状况,指导农业生产具有实际意义。