陕北丘陵区不同地形位置土壤水分分布与动态的试验研究
发布时间：2021-03-10 14:19
陕北丘陵沟壑区属于干旱半干旱地区,土壤水分是限制植被生长与生态建设的重要因子。由于土壤水资源不足和土壤侵蚀严重,该区域生态系统十分脆弱。探究不同尺度土壤水分时空分布特征对于区域水资源管理、植被恢复及其可持续性发展具有重要的意义。为此,本文以破碎地形区坡沟系统为例,通过对0150 cm土层5个深度的土壤水分长期开展持续性监测,研究不同地形条件和观测深度土壤水分的变化特征,并通过染色示踪试验,尝试对土壤中优先流发生特征进行研究。主要结论如下:（1）土壤含水量具有明显的季节和年际变化特征,其大小在不同地形条件表现为:坝地>沟坡>沟缘>西坡,各土层土壤含水量的变异系数（CV）的数值范围为63.197.5%。土壤含水量与土壤粘粒含量、容重、全钾含量呈显著的正相关,与粉粒含量呈显著的负相关。四种地形条件下土壤有效水含量大小顺序为:坝地>沟缘>沟坡>西坡,CV变化于50100%之间,均为中等变异。4种地形条件下各土层土壤存在显著性差异。随着深度的增加,土壤干燥化程度降低,1001
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数采仪器点位布设图示意图
及腐殖质层；后用油灰刀将约2cm的表层土壤均匀化。土壤染色所用染料为亮蓝色（FCF，颜色指数：42090），它是一种毒性弱、能见度好且对土壤吸附能力低的食品添加剂。本次试验所用亮蓝染液浓度为4g·L-1，这一浓度在良好能见度推荐范围内；每块样地染色用量为40L，均匀喷洒在土壤表面。待染液全部渗透后，将一层塑料薄膜覆盖于铁框上以防蒸发。染色24h后，小心移除铁框以免破坏土壤结构，在每个样地挖9个垂直且厚10cm的剖面。剖面SB2-9在挖掘过程中塌陷，因此数据丢失。用土壤剖面尺测量染色面积，用数码相机记录剖面图像。图2-2优先流染色试验示意图Fig.2-2Schematicdiagramofpreferentialflowdyeingtest2.2.3探头标定及水分参数计算2.2.3.1TDR测定土壤含水量的标定本研究土壤水分数据是利用TDR进行长时间定位监测来获取的，仪器每隔1h便会自动记录一次土壤水分数据，TDR是通过测量高频电磁脉冲在土壤中的传播速度求得土壤的介电常数，再进一步计算得到土壤的体积含水量（陈家宙等，2001），一般不需要较高精度测定结果时，TDR是不需要进行标定的，但当对数据结果精度要求较高或误差要求较低时就需要标定或者进一步校正数据结果了（孙玉龙等，2000；周凌云的，2003）。也因如此，本试验认为其自动监测水分并非土壤真正水分，需后期对四个监测点土壤进行取样测定真实土壤含水量，以校正数采仪器自动监测的土壤水分数据。在降雨前后及长时间未有降水的晴朗天气，利用土钻钻取与探头安置相应的20、40、60、100和150cm五个土层土壤置于铝盒，同时利用体积为100cm3环刀采集对应土层原状土，烘干法
来临使得降水量有所增加，因此 3 月份土壤水分呈现出回升趋势，尽管土壤水分得到补给，但表层土壤水分依旧处在一个较低水平。3 月过后，4 月土壤剖面水分又出现了下降趋势，此时植物耗水量和土壤蒸发量均有所增加，故对土壤深层水分的需求也开始增加，虽然雨季的到来可以使土壤水分得到一定的补充，但补给量远远小于水分的消耗量，深层土壤水分消耗量也开始不断的攀升，深度可达 150 cm 或者更深。时至 6 月份，土壤表层水分的损失量达到最高，此时土壤水分的补给远远不能满足消耗的需求，土壤水分负增长。从连续 25 个月的监测期来看，每年的 2 月和 6 月土壤含水量处于较低水平是土壤水分周期性变化的波谷，4 月和 10 月土壤含水量处于较高水平是土壤水分周期性变化的波峰。土壤剖面表层水分受外界因素影响更为严重，当土层深度超过 150 cm时，土壤水分在时间序列上开始趋于稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]桂北岩溶区典型农地土壤优先流特征[J]. 李振东,朱彦光,陈晓冰,甘磊,张宗急,方荣杰,程芳丽. 水土保持研究. 2019(05)
[2]2000—2016年黄土高原不同土地覆盖类型植被NDVI时空变化[J]. 孙锐,陈少辉,苏红波. 地理科学进展. 2019(08)
