黄土半干旱区刺槐和侧柏林地土壤水分有效性及生产力分级研究

采用LI 6 2 0 0型植物光合测定系统和LI 16 0 0型稳态气孔计 ,对黄土半干旱区刺槐、侧柏的净光合速率、羧化效率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、气孔阻力、胞间CO2 浓度和气孔限制值与土壤含水量的关系进行研究 ;并对林地土壤水分有效性及生产力进行分级与评价 .结果表明 ,刺槐与侧柏林地土壤含水量分别在 4 .5 %和 4 .0 %以下为“无效水” ;土壤含水量在 4 .5 %～ 10 .0 %和 4 .0 %～ 8.5 %阈值内属于“低产低效水” ;在 10 .0 %～ 13.5 %和 8.5 %～ 11.0 %阈值内为“中产高效水” ;在 13.5 %～ 17.0 %和11.0 %～ 16 .0 %阈值内属于“高产中效水” ;在 17.0 %～ 19.0 %和 16 .0 %～ 19.0 %阈值内为“中产低效水” ;土壤含水量在 19.0 %以上也属于“低产低效水” .

晋西黄土区土壤水分有效性分析的克立格法

以山西吉县蔡家川小流域土壤水分有效性分级为基础，通过对291个土壤水分监测点在旱季的土壤水分监测（TDR土壤水分测定法），以变异函数为主要工具，以普通克里格法和指示克立格法为基本方法，研究土壤水分空间分布及土壤水分有效性水平在空间上的概率分布。研究结果表明：试验区土壤有效水和无效水的分界为13．46％（0～30cm）、12．48％（30～60cm），速效水和迟效水的分界为15．20％（0～30cm）、14．20％（30～60cm）；通过克立格插值估计整个研究区坡面0～30cm、30～60cm土壤水分平均值为10．94％、11．88％，处于土壤无效水含量范围内的面积占总面积的75．7％、55．7％；土壤水分有效性的概率分布与坡向关系密切，土壤有效水的概率自东北向西南递减。30～60cm土层出现有效水区域及相对应的概率远大于0～30cm土层。

土壤结构改良剂影响下的土壤水分有效性研究

以聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)为土壤结构改良剂,利用离心机法,测定土壤水分特征曲线,从分析土壤的吸水能力和持水能力的角度出发,研究土壤结构改良剂对土壤水分有效性的影响。研究结果表明,土壤的吸水能力、持水能力与释水能力均表现出与用量密切相关;在使用土壤结构改良剂的情况下,仍然可用van Genuchten方程很准确的模拟土壤吸力与含水率之间的关系,即可作为使用土壤结构改良剂后的土壤水分特征曲线的模拟表达式;在试验的用量范围内,土壤结构改良剂的使用不会影响植物对水分的吸收和利用。

土壤水分有效性及其影响因素定量分析

为探讨土壤水分有效性及其与大气、土壤和作物因素的定量关系,将作物实际腾发量作为土壤水分有效性的评价指标,采用土壤水分概率模型建立土壤水分有效性系数的计算模型,分析大气、土壤和作物因素对土壤水分有效性的影响效应。研究结果表明:降水量和降水分布均对土壤水分有效性产生显著影响,土壤质地对土壤水分有效性的影响并不明显;在总降水量小于150mm的干旱条件下,凋萎系数小于0.3的土壤质地更有利于作物对土壤水分的吸收;在总降水量小于50mm的极端干旱和总降水量大于750mm的极端湿润条件下,由于降水影响强烈,弱化了潜在蒸发蒸腾量对土壤水分有效性的作用;当总降水量接近300mm时,潜在蒸发蒸腾量对土壤水分有效性的影响明显。在不同的环境中,土壤水分有效性对降水和作物参数的敏感度不一致。以作物实际腾发量为指标评价土壤水分有效性比较全面地反映了土壤水分对作物的有效性与大气条件、土壤质地和作物类型的动态关系,与动力学方法相比,建立在土壤水分概率模型基础上的土壤水分有效性系数解析模型便于分析输入参数与模型结果的响应关系。

