准噶尔盆地南缘初舂沙漠含水率、沙漠冻土及植被覆盖率研究

准噶尔盆地南缘处于沙漠绿洲交汇处,生态环境脆弱,当地植被是"三北"防护林的重要组成部分,冬季降雪融化形成的水源,是当地沙漠植被赖以生存的主要组成部分之一.本文根据在当地沙丘多点取土,测得沙丘阳坡、背阴坡和沙谷的冬季冻土深度分别13 cm、29 cm、32 cm;利用烘干法测土壤质量含水率,计算出沙丘阳坡、背阴坡和沙谷的累积含水量分别为1.3 mm,2.1 mm,1.67 mm;同时测量三点的植被覆盖率变化,得出当地沙漠不同地形的含水率变化和植被覆盖率的关系,为当地生态建设提供数据支持.     

宁南山区不同植被退耕林地及其坡位的土壤水分时空分布特征——以骆驼林流域为例

为研究宁南山区退耕还林区不同坡位土壤水分时空分布规律,利用定点取样和室内实验相结合的方法,研究了天然沙棘和人工油松两个典型坡面的上、中、下3个坡位0～100 cm土层土壤含水率的动态变化,分析其沿深度方向变化和季节动态情况。结果表明:天然沙棘和人工油松土壤含水率最高的坡位与土壤容重最小、孔隙度最大的坡位一致,分别为中坡位和下坡位;坡位对天然沙棘土壤含水率的影响层在20 cm以下,对人工油松的影响层在40 cm以下;土壤含水率随降雨量增加而增大,天然沙棘土壤含水率对于降雨量的响应较人工油松更敏感;相同降雨条件下天然沙棘土壤含水率增幅大于人工油松;在不同坡位土壤水分的时空分布上,沿深度方向天然沙棘各坡位土壤含水率在20 cm以下土层出现差异,人工油松在40 cm以下土层出现差异,当月降雨超过200 mm时,天然沙棘各坡位间土壤含水率的差异性减小,人工油松各坡位的差异性增大,这说明植被类型对土壤含水率的分布具有重要影响。     

沙漠高速公路路基填筑施工方法

新疆五彩湾至大黄山高速公路穿过古尔班通古特沙漠,约有30多公里沙漠路段,该沙漠属半固定半流动性沙漠,表面生长有疏密不同的梭梭树等植被,沙丘高度约在3～20m之间,起伏不断,表层干燥,表层15cm往下含水量在2%左右。由于沙漠内水资源缺乏,在施工中应用了路基填筑(风积沙)干压法施工,有效地利用了沙漠地区的风积沙资源,降低施工作业成本,避免了风积沙资源的浪费及最大程度地减少了对原生态环境的破坏。     

沙质床面河道演化过程湿润带渗流规律试验分析

为揭示试验室条件下无黏性沙质河道演变过程中河床湿润带的渗流规律,设计循环水槽装置系统,通过控制床沙粒径、入流流量、床面坡降及河岸植被覆盖率4个变化参量,分析不同因素对河床渗流的影响以及河床湿润带含水率的时空变化。结果表明：颗粒粒径及床面坡降对渗流流量的影响较大,粗沙的渗透性远大于细沙,流域坡降与渗流流量成正比;初始含水率对渗流有重要影响,床面初始含水率较小时,渗流流量偏大;对于河道演变试验,当床沙、坡降、河岸植被等流域控制因素一定时,系统存在相对饱和渗流流量;当流量大于相对饱和渗流流量时,渗流流量将保持相对稳定。此外,床面含水率在时间尺度上变化较小,而在空间尺度上呈区域阶梯变化。     

