几种植被类型下土壤水文性质的调查

本文测定了帽儿山林区几种典型植被下土壤的一些水文物理性质,分析了其影响因素。结果表明:土壤水分随季节、土层深度及植被类型的不同而变化。表层土壤的水分渗透速率范围是:天然次生林2.96～4.30 mm/min,人工针叶林3.45～4.09 mm/min,灌木林4.07 mm/min,草地2.62 mm/min;土壤有效贮水量的范围是:天然次生林412.1～868.0 t/ha.人工针叶林414.1～480.2 t/ha,灌木林559.5 t/ha,草地320.4 t/ha,土壤水分的稳渗速率与非毛管孔隙度呈线性函数关系(y=0.1962+0.2962x);而从初渗达到稳渗的时间系数则与土壤总孔隙度有关,二者呈对数函数关系(y=1.1049-0.2405Inx)。

黄土丘陵沟壑区不同退耕模式的土壤水文性质影响对比

为系统评价黄土丘陵沟壑区在“退耕还林(草)”工程实施后不同退耕模式下的土壤水分涵养功能,选取0-200 cm土层的蓄水量、土壤含水量分层比、土壤水吸力和土壤含水量年际变化率作为土壤层水分蓄存、渗透、保持和稳定性的表征指标,分别对比了不同退耕模式下的土壤水文性质。结果表明:(1)各退耕模式下土壤蓄水量差异显著,撂荒模式的土壤蓄水量最高,为还灌和还乔模式下的1.6,1.7倍;(2)还乔模式下表层土壤水分的渗透性最优,深层土壤水分的渗透潜力最大;(3)各退耕模式的土壤持水性差异显著,还乔模式下土壤水分的保持能力突出;(4)撂荒模式土壤水分的稳定性最佳,各模式0-200 cm内土壤水分的稳定性在30年前后出现拐点,土壤含水量的年际变化率由负转正,并在120 cm以下土层较为稳定。

土地评价与环境保护中土壤水文性质的估计和应用

在土地评价和环境保护规划中,土壤水文性质的估计和应用是一个重要环节。本文提出了几种方法,利用土壤调查数据库的基本资料,进行土壤水文性质的估计和应用。

广西不同地理区域森林土壤水文物理性质研究

对广西９个不同区域森林土壤（０－１００ｃｍ）水文物理性质进行测定，结果表明，不同林型的土壤容重为０．５４～１５５ｇ／ｃｍ３；总孔隙度３９％一９６．４％；最大持水量４１１．７～７５９．６ｍｍ；通气度３．２％～２７．６％；平均渗透速度０．７９～３８．５ｍｍ／ｍｉｎ。不同土类及林型的土壤容重的大小为；黄壤＜红壤和阔叶林或针阔叶混交林＜针叶林，而总孔隙度、持水量、通气度及渗透速度则相反。

尾巨桉不同连栽代数林地土壤水文-物理性质的研究

土壤水文-物理性质是森林生态系统水文生态功能研究的重要组成部分,但对于巨尾桉人工林不同连栽代数水文_物理性质的研究少见报导。本文于2001—2005年在广西东门林场尾巨桉不同连栽代数(1,2,3代)人工林中进行土壤水文-物理性质的测定。结果表明:①不同代数土壤容重均随土层深度的增加而递增,其递增量为0.0060～0.2804g·cm-3;造林后的土壤容重一般比造林前小0.0043～0.3148g·cm-3;相同土层的多年平均容重显示出3代>1代>2代,但差异不显著。②不同代数土壤总孔隙度的多年平均值一般随土层深度的增加而递减;造林后土壤总孔隙度随林龄增加有所递减;总孔隙度平均值显示出2和1代略大于3代的规律。③造林后的第4年,不同代数土壤持水量(最大、毛管、田间)比造林前有所增加,以后一般随林龄的增加有所递减;1m土层贮水量的多年平均值变动在833.2～1100.8t·hm-2之间,显示出3代大于1和2代的规律。④不同代数土壤通气度的多年平均值变动在12.5%～24.0%之间,并随土层深度的增加而降低;相同层次土壤通气度随着代数增加而减小。