[3]黄土丘陵缓坡风沙区不同土地利用类型土壤水分变化特征[J]. 张敏,刘爽,刘勇,张红. 水土保持学报. 2019(03)
[4]黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植物群落特征的空间变异及其影响因素[J]. 张凯,陈丽茹,徐慧敏,李秧秧. 应用生态学报. 2019(08)
[5]Spatial variability of soil water content and related factors across the Hexi Corridor of China[J]. LI Xiangdong,SHAO Ming’an,ZHAO Chunlei,JIA Xiaoxu. Journal of Arid Land. 2019(01)
[6]金沙江干热河谷不同植被坡面土壤水分时空分布特征[J]. 韩姣姣,段旭,赵洋毅. 干旱区地理. 2019(01)
[7]不同降水年型黄土高原半干旱撂荒草地水分收支特征[J]. 戚超,刘晓,闫艺兰,袁国富. 水土保持研究. 2019(01)
[8]电阻率成像法监测人工梭梭林土壤水分[J]. 高君亮,罗凤敏,马迎宾,张格,郝玉光. 农业工程学报. 2018(22)
[9]基于HYDRUS的黄土高原丘陵沟壑区土壤水分入渗模拟[J]. 董起广. 节水灌溉. 2018(08)
[10]黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布特征[J]. 董起广,张扬,陈田庆,袁水龙. 中国农村水利水电. 2018(07)
博士论文
[1]黄土区人工柠条地土壤水文性质的时空变异性[D]. 张永坤.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]黄土高原南北样带土壤干层时空特征及模拟[D]. 赵春雷.西北农林科技大学 2018
[3]黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D]. 王云强.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2010
[4]黄土高原旱作地区径流农业的研究[D]. 樊廷录.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]黄土塬区旱作农田土壤水库动态及蒸散规律[D]. 李鹏展.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]基于RS与GIS陕北地区数字黄土地貌信息集成方法研究[D]. 柴慧霞.太原理工大学 2006
本文编号：3074805
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数采仪器点位布设图示意图
及腐殖质层；后用油灰刀将约2cm的表层土壤均匀化。土壤染色所用染料为亮蓝色（FCF，颜色指数：42090），它是一种毒性弱、能见度好且对土壤吸附能力低的食品添加剂。本次试验所用亮蓝染液浓度为4g·L-1，这一浓度在良好能见度推荐范围内；每块样地染色用量为40L，均匀喷洒在土壤表面。待染液全部渗透后，将一层塑料薄膜覆盖于铁框上以防蒸发。染色24h后，小心移除铁框以免破坏土壤结构，在每个样地挖9个垂直且厚10cm的剖面。剖面SB2-9在挖掘过程中塌陷，因此数据丢失。用土壤剖面尺测量染色面积，用数码相机记录剖面图像。图2-2优先流染色试验示意图Fig.2-2Schematicdiagramofpreferentialflowdyeingtest2.2.3探头标定及水分参数计算2.2.3.1TDR测定土壤含水量的标定本研究土壤水分数据是利用TDR进行长时间定位监测来获取的，仪器每隔1h便会自动记录一次土壤水分数据，TDR是通过测量高频电磁脉冲在土壤中的传播速度求得土壤的介电常数，再进一步计算得到土壤的体积含水量（陈家宙等，2001），一般不需要较高精度测定结果时，TDR是不需要进行标定的，但当对数据结果精度要求较高或误差要求较低时就需要标定或者进一步校正数据结果了（孙玉龙等，2000；周凌云的，2003）。也因如此，本试验认为其自动监测水分并非土壤真正水分，需后期对四个监测点土壤进行取样测定真实土壤含水量，以校正数采仪器自动监测的土壤水分数据。在降雨前后及长时间未有降水的晴朗天气，利用土钻钻取与探头安置相应的20、40、60、100和150cm五个土层土壤置于铝盒，同时利用体积为100cm3环刀采集对应土层原状土，烘干法