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带灌丛沙堆与回涡沙丘的粒度分布特性

植被和地形会对地表风沙沉积物粒度特征产生重要影响,通过对策勒绿洲-沙漠过渡带灌丛沙堆及回涡沙丘不同地貌部位地表沙物质的粒度分析,探讨不同类型植被对灌丛沙堆及回涡沙丘不同地貌部位表面风沙粒度特征的影响,为采取合理的防沙固沙措施提供理论依据。结果表明:灌丛沙堆表面风沙物质平均粒径从迎风坡底经迎风坡中部到顶部逐渐变细,又从灌丛沙堆顶部至背风坡中部、背风坡底、侧翼逐渐变粗。从迎风坡底至顶部,表面沙分选性逐渐变差,从顶部到侧翼分选性逐渐变好。在灌丛沙堆与上风向回涡沙丘表面,自灌丛沙堆迎风坡坡底至灌丛沙堆侧翼,沙颗粒平均粒径呈现先变细后变粗的趋势,回涡沙丘表面沙颗粒平均粒径最粗,沙粒属于中等-较好分选性,灌丛沙堆顶部、灌丛沙堆背风坡、灌丛沙堆侧翼表面沙颗粒的分选性稍差于其余7个地貌部位。     

辽西山地丘陵区小流域土壤水分空间变异特性研究

为揭示地形条件和用地类型土壤含水率影响因素及其变异特性，以辽西山地丘陵区下山口小流域为例，用统计学方法全面探讨土壤水分变异特性。结果表明：从低到高不同土地利用方式下土壤含水率排序：灌木林地<林地<草地<耕地，各用地类型呈极显著差异，从土壤剖面上含水率表现出先下降后上升变化特征；从低到高不同地形条件下土壤含水率排序：坡顶<坡地<沟底<梯田，不同坡位上排序：坡中<坡上<坡下，不同坡向上排序：阳坡<阴坡，土壤含水率达到中等变异程度。研究成果为辽西山地丘陵区不同地形条件下植被布局、土地利用结构优化以及土壤水分管理提供一定支持。     

高塬沟壑区全坡面土壤水分布规律试验研究

为使造林树种与造林地合理配置，在高塬沟壑区的阴坡和阳坡分别采用集水造林、普通造林和荒山3种处理，对O～200cm土层水分分布规律进行了试验研究，结果表明：阴坡各层土壤含水率比阳坡高1．65～4．14个百分点，平均高2．58个百分点；在春季造林时，栽植营养钵苗深度为20cm和栽植大苗深度为40cm的土壤含水率，集水造林最高，荒山次之，普通造林最低，阴坡土壤含水率都高于15．19％，阳坡都低于11．51％。     

夏津县郭后风沙区水保综合治理模式初探

1 概况 郭后风沙区位于夏津县城东北部,总面积43.93km~2,总人口21562人,农田2288hm~2,属水土保持监督保护区。该区系黄河故道冲积而成,岗、坡、洼地相间,沙丘链和沙垄随处可见,共有沙丘295座,土壤质地为沙土、沙壤土。多年平均降水量为565.5mm,多年平均径流深31.2mm,林木覆盖率为28％。     

沙漠矿物组成与生态修复的互馈关系研究

以乌兰布和沙漠和库布齐沙漠为研究区域,在流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘分别采集表层(0～20 cm)、中层(20～40 cm)和底层(40～60 cm)沙样,分析了沙漠不同深度沙样的粒径组成、矿物成分、风化程度及三者之间的关系。针对不同植被覆盖区域进行采样,研究了沙漠生态修复与风化程度、黏性矿物含量之间的关系,揭示了沙漠矿物风化程度与生态修复的互馈关系。结果表明:沙漠表层沙样粒径小于中层和底层沙样,黏性矿物含量高于中层和底层;风化程度越高,黏性矿物含量越高,粒径组成越细。植被盖度与矿物风化程度和黏性矿物含量之间具有良好的关系,植被盖度由4%增加至18%～22%时,黏性矿物含量和风化程度增加速率较快,之后增加速率减小。矿物风化程度随生态修复的时间逐渐增加,对库布齐沙漠来说,随着植被盖度和风化程度增加,黏性矿物中伊利石含量显著增加。     

