洞庭湖湿地土壤持水能力及其影响因素研究

土壤持水能力是反映土壤调节水文和供给植物耗水的重要指标，受土壤有机质、容重、机械组成和植物地下生物量的直接或间接影响。与森林和农田生态系统相比，湿地土壤持水能力关注较少。于2010年12月，对洞庭湖湿地3种主要植被（苔草、芦苇和杨树）土壤持水能力、土壤理化性质和地下生物量进行了调查，并采用主成分分析对影响土壤持水能力的主要环境因子进行了分析。结果表明：除非毛管孔隙度外，3种植被上层土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量和含水量差异显著，均为苔草＞芦苇=杨树，而中、下层无显著差异。沙粒为苔草≥杨树≥芦苇，而粗粉粒、细粉粒和粘粒均为杨树≥芦苇≥苔草；容重为杨树≥芦苇＞苔草，有机质为苔草=芦苇＞杨树。各级别生物量在植被类型大小顺序不一：总地下生物量、0～1 mm和＞5 mm径级地下生物量均以芦苇最大，而1～5 mm径级地下生物量则以苔草最大。主成分分析表明，上层土壤，容重、有机质和1～5 mm径级地下生物量是影响其持水能力的主要因素，而中层土壤和下层土壤，环境因子对土壤持水能力的影响很小。此研究对于洞庭湖生物多样性保护和湿地管理政策的制定具有重要意义     

长江源区草地植被退化对土壤持水能力影响

选择长江源区的格尔木市唐古拉山镇作为研究区，通过野外实地采样与室内测试分析相结合，在分析草地植被不同退化阶段和不同土层深度下土壤持水能力特征的基础上，探讨了草地植被退化对土壤持水能力影响。结果表明：（1）在相同草地植被退化阶段，毛管持水量、饱和含水量和田间持水量随土层深度变化的特征基本一致；在相同土层深度上，毛管持水量、饱和含水量和田间持水量随草地植被退化的特征也大体相同。（2）在相同草地植被退化阶段，土壤持水量总体上随土层深度增加而减少，特别是在未退化阶段，10~20 cm土层的毛管持水量、饱和含水量和田间持水量比0~10 cm土层分别减少了12.38%、33.73%和7.64%。（3）在相同土层深度上，土壤持水量总体上随草地植被退化而减少，特别是在0~10 cm土层，轻度退化阶段的毛管持水量、饱和含水量和田间持水量比未退化阶段分别减少了41.52%、59.95%和27.03%。（4）土壤持水量与土壤容重、总碳、有机质和总氮显著相关，它在草地植被不同退化阶段和不同土层深度下的变化可能与地表覆被状况、植物根系数量和分布特征所引起的土壤容重、有机质等变化有关。研究可深化对草地植被退化与土壤持水能力相互关系的理解和认识，并为长江源区生态环境和水资源状况研究提供参考依据。 关键词： 土壤持水能力；草地植被退化；长江源区；影响     

峡山地不同垂直带土壤层的水文功能及其影响因子

渗透性能和持水能力是土壤重要的水力学性质，是土壤调节径流、保持水土和涵养水源等水文功能的基础。以三峡库首的夷陵-大老岭山地为对象，采集亚高山棕壤针叶林地、中山黄棕壤针阔混交林与茶园地和低山黄壤针叶林地等4个样点剖面的土壤样品，在室内进行土壤饱和导水率、水分特征曲线和理化性质测定，量化了不同样地土壤渗透性能、持水能力和水分库容等水文功能参数，并明确了其主要影响因子。结果表明: 研究区山地土壤饱和导水率在0.06～14.78 mm/min之间，亚高山棕壤和中山黄棕壤林地土壤渗透性能较好，其平均饱和导水率在7.15～14.78 mm/ min之间，低山黄壤次之（1.3 9 mm/min），中山黄棕壤茶园土壤渗透能力最差（1.17 mm/min）。不同类型土壤的饱和含水量、毛管含水量、田间持水量存在较大差异，凋萎含水量差异较小。同一类型土壤的不同发生层内，土壤饱和含水量随土壤深度的增加而递减，毛管持水量和田间持水量随土层深度的增加波动上升。不同样地间土壤水分总库容差异较大，随着海拔的升高，土壤水分总库容增加。土壤水分特征参数与土壤性质的相关分析表明，饱和导水率与土壤总孔隙度呈显著正相关，与容重呈显著负相关；饱和含水量、毛管持水量、田间持水量均与土壤总孔隙度、粘粒含量呈显著性正相关，与容重呈显著负相关；饱和含水量与根系重量呈显著正相关；毛管持水量、田间持水量与砂粒含量呈显著负相关。与中山茶园地和低山黄壤林地相比，亚高山棕壤和中山黄棕壤林地渗透性能较好且持水性更强，具有更好的调蓄径流和涵养水源的水文功能。 关键词： 山地土壤；土壤孔隙度；饱和导水率；持水能力；三峡库区     

