不同植被覆盖条件下土壤水分蒸发的比较

为探讨不同植被对当地土壤水分动态变化及其蒸发过程的影响,于2001年7—10月,对宁夏固原县4种不同植被覆盖下土壤水分蒸发做了对比研究。在观测期内,不同条件下土壤水分蒸发的强弱依次表现为,弃耕地>华北落叶松林地>铁杆蒿+长芒草地>中国沙棘林地;各种条件下,土壤水分蒸发在生长季的旺盛时期(7—8月)要显著高于生长季后期(9—10月)。土壤水分蒸发的昼夜分段测定表明,在观测期内,土壤水分的蒸发在夜间出现了“负平衡”,尤其进入9—10月以后,这一现象更为突出,说明夜间凝结水数量大于相应的蒸发量。

局部覆盖条件下干旱过程对土壤水分蒸发的影响

采用旱棚人工控水、蒸发桶称重法,对地膜、渗水膜、干草、塑料泡膜4种地面覆盖材料在50%覆盖度下的土壤水分蒸发性能及保墒能力进行了研究。结果表明,4种透水或不透水覆盖材料均能有效减少土壤水分蒸发,其中蒸发抑制作用最强的为地膜,其次为渗水膜,塑料泡膜作用最小;在为期5个月的试验期间,地膜、渗水膜、干草、塑料泡膜覆盖可减少土壤蒸发量分别为23.04,10.89,10.03和5.68mm。试验还发现,覆盖材料对土壤蒸发的抑制能力与土壤干旱过程密切相关,低含水率持续干旱阶段土壤蒸发速率随蒸发历时延长而减小;高含水率干湿交替及持续干旱阶段则相反。局部覆盖能显著提高覆盖区与相邻非覆盖区的平均土壤含水率,延长适宜植物生长的土壤水分的持续期,减轻持续干旱对造林成活和幼林生长的威胁。

保水剂种类及含量对土壤水分蒸发的影响

通过室内模拟试验,研究了保水剂种类及施用浓度对土壤水分蒸发量的影响。结果表明,经过不同类型保水剂处理后,各处理土壤的水分蒸发量均随干旱胁迫时间的延长呈先上升后下降的变化趋势,且经过保水剂处理的土壤的水分蒸发量始终低于对照;各保水剂处理中,kh型保水剂处理后土壤的水分蒸发量始终比其他几种保水剂处理的低。在施用浓度上,保水剂质量分数为0.5%和0.3%两处理对土壤保持水分起较好效果,高浓度的保水剂反而不利于土壤水分的保持。说明施用保水剂能够有效地抑制土壤水分蒸发,且只有在生产中施用合适含量的保水剂才能充分发挥其保水效果。

干旱荒漠区排矸场不同覆盖类型对土壤水分蒸发的影响

[目的]在水分匮乏的干旱荒漠区煤矿废弃地植被恢复过程中,研究不同边坡覆盖模式对土壤水分蒸发的影响,为干旱荒漠区矿区废弃地生态恢复模式优化与完善植被恢复技术提供科学依据。[方法]以中国西北干旱荒漠区煤炭基地废弃地——排矸场为研究对象,研究不同覆盖类型排矸场边坡土壤水分蒸发和表层土壤水分的变化。试验设置了草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型,以无覆盖为对照。[结果]干旱荒漠区煤矿排矸场边坡表层土壤含水量基本呈随着坡位降低而增加的变化规律;蒸发试验进行初期各覆盖处理的土壤日蒸发量较大,随着时间推移日蒸发量逐渐降低,草帘覆盖下的平均土壤日蒸发量最低,与无覆盖处理之间的变化差异达到显著水平(p<0.05);3种覆盖与无覆盖处理下的土壤水分累积蒸发量在排矸场边坡的不同坡位均表现出逐步上升的规律,无覆盖措施的土壤累积蒸发量增加较明显,草帘覆盖、液膜覆盖和生态毯覆盖措施下的土壤累积蒸发量分别比无覆盖措施减少了38.4%,24.2%和20.6%,坡面覆盖处理的土壤累积蒸发过程符合线性函数关系。[结论]在草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型中,草帘覆盖下的土壤含水量较高,草帘是减少边坡表层土壤水分蒸发量最为适合的覆盖措施。

土壤水分蒸发与吹风的关系

通过室内模拟试验 ,建立了不同吹风时间及吹风强度下的土壤水分蒸发动力学模型 ,在此模型中 ,土壤水分蒸发量W与时间对数 (lnt)呈直线正相关。吹风时间和吹风强度对土壤水分初始蒸发量影响较大 ,随着时间推移 ,影响强度减小。同时对不同水分条件下吹风强度与土壤水分蒸发关系的研究表明 ,当初始含水量较高时 ,吹风强度越大 ,水分损失量越大 ;反之 。

