黄河上游半干旱盐渍区柽柳群落土壤水盐空间变化

为促进黄河上游半干旱盐渍区植被群落营造与生态恢复,利用样地调查法,于2016年7月对宁夏引黄灌区次生盐碱地天然柽柳群落进行调查,采用经典统计学与地统计学方法,对柽柳群落影响下的土壤水盐空间分布特征及其响应关系进行分析.结果表明:研究区土壤水分普遍较低(1.98%-7.55%),盐渍化程度高(平均电导率10.28-25.38 m S/cm),土壤水盐变异系数为36.1%-83.7%,均属于中等程度变异,且土壤盐分变异程度随土层深度增加而减小.样地土壤水盐均具有明显的空间结构特征,块金系数为0.04%-49.88%,主要受到结构性因素影响或结构性因素与随机因素的共同影响,空间相关性较强.各样地柽柳群落土壤水盐的空间分布呈斑块状格局,土壤水盐高值区域与柽柳集中分布区域较为一致.相关分析表明土壤水分与盐分间呈正相关关系.综上所述,黄河上游半干旱盐渍区土壤水盐制约着柽柳的群落分布与生长状况,柽柳的生长与分布也增强了土壤水盐的空间变异性.     

地下水中铵态氮的迁移转化过程

铵态氮进入地下水的主要途径是土壤淋失,通过室内土柱淋滤实验研究铵态氮在土壤中的迁移转化过程,测定不同时间和不同深度土壤中铵态氮及其转化物硝态氮和亚硝态氮的浓度变化,分析了影响铵态氮迁移转化的因素。实验表明：在土壤饱和、持续淋滤条件下,土柱中随采样深度的增加,铵态氮穿透时间延长,依次滞后;通过硝化能力分析,土柱上层发生了轻微的硝化反应,土柱底部发生了反硝化反应,导致硝态氮的浓度衰减。研究认为在铵态氮的迁移转化过程中,当入渗铵态氮浓度较低时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是土壤对铵态氮的吸附;当入渗铵态氮浓度较大时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是生物作用导致的铵态氮的硝化,以及土壤的渗透系数、弥散度等因素。     

莱州湾滨海盐渍土中铵态氮水平运移室内模拟试验

莱州湾滨海盐渍土中铵态氮水平运移规律研究表明,铵态氮在水平方向存在运移,运移速率随供试示踪剂源距离的增加而迅速减小,在20cm运移距离内,NH+4由于受到土壤胶体的吸附而逐渐降低,并呈幂函数关系;铵态氮的水平运移主要由土壤对铵吸附的饱和程度决定,而运移速率主要由铵态氮的浓度梯度和水势梯度控制。铵态氮水平运移速率随土壤含水量的增大而升高,并呈指数曲线变化。铵态氮水平运移的浓度受非饱和土壤水扩散率的影响,并随非饱和土壤水扩散率的升高而呈幂函数曲线下降。     

核素迁移柱法实验和模拟计算

提出了一种计算土柱实验中核素迁移参数的方法,并采用脉冲源法测定了核素在土柱中的水流速度、弥散系数,使用计算软件对核素的流出曲线进行了数值模拟,并对影响核素流出时间的参数进行了灵敏度分析.结果表明,在本实验条件下,CXTFIT程序能对实验值给出很好的拟合,含有化学平衡吸附的对流-弥散模型可较好地模拟核素在土柱中的运移特性,水流速度对核素的流出时间影响最大.     

不同结构形状的街道峡谷内污染物扩散

针对不同的城市街道峡谷结构形状,通过求解二维不可压缩N-S方程和K-ε湍流模型方程及污染物对流扩散方程,数值模拟了街道峡谷内的流场及机动车排放污染物浓度场,从而说明了街道峡谷的结构是影响街道峡谷内污染气体扩散的主要因素之一。     