桂西北主要退耕还林模式土壤水文—物理性质研究

退耕还林是退化生态系统重建的重要途径。对桂西北地区12种退耕还林模式3a植被恢复期林地土壤水文-物理性质进行了定位监测研究。结果表明，（1）不同土壤深度（0-20cm，20-40cm，40-100cm）的平均土壤容重为0．824-1．256g／cm^3，分别比农作物地增大2．4％～4．4％，其中0～20cm土层的差异达到显著水平。（2）土壤非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度的平均值依次为1．1％～21．3％，52．4％～59．8％和28．3％～35．7％，分别比农作物地下降4．1％～20．7％，其中非毛管孔隙度0-20cm土层的差异达到显著水平；毛管孔隙度的平均值为38．5％～41．3％，比未退耕地增大5．2％～7．6％。（3）1m土层内的最大持水量、毛管持水量、最小持水量依次为43．0％～58．3％，37．0％～48．4％和30．5％～38．2％，分别比农作物地降低1．3％～10．5％，但差异不显著。（4）1m土层退耕还林地土壤有效贮水量为1652．6～2294．3t／hm^2，比农作物地提高1．9％～5．9％，但两者的差异不显著。

灌草植被荒坡变为芒果园后对土壤水文物理性质的影响

对芒果园及其灌草植被荒坡的土壤水文物理性质进行了对比测定。结果表明 :1～ 4 0cm深度的土壤及容重 ,芒果园为 1 34～ 1 4 5g/cm3,相应比灌草植被荒坡 (1 4 6～ 1 5 0g/cm3)低 0 0 5～ 0 12g/cm3;而在 4 0～ 10 0cm深度 ,两者的土壤容重则基本等值 (1 6 2g/cm3)。 0～10 0cm深度的土壤总孔隙度、通气度、最大持水量和渗透速度的平均值 ,芒果园依次为5 0 15 %、 2 3 2 0 %、 34 2 8和 1 77mm/min ,分别比灌草植被荒坡高 3 4 7%、 5 2 2 %、 2 15 %和0 75mm/min。说明灌草植被荒坡变为芒果园后对改良土壤结构。

黄土区植被恢复对土壤水文物理性质的影响

[目的]阐明黄土高原长期退耕还林(草)对土壤水文物理性质的影响,有利于完善黄土高原土壤水文研究,为黄土高原后续生态恢复提供理论依据。[方法]通过采样分析和原位双环入渗试验,针对不同植被恢复类型的土壤有机质、容重、孔隙度、含水量以及入渗性能等土壤水文物理性质进行了分析。[结果]植被恢复对土壤物理性质影响显著(p<0.05),造成的变化在0—40 cm土层表现得最为明显,有机质、孔隙度和>0.25 mm水稳性团聚体含量显著增加,容重显著降低。退耕还林(草)增强了土壤的入渗能力,相较于农地,绥德和神木草地的初始入渗分别增加了50%和31%;绥德和神木地区的草地、灌木、林地的稳定入渗速率分别增加了76%,11%,19%和53%,128%和58%。土壤稳定入渗和平均入渗与容重呈显著负相关关系(p<0.05),与总孔隙度、毛管孔隙度(p<0.05)和有机质含量(p<0.01)呈显著正相关。[结论]植被恢复对土壤水文物理性质影响显著,土壤入渗性能显著提高,有机质含量、容重和孔隙度对入渗性能有显著影响。

