基于CT技术的甘蔗地不同耕作措施下土壤孔隙结构研究

【目的】开展不同耕作措施下土壤孔隙结构研究,为土地合理耕作及耕地水土保持提供参考。【方法】以广西甘蔗地为研究对象,在常规耕作和三年免耕条件下,利用CT(Computed tomography)扫描技术,通过相关插件计算获得甘蔗地土壤孔隙数量、孔隙体积和表面积,土壤弯曲度、孔隙连通性和水力半径等孔隙结构,并进行三维重建和可视化。【结果】耕作区的孔隙面密度大于免耕作区;耕作区的孔隙度均值(1.069%)和孔隙数均值(1194个)都小于免耕区的孔隙度均值(1.195%)和孔隙数均值(1519个);由弯曲度和连通性的均值数据可知,耕作区(1.374、0.512)大于免耕作区(1.333、0.299)。翻耕破坏土壤原有结构,导致土壤中的大孔隙数量和孔隙度减少,但增加中小孔隙的数量。使得在二维分布中耕作区的孔隙面密度大于免耕区,而在土壤表层三维形态特征中免耕区土壤孔隙较耕作区分布更密集;翻耕破除了土壤孔隙之间的孤立性,增加了土壤的连通性,使得耕作区的弯曲度、连通性大于免耕区。【结论】适当耕作比免耕有助于土壤内部的连通和导水,促进作物吸水以减少土壤水分流失。

桂林地区不同土地利用方式下土壤热容量空间变化的研究

以广西桂林市农业科学院大豆种植地、甘蔗种植地和梨树种植地为例,研究3种不同土地利用方式下干旱、中等和湿润土壤水分情况中土壤热容量的空间变化。通过对每个试验区面积为135 m×105 m的100个测量点进行土壤含水量测量,确定干旱、中等和湿润的土壤水分条件,并计算出土壤热容量。运用地统计方式,对土壤热容量进行空间变化分析。结果表明：在3种土壤水分条件下,土壤含水量的大小表现为梨树地〉甘蔗地〉大豆地,土壤热容量的大小同样是梨树地〉甘蔗地〉大豆地,可见土壤含水量是引起土壤热容量变化的主要因子。土壤热容量的地统计分析结果表明,在3种土壤水分条件下,土壤热容量整体的空间结构比均为25%～75%,属于中等的空间相关性。大豆地和甘蔗地的土壤热容量高阈值空间分布仅在中等和湿润条件下较为稳定,说明受到降水控制的土壤水分主导土壤热容量空间分布的稳定性,但耕作方式会在干旱时期打破其稳定性。而梨树地因受到长期免耕的影响,其空间分布稳定性较弱。结果说明土壤有保持其热容量空间稳定性的能力,但耕作方式等人为因素在一定程度上破坏土壤热容量的空间稳定性。

不同作物类型下土壤收缩变化研究

土壤在饱和-风干失水过程中会发生收缩,往往伴随着表面下陷和出现裂缝的现象。在桂林市农业科学院通过采样来测定甘蔗、梨树、大豆试验地的土壤收缩变化,并利用Soil Shrinkage Simulator(SSS)软件进行土壤收缩曲线的拟合和收缩变化的分析。结果表明:SSS软件能够较好地拟合实测数据(r>0.97),土壤的收缩曲线整体结构是呈现"S"型;但不同试验地的土壤收缩仍存在一定差异。因梨树地容重小,总孔隙度大,有机质含量高,以及免耕的耕作方式使其土壤结构疏松,含水量较高,从而导致它的土壤收缩程度最大;但甘蔗地和大豆地收缩程度较为接近,这与原假设的不同作物类型下甘蔗地土壤收缩大于大豆地相反。一方面由于甘蔗地垄沟种植使得部分表层土壤容重加大;另一方面,垄沟中存储的水分直接入渗到下层土壤,对表层土壤水分的贡献不大,这些均导致甘蔗地表层土壤收缩相较于大豆地不明显。因此,除了土壤自身性质外,耕作方式对土壤收缩也有着较大的影响。

广西桂林不同植被覆盖下土壤含水量空间变异性研究

以桂林市农业科学院的大豆地、梨树地、甘蔗地为例,分析3个试验区土壤表层0^6cm土壤含水量变化规律以及空间分布特征。结果表明：降雨是影响土壤表层土壤含水量变化的关键因子,耕作方式也在一定程度上影响土壤含水量变化,梨树地土壤含水量是三者之中最高,甘蔗地土壤含水量次之,大豆地土壤含水量最小;3个试验区在3种不同土壤水分状态下的土壤含水量空间分布属于中等程度的空间相关性,受降雨因素和人为因素共同制约,在不同条件下他们各自占有的权重不同;尽管不同的植被覆盖条件以及人为因素干扰会影响土壤含水量空间分布,但是土壤含水量较高的区域相对稳定,表明土壤本身具有恢复其空间分布稳定性能力。

城市新区公共交通规划与发展策略研究

为更加科学合理地制定城市新区的公共交通发展规划,对城市新区交通需求特征进行了分析,对其独有的空间特征、时间特征、发展特点进行了研究,提出适宜城市新区的公共交通发展策略;结合天津滨海高新区海洋片区公交规划实例,提出城市新区公共交通规划应更加注重落实公交场站用地、预留轨道交通建设用地、建设能够引导新区发展的灵活的公共交通系统等建议。

基于CT技术的稻田不同轮作方式下土壤孔隙结构研究

合理的轮作种植制度是改善土壤结构及有效利用土壤水分的重要方式之一。本研究以广西稻田为研究对象,在水稻-油菜轮作和双季稻处理条件下,利用CT扫描原状土柱,结合Image J软件及其插件计算获得土壤孔隙数量、弯曲度和孔隙连通性等孔隙结构特征参数并进行土壤结构三维重建。结果表明:轮作区的孔隙面密度大于双季稻区,孔隙度和孔隙数量均值(0.457%,451个)大于双季稻区(0.345%,358个),弯曲度及连通性(1.332,0.474)也大于双季稻区(1.272,0.217),但两者的水力半径没有明显差异。水旱轮作由于减少了土壤淹水时间,改善了土壤胶结状态,促进了作物根系生长和延伸,导致孔隙结构发育更好,导水性更强,是促进水稻田土壤结构改善和水分运移的倡导模式。