三峡库区不同水保措施下紫色土水分特征曲线特征及模型拟合

土壤水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性及水分有效性等基本特性的重要曲线，是定量研究土壤水滞留与运移十分重要的土壤水动力学参数之一。通过分析比较等高绿篱农业系统和石坎梯田农业系统的紫色土水分特征曲线，探讨不同水保措施下紫色土水分特征曲线特征，将实测数据对国内外常见的几种土壤水分特征曲线模型分别进行拟合，并优选一种适合三峡库区紫色土的水分特征曲线模型。结果表明：不同处理紫色土水分特征曲线存在较大差异。同一土壤水吸力水平下，新银合欢处理土壤持水量最高，其次为石坎梯田处理，自然坡面处理土壤持水量最小。随土壤水吸力增大，各处理间差异越明显。Gardner模型和Van Genuchten模型均可用于描述三峡库区紫色土水分特征曲线，根据不同的需要选取不同的模型，Gardner模型适合简单快捷的田间土壤水分管理，Van Genuchten模型适合进一步土壤水力传导参数的推求应用.     

不同水耕年限稻田土壤水分运动特征研究

利用田间染色示踪和室内样品分析相结合的方法,研究了江汉平原不同水耕年限稻田土壤水分运动特征及其影响因素,期望为制定合理的稻田水分管理措施提供科学依据。结果表明:新稻田(水耕17a)与老稻田(水耕大于100a)土壤理化性质差异显著,引发土壤剖面内不同水分运动特征。新稻田垂直渗漏较老稻田明显,表现为新稻田有更大的染色深度。老稻田染色区域主要集中在耕作层,染色面积为48.52%;犁底层和底土层染色面积较小,仅为3.17%和0.2%。除耕作层外,新稻田其他土层染色面积均大于老稻田,且优先流特征较老稻田明显。老稻田侧向水分运动较新稻田强烈,其侧流剖面的染色面积(15.35%)显著高于新稻田(8.45%),老稻田侧向水流主要发生在犁底层以上。为减少稻田水分渗漏损失,老稻田可以通过减少农田-田埂-沟渠过渡区侧渗实现,而新稻田可采取少量多次的灌溉原则。     

基于神经网络的土壤重金属预测及生态风险评价

采用单隐层RBF神经网络模型预测土壤重金属Cr、As、Ni、Pb、Zn 5种元素的含量,实测35组数据做为训练数据,另用6组做验证数据,该模型是以利用采样的10组数据预测其后的连续5组数据,输入层的神经元个数是10,输出层是5,隐含层的传递函数为径向基函数radbas,输出层的传递函数为线性函数Purelin,其结果表明:采用RBF神经网络模型预测有较高的精度。通过多元统计分析采样样品与预测样品,研究区域As、Ni、Zn的均值超过了上海市土壤环境背景值,As元素达到高度变异,Pb、Zn、Ni 3种元素达到中度变异。通过因子分析,前2个因子基本包含了全部元素变量的主要信息,第1因子中载荷最高是元素Ni(0.946),第2因子中则为元素As(0.930)。通过潜在生态风险指数评价,研究区域整体呈轻度生态风险水平。采用RBF神经网络模型可以降低采样分析成本,更好的评价区域土壤重金属的生态风险。     

城市绿地生态系统合理供水辨识分析

城市绿地因具有美化环境、降低空气污染、控制城市热岛等作用而日益得到重视。合理的城市生态供水不仅有益于植被的正常生长,对城市水资源合理配置同样具有积极意义。为统筹城市生态与国民经济发展,保证绿地健康,需要合理的绿地供水管理。本文以土壤含水量为标准,根据田间持水量、临界土壤含水量和凋萎系数三个土壤含水量值划分不同等级的绿地需水量,将供水量分为四个等级,建立了城市绿地供水合理性评价模型,为有效辨识供水合理性提供了参照依据。以2009年北京市城市绿地供水为例,进行了供水合理性分析,结果表明,从全年来看,供水基本合理,虽然绿地蒸散发受到一定抑制,但不影响植被生长;从逐月供水来看,个别月份存在供水过少或过多现象,影响植被生长,且不利于水资源合理利用。     