黄土高原典型林分土壤水文物理性质及持水性能

【目的】通过对黄土高原典型林分类型土壤水文物理性质及持水性能的研究,以期为该区域合理水资源综合管理和林分种类选取配置经营提供科学依据.【方法】采用野外观测和室内浸水相结合的试验方法,得到3种林分类型(贺兰山油松天然林、子午岭油松次生林、陇东黄土高原刺槐人工林及六盘山华北落叶松人工林)的土壤水文物理特征指标.【结果】不同林分类型的土壤容重、孔隙度与持水性能存在差异.土壤容重随土层深度增加而增大,子午岭油松次生林(1.24g/cm^3)最大,陇东黄土高原刺槐人工林(1.16g/cm^3)与六盘山华北落叶松人工林(1.16g/cm^3)次之,贺兰山油松天然林(0.98g/cm^3)最小;土壤孔隙度随土层加深而减小,总孔隙度与毛管孔隙度为贺兰山油松天然林>陇东黄土高原刺槐人工林>六盘山华北落叶松人工林>子午岭油松次生林,非毛管孔隙度为陇东黄土高原刺槐人工林>子午岭油松次生林>贺兰山油松天然林>六盘山华北落叶松人工林;贺兰山油松天然林土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率均值均与其它三种林分类型差异极显著(P<0.01),土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率大小依次为贺兰山油松天然林>陇东黄土高原刺槐人工林>六盘山华北落叶松人工林>子午岭油松次生林;土壤容重与土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、饱和持水率、毛管持水率、非毛管持水率均存在极显著负相关关系,土壤总孔隙度、毛管孔隙度与持水性能呈极显著正相关,非毛管孔隙度与土壤饱和持水率呈极显著正相关,其中以土壤容重、总孔隙度与饱和持水率的相关性最好.【结论】贺兰山油松天然林持水性最优,陇东黄土高原刺槐人工林与六盘山华北落叶松人工林次之,子午岭油松次生林最差.

酸沉降背景下马尾松林土壤水文物理性质比较研究

【目的】探讨酸沉降背景下马尾松林土壤水文物理性质及其与其他森林类型的差异。【方法】采用土钻法和环刀法,对重庆酸雨区马尾松林和毛竹林、针阔混交林、阔叶林4种森林类型的土壤水文物理性质进行研究。【结果】①马尾松林和毛竹林的各月土壤含水量较接近,且高于阔叶林和针阔混交林,以阔叶林最小;②马尾松林土壤容重、孔隙度、持水量和贮水量均与毛竹林差异不显著(P>0.05),但显著低于阔叶林(P<0.05)及针阔混交林(P<0.05);③马尾松林土壤初渗率变化在0.53~18.24 mm/min之间,稳渗率变化在0~7.33 mm/min之间,它们均与土壤容重呈负相关(P<0.01),但与土壤总孔隙度和非毛管孔隙度呈正相关(P<0.01)。【结论】酸沉降背景下4种森林类型的土壤水文物理性质以马尾松林和毛竹林较差,而阔叶林最好。

碳酸盐岩区断裂构造的水文地质性质研究─—以天津蓟县山前断裂为例

研究系统边界及其性质是认识岩溶水系统结构特征和地下水运动规律的基础工作之一，也可为进一步建立水文地质概念模型和水资源评价数学模型提供依据。本文利用断层岩性质及溶蚀作用特征、裂隙发育特征、水化学特征、岩溶水同位素特征、水动力场等方面资料，相互补充，相互印证，详细论证了蓟县地区岩熔水系统的重要边界之一──蓟县山前断裂的水文地质性质。研究结果认为：蓟县山前断裂总体上是属于透水断层，局部地段由于所处构造部位和含水层结构不同而呈阻水性质。