莱州湾滨海盐渍土中铵态氮水平运移室内模拟试验

莱州湾滨海盐渍土中铵态氮水平运移规律研究表明，铵态氮在水平方向存在运移，运移速率随供试示踪剂源距离的增加而迅速减小，在20cm运移距离内，NH4由于受到土壤胶体的吸附而逐渐降低，并呈幂函数关系；铵态氮的水平运移主要由土壤对铵吸附的饱和程度决定，而运移速率主要由铵态氮的浓度梯度和水势梯度控制。铵态氮水平运移速率随土壤含水量的增大而升高，并呈指数曲线变化。铵态氮水平运移的浓度受非饱和土壤水扩散率的影响，并随非饱和土壤水扩散率的升高而呈幂函数曲线下降。     

库布齐沙漠自然植被与人工植被土壤水盐的空间异质性比较研究

干旱半干旱地区土壤水盐的空间分布对土地利用和生态恢复具有重要作用。运用传统统计学和地统计学对库布齐沙漠5种自然植被和5种人工植被0～10和10～20cm深度土壤水分和盐分的空间异质性进行了小尺度比较分析。结果表明：9种群落的土壤水盐平均值下层大于表层,且盐分的空间相关性较水分更高;人工植被土壤水分（CV=5.3%～22.7%）和盐分（CV=15.7%～51.2%）具有空间分布均匀、层间差异不明显等特征,而自然植被水分（CV=9.9%～32.6%）和盐分的（CV=26.9%～180.0%）却与之相反;小尺度上,人工植被土壤不同层间的水分关系、盐分关系以及水盐关系可能随建植时间的增加会越来越不明显,格局强度将不断减弱,这也极有可能改变大尺度上的水盐运移状况,进而影响研究区生态系统的稳定性和安全性。     

辽宁东部山区几种主要森林植被类型土壤渗透性能研究

沿辽河水系设置临时标准地 ,对辽宁东部山区具有代表性的油松林、落叶松林、红松林、柞木林、杂木林及灌丛 6种植被类型的土壤水分的入渗性能进行了研究。结果表明 ,辽东山区 6种植被类型下土壤都表现出较强的渗透性能。A层的初始入渗率 (f0 /mm·min- 1) 1 2 .8～ 6 1 .1 ,平均值为 38.7,B层 1 6 .8～4 1 .7,平均值为 2 7.0 ,C层 2 9.2～ 38.2 ,平均值为 2 4 .4 ;A层的稳定入渗率 (fc/mm·min- 1) 2 .6～ 4 .2 ,平均值为 3.5 ,B层 2 .2～ 4 .1 ,平均值为 2 .9,C层 1 .1～ 3.3,平均值为 2 .2 ;A层的饱和导水率 (k10 /mm·min- 1)1 .5 3～ 2 .2 3,平均值为 1 .86 ,B层 0 .77～ 2 .0 5 ,平均值为 1 .2 7,C层 0 .5 0～ 1 .2 8,平均值为 0 .79。不同植被类型下不同土壤发生层次的入渗能力差异显著 :一般地 ,阔叶林下土壤的入渗性能明显好于针叶林 ,榛丛下土壤也表现出很好的渗透性能 ;不同土层入渗性能大小为A层 >B层 >C层。林龄差异在 2个龄级以上时 ,林龄越大 ,土壤初渗性能越好。用Horton方程拟合土壤饱和渗透过程 ,模拟结果与实测结果相近。     