胶东丘陵区典型果园土壤水分蒸发空间变异性分析

利用微型蒸渗仪测量了烟台农科院苹果园内81个点处土壤6 d内的水分蒸发量,应用经典统计学和地统计学对土壤水分蒸发变异特性进行了分析。结果表明,该阶段内土壤水分蒸发量平均值为5.77 mm,最大值与最小值分别为10.45 mm和1.70 mm,变异系数Cv为0.324,属于中等变异强度;土壤水分蒸发空间变异符合球状模型,变程α为28.83 m,块金值与基台值之比为50.39%,属于中等空间相关性。

保水剂对土壤水分蒸发的影响研究

研究在不同温度梯度下保水剂的粒径和用量对土壤水分蒸发的影响.结果表明:土壤水分蒸发前期保水剂粒径小则保水效果较好,保水剂用量越高则土壤水分稳定蒸发阶段时间长.25℃时土壤水分蒸发率会出现波动现象;保水剂粒径大(0.8～2 mm)时,保水剂用量小会加速土壤水分的蒸发.

不同类型砾石覆盖对土壤水分蒸发的影响

为了探求宁夏中部干旱区最适宜的硒砂瓜覆砂粒径,以宁夏中卫南山台地区天然砂石为试材,采用蒸发器整体称重法,研究了不同类型砾石覆盖对土壤水分蒸发的影响。结果表明:不规则砾石覆盖处理的土壤日蒸发量显著高于卵石和片石,而卵石和片石覆盖处理下的土壤日蒸发量平均值差别较小,未达到显著水平。这表明规则砾石对土壤水分蒸发的抑制效果比不规则砾石的要好。相关性分析结果表明:不同类型砾石覆盖处理的累积蒸发量可以用多项式方程Y=at2+bt+c来模拟,相关系数大于0.95。

荒漠结皮层藓类植物死亡对表层土壤水分蒸发和入渗的影响

水分是荒漠植物生长最主要的限制因子,藓类结皮作为荒漠土壤表层重要覆被物,对土壤水分蒸发入渗具有重要影响。研究表明,在全球气候变化背景下,不确定的降水格局变化导致结皮层藓类植物出现集群死亡现象,但这一过程对荒漠地表土壤水分蒸发与入渗过程的影响及其机理尚不清楚。以古尔班通古特沙漠齿肋赤藓结皮为研究对象,利用便携式渗透计和蒸发仪,研究了结皮层藓类植物死亡对土壤水分蒸发与入渗的影响。结果表明,与裸沙相比,藓类结皮的存在显著抑制了水分入渗,而藓类植物死亡的结皮层抑制作用最大,其初渗速率、稳渗速率和累积入渗量分别是活藓类结皮的39.89%、85.91%及64.48%,仅为裸沙的5.96%、13.13%及20.42%。在水分蒸发初期,裸沙的水分蒸发速率明显高于活藓类结皮和藓类植物死亡的结皮层,但藓类植物死亡的结皮层维持相对稳定的蒸发速率的时间长于裸沙和活藓类结皮,这也导致最终累计蒸发量以藓类植物死亡的结皮层最高、裸沙最低。可见,荒漠生物土壤结皮中藓类植物死亡会明显减少土壤水分入渗、增大水分蒸发,进一步影响荒漠表层土壤水分格局,从而影响生物土壤结皮与维管植物的水分利用关系。

杉木人工林地土壤水分蒸发的时空变化特征

为了研究土壤水分蒸发规律,做好蓄水保墒,减少水分的非生产消耗,需要了解水分运动规律。本实验利用2012年湖南会同定位观测站第Ⅱ集水区实测数据,研究杉木人工林地土壤水分蒸发日变化、月变化、及不同坡位的变化规律。结果表明:土壤水分观测日最大分时蒸发量发生在9:00～11:00时段,月均蒸发量在6月中旬左右达到最大峰值;春季3～5月期间土壤含水量的平均变化程度较小,而夏季6～7月期间土壤含水量的平均变化程度较大;不同坡位因土壤层厚度、空气流动程度及林下植被凋落物的种类和混合比例不同,其土壤水分蒸发量呈现明显差异。结合这些特点,试图分析其形成的原因,为后期研究提供了参考方向。