再生水浇灌方式对芦苇地土壤水文生态特性的影响

为提高再生水资源在芦苇群落生态恢复中的高效利用,采用温室内模拟实验的方法,以未灌溉(CK)为对照,对再生水(FS)、再生水清水轮灌(QF)及清水灌溉(QS)等3种浇灌方式下的芦苇地盐碱含量及水文物理参数进行测定分析,以其阐明不同浇灌方式下芦苇地的土壤水文生态效应。结果表明:清水灌溉、清废轮灌降盐压碱效果显著(P<0.001),而再生水灌溉后土壤含盐量增加12.8%。与未灌溉相比,3种浇灌方式均使土壤容重减小,孔隙度增大,改善土壤水文物理效果表现为清废轮灌>清水灌溉>再生水灌溉。Horton模型比较适合描述灌溉后芦苇地土壤水分入渗过程,清水灌溉、清废轮灌改善了土壤水分的渗透性能,初渗率和稳渗率均比未灌溉增加,而再生水灌溉后初渗率下降15.0%。3种浇灌方式均能增强芦苇地贮蓄和保持土壤水分的能力,清废轮灌、清水灌溉、再生水灌溉的饱和蓄水量分别比未灌溉增加11.5%、4.3%、2.4%,涵蓄降水和供植物生长有效水分贮存能力表现为清废轮灌最好,其次为清水灌溉,而再生水灌溉则较差。

废水灌溉对芦苇地土壤水文特征的影响

为研究造纸废水灌溉对黄河三角洲内陆盐碱芦苇地土壤水文特征的影响,通过设置芦苇地不同废水灌溉次数下的随机区组试验,采用田间测量土壤入渗过程和实验室内测定水文物理参数相结合的方法,分析造纸废水灌溉前后土壤pH值、含盐率及土壤水文物理参数的变化。结果表明:1)废水灌溉后,土壤pH均值降低6.0%;废水灌溉1～2次,土壤含盐率降低11.7%,废水灌溉3～4次后,增壤含盐率增加12.6%。2)废水灌溉后土壤体积质量均值减小6.5%,总孔隙度均值增大18.1%;随着废水灌溉次数的增多,土壤体积质量和总孔隙度分别有减小和增大的趋势。3)Horton模型比较适合描述废水灌溉后芦苇群落的土壤入渗过程,废水灌溉降低了初渗率,但随着废水灌溉次数的增多,稳渗率增加明显。4)废水灌溉增强了土壤贮蓄水分的能力,废水灌溉3次吸持贮水量达到最高(90.15mm),灌水4次滞留贮水量达到最高(4.51mm)。与未灌溉相比,废水灌溉具有明显的压碱抑盐、改良土壤水文物理性状、提高土壤入渗和贮水能力的作用,但不同灌溉次数处理间差异性显著。该研究为黄河三角洲内陆盐碱地区芦苇群落在造纸废水灌溉下的适宜灌溉次数和灌溉水量的确定提供了科学依据,有利于造纸废水资源的合理化开发利用。

塔里木河上游不同植被类型土壤水文特性研究

以裸地(无林地)为对照,对塔里木河河滩地3种植被类型的土壤水文物理性状和土壤贮水性能进行研究。结果表明:(1)3种植被类型土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、孔隙比、最大持水量、滞留贮存水与饱和贮水量均随土层深度的增加而增大;土壤容重、毛管孔隙度、毛管持水量、田间持水量、吸持贮存水与有效涵蓄量则随土壤深度增加而减小,下层土壤的通气透水性能与贮水性能优于上层。(2)与裸地相比,各植被类型的土壤容重、孔隙度和孔隙比等表征土壤水文物理性质的指标明显好于裸地。各指标在不同植被间差异较大,其中乔木林好于灌木林,草地较差,表明植被能明显改善土壤物理性质。(3)3种植被类型土壤持水、贮水和调节水分的潜在能力明显高于裸地,但各植被类型供水性能差别不大。土壤最大持水量与饱和贮水量均表现为乔木林(31.78%,466.68mm)>灌木林(30.19%,462.38mm)>草地>(29.41%,445.36mm)>裸地(27.00%,423.28mm)。乔木林地滞留贮水量(113.90mm)最高,其次为草地(99.74mm);灌木林地吸持贮水量(406.92mm)最高,其次为乔木林(352.78mm),乔木林与灌木林在土壤涵蓄降水量(320.70mm,322.40mm)与有效涵蓄量(206.80mm,266.68mm)上相差不大,表明乔木林在防止土壤侵蚀、涵养水源和水分有效性方面较好,其次为灌木林。从土壤改良、蓄水保土与涵养水源角度来考虑,塔里木干旱荒漠区植被建设中应首先考虑乔木林,树种以胡杨优先。