晋西黄土区土壤水分有效性研究

在不同林地土壤水分特征曲线测定的基础上，进行土壤水分有效性的分级。通过分析不同林分的持水、供水能力，并结合生长季中土壤水分的测定，确定了不同林地土壤水分有效性水平。研究结果表明：不同立地条件下的各层土壤水分特征曲线几乎重合、形状基本相似，无显著差异；天然次生林地土壤持水能力最高，其余依次为油松×刺槐、侧柏×刺槐、侧柏、油松、灌草地、刺槐；土壤的供水能力侧柏×刺槐〉次生林〉刺槐〉油松〉侧柏〉油松×刺槐〉灌草地，同一立地条件下底层土〉表层土；在7～10月期间，样地各土层均处于有效水范围内，0～80cm土层平均有效水储量为24．27～70．47mm。

丹江口库区石渣土土壤水分有效性研究

土壤水分有效性的高低是制约石渣土生产能力的关键因素之一。对丹江口库区郧县石渣土 3种不同土石比土壤水分有效性的研究表明 :土壤水分有效性与土壤中的土 (<2 mm)石 (>2 mm)比关系密切。土壤蒸发、持水、导水和供水能力均与土壤中的土石比的大小有关。 3种土壤的持水能力 ,以石砾含量较少、质地较粘的土壤最强 ,以石砾含量较多、质地为壤质的土壤最低。而土壤水分蒸发能力与砾石含量呈负相关 ,土壤水分扩散率则与砾石含量呈正相关。适中土石比的土壤可提高入渗性能 ,减少蒸发量 ,提高供水性能。

溶质类型与矿化度对半干旱盐渍化地区果园土壤水分有效性的影响

盐渍化土壤水分有效性是制约土地生产能力的关键因素之一。研究不同盐分类型及矿化度的盐溶液对土壤水分有效性的影响,可为微咸水合理灌溉以及促进土壤生产潜力的发挥提供科学依据。本研究采用离心法在室内研究了脱水过程中灌溉水的溶质类型(NaCl和Na2SO4)与矿化度(0、1 g.L 1、3 g.L 1、5 g.L 1、10 g.L 1)对半干旱盐渍化地区果园土壤水分有效性的影响。结果表明:不同矿化度的NaCl和Na2SO4处理均可使田间持水量、暂时萎蔫系数、永久萎蔫系数、迟效水和无效水较对照有所降低。不同矿化度的NaCl处理以及1g.L 1的Na2SO4处理土壤全有效水和速效水都较对照增加,3 g.L 1、5 g.L 1和10 g.L 1的Na2SO4处理土壤全有效水和速效水都较对照减小。不同矿化度的NaCl和Na2SO4处理均可使土壤通气孔隙和毛管孔隙相对减少,非活性孔隙增大,其中矿化度为5 g.L 1的NaCl和Na2SO4处理对其影响最为明显,通气孔隙分别较对照减小16.8%和14.8%,毛管孔隙分别较对照减小5.2%和6.5%,非活性孔隙分别较对照增加15.7%和14.4%。NaCl对于土壤比水容量和毛管断裂的延迟效果比NaSO4明显。且土壤溶液盐分含量增加,土壤持水能力下降、供水性能增加而土壤抗旱性降低。

黄土丘陵区退耕地土壤水分有效性及蓄水性能——以陕西省吴旗县柴沟流域为例

对退耕还林还草区具有代表性的乔木（山杏和刺槐）、灌木、农田的土壤水分有效性和蓄水能力进行了测定和对比研究。结果表明，不同植被类型的土壤有效水含量变化范围为1．92％～15．73％，林地比农田增加约75．31％。0—40cm土层土壤蓄水量为228．30～251．07t／hm^2，林地比农田增加约8％。刺槐林地的蓄水性能好于山杏。研究成果对于科学地评价退耕还林还草的土壤改良效应具有重要的意义。