生物质炭对华南典型红壤水分渗透及持水性的影响

红壤是华南地区典型的土壤类型之一,其质地粘重,易于板结,尤其保水性差,易干旱,改善红壤的持水能力对于提高红壤的农业产出具有重要意义。近年来生物质炭被广泛应用于红壤的酸性改良,而对红壤水分特征影响规律研究较少。为了探究生物质炭对红壤水分特征的影响机制,以南方典型红壤为研究对象,设置稻壳炭-红壤的比例分别为0(CK)、3%(RHC-3)、5%(RHC-5)、10%(RHC-10),采用土柱模拟试验研究了生物质炭对红壤水分渗透特性的影响,结果表明,在同一入渗条件下,添加生物质炭处理均降低了土壤水分的入渗率,且随着生物质炭添加量的增加,水分入渗率不断降低,入渗起始阶段水分入渗率表现为:RHC-10RHC-5RHC-3CK,最后入渗率趋于稳定。采用离心机法研究了不同炭土比(W0-0;W1-1%;W3-3%;W5-5%;W10-10%)红壤的水分特征曲线,并运用Gardner和Van Genuchten模型进行拟合,结果表明,这两个模型都可以很好地描述红壤的持水特征,拟合系数分别在0.928和0.998以上。当生物质炭添加比例为5%(W5)时,Gardner模型参数A值最大,表明持水能力最强。Van Genuchten模型表明,W5处理土壤饱和含水率最高,随着炭土比增加,α值不断降低,说明土壤保水性增强。从拟合曲线可以看出,在较低的土壤吸力(1 000 kPa)作用下,各处理含水率下降较快,当土壤吸力为1 000 kPa时,5个处理土壤含水率分别下降了25.86%、38.15%、38.27%、36.88%、31.64%;而在较高土壤吸力(1 000-6 000k Pa)时,土壤质量含水率下降速率减慢,当土壤吸力6 000kPa时,各处理土壤含水率逐渐趋于平缓,并且在此吸力范围内,W10处理土壤质量含水率最高。另外,红壤的毛管持水量表现为W10W5W3W1W0。总之,生物质炭添加到红壤后降低了水分的入渗率,添加适量生物质炭可提高红壤的饱和含水率,增强红壤的持水性能。     

长江宜昌段溢油事故影响数学模型分析研究

为研究长江内河突发性溢油事故油膜运动扩散规律,利用MIKE21软件建立了长江宜昌江段平面二维溢油数学模型,模拟了该江段不同水文条件、不同溢油总量条件下的溢油事故的影响范围和程度。模拟结果显示:丰水期和枯水期油膜运动扩散规律不同,油膜厚度、飘移范围和持续时间有显著差异;对于狭长型河道,溢油量对油膜厚度影响较大,而对油膜飘移范围影响较小。该结论可为内河溢油事故应急处理和内河溢油事故数值模拟深入研究提供参考依据。     

盐碱草原土壤特性及生物量空间异质性研究

土壤盐分是土壤特性中最活跃和复杂的一部分。受土壤性质、气象、地形、地下水文及长期地球化学过程等自然条件和耕作、灌溉等人类活动因子的影响,土壤水分、盐分的变异状态在一定程度上反映了土壤各层的盐渍化程度和状态。而土壤盐分与水分、土壤物理性质等有十分密切的联系,因此,运用地统计学研究采用振动深松集成技术改良盐碱化草原前后土壤水分、盐分等特性的空间变异规律,以地理信息系统ArcGIS为平台,建立土壤水分、盐分等图形数据和属性数据相结合的信息数据库,建立其空间分异模型和空间分布图,直观的表现各特性的空间变异规律。结果表明,采用振动深松集成技术后土壤盐分含量在空间上有递减,平均ρ（土壤盐）由5.60g.L-1下降到3.73 g.L-1;土壤容重、土壤硬度分别降低13%和24%,利于牧草根系生长,生物量变异结果显示,改良前后的草层高度和产量空间分布逐渐达到了均一化,牧草产量达到了2738.1 kg.hm-2,实现了植被全覆盖,盐碱化草原得到了恢复。     

冻融作用下盐碱水田土壤含水率和氮素对有机碳影响研究

选择吉林西部前郭县盐碱水田土壤,进行实验室模拟冻融实验：以-5℃冻结1 d、5℃消融1 d作为1次冻融循环,揭示不同含水率和含氮量处理条件下土壤有机碳（SOC）的变化规律。结果表明,土壤含水率和含氮量是影响SOC含量的2个重要因素,冻融次数、土壤含水率、土壤含氮量以及冻融次数和土壤含水率、冻融次数和土壤含氮量的交互作用对盐碱水田SOC含量的影响显著（P〈0.05）。在1~3次冻融循环过程中,SOC含量明显降低,随着循环次数的增加,SOC含量降低速度减缓;适量的氮素和较低的含水率有利于SOC的稳定,初始含水率为50%的SOC含量明显低于含水率30%和40%的土壤,加入20%硝酸铵的SOC含量明显低于对照组和加入10%硝酸铵的土壤。研究结果对深入研究季节冻土区冻融期盐碱水田SOC变化规律,评估全年候SOC储量有重要意义。     