武汉市典型绿地植被类型对表层土壤入渗和持水性能的影响

合理的绿地植被建设和管理是提高城市蓄水能力和减少城市内涝的重要途径。该文以武汉市城区8种代表性绿地植被的表层土壤为研究对象，通过测定土壤理化性质和水力学特征参数，量化了不同类型绿地植被对表层土壤水分入渗和保持性能的影响，并揭示了土壤理化性质对其影响的机制。结果表明：不同植被类型表层土壤水分入渗性能和持水能力差异显著，天然香樟林、玉兰园、桂花园和牡丹园具有较好的入渗性能，表现为较高的饱和导水率（179.70~441.69 cm/d），其次是人工草坪（31.53~126.60 cm/d），而樱花园、梅花园和桃李园的入渗性能最差（22.40~57.99 cm/d）。天然香樟林土壤持水能力最强，表现为最高的田间持水量（0.315~0.336 cm³/cm³）和最大有效含水量（0.170~0.177 cm³/cm³），其次是玉兰园、桂花园、牡丹园、梅花园和桃李园，持水量、有效含水量分别为:0.241~0.289 cm³/cm³,0.144~0.182 cm³/cm³，而樱花园和草坪的持水能力最弱（0.209~0.254 cm³/cm³,0.139~0.165cm³/cm³）。土壤饱和导水率与总孔隙度、非毛管孔隙度呈显著正相关关系，与容重呈显著负相关关系。而容重、总孔隙度、砂粒和粘粒含量是影响土壤水分特征的主要因素。可以通过乔灌木林下种植草本植物、减少人为践踏，以及适时翻耕等方式提高绿地土壤的入渗与保水能力，进而提高其降雨存蓄功能，减少城市内涝。     

金沙江干热河谷典型区(云南省)土壤退化机理研究 Ⅱ 土壤水分与土壤退化

在金沙江干热河谷地区 ,存在以土壤退化为主要形式的土地荒漠化和水资源匮乏这两大生态环境问题。试比较不同退化程度土壤在土壤水分及特性方面产生的差异 ,研究土壤水分特性对土壤退化的作用机理。通过对金沙江干热河谷典型区 (云南省 )不同退化程度的燥红土水分特性的对比研究 ,发现退化土壤 PWP(凋萎湿度 )增加 ,而 FC(田间持水量 )和 BCM(毛管联系断裂含水量 )降低 ,使植物可利用的有效水范围变窄 ;退化土壤的入渗速率减小 ,渗透性减弱 ,在降雨入渗 90 min后 ,未退化燥红土的入渗速率降低 5 4 % ,而退化的燥红变性土却下降了 94 %。因土壤的水分蒸发量和蒸发速度加快 ,导致土壤持水能力降低和抗旱性显著减弱。未退化燥红土在有效水的两个蒸发阶段 ,土壤含水量降低速度小于退化燥红土 ,有效水蒸发历时达 82 .5 h,表蚀燥红土仅有 4 5 .9h,同时 ,未退化燥红土的水容量在低吸力阶段高于退化燥红土 ,但在水分蒸发阶段失水比却低于退化燥红土。由于有效含水量的降低 ,退化土壤即使雨季处于水分亏缺时期也超过 4 5 d。以上研究说明土壤水分特性恶化导致或加重了土壤退化     

稻虾共作快速发展背景下潜江耕地时空变化特征分析

虾稻共作综合种养模式近年来在长江中下游地区快速发展，探索虾稻共作对农业土地利用的影响，对于科学调控虾稻田发展、确保粮食和生态双安全具有重要意义。该研究以虾稻共作模式发源地——湖北潜江市为研究区域，利用空间分析和破碎度指数方法，分析虾稻共作模式快速推广下潜江市农业土地利用时空格局变化。结果表明：（1）近20年来，耕地时空格局变化过程是以园林办事处（主城区）为中心的建设用地向西至广华镇、南至杨市镇不断扩张，耕地转为新增建设用地达28.64 km2，约18.59 km2耕地转换为水域；（2）耕地格局呈现破碎化，主要由城市发展过程中建设用地扩张占用耕地，以及虾稻田快速发展后造成；（3）虾稻田主要由水田转换而来，部分旱地及水域也转换为虾稻田。虾稻田的不断扩张，特别是旱地和水域转换为虾稻田，一定程度上带来耕地破碎化。因此，在我国农业劳动力不足、农民收入不高和种地积极性不强等因素下，未来虾稻田种植模式对耕地利用具有较好的潜力和空间，但也需要重点关注虾稻共作模式的可持续发展，重点基于水田发展虾稻田种养模式。     