土壤水分有效性对梭梭苗根系导水率的动态影响

为探讨土壤水分有效性和萌芽后天数对梭梭苗根系导水率的影响,进行了盆栽试验。试验结果表明,梭梭苗的根系总导水率随土壤水分有效性和萌芽后天数的增加均呈线性增加;梭梭苗的单位面积根系导水率随土壤水分有效性的增加呈先增后减的抛物线变化,随萌芽后天数的增加呈线性递减。获得的梭梭苗根系导水率的动态变化规律,可用于根系吸水动力学模型和植物体水分传输规律的研究。

土壤保墒性能与土壤水分有效性综述

土壤保墒性能与土壤水分有效性多年来一直是土壤物理学领域中最为活跃的研究课题之一,也是半干旱地区农业研究中迫切需要解决的问题。土壤水分是植物需水的主要来源,其保蓄和储存在一定程度上决定于土壤的保墒性能。而植物从土壤中吸水的容易程度决定于土壤水分有效性。随着SPAC理论的发展,土壤与植物水分关系的概念已发生了根本变化;本文拟将土壤保墒性能与土壤水分有效性研究进展做一综述。

黄土丘陵区金矮生苹果园土壤水分有效性及生产力分级

在半干旱黄土高原丘陵沟壑区,采用Li Cor6200便携式光合仪和Li Cor1600便携式稳态气孔计,对9年生金矮生苹果树的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、胞间CO2浓度和气孔限制值与土壤水分的定量关系进行了研究;以光合作用生理参数为指标对苹果园土壤水分有效性及生产力进行了分级与评价。结果表明:苹果园的土壤相对含水量在21 5%以下为"无效水";21 5%～46 5%为"低产低效水";46 5%～65 0%为"中产高效水";65 0%～75 0%为"高产中效水";75 0%～79 0%为"中产低效水";79 0%以上也属于"低产低效水"。依据干旱与半干旱地区农林业生产以提高水分利用效率为核心的土壤水分管理思想,确定金矮生苹果园适宜的土壤相对含水量为46 5%～65 0%;最佳土壤相对含水量为65 0%左右,此土壤水分可使苹果树达到获得高产高效的生产水平,称之为"高产高效水"。

晋陕峡谷河流阶地枣林土壤水分有效性及干燥化分析

选取晋陕峡谷河流阶地枣林土壤作为研究对象,采用土壤水分有效性指标A_(w)、土壤干燥化强度指数(SDI)等,定量研究河流阶地0~500cm土层土壤水分有效性及干燥化的空间差异。结果表明:不同阶地土壤水分有效性A_(w)具有显著性差异(P<0.05),一级阶地(0.36)显著高于二级(0.08)和三级(0.14)阶地。不同深度土壤水分有效性差异为:0~200cm土层土壤,除60~ 100cm土层外,各层三级阶地显著高于一级、二级阶地( P<0.05);110~300 cm. 310~500 cm土层土壤水分有效性分别表现为一级阶地最低(最大值-0.06)和最高(最大值1.04)的水分状况(P<0.05)。对土壤水分有效性分级,一级阶地多处于无效水和富余水状态,二、三级阶地多处于难效水状态。200~ 500cm土层土壤平均干燥化强度为:三级阶地( 69.87%)>二级阶地(69.23%)>一级阶地(-24.74%)。综合考虑土壤水分相关指标及植被生长规律,河流三级阶地更适合枣树生长,而一级、二级阶地需加强灌溉管理,并增加适当的农艺措施才能满足枣树的正常生长发育条件。

