金沙江不同林分的土壤入渗特征研究

通过对金沙江头塘小流域3种典型林分类型的土壤进行入渗试验研究,从而进行金沙江头塘小流域人工生态林保水保土的生态效益比较和综合评价,以期为金沙江流域的水土保持提供强有力的理论依据。结果表明,各林分对水分的涵养、调节能力的大小为云南松林>银荆林>旱冬瓜林>荒草地;对影响土壤入渗的因子作相关分析和主成分分析,结果都可以得到土壤的有机质含量、总孔隙度、容重和土壤颗粒对土壤的入渗性能决定作用最大;林分土壤的初始入渗速率与稳定入渗速率和平均入渗速率呈显著和显著正相关关系,可见土壤入渗过程特征,初始入渗阶段是地表水分下渗的主要阶段。

黄土丘陵区人工油松林地土壤入渗特征的研究

油松 (Pinustabulaeformis)人工林是黄土丘陵区半湿润地区的主要人工林类型 ,具有良好的水土保持和水源涵养功能。通过对人工油松林地和荒坡地土壤入渗特征的研究 ,发现 :人工油松林地的入渗速率显著高于荒坡地 ,其阴坡和阳坡土壤的入渗速率仅在坡顶部有一定的差异 ,而在坡的中下部并不明显 ;而荒坡地的初始入渗速率和最终入渗速率均是阴坡高于阳坡。由于来源坡上部的泥沙在下部沉积 ,致使坡下部形成一个入渗能力较低的致密层 ,降低了坡下部的入渗速率 ,使入渗速率在坡位上的空间变化表现为坡上部 >坡中部 >坡下部。对于黄土丘陵地区而言 ,水分入渗过程采用方正三方程和Kostiakov方程拟和较好 。

荒漠草原灰钙土土壤入渗特征及测定方法比较

为了研究荒漠草原土壤水分入渗特征,并对比不同方法间的差异,以宁夏天然草地地带性灰钙土为研究对象,采用双环法和环刀法测定其入渗过程,分析并比较2种方法的试验结果及影响因素,利用模型拟合土壤的水分入渗过程。结果表明:环刀法测得的初渗率、稳渗率、平均入渗率和达到稳渗时间均小于双环法,分别小了77.69%~94.67%,27.69%~52.88%,56.74%~64.79%,12.50%~42.5%。双环法更适宜采用Horton模型描述入渗速率随时间变化的过程;环刀法更适宜采用Kostiakov模型。土壤累计入渗量采用一元二次方程拟合效果最好,其决定系数R^2均在0.991以上。土壤物理性质对入渗特征的影响因土壤内部条件在2种试验方法中的差异而略有不同。

喀斯特区两种岩性发育土壤入渗特征及其影响因素

为探究土壤理化性质和植物根系结构对喀斯特区白云岩和砂页岩发育土壤入渗特征的影响,本文以环江县典型喀斯特峰丛洼地小流域为研究对象,采用圆盘入渗仪(DJ-WS)进行4个压力水头(0、-3、-6和-9 cm)的土壤入渗实验,同时利用数字扫描仪测定根系结构指标,分析两种岩性不同土地利用发育的土壤入渗性能的差异以及影响土壤入渗的主控因素。结果表明:1)土壤稳定入渗率均随着压力水头的增大而增大,且白云岩大孔隙导水能力均强于砂页岩;2)砂页岩土壤根系结构指标均明显高于白云岩;3)白云岩土壤导水率均与有机质含量、总孔隙度、根系根长密度和根系体积密度呈现显著或极显著正相关;砂页岩土壤导水率均与有机质含量和总孔隙度呈现显著或极显著正相关,与大孔隙导水能力和根系结构指标存在显著正相关,与容重呈现显著负相关;逐步回归表明,白云岩发育土壤入渗受控于根系根长密度和根系体积密度,砂页岩发育土壤入渗受控于根系体积密度。综上,根系根长密度和根系体积密度是影响喀斯特区白云岩和砂页岩发育土壤入渗的主控因素。研究结果以期为深入认识喀斯特区水分入渗以及地下漏失提供新的研究思路与科学理论支撑。

云南省蒋家沟不同植被类型土壤物理性质对水分入渗特征的影响

云南省蒋家沟是中国西南典型泥石流频发区,区内不同植被类型的土壤物理性质影响土壤水分入渗特征和泥石流启动。以往研究主要关注土壤入渗过程的分析及其对泥石流启动过程的影响,对不同植被类型坡面的入渗特征及入渗与土壤物理性质的关系涉及较少。本研究对云南省蒋家沟裸地、草地、灌丛和林地的基本土壤物理性质进行比较,利用双环入渗法测定4种植被类型的土壤入渗过程,通过4种入渗模型进行拟合并比较其在泥石流频发区的适宜性,分析土壤入渗过程的影响因素,补充并完善了泥石流频发区不同植被类型的坡面土壤水分入渗规律。结果表明:(1)4种植被类型初渗速率值为4.52~31.37 mm/min,稳定渗透速率为0.74~1.47 mm/min,各植被类型平均渗透速率从大到小排序为:裸地>灌丛>草地>林地;(2)4种入渗模型中通用经验模型拟合效果较好,适用于描述本研究区域土壤的入渗特性;(3)灌丛对研究区土壤入渗能力改善效果最佳;(4)影响土壤入渗特征的主要物理性质为土壤孔隙特征和土壤质地。本研究可为有效利用泥石流频发区土壤水资源、合理评价植被类型对土壤结构的改良效应提供科学依据。