洞庭湖区不同利用方式下农田土壤有机碳含量特征

土地利用方式是影响土壤有机碳含量和动态的重要因子之一。其利用方式的改变必将引起土壤有机碳含量发生相应的变化。在洞庭湖腹地选取典型样区，通过调查走访和密集取样，分析了不同土地利用方式（旱地、水旱轮作地、一季稻水田和双季稻水田）下623个农田耕层土样有机碳含量。结果表明，研究区内土壤有机碳含量高低顺序为双季稻水田（28.12 g/kg） > 一季稻水田（27.03 g/kg） > 水旱轮作地（24.79 g/kg） > 旱地（17.96 g/kg），其差异均达到极显著水平（P < 0.01）。土地生产力、秸秆还田量和土壤水文状态是导致不同利用方式下耕层土壤有机碳含量差异的主要原因。进一步分析表明：加强作物秸秆还田（土）、提高土地复种指数、增加地表覆盖是维持和提高洞庭湖区耕作土壤有机碳含量的可行措施，尤其是旱作土壤。     

经济发达区不同土地利用方式下土壤中镉的含量特征——以江苏省昆山市为例

通过对江苏省昆山市高中低产水稻田、菜地、园地和抛荒地等土地利用类型98个土壤样点的检测分析，探讨了不同土地利用方式对土壤镉浓度含量的影响。研究结果表明，高中低产水稻田、菜地、园地土壤镉浓度都超过土壤背景值（0.110 mg/kg）。6种土地利用方式中，低产水稻田土壤的镉浓度最高，其次分别为中产水稻田、园地、菜地、高产水稻田和荒地。与土壤标准值（0.20 mg/kg）相比，中产水稻田有20%样点超标，低产水稻田、园地、菜地分别有18.75%、11.11%、9.09%样点超标，而高产水稻田和荒地没有超标样点。工业废物排放和磷肥的使用可能是影响不同土地利用类型下土壤镉浓度的重要原因，应该引起重视。     

基于SCS法模拟的上海郊区农田地表产流特征及原因

利用上海市近8 a的日降雨数据，采用修正的SCS模型模拟得出上海地区农田地表径流流量，分析出了上海地区农田地表产流的特征。主要结论：（1）旱地在土壤湿度为干燥、几乎饱和、饱和条件下产生地表径流临界降雨量分别为847、358、141 mm；水田的土壤湿度几乎一直为饱和状态，产生地表径流的降雨临界值为026 mm。（2）旱地和水田产流量分布形状都呈极度右偏状，旱地和水田产流最大值分别为13559和18570 mm，但是9811%的天数中旱地产流量小于10 mm，9540%的天数中水田产流量小于20 mm。年产流量在月份中分布比例大体上是以6月和8月为峰的双峰分布，这个峰有从8月向6月前移的趋势。旱地产流量相对于水田的更加集中在5～9月。（3）旱地年产流总天数在50 d左右波动，水田年产流天数在120 d上下波动。旱地连续产流的天数一般不会超过5 d，水田连续产流天数一般不会超过7 d     

中亚热带红壤丘陵集水区不同开发利用模式

以湖南省桃源县3个地貌完整且地理条件基本一致的集水区为代表,设置耕地集约型、土地半集约型和土地全面集约型3种垦殖模式。11年的定位观测与研究表明：（1）3种模式耕地的产、投水平基本相同,但非耕地的产、投差异甚大,形成了显著不同的土壤肥力演变特点、生物产量和经济效益,即土地集约经营的集水区,土壤侵蚀模数已接近或低于土壤允许流失值（500 t/km\+2·a）,土壤有机质、N等的养分含量稳步提高（增幅＞10%）,坡地和旱地的土壤贮水量在少雨季节增加20%以上,农作物大幅增产（增幅＞20%）,林、果、茶、鱼等的产量以及土地生产率成倍增长;（2）不同垦殖模式代表了红壤丘陵集水区开发利用的三个发展阶段,即集水区的开发利用将由耕地集约型向土地半集约型、土地全面集约型方向发展,发展进程的快慢主要取决于主导产业或项目的生产要素容量大小、比较利益高低以及科技进步推动等的作用机制;（3）集水区土地开发利用的潜力是水面 ＞坡地 ＞旱地 ＞ 稻田,合理开发与利用非耕地土地资源的效益巨大。     