有机硅对土壤水分有效性和蒸发特性的影响

以有机硅为试材,采用单因素试验设计,研究了不同有机硅施入量分别为干土质量的0‰、0.15‰、0.30‰、0.45‰、0.60‰(CK、A1、A2、A3、A4)条件下,土壤水分特征曲线和蒸发曲线的变化,探求有机硅对土壤水分有效性和蒸发特性的影响,以期为有机硅调理剂改善土壤持水特性、提高土壤水分利用效率提供参考依据。结果表明:相同土壤水吸力下,土壤含水量因有机硅的添加而增大,尤其在低吸力段(pF 0~2.3)和高吸力段(pF 3.0~4.2)范围内影响显著,且随着有机硅施入量的增加基本呈递增趋势;有机硅施入能够使土壤中的可用水量、最大有效水量增加,多余水量减小;施用有机硅的处理蒸发损失水量均大于不施用有机硅处理,且有机硅施用量越多,相同时间蒸发损失水量越多。

土壤水分有效性与土壤水分易吸性研究

采用田间模拟土柱试验方法,利用作物产量一水分关系数学模型,定量研究了黄土高原土壤水分有效性动态规律,在田间持水量的95%到55%的土壤湿度范围内,随着土壤湿度的不断降低,土壤水分对植物的有效性按抛物线规律递减,而且有效性递减的速率越来越快。利用植物根系吸收土壤水分的数学模型,定量研究了黄土高原土壤水分易吸性动态规律。结果表明,在本试验条件下,黄土高原土壤水分有效性动态规律与土壤水分易吸性动态规律是相同的。本文还简析了土壤水分有效性与土壤水分易吸性相一致或相似的条件。

黄土丘陵沟壑区灌木林地土壤水分有效性及盈亏分析

通过对陕西省安塞县黄土丘陵沟壑区沙棘及柠条林地的土壤水分研究的结果表明 ,该地区灌木林地的土壤水分有效性相当低 ,在生长季中的大多数时间 ,林地的土壤水分均处于难效状态 ,是限制植物生长的主要因素 ,柠条林地的土壤水分亏缺量最大 ,在生长季中 0～ 5 0 0 cm土层土壤水分亏缺量达 82 9mm ;柠条林地土壤水分的剩余量表明柠条对于土壤水分的利用率最高 ,其 0～ 5 0 0 cm土层土壤水分在生长季中的剩余量仅为 15 .9m m ,沙棘林地为 94 .8m m。

黄土高原植被恢复过程中土壤水分有效性评价

【目的】探究土壤持水性与土壤水分有效性对不同植被(草地、灌木林地和乔木林地)的响应。【方法】在位于黄土高原腹地的子午岭林区,利用土壤水分特征曲线测定了植被恢复过程中3种不同恢复年限的植被下的土壤持水性和土壤水分有效性。【结果】植被恢复过程中的土壤持水性和土壤水分有效性从草地到灌木林地再到乔木林地呈上升趋势。【结论】影响土壤水分特征的关键因子是土壤颗粒组成、土壤体积质量和土壤孔隙度。该结果可为植被恢复过程中土地利用类型的规划提供理论参考。

山西榆次不同植被土壤水分有效性与干燥化效应

为了对山西省山区土壤干旱程度和水资源利用情况进行研究,通过称重法研究了山西榆次区不同植被(樱桃林地、耕地、枣树林地和杨树林地)及撂荒地土壤剖面水分变化特征、水分有效性及干燥化效应。结果表明:土壤平均含水量从小到大依次为杨树林地(8.10%)、枣树林地(9.94%)、撂荒地(10.70%)、樱桃林地(14.47%)和耕地(14.53%)。各植被下土层均有不同程度的干层发育,其中耕地和樱桃林地土壤为轻度干层,撂荒地主要为中度干层,而枣树林地与杨树林地则发育了中重度干层。杨树林地各土层均为无效水,枣树林地以无效水为主,撂荒地以无效水与难效水为主,耕地和樱桃林地受灌溉补给,以难效水与中效水为主。各植被中除杨树林地外,土壤水分含量均随土层深度增加先减后增。其中樱桃林地和枣树林地土壤水分都在0-3 m内呈递减趋势,3-5 m土壤水分迅速升高。耕地和撂荒地土壤含水量先减后增,均在2-2.5 m深度土层为含水量低值拐点。杨树林地土壤水分在0-3.5 m保持平稳,3.5-5 m水分呈下降趋势。