宁夏六盘山林区几种主要森林植被生态水文功能研究

从森林冠层、枯枝落叶层、土壤层等方面分析了六盘山林区水源涵养林油松、华北落叶松、辽东栎、红桦、李灌丛及杂灌丛6种森林生态系统在水文过程中的作用。试验结果表明:各植被类型的林冠层截留各不相同,在雨季(6～9月)辽东栎和华北落叶松的截留率相当,红桦的最小。各种植被类型的冠层月截留率除红桦外都是6月份最大,7,8,9三个月截留率呈波动状下降,但均为7月份的截留量最多,而红桦在6,7,8月份的截留率相当,9月份的较小;枯落物最大持水深以红桦的最大,灌丛类型的最小;土壤水文特性各异,0～80cm土层平均容重以红桦的最小,油松的最大,总孔隙度以红桦的最大,油松的最小,非毛管孔隙度以杂灌丛的最大,华北落叶松的最小,从土壤持水深看,0～80cm土层的杂灌丛土壤最大持水量最大,油松的最小;0～80cm土壤毛管持水量以华北落叶松的最大,红桦的次之,李灌丛的最小。同时对山区的降水特性进行了研究,发现降水量随海拨高度增加降水量增加,平均每100m抬升雨量5 28%,至海拨2640m以后降水量又开始下降,平均每100m递减4 27%。

覆盖作物和放牧对土壤性质的影响

覆盖作物(CCs)和放牧没有影响土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)量,与对照(NC)相比,CCs和放牧降低了0~10 cm和10~20 cm土层深度的土壤密度,提高了土壤持水量(ω)、总孔隙度和入渗率。短期放牧不会影响土壤性质。

枯落物层对六盘山华北落叶松人工林土壤性质的影响

为探究枯落物层对六盘山华北落叶松人工林土壤物理、水文性质的影响,于2017年通过设置不同密度的华北落叶松人工林枯落物保留/去除样地,调查了枯落物保留/去除样地林下土壤物理和水文性质的差异。结果表明:枯落物层能够增加土壤的孔隙度、土壤蓄水和渗透能力,去除地表枯落物(LR)和保留枯落物(CK)两种林分在0~100 cm土层中平均容重分别为1.38 g/cm^3和1.30 g/cm^3,平均总孔隙度分别为44.88%和49.74%,毛管孔隙度分别为36.33%和42.56%,非毛管孔隙度表现为8.55%和7.19%,LR和CK土壤初渗速率变化为6.25和7.98 mm/min,土壤稳渗速率范围为3.81和5.22 mm/min,土壤平均入渗速率LR和CK分别为4.38和5.64 mm/min。以上结果说明了枯落物层会显著影响华北落叶松人工林的土壤物理水文性质。

华北落叶松林土壤物理性质空间变异与取样量

准确刻画森林土壤水文物理性质空间异质性对于深入理解林地的水文、生态过程具有重要意义,而量化其合理取样量有助于提高森林土壤调查的精度。采用经典统计学和地统计学的方法,研究宁夏六盘山华北落叶松林土壤水文物理性质的空间异质性,并利用Monte Carlo模拟重抽样的方法,量化90%和95%置信水平下各指标的合理取样量。结果表明:1)土壤水文物理性质存在空间异质性,土壤含水量、土壤密度和饱和导水率的变异系数分别为0.23、0.11和0.47,块基比分别为0.043、0.119和0.075。2)在90%或95%的置信区间下,将测定误差控制在10%以内,在30 m×30 m的样地内至少需布设土壤含水量、土壤密度和饱和导水率采样点分别为13或18个、4或5个、34或45个;将测定误差控制在5%以内,则至少需布设采样点分别为35或45个、13或15个、70或75个。目前森林土壤水文物理特性取样数量偏少,今后研究中应加大其取样数量,提高估计的精度,在进行森林土壤水文物理特性取样时,充分考虑其空间异质性带来取样数量的变化。