沙漠明渠风积沙填筑施工

风积砂填筑的主要工序包括配水制备、运输、摊铺、碾压、检测等,通过现场碾压试验,确定沙漠风积砂的最优含水率,同时确定不同含水率对应的碾压参数。在施工过程中,重点加强铺筑厚度、补充洒水、碾压遍数等环节的质量控制,特别是岸坡、接缝、上下结合层等关键部位的质量控制,以确保渠堤填筑的大规模施工。     

半干旱半荒漠地区沙柳周边土壤水分分布规律研究

土壤与植被是土壤-植物-大气连续体(SPAC)系统中两个相互依存和影响的重要因素.土壤水分是影响沙地植被稳定性的决定因素之一.通过对半干旱半荒漠地区主要植被沙柳根系发育区域内土壤水分的测定,分析了植被周围土壤含水量在水平、垂直方向的变化规律以及土壤含水量与日照、降雨、沙坡位置等因子的关系.结果表明:降雨引起沙地表层土壤含水量增加;65 cm深度土壤含水量偏小;根系的分布使得植株下方土壤含水量减少;土壤水分和植物根系存在相互作用的关系.     

Deep soil water recharge response to precipitation in Mu Us Sandy Land of China

Soil water is the main form of water in desert areas, and its primary source is precipitation, which has a vital impact on the changes in soil moisture and plays an important role in deep soil water recharge (DSWR) in sandy areas. This study investigated the soil water response of mobile sand dunes to precipitation in a semi-arid sandy area of China. Precipitation and soil moisture sensors were used to simultaneously monitor the precipitation and the soil water content (SWC) dynamics of the upper 200-cm soil layer of mobile sand dunes located at the northeastern edge of the Mu Us Sandy Land of China in 2013. The data were used to analyze the characteristics of SWC, infiltration, and eventually DSWR. The results show that the accumulated precipitation (494 mm) from April 1 to November 1 of 2013 significantly influenced SWC at soil depths of 0–200 cm. When SWC in the upper 200-cm soil layer was relatively low (6.49%), the wetting front associated with 53.8 mm of accumulated precipitation could reach the 200-cm deep soil layer. When the SWC of the upper 200-cm soil layer was relatively high (10.22%), the wetting front associated with the 24.2 mm of accumulated precipitation could reach the upper 200-cm deep soil layer. Of the accumulated 494-mm precipitation in 2013, 103.2 mm of precipitation eventually became DSWR, accounting for 20.9% of the precipitation of that year. The annual soil moisture increase was 54.26 mm in 2013. Accurate calculation of DSWR will have important theoretical and practical significance for desert water resources assessment and ecological construction.     

科尔沁沙地沙丘和草甸的地温与冻融过程分析

为探索科尔沁沙地地温变化对农业生产和植被建设的影响,分析了该区沙丘试验点A3、草甸试验点C3的0～200 cm土层年内各月的地温变化规律和冻结融解过程,以及浅层土层20 cm以内地温昼夜动态变化等。结果表明:①沙丘、草甸月平均地温1—4月最低、8—9月最高,最低、最高温度出现时间由浅至深存在滞后现象,草甸比沙丘滞后现象更明显。②沙丘与草甸3—8月等地温线凹凸性正好相反,沙丘等地温线呈现较一致的向左凸型,最高温度出现在地表下30～50 cm土层;而草甸等地温线呈现较一致的向右凸型,最高温度出现在地表至10 cm之间,其他月份两地点等地温线趋势大体相同,只是沙丘更密集,变异更大。③沙丘与草甸土壤表层冻结与融解的起始时间大致相同,但两试验点冻结层下部开始融解时间分别比表层土壤提前近1个月和半个月;沙丘的冻结与融解速度都明显大于草甸,草甸冻深浅。④各浅层土层地温昼夜变化基本呈正弦曲线;沙丘各浅层土层地温变幅均大于草甸。     