微咸水膜下滴灌对白僵土盐碱地水盐特性及油葵生长的影响

为了解滴灌条件下不同微咸水矿化度及覆膜与否对盐碱地土壤水盐特性及油葵生长的影响,在宁夏平罗西大滩盐碱地进行不同灌水矿化度(0.2、1、2、3 g/L)膜下滴灌田间试验.结果表明,地膜覆盖比不覆盖处理土壤含水量高约2%,盐分表聚减缓,油葵株高、产量及其构成均高于不覆膜处理,产量最高增幅达82.5%;不同矿化度微咸水之间比较发现,利用矿化度为1 g/L的微咸水进行灌溉时,下层土壤含水量较高,微咸水滴灌不但没有为上层土壤带去过多盐分,反而由于土壤有一定的渗透性能,灌水将土壤上层盐分逐渐淋洗至下层.膜下滴灌微咸水矿化度为1 g/L时,油葵产量最大.因此在适宜条件、合理措施下,微咸水覆膜滴灌技术可以促进作物生长,确保作物产量,在淡水缺乏而微咸水较为丰富的盐碱地地区应积极推广利用.     

三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮水平运移的模拟研究

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上草甸沼泽土和腐殖质沼泽土2种土壤类型作为研究对象，以KNO3为示踪剂，模拟研究硝态氮在湿地土壤中的水平运移过程。结果表明，2种土壤各土层硝态氮水平运移浓度和速率均与运移距离呈极显著负相关（P〈0．01），并随运移距离增加呈一阶指数衰减曲线变化，各土层硝态氮水平运移速率主要受浓度梯度、水势梯度及土壤基质势的控制；土壤各土层中硝态氮水平运移速率与土壤含水量呈显著正相关（P〈0．05），并随土壤含水量增加呈指数增长曲线变化；土壤各土层中硝态氮水平运移浓度与土壤水分扩散率呈极显著正相关（P〈0．01），0—20cm土层硝态氮水平运移浓度随水分扩散率升高呈Boltzmann曲线变化，其他土层则呈指数增长曲线变化；草甸沼泽土比腐殖质沼泽土相应土层更利于硝态氮的水平运移，这主要与土层颗粒组成和孔隙度等物理性质的显著差异有关，而湿地水文条件可能对2种土壤物理性质的塑造有着重要影响。     

盐碱地施用脱硫石膏对土壤养分及油葵光合特性的影响

通过分析宁夏平罗西大滩不同改良年份盐碱地土壤养分含量,测定油葵(Helianthus annuus)光合日变化曲线、光响应曲线和油葵产量,研究了施用脱硫石膏对盐碱地土壤改良及油葵光合特性的影响.结果表明,在盐碱土壤上施用燃煤电厂脱硫石膏后,土壤电导率、pH值随土壤改良年限增加而逐年下降,土壤有机质含量、碱解氮、有效磷和速效钾则逐年上升.随着土壤改良年限增加,油葵叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度均明显下降,气孔限制值和水分利用效率也明显下降(P<0.01).同时,随着改良年限增加,油葵叶片暗呼吸速率、光饱和点和最大净光合速率增加,而光补偿点降低.施用脱硫石膏后油葵盘径、百粒重和产量随土壤改良年限增加也显著提高(P<0.05).因此,施用燃煤电厂脱硫石膏能够显著地改良盐碱地土壤、提高油葵叶片光合能力,从而促进作物生长、提高作物产量.图2表3参29     

Hydraulic properties of typical salt-affected soils in Jiangsu Province, China

Every year about 1,500 ha of land is reclaimed from the sea along the coastline of Jiangsu Province, China. It is important to characterize the hydraulic properties of this reclaimed land to be able to predict and manage salt and water movement for amelioration of these saline soils. In this paper, we report hydraulic properties of these salt-affected soils. The pressure-plate method, constant head method, the crust method and Klute's method were used in this study. The saturated hydraulic conductivities of the soils ranged from 128.66 to 141.26 cm/day and decreased with increasing soil depth. The unsaturated hydraulic conductivities followed an exponential function of pressure head. The soil water retention curves were similar for three soil layers in the soil. The saturated water content, field capacity and wilting point decreased with increasing soil depth. Plant available water contents of the three layers in the soil profile were 0.21, 0.20 and 0.19 cm³/cm³, respectively. The unsaturated soil water diffusivity of the studied soils ranged from 0.07 to 10.46 cm²/min, and was related to the water content via an exponential relationship.     