四湖地区渍害稻田土壤有机质及其氧化稳定性

采用定点调查和大田采样的方法，较系统地研究了不同渍害程度的稻田土壤有机质和活性有机质与土壤主要农化指标之间的关系。结果表明：(1)活性有机质与土壤全氮、碱解氮和速效磷等肥力指标间的相关系数均达极显著水平，且比土壤有机质与其对应肥力指标间的相关系数均要大，比有机质更能反映出土壤有效养分的供应。(2)从通径分析结果看出：碱解氮对活性有机质的直接效应要小于速效磷对活性有机质的直接效应，前者为27.3％，后者为46．1％。渍害土壤中与活性有机质关系最密切的土壤肥力指标是速效磷和碱解氮。(3)初步认为用有机质氧化稳定性(Kos值)比用有机质含量或活性有机质含量能够更好地作为渍害土壤判断渍害程度的标准。     

荆江分洪区土地利用时空动态变化研究

通过1986、1996 和 2002 年3期 Landsat TM＼ETM 遥感图像,分析得到荆江分洪区 1986～1996年 和 1996～2002 年土地利用变化情况及土地利用转移矩阵。17年来,荆江分洪区土地利用结构和强度发生了重大的变化。主要表现为：城乡居民及建设用地通过吞食大量耕地、林地而得到迅速增加,年均增幅达到9.66％;林地大规模减少,主要向农业用地和建设用地转变;由于研究区域水旱轮作,水田、旱地年际变化很大,主要根据市场行情决定作物种植。水域和滩涂也逐年减少,年均减幅分别为1.85％和3.34％。土地利用变化的主要驱动因素是人口的增长和经济的发展以及政策制度的激励和导向作用。根据荆江分洪区在整个长江防洪工程中的总体地位,根据分洪区应有别于非分洪区的政策和法规,采取国家扶持和引导,制定合理的规划和经济发展政策,调整区内土地利用结构和控制人口增长,实现分洪和经济可持续发展。     

稻鸭、稻鱼共作对稻田P素动态变化的影响

以稻鸭和稻鱼生态系统为研究对象，通过大田试验研究了稻田P的动态变化及转化规律，及其对环境的影响。结果表明，施P后土壤和田面水P含量立即达到最大值，一周后迅速降低。相对于空白（CK），养鸭处理（RD）和养鱼处理（RF）田面水总P浓度、溶解P浓度、土壤速效P含量和水稻吸P量显著增加，而土壤全P含量有所增加。研究还表明，水稻吸P量与田面水溶解P、土壤速效P显著相关。对田面水P素径流流失的潜在环境效应分析表明，施P后的一周左右是控制P素流失的关键时期；由于养鸭养鱼能提高稻田P含量，在稻鸭、稻鱼共作期间，要注意避免农田排水和防止因降雨引起的田面水外溢。同时，由于鸭子和鱼能提高土壤有效养分含量，降低化肥的施用量，进而降低了化肥损失所造成的环境危害。     

丘陵山区耕地质量的空间格局分析

耕地质量的时空分布特征在人类活动的诱导下发生巨大变化，研究耕地自然质量向耕地经济质量转变的过程及其空间分布格局，拓宽了耕地质量的研究内涵。以重庆市合川区为例，将农用地分等定级的斑块数据与农户调查相结合，应用“影响力系数”获取修正后的耕地质量指数，从真正意义上反映土地的现实生产能力，并进一步采用空间自相关分析的方法讨论其空间分布格局。研究发现，利用影响力系数修正后的耕地质量等级指数能够真实反映土地生产能力，农户对耕地投入产出水平使耕地自然质量呈现下降的趋势，新获取的质量等级系数具有经济学意义；水田和旱地的质量等级分布存在非常显著的空间正相关关系。高质量的水田斑块与高质量的水田斑块相邻，低质量的水田斑块与低质量的水田斑块相邻，旱地图斑也遵循该分布规律，总体上空间分布集聚现象显著。     

论水稻土肥力进化与土壤质量——以太湖地区为例

太湖地区是我国古老农业区之一。在六七千年之前先民已开始种植水稻 ,随着耕作培肥措施不断加强 ,与土壤肥力进化同步伴随着耕作轮作制的不断演进 ,由轮荒———沤田———水旱轮作———三熟制的变化 ,土壤基础肥力稳步提高 ,稻麦单位面积产量逐年上升。该区水稻土历经数千年的耕肥与平田整地等人为活动 ,在起源土壤背景上发育成五类水稻土 ,这五类水稻土经过培肥改良均达到水旱轮作高产稳产阶段 ,尽管地力上还存在不同程度的差异 ,这不能不说是人为定向培育的成果。在一般情况下 ,土壤质量是由土壤肥力决定的 ,基础肥力高低是农业生产优质高产低耗的关键 ,在评价土壤质量时必需首先予以关注。当然 ,随着工业的发展 ,土壤污染所波及的农产品超标问题 ,也应在评价土壤质量时予以关注 ,并作为评价因素在综合评价体系中占有应有的份量