Experimental study and simulations of infiltration in evapotranspiration landfill covers

Various cover systems have been designed for landfill sites in order to minimize infiltration (percolation) into the underlying waste.This study evaluated the soil water balance performance of evapotranspiration covers (ET covers) and simulated percolation in the systems using the active region model (ARM).Experiments were conducted to measure water flow processes and water balance components in a bare soil cover and different ET covers.Results showed that vegetation played a critical role in controlling the water balance of the ET covers.In soil profiles of 60-cm depth with and without vegetation cover,the maximum soil water storage capacities were 97.2 mm and 62.8 mm,respectively.The percolation amount in the bare soil was 2.1 times that in the vegetation-covered soil.The ARM simulated percolation more accurately than the continuum model because it considered preferential flow.Numerical simulation results also indicated that using the ET cover system was an effective way of removing water through evapotranspiration,thus reducing percolation.     

陕西王东沟小流域野外土壤入渗试验研究

以野外土壤入渗试验为依据，利用时域反射仪进行了土壤水分动态变化的观测，并分析了积水入渗过程中土壤水分的动态变化规津及停渗后土壤水分再分布规律。结果表明：野外土壤积水入渗过程中，土体内任—埋深处士壤含水率的变化一般经历稳定不变、缓慢上升、急剧上升和再稳定4个阶段，不同土地利用类型的土壤每一阶段听经历的时间长短不同；积水深度越大，土壤剖面含水率、入渗量变化越明显，湿润锋的推移也越快；停渗后土壤水分再分布规律表现为表层0～10cm土壤含水率急剧减小，10～70cm土壤含水率开始呈增大趋势，然后再逐渐减小，70cm以下的土壤含水率略有变化。     

黄河三角洲湿地柽柳灌丛周围有机质富集及水分运动研究

为研究滨海湿地柽柳灌丛水分推动下的土壤养分富集作用,对黄河三角洲单株柽柳个体周围不同位点、不同土层土壤有机质含量及土壤水、地表水和黄河水同位素进行分析。结果表明:(1)土壤有机质在灌木主干周围出现富集现象,形成深度为20cm,半径为1.5m的富集圈层,有机质含量空间分布呈现冠幅下明显高于冠幅边缘和株间空地,且随土层深度增加而降低,表现出非常明显的肥岛效应。(2)不同土壤剖面水分同位素值出现差异:0~5cm表层土δD、δ18 O同位素值表现为冠幅下冠幅边缘株间空地,而5~10cm土层δD、δ18 O同位素值为冠幅下冠幅边缘株间空地。0~5cm表层土同位素值大于5~10cm土层同位素值。(3)水分运动对柽柳灌丛周围有机质含量产生影响,沿灌木主干流下的雨水冲刷和黄河水侧渗作用是影响灌丛下土壤有机质含量冠幅下冠幅边缘株间空地的原因之一。有机质等土壤养分在肥岛效应及水分运动影响下向柽柳主干周围聚集,这种土壤养分的小尺度空间异质性促进了柽柳自身及附近其他植物的生长,改变了土壤的理化性质。本研究结果同时可以作为黄河三角洲盐碱地土壤改良和植被恢复的参考依据。     

温室膜下滴灌甜瓜茎流变化规律研究

以＂一品天下208＂甜瓜为试验品种,在日光温室内进行了灌溉试验研究,采用φ20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置了不同蒸发量系数（Kp=0.45;0.6;0.75;0.9）的供水处理,研究表明：（1）在具有典型代表天气条件下晴天时,T2、T3、T4处理茎液流在15：00—17：00期间均达到峰值,趋势为T4〉T3〉T2,在20：00基本降至极低值,阴天液流的变化没有明显的最大值状态界限,但变化波动较大。（2）各处理条件下的茎流通量密度在不同的生育阶段有所不同,在果实膨大期阶段局均大于果实成熟期。（3）通过对温室甜瓜土壤含水量的资料分析,发现温室小型甜瓜日茎流量的变化与0—30cm的土壤水分的变化具有良好的相关性,相关系数为0.4356。     