来临使得降水量有所增加，因此 3 月份土壤水分呈现出回升趋势，尽管土壤水分得到补给，但表层土壤水分依旧处在一个较低水平。3 月过后，4 月土壤剖面水分又出现了下降趋势，此时植物耗水量和土壤蒸发量均有所增加，故对土壤深层水分的需求也开始增加，虽然雨季的到来可以使土壤水分得到一定的补充，但补给量远远小于水分的消耗量，深层土壤水分消耗量也开始不断的攀升，深度可达 150 cm 或者更深。时至 6 月份，土壤表层水分的损失量达到最高，此时土壤水分的补给远远不能满足消耗的需求，土壤水分负增长。从连续 25 个月的监测期来看，每年的 2 月和 6 月土壤含水量处于较低水平是土壤水分周期性变化的波谷，4 月和 10 月土壤含水量处于较高水平是土壤水分周期性变化的波峰。土壤剖面表层水分受外界因素影响更为严重，当土层深度超过 150 cm时，土壤水分在时间序列上开始趋于稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]桂北岩溶区典型农地土壤优先流特征[J]. 李振东,朱彦光,陈晓冰,甘磊,张宗急,方荣杰,程芳丽. 水土保持研究. 2019(05)
[2]2000—2016年黄土高原不同土地覆盖类型植被NDVI时空变化[J]. 孙锐,陈少辉,苏红波. 地理科学进展. 2019(08)
[3]黄土丘陵缓坡风沙区不同土地利用类型土壤水分变化特征[J]. 张敏,刘爽,刘勇,张红. 水土保持学报. 2019(03)
[4]黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植物群落特征的空间变异及其影响因素[J]. 张凯,陈丽茹,徐慧敏,李秧秧. 应用生态学报. 2019(08)
[5]Spatial variability of soil water content and related factors across the Hexi Corridor of China[J]. LI Xiangdong,SHAO Ming’an,ZHAO Chunlei,JIA Xiaoxu. Journal of Arid Land. 2019(01)
[6]金沙江干热河谷不同植被坡面土壤水分时空分布特征[J]. 韩姣姣,段旭,赵洋毅. 干旱区地理. 2019(01)
[7]不同降水年型黄土高原半干旱撂荒草地水分收支特征[J]. 戚超,刘晓,闫艺兰,袁国富. 水土保持研究. 2019(01)
[8]电阻率成像法监测人工梭梭林土壤水分[J]. 高君亮,罗凤敏,马迎宾,张格,郝玉光. 农业工程学报. 2018(22)
[9]基于HYDRUS的黄土高原丘陵沟壑区土壤水分入渗模拟[J]. 董起广. 节水灌溉. 2018(08)
[10]黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布特征[J]. 董起广,张扬,陈田庆,袁水龙. 中国农村水利水电. 2018(07)
博士论文
[1]黄土区人工柠条地土壤水文性质的时空变异性[D]. 张永坤.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]黄土高原南北样带土壤干层时空特征及模拟[D]. 赵春雷.西北农林科技大学 2018
[3]黄土高原地区土壤干层的空间分布与影响因素[D]. 王云强.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2010
[4]黄土高原旱作地区径流农业的研究[D]. 樊廷录.西北农林科技大学 2002
硕士论文
[1]黄土塬区旱作农田土壤水库动态及蒸散规律[D]. 李鹏展.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]基于RS与GIS陕北地区数字黄土地貌信息集成方法研究[D]. 柴慧霞.太原理工大学 2006
本文编号：3074805
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