石灰岩弃渣与农田土复配土壤水分蒸发及覆盖物保水性能

探究矿山废弃地弃渣与农田土复配后土壤的水分蒸发特性,以及覆盖物添加对水分蒸发的影响,对矿山恢复中土壤水分管理和改善具有实际意义。以石灰岩矿山废弃地现场的弃渣和附近农田土为复配材料,设置0∶10(T1),3∶7(T2),5∶5(T3),7∶3(T4),10∶0(T5)体积比例,在野外条件下采用土柱法模拟土壤水分蒸发过程,探究复配比例对土壤水分蒸发的影响以及不同覆盖物的保水性能。结果表明:(1)试验前和试验后表层复配土壤含水量均表现为T1>T2>T3>T4>T5,蒸发中期的逐日蒸发量和蒸发结束的累计蒸发量均随弃渣体积比例增加呈极显著降低趋势,不同复配土壤在蒸发前期和蒸发后期的逐日蒸发量没有显著性差异。(2)气象因子中,温度、风速对土壤水分蒸发的影响大于太阳辐射,相对湿度的影响不显著。土壤物理性质中,除毛管孔隙度和非毛管孔隙度与土壤水分蒸发达极显著相关外,其他因子均达显著水平。(3)裸土地添加覆盖物均能降低水分蒸发,根据蒸发量和蒸发速度分析得出,砾石覆盖(直径2~4 cm、厚度5 cm)效果最佳。(4)石灰岩矿山废弃地土壤重构最佳保水搭配方案为弃渣∶农田土以3∶7体积比例复配并覆盖砾石。研究结果可为当地治理采石废弃地提供理论支持。

压砂地不同砂土混合比下土壤水分蒸发动态研究

为了研究不同砂土混合比覆盖下对土壤蒸发的影响,通过田间土柱基础实验,采用微型蒸渗仪测定水分蒸发变化。试验采用完全试验,选取降雨量、砂土混合比两个因素,各五水平处理,即设置5个模拟降雨量(6、9、12、15、18 mm)和5种砂土混合比例(0%、25%、50%、75%、100%)的土壤蒸发试验。研究结果表明:同一砂土混合比处理的土壤,随着模拟降雨量(试验灌水量)的增加土壤体积含水率略有增加,不同灌水量处理的土壤体积含水率随土层深度的变化趋势基本相同;与裸土相比,土壤覆砂能够大幅度减少土壤水分蒸发,砂土混合比25%、50%、75%、100%(全覆砂)处理的土壤比裸土(砂土混合比0%)的累积蒸发量分别减少5.4%、21.0%、36.2%、45.3%;砂土混合比越大,土壤日蒸发量和累积蒸发量越小,砂土混合比为100%的抑制蒸发效果最好。砂石覆盖可以有效抑制土壤水分蒸发,并且这种抑制作用强弱与砂土混合比密切相关。研究结论可为中国旱区农田砂石覆盖实践提供必要的指导,为提高压砂地水资源高效利用和可持续发展提供数据支撑。

黑土有机质含量与土壤水分蒸发关系的研究

探讨了在田间及实验室条件下的土壤的有机质含量与土壤水分蒸发的关系。试验结果表 明，①在饱和含水量下，有机质含量与水分蒸发量成正相关；②在非他和含水量下，土壤水分蒸发 强度与土壤有机质和容重呈抛物线状；③土壤有机质含量为４％～５％、容量接近１．１８ｇ／ｃｍ３时，土 壤水分蒸发细度最小；④培肥土壤可提高春小麦对土壤水分的利用率。图３，表１，参５。

不同秸秆翻土还田量对土壤水分蒸发和入渗的影响

设置不同的玉米(Zea mays L.)秸秆还田量分别为3 680、4 907、6 133、7 360、8 567 kg/hm2和对照共6个处理。土体内含水量在90 g/kg时,秸秆覆盖对抑制土体内水分蒸发不显著,水分子之间在毛管力的作用下比较稳定。当土体内含水量较高,为180 g/kg时,此时土体内毛管水连续运动,下层水分向上层土体弥补得较快。而秸秆翻土覆盖对土体起到阻碍作用,随着还田量增大,阻碍越明显,拟合方程为S=ptq。秸秆翻埋覆盖阻碍雨后雨水的入渗,使水分入渗延迟。

基于多元非线性回归与BP神经网络模型对土壤水分蒸发量的预测

为探讨农田小气候中各种因素(温度、湿度、光合有效辐射、环境梯度)对土壤水分蒸发量的影响,以河海大学江宁校区节水园区的壤土作为研究对象,根据2020年9-11月期间每30 min测定一次的数据资料,利用多元非线性回归与BP神经网络算法对其进行预测。结果表明,多元非线性回归与BP神经网络均可以较好地得到预测结果;相比之下,BP神经网络算法预测值的拟合优度更高。