植被覆盖结构对坡面产流产沙的影响及调控机制分析

利用野外模拟降雨试验,以自然修复草本植被完整覆盖、地表覆盖、高层覆盖和无覆盖有根系等4种不同垂直覆盖结构为研究对象,分析了植被不同垂直结构对坡面产流产沙的影响作用。研究表明:(1)不同垂直覆盖结构条件下的坡面产流产沙特征差异明显,以无覆盖有根系坡面作对照,完整覆盖、地表覆盖及高层覆盖结构减流率分别为91.12%、83.28%和61.55%,减沙率分别为98.71%、96.10%和64.69%,完整覆盖结构对产流产沙过程的抑制作用最强;(2)试验条件下,植被完整覆盖、地表覆盖和高层覆盖可截留降雨1.85、1.01和0.84 mm,场次降雨截留率分别为1.73%、1.09%和0.90%;(3)坡面径流特征与植被覆盖结构有关,试验条件下,与无覆盖有根系坡面相比,完整覆盖、地表覆盖、高层覆盖坡面流速分别降低66.69%、53.47%和19.21%,径流深降低66.70%、51.17%、39.38%。植被垂直结构是影响坡面产流产沙的重要因素,仅用单一的覆盖指标难以充分反映植被对水沙的调控作用。研究成果对于定量评价不同植被覆盖结构的减水减沙作用有参考价值。     

干旱半干旱矿区采煤裂缝对土壤水分的影响研究

为研究采煤塌陷裂缝对土壤水分的影响,选取了阜新塌陷区为研究区,应用系统聚类、Mann-Kendall秩次相关检验法及多元线性回归等数理统计的方法,研究了塌陷裂缝不同深度的土壤容重变化特征,分析了塌陷裂缝尺度、距裂缝距离和土壤含水率的关系。研究结果表明,研究区土壤容重随着埋深线性增大,且容重的变化幅度具有明显的突变点,连通裂缝、隐伏裂缝和非塌陷区的突变点位置分别为50cm、70cm和150cm;同一尺度不同深度裂缝处,裂缝宽度对土壤含水率的影响随深度的增加而减小;在同裂缝同深度情况下,随着与裂缝距离的增加土壤含水率越高,至2m后影响不明显。裂缝尺度影响了土壤含水量的空间分布特征,裂缝尺度的增大使得土壤含水率平均偏差增大。     

黄壤径流小区植被覆盖度对土壤湿度的影响

土壤水是生态环境的重要因素,黄壤是亚热带湿润条件下的一种地带性土壤,研究植被覆盖度对土壤湿度的影响对该地区水文过程研究、水土保持、水资源利用都具有重要意义。设置植被覆盖度不同的黄壤径流小区,对其土壤湿度进行长期监测,分析不同植被覆盖度条件下土壤湿度的平均水平和变化特征,结果表明:植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,土壤湿度平均值分别为43. 04%、44. 34%、43. 33%、46. 59%,土壤湿度的最大值、平均值以及变化范围、降雨时变化速度均与植被覆盖度呈负相关关系;植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,各场降雨土壤湿度峰值开始时间总和分别为157、155、154、150 h,植被覆盖度较高条件下土壤湿度对降雨响应的滞后现象较为明显; 9-12月,各植被覆盖度下土壤湿度均与气温呈显著正相关(P=0. 05),显示出无降雨影响时段的土壤湿度呈现随季节变化降低的趋势。综上所述,在研究期内,黄壤径流小区土壤湿度的动态特征主要受降雨影响,不同植被覆盖度条件下植被对降雨的截留作用不同,是导致土壤湿度差异的主要原因。