樟子松人工固沙林土壤水分动态密度效应研究

研究樟子松人工固沙林土壤水分时空动态随林分密度的变化规律,采取有针对性的措施可以提高系统的稳定性和可持续性。该研究在科尔沁沙地南缘樟子松人工林中选取同龄、高密度(810株·hm^(-2))、低密度(404株·hm^(-2))林分设置样地,以无林地(草地)为对照,采用烘干法和TDR测定相结合的方法,2004-2022年监测0~3 m土层的土壤含水率,并同步监测林外降水量。结果表明:2004-2022年,0~1 m土层高、低两种密度林分的年均土壤含水率分别为11.1%、11.8%,两者无显著差异(t=0.935,P=0.3);土壤含水率的季节变化可划分为低值期(4-5月)、平缓期(5-6月)、上升期(6-8月)、高峰期(8-9月)和下降期(9-10月)。高(低)两种密度林分0~1m土层水分状况的统计表明,非旱、轻旱、中旱和重旱比例分别为59.7%(65.0%)、24.4%(15.3%)、13.8%(12.8%)和2.2%(6.9%)。林分在从中龄林向近/成熟林的演化过程中,高密度林分0~1 m土层土壤水分处于非旱状态的占比由58.3%增至60.3%,低密度林分则由44.8%增至73.7%,低密度林分增幅更显著。高、低密度林分0~1 m土层非旱状态占比最高的月份均为8月,重旱状态占比最高的月份均为6月。在科尔沁沙地南缘,樟子松不同密度林分土壤含水率均随土层深度的增加而减小。0~1 m土层不同密度林分土壤含水率年际尺度差异不显著,土壤含水率的季节、年际变化与同期降水量变化的格局相似,但不完全一致。不同密度林分的林地均存在不同程度的干旱,干旱所占比例约65%,生长季各月都发生过不同程度的干旱,6月份为重旱多发期。在中龄林向近/成熟林的演化过程中,土壤干旱改善情况低密度林分好于高密度林分,因此建议适时疏伐改善樟子松林地土壤水分状况。

液态地膜覆盖对土壤水分有效性的影响

采用田间微区试验方式,观测和分析了液膜地表覆盖下土壤含水量、花生植株伸长速率、叶面积指数、叶片光合速率、水分利用效率及产量等指标,并利用隶属函数法进行数值转换后,对液膜覆盖的土壤水分有效性进行了分析。结果表明,液膜覆盖提高土壤含水量103%～167%,且随液膜浓度的增大有效性提高;不同土层间,花生耗水量差异显著,其中以土层深度为20～40cm差异最大;液膜覆盖也明显提高了光合速率,增幅为1.9%～15.6%;叶面积指数提高0.3%～26.4%,改善了植株光合形态。综合全部指标表明,液膜类型为3号,液膜浓度为高水平时,覆盖效应最为明显。

滨海沙地木麻黄人工林土壤水分动态及有效性

以连续定位测定数据,对福建海岸带木麻黄林地土壤水分动态及有效性进行分析。结果表明,木麻黄防护林土壤水分的季节变化分为5个时期:土壤水分积累期、土壤水分消退期、土壤水分缓冲期、土壤水分平稳期、土壤水分恢复期。土壤水分垂直变化在1m内垂直剖面上,水分变异系数都在0.45以上,土壤水分变异较大。从土壤水分有效性来看,其土壤水分基本上处于难效水状态,在时间和深度上,中龄林土壤难效水出现的机率为90.8%,略低于幼龄林土壤(幼龄林为98.3%),相应中龄林土壤中效水出现的机率为9.2%,略高于幼龄林土壤(幼龄林为1.7%)。通过对影响土壤水分含量的气象因子的综合分析,得到土壤含水量与气象因子之间的多元回归方程。降水是限制木麻黄林木生长发育的主要因子。