宁南黄土区典型林地土壤抗冲性及相关物理性质

研究宁南黄土区典型林分类型土壤水文物理性质及抗冲性能,旨在从土壤抗冲性角度为该区域退耕还林工程的生态功能评价和树种配置提供科学依据。采用野外取样与室内试验相结合的方法,得到了4种林型(山杏纯林、山桃纯林、山杏×沙棘混交林、山杏×柠条混交林)的水文物理指标和土壤抗冲系数。结果表明:4种不同林型的土壤容重、总孔隙度、持水性能与抗冲系数存在显著差异。在0—30 cm土层,土壤容重随着土层深度的增加总体呈现递增的趋势,大小排序为山杏林×沙棘林>山杏林>山桃林>山杏×柠条林;土壤总孔隙度和毛管孔隙度随土层的加深而减小,其中山杏×柠条混交林的含量最高;最大持水量为山杏×沙棘林>山杏林>山桃林>山杏×柠条林,毛管持水量和田间持水量大小均为山杏×柠条林>山杏林>山桃林>山杏×沙棘林;4种林型的土壤抗冲系数为山杏×柠条林>山杏×沙棘林>山杏林>山桃林。土壤容重与土壤总孔隙度、毛管持水量、田间持水量、抗冲系数均呈现极显著的负相关,土壤总孔隙度与土壤田间持水量、抗冲系数呈现极显著的正相关关系。其中以土壤总孔隙度与土壤田间持水量、抗冲系数的相关性最好。通过上述分析,总体表现出山杏×柠条混交林优于其他3种林型,能够有效改善土壤结构,提高土壤抗侵蚀性能。

保水剂用量对干旱区土壤水文生态特性的影响

针对塔里木盆地土地沙化、贫瘠、降水稀少、蒸发强烈、造林成活率低等问题,采用随机区组试验设计,以不施保水剂为对照,研究保水剂不同用量对荒漠土水文物理性质及养分含量的影响。结果表明:保水剂不同用量均能不同程度地改善荒漠土壤结构,增强土壤水文功能,提高土壤养分含量。与对照(CK)相比,保水剂用量≥0.30%各处理能明显降低土壤容重和改善土壤孔隙状况,显著提高粒径>0.25 mm大团聚体数量(P<0.05)。其中0.30%、0.40%处理土壤容重分别较CK降低5.63%、7.04%,总孔隙度、毛管孔隙度和>0.25 mm水稳性团聚体分别较CK增加了16.39%、9.83%、10.80%和21.96%、14.21%、10.72%。干旱炎热季节(6—9月),≥0.30%各处理显著提高土壤水分含量(P<0.05),其中0.30%、0.40%处理分别比CK提高21.97%、31.99%。同时,施用保水剂能有效提高荒漠土持水量、贮水量和水分入渗速率,增强土壤保持水土、涵养水源和旱季供应植物水分能力。其中0.30%、0.40%处理持水量、吸持贮水量、饱和贮水量及平均渗透速率显著高于CK(P<0.05),分别较CK提高24.04%、8.21%、16.60%、144.98%和28.45%、12.51%、22.01%、85.69%。施用保水剂能增加荒漠土有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,保蓄土壤肥力。≥0.30%各处理保蓄土壤肥力效果较好,土壤有机质、碱解氮、有效磷与速效钾含量平均较CK提高36.33%、19.12%、11.76%和3.08%。综合考虑保水剂改土保水肥效果,极端干旱区荒漠土聚天冬氨酸保水剂最佳用量为0.30%。