咸淡水分配比例对盐碱土壤水分入渗特征与脱盐效果的影响

以黄河三角洲重度盐碱化土壤为研究土样,在室内对其进行垂直一维积水入渗试验,研究5种咸淡水分配比例下累积入渗量、湿润锋深度和入渗率随时间的变化规律及灌溉后土壤脱盐深度、脱盐率。结果表明:(1)首轮微咸水入渗结束后,第二轮淡水灌溉的过程中,在同一时间,与全部微咸水灌溉相比,累积入渗量、湿润峰深度和入渗率均产生了明显的下降,并且淡水灌水量越多,下降的幅度越大,但其仍显著大于全部淡水灌溉;(2)累积入渗量与湿润锋深度呈良好的线性关系,回归方程的决定系数R2均大于0.99;与Green-Ampt模型和Philip模型相比,Kostiakov公式更适于描述入渗率与时间的关系;(3)咸淡水分配比例对土壤脱盐深度影响较小,但对脱盐深度内的脱盐率影响显著,在一定深度范围内,咸、淡水先后灌溉下土壤脱盐率远远大于全部微咸水灌溉,与全部淡水灌溉差异较小,但随着土层深度的继续增加,其土壤脱盐率明显小于全部淡水灌溉,与全部微咸水灌溉基本一致。

关帝山不同海拔和坡向土壤水分入渗特征

于2019年8月份,在山西省交城县关帝山国家森林公园设置3个海拔梯度(1800、2000、2200 m),各海拔梯度分为半阴坡、半阳坡2个坡向,根据不同海拔梯度和不同坡向共设置6个大样地(100 m×100 m),每个大样地各布设3个20 m×20 m的标准样方。在各样方内随机选取3个样点,根据土壤发生层次采用环刀对淋溶层(0~0.2 m左右,含腐殖质层)和淀积层(0.2~0.4 m左右)土壤进行分层采集土样。采用环刀法和土壤物理性质分析方法,测定土壤密度、土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量、土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤入渗速率;采用单因素方差分析法、最小显著差异比较法、皮尔逊(Pearson)相关性分析法,分析森林土壤基本物理性质、水分蓄持和渗透性能、不同海拔和坡向土壤水分入渗特征。结果表明:(1)不同海拔和坡向对森林土壤淋溶层的影响大于淀积层;土壤密度在0.90~1.22 g·cm^(-3)之间,淋溶层土壤密度最大值出现在海拔1800 m半阴坡(1.20 g·cm^(-3)),且不同土层间土壤密度存在极显著差异(P<0.01);土壤毛管孔隙度、总孔隙度的大小变化趋势,与土壤密度相反,均为淋溶层的大于淀积层的。(2)土壤自然贮水量、饱和持水量、毛管持水量,均为淋溶层的大于淀积层的;淋溶层饱和蓄水量、毛管蓄水量、涵蓄降雨量、有效涵蓄量,最大值均出现在1800 m半阴坡,分别为“1322.69±13.37”、“981.67±18.13”、“572.13±26.51”、“231.10±17.41”t/hm^(2),且在不同坡向间均为半阴坡的大于半阳坡的。(3)土壤初始入渗速率、稳定入渗速率,在不同海拔和坡向均为淋溶层的大于淀积层的;随海拔升高,入渗速率均为先增加后减小的趋势,不同坡向土壤初渗速率和稳渗速率均为半阴坡的大于半阳坡的;考斯加科夫(Kostiakov)模型拟合参数(a)值在2000 m半阴坡最大(12.243),土壤入渗速率较大。

金沙江干热河谷不同类型植被改良土壤效应研究

选择云南省金沙江干热河谷典型地段,以土壤理化特性和土壤入渗特征为指标,对不同类型植被蓝桉乔木林和扭黄毛草被的改良土壤效应进行了研究。结果表明:(1)乔木林和草被都有良好的改善土壤物理性能、化学特性和土壤入渗能力的效应,且对上层土壤的改良效果好于下层。(2)对土壤物理性能的改良乔木林优于草被,0～50cm土层乔木林地和草地土壤容重分别比荒地低15.5%和10.9%,总孔隙度高15.4%和15.3%。(3)草被对土壤化学特性的改良优于乔木林,0～50cm土层乔木林地和草地的有机质含量分别比荒地高24.8%和32.3%,全N含量高23.2%和42.9%。不同植被覆盖对P素和K素的调节作用不明显。(4)改善土壤入渗性能的作用草被优于乔木林,乔木林地和草地的稳渗速率分别比荒地高27.4%和88.4%,120min的入渗总量分别高5.7%和30.1%。研究结果还显示,霍顿下渗方程较好地反映了云南元谋干热河谷不同地类的土壤入渗过程及其变化。