高寒沙区两种典型固沙植物改良土壤的策略

植被恢复与重建是退化土地生态修复的重要途径,植物与土壤环境的关系一直是热点科学问题,但对高寒沙区尚缺乏系统性的研究。为探明不同沙生植物对高寒沙地土壤的改良策略,以青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和乌柳(Salix cheilophila)两种典型固沙植物为研究对象,通过对比细根分布规律分析其环境适应性,结合林地土壤物理性质、有机碳含量和土壤含水量等要素,分析两种植物对土壤的改良作用。结果表明,(1)两种植物的细根主要集中在0-60 cm土层,中间锦鸡儿水平方向分布更多,且细根平均生物量密度和有机碳含量都高于乌柳。(2)乌柳人工林各深度土壤有机碳密度均高于中间锦鸡儿,其累计百分比在0-40 cm土层较高,中间锦鸡儿在40-120 cm较高。(3)两种人工林的土壤容重、最大持水量和毛管持水量均值差异不显著。中间锦鸡儿林地土壤容重在0-40 cm土层大于乌柳,在40-120 cm小于乌柳;其最大持水量和毛管持水量在0-60 cm小于乌柳,在60-120 cm大于乌柳。(4)两种人工林土壤含水量和土壤温度都呈表层高,随土壤深度递减趋势。乌柳林地各深度土壤含水量均高于中间锦鸡儿,土壤温度均低于中间锦鸡儿。研究表明,中间锦鸡儿的环境适应性和固沙能力较强,倾向于深层土壤改良和固碳策略;乌柳人工林的固碳作用和涵养水源能力较强,倾向于表层土壤改良和固碳策略;同时,两种人工林都倾向于表层保水的策略。该文通过对比分析不同沙生植物改良土壤的策略,为长期研究高寒沙区生态修复与优良固沙植物筛选等工作提供理论依据。     

鲁西北地区渍涝洼地人工鱼塘─台田的环境分析

鲁西北地区是黄淮海平原中低产田渍涝洼地的主要分布区之一。在鲁西北的禹城市，利用挖鱼塘、建台田的工程措施，综合改造利用这类洼地。工程实施后，通过水盐调控，改善了洼地的环境状况。监测结果表明：洼地台田土壤含盐量降低，土壤逐渐熟化。土壤有机质大量整治前后分别为０．５８２％（１９８６年）、０．９８９％（１９８９年）．土壤中的全氮、全磷也由整冶前的０．０２％、０．１４％上升到整治后的０．０６１％和０．１５８％。土壤盐分含量逐年降低，由０．５０～０．９２％下降到０．０６～Ｏ２９％。挖鱼塘建台田的生态工程措施，使浅层地下水地表化，解决了洼地积水蒸发等形成的盐渍化问题。综合环境效应显示，洼地原有的自然状况向良性转化，达到了初步治理的目的。     

紫色土丘陵区农用地土壤水分动态变化规律研究

依据定位观测数据,对紫色土丘陵区农用地土壤水分的动态变化规律进行了初步研究。结果表明,该区农用地土壤水分的季节变化主要受降水、蒸发和土地利用状况的影响,呈现出明显的三峰三谷型;垂直梯度变化由于受降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发的综合作用,基本表现为增长型。并利用标准差和变异系数对土壤水分的垂直梯度变化进行了具体描述和层次划分。最后,通过分析该地区典型农作物及其不同栽培方式对农用地土壤水分的影响,认为优化农作物栽培方式是提高紫色土丘陵区农用地土壤水分利用效率和减少水土流失的有效途径。