大范围地下水枯竭条件下土壤水分蒸发和径流响应模拟研究

20世纪的地下水开采造成含水层含水量大幅降低,而且破坏了地下水依赖型经济活动的多样性,含水量的降低重塑了水文地貌,改变了地下水与地表水的交换和地表水的可利用量。为了增强水资源管理的有效性并提高模拟精度,需要对近期地下水损耗进行综合系统性研究。对100a来美国本土地下水减少产生的影响进行了评价,模拟了流域尺度的变化特性。结果表明,次表层水的损失会对整个水文系统造成影响,使径流量以及土壤水分蒸发减少。在枯水期以及浅层地下水区域,重点对土壤水分蒸发的减少进行了研究。

秸秆覆盖对土壤水分蒸发及土壤盐分的影响

以含盐量2-26g/kg 砂壤土为试材进行模拟试验.结果表明,秸秆覆盖可明显降低土壤水分蒸发速度,从不覆盖的0 .74m m/d 降到覆盖12t/hm 2 的0 .29m m/d ,相对降低了60-81 % .水分蒸发速度与覆盖量呈明显的负相关;覆盖可明显控制盐分的表聚,土壤表层含盐从不覆的8-07g/kg 降低到覆盖12t/hm 2 的6-02g/kg ,相对降低了25-40 % .

砂石与秸秆覆盖对风沙土水分蒸发特性的影响

探究不同厚度的砂石和秸秆覆盖对辽西北风沙土土壤水分蒸发的影响机理,特别是在不同初始含水率下的影响,并探索抑制辽西北风沙地土壤水分蒸发的最佳模式,也为风沙区植被建设提供理论基础。首次以辽西北风沙土为研究对象,运用自行设计的蒸发桶进行为期20天的室内蒸发模拟试验,研究土壤蒸发量随蒸发时间的变化规律。结果表明,砂石与秸秆覆盖能够抑制土壤水分蒸发,随着初始含水率增大,砂石与秸秆覆盖厚度越厚,其保持土壤水分的效果就越强。

不同覆盖措施对土壤水分和当年造林成活率的影响

为了研究覆盖措施在干旱陡坡造林中对土壤水分蒸发量、土壤含水量及当年造林成活率的影响,并筛选出效果最佳的覆盖措施,在山西吉县蔡家川流域布设试验,分析了地表覆膜、地表覆草、土中覆草3种覆盖措施对土壤蒸发量、含水量、密度和孔隙度及当年造林成活率的影响。结果表明:造林初期连续蒸发20 d后,地表覆膜、地表覆草、土中覆草处理的栽植穴土壤累积水分蒸发量分别比对照减少11.50、5.64、20.96 mm。不同覆盖处理的栽植穴土壤含水量,4—6月减少量:对照>地表覆草>地表覆膜>土中覆草;6—8月增加量:土中覆草>地表覆草>地表覆膜>对照;8—10月减少量:对照>地表覆草>地表覆膜>土中覆草。生长季结束后,对照、地表覆膜、地表覆草、土中覆草土壤密度分别减少了0.79%、1.59%、3.17%、9.26%,总孔隙度分别增加了0.04%、0.31%、1.57%、3.58%。地表覆膜、地表覆草、土中覆草处理的苗高生长量分别是对照的3.52、4.11、4.44倍;当年新枝生长量分别是对照的1.50、1.65、1.90倍;当年造林成活率较对照分别提高了10.3%、6.8%、12.9%。可见在晋西黄土区干旱陡坡造林中,土中覆草是一种更有效的覆盖措施。

不同有机物料对黄土高原治沟造地土壤水分运移的影响

为了改善黄土高原治沟造地土壤结构较差的问题,采用一维定水头土柱模拟试验,探讨了不同有机物料(生物有机肥、粉碎秸秆、50%粉碎秸秆+50%生物有机肥、尿素、对照)对治沟造地土壤湿润锋推移、累积入渗量、入渗速率和土壤水分蒸发特征的影响,并采用Green-Ampt模型、Philip模型和Kostiakov模型拟合分析土壤水分入渗规律。结果表明:(1)粉碎秸秆与有机肥均降低了土壤水分移动速率,增强了土壤持水能力;粉碎秸秆同时降低了土壤稳定入渗速率,与对照相比减小了17.65%;(2)湿润锋推进深度与累积入渗量呈良好的线性关系;通过对3种入渗模型拟合发现,Philip模型和Kostiakov模型的拟合效果较好,符合黄土高原治沟造地土壤入渗率和时间的动态关系;(3)土壤水分蒸发过程中,添加粉碎秸秆具有阻截和蓄积土壤水分,提高土壤含水量的积极作用。