华北山前平原典型厚包气带硝态氮分布累积规律

包气带是连接大气层和含水层水分和养分转换的纽带,也是农田NO_3~–-N分布和累积的重要场所和向含水层淋失的通道,因此研究包气带土壤中NO_3~–-N的分布累积规律对防止地下水NO_3~–-N污染至关重要。本文以中国科学院栾城试验站典型的厚包气带为对象,在无施肥处理(N0)和施氮肥600 kg/(hm^2·a)(N600)两种处理的多年试验田中,利用Geoprobe获取0~10.5 m深度土壤样品,研究厚包气带NO_3~–-N垂向分布、累积规律,并分析其影响因素。结果表明:N0中NO_3~–-N基本保持不变,长年施氮肥600 kg/(hm^2·a)使得NO_3~–-N淋溶至10.5 m,并在深层包气带中形成累积,累积的峰值由土壤的质地和含水量决定;NO_3~–-N的分布和累积主要受水分运移、土壤质地和反硝化作用影响。

直压式电导法测定厚包气带土壤岩性的应用研究

探索将厚包气带直压式测量土壤电导率(EC)用于绘制土壤岩性剖面的方法。研究区位于太行山山前平原,由于浅层地下水大幅度下降,该区已经形成了厚包气带。我们利用Geoprobe(r)直压式钻机和温纳排列(W enner Array)电极组测得EC剖面并钻取相应的土样。土样分析结果显示,深层土壤水分含量受岩性控制。由于研究区土壤为非盐渍土,因此土壤岩性是EC变化的主要控制因素,而土壤EC的空间变化也能表达岩性的分布。比较土样颗粒组成和EC值发现,EC值与土壤砂粒含量成负相关,与土壤粘粒含量成正相关。当土壤中砂粒含量由12%增加到100%时,EC由100 mS m-1减少到20 mS m-1;而粘粒含量由3%增加到26%时,EC由30 mS m-1增加到100 mS m-1。研究结果表明,厚包气带直压式测量EC资料可以推断土壤岩性。

平原地下水垂直补给对水资源评价影响因子的探究

由于地下水开采利用，个别平原地区已经形成了20～30m的包气带，显著地改变了水循环环境，延长了地表水对地下水的补给过程，从研究平原地下水垂直补给影响因子入手，分析了厚包气带条件下，包气带岩性、前期土壤含水量、降水量和灌溉量及作物种植对补水过程影响。研究发现2m以下包气带中，岩性决定了的土壤含水量，不同样点岩性与含水量相关系数都非常高，超过0．8，利用岩性组分含量与含水量进行回归分析，方程决定系数也高于0．8。基于对厚包气带岩性与水分关系的认识，确认了直压式电导估测包气带岩性的可行性。电导率与不同岩性组分的回归方程的决定系数可超过0．8，证明该方法比较可靠。