亚热带针阔混交林土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水稳定同位素特征

为揭示亚热带湿润地区森林系统内部的水文过程,通过分析长沙地区针阔混交林内降水、土壤水、樟树(Cinnamomum camphora)和刺杉(Cunninghamia lanceolate)茎杆水与叶片水中稳定同位素组成,并结合相关环境因子,分析了亚热带地区水分在森林系统(SPAC)内部转换过程中稳定同位素的变化特征及其...     

黄土高原旱地农业自然生产力潜势评价——兼论旱地农业的出路

本文运用系统工程理论,从理论与实践的结合上,对黄土高原旱地农业自然生态系统的土地、光、热、自然降水等各主要因子的生产潜力进行了评价。从而为开发该地区旱地农业的自然生产力潜势提供了科学依据。本文还通过对旱地农业生态经济系统可控制因素与非可控制因素的分析,以及从人类经济再生产行为方式等角度,对旱地自然生产力蕴藏着巨大潜势和“越穷越垦、越垦越穷”这一历史事实构成的悖论作出了科学解释,否定了“十年九旱”是旱地农业增产的主要制约因素的传统观点,为开发旱地农业资源提供了一条现实的、可供选择的思路。     

太行山山前平原区地下水下降对该区土壤性质的影响

太行山山前平原区的地下水持续下降,对土壤成土条件产生了重大影响。通过对太行山山前平原区地下水及地下25 m内土层的土壤含水量进行研究,发现由于该区地下水下降引起饱和含水量土壤层由原来的地下1-2米,演变成现在的30-40米以下,土壤水库储水量显著降低;通过毛管水上升模拟试验,证实地下水已经不再参与土壤的形成过程,该区土壤的成土条件已经发生变化,土壤由潮土向褐土的方向发展。     

华北平原地下水浅埋区土壤水分动态的时间序列分析

以沧州和衡水实验站为华北平原地下水浅埋区典型区,利用3 a土壤水负压和地下水观测数据,研究了不同年份和土壤质地土壤水分动态。土壤水分数据表明,平水年或丰水年后的枯水年土壤水分从表层到深层为增长型趋势,枯水年为增长-减小-增长趋势;在土壤非均值条件下(沧州),土壤水分具有补给和消耗的季节性变化,而土壤均质条件下(衡水),无明显季节性变化。时间序列分析结果表明,平水年或丰水年沧州实验点土壤浅层(100 cm以上)和深层(100 cm以下)具有明显差异,从上到下土壤水分更加稳定,衡水实验点无明显差异性;枯水年两实验站浅层和深层差异性更小。土壤质地在降水和土壤水以及地下水的响应关系方面具有显著作用。     

基于WNMM模型的潮土地区农田水氮优化管理

应用农田水氮管理模型(water and nitrogen management model,WNMM)模拟潮土水氮运移过程,以建立针对该地区气候环境和土壤性质的田间水氮优化管理方案.利用田间试验对WNMM模拟结果进行了校验,结果表明该模型能较好地模拟潮土地区的土壤水氮运移过程,农田蒸散量、土壤含水量和硝态氮含量的模拟值与实测值在α=0.01水平上相关显著,误差范围也令人满意.根据土壤实时水氮含量数据,建立了按作物生长亏缺动态调整灌溉、施氮的优化农田水氮管理方案.在多年平均气象条件下,与传统管理模式相比,优化管理模式不仅能为作物生长提供更好的土壤水肥条件,而且每年可节约灌溉水163.5 mm、氮肥130 kg·hm-2,减少土壤水渗漏264.6 mm、氮素淋失71.1 kg·hm-2.     

中国不同纬度现代表层土壤水氢同位素分布特征及其影响因素

土壤水的氢氧同位素组成是开展环境示踪和土壤水文学研究的重要基础。目前的研究集中在对大气降水的氢同位素组成的相关信息认识上,关于大区域范围的环境因素对于土壤水和大气降水的氢同位素组成影响的报道很少。2016年9月从中国南部地区一直到东北地区(北纬20°—51°)采集了43个表层土壤样品,并测定表层土壤水δD值。结果表明:不同纬度表层土壤水的δD值与降水δD值存在正相关关系(R~2=0.40,p0.01),表明表层土壤水δD值总体响应大气降水的δD值变化,但可能也受其他因素影响。大气降水的δD值与表层土壤水δD值均有明显的纬度效应,但它们的δD值随纬度变化的程度并不相同,表明虽然表层土壤水主要的来源是降水,但环境变化对表层土壤水的氢同位素组成产生了一定影响,这是利用表层土壤水δD值示踪环境或者与植物中的生物标志物的氢同位素组成结合来示踪环境的基础。     

喀斯特地区不同土地利用方式下包气带土壤水分动态特征

为了揭示喀斯特峰林平原区旱地土壤水的特征,在广西来宾市附近选取了地膜覆盖玉米地、露地玉米地和撂荒地等三处地块,从2006年3月至2007年4月,用中子仪和负压计观测了土壤剖面0cm至450cm处土壤含水量和土壤水势,结果显示:包气带土壤含水量在10cm处变动强烈,而在100cm和450cm处变弱。从时间上看,土壤含水量及其动态具有明显的季节性,2006年3月-4月,土壤平均含水量36.7%,为年内平均最大含水量,这一时期土壤水分含量普遍较大且呈现逐渐增高的趋势。在5月-8月,土壤平均含水量34.1%,且年内最大含水量与最小含水量都出现在这一时期。在9月-11月,土壤平均含水量32.6%,包气带水分含量在此期间以逐步下降为主。在12月-次年2月,土壤平均含水量31.4%,为年度内最低。包气带土壤水零通量面在一个年度内存在时间共338天,11月至次年2月ZFP(零通量面)的发育深度为170 cm,其它月份大多低于100cm。整个观测模拟期内,土壤水的蒸发总量为865.66 mm,占同期降雨总量的88.5%,下渗总量为145.47mm,占同期降雨总量的11.5%,田间持水量为30.3%。     

城市非点源污染治理与资源化技术研究

城市降雨地面径流同时具有危害性与资源性,解决城市非点源污染的问题,亦应将削减污染与资源化结合考虑。本研究根据南方地区包气带中土壤水丰富的特点,设计出一种新型小区雨水处理利用方法。通过工程措施的一级沉淀处理和生态环境的二级生化处理使雨水径流得到处理和利用,实现污染治理与资源利用协调发展。     

干旱内陆灌区土壤水分平衡计算及灌溉利用效率分析

干旱内陆灌区大水漫灌,不仅浪费宝贵的水资源,还会造成肥料流失和土壤盐渍化。在建立非饱和带一潜水带水量平衡模型的基础上,利用典型区负压计和中子水分观测仪的配套观测,依据水势水分剖面分布,分不同阶段分析计算灌水后蒸散发量。在水量平衡分析、计算的基础上,得出灌溉水流失率(不包括蒸散发)达82％,节水灌溉潜力巨大。