荒漠绿洲土壤优先流研究进展 被引量：12

1

作者 张勇勇 富利 +1 位作者 赵文智 闫加亮 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2017年第6期1189-1195,共7页

荒漠绿洲土壤受干湿交替、冻融作用和土壤特性等非生物因素和动物洞穴、植物根系生物因素影响,存在大孔隙。水分和溶质优先沿着相互连通的大孔隙快速补充到土壤深层或浅层地下水,引起绿洲农田水分、养分损失;大孔隙存在,增强了土壤通气... 荒漠绿洲土壤受干湿交替、冻融作用和土壤特性等非生物因素和动物洞穴、植物根系生物因素影响,存在大孔隙。水分和溶质优先沿着相互连通的大孔隙快速补充到土壤深层或浅层地下水,引起绿洲农田水分、养分损失;大孔隙存在,增强了土壤通气性,促进农田地力提升。荒漠绿洲土壤优先流的发生,减少地表径流及其侵蚀,促进水分入渗,影响着干旱区植被恢复和地下水补给。重点分析影响荒漠绿洲土壤优先流的非生物和生物因素,综述优先流对该区土壤性质和水文要素的影响。未来该区研究应重视以下几个方面:(1)加强大孔隙三维空间构型的研究,分析大孔隙结构与土壤优先流发生的内在机制;(2)开展不同景观类型土壤优先流的野外监测,认识土壤优先流的运动规律,揭示荒漠绿洲土壤优先流与植被互馈机制;(3)发展并构建荒漠绿洲土壤优先流运动的动力学模型。 展开更多

关键词 荒漠绿洲 优先流 大孔隙 土壤水分运动

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水盐梯度下湿地柽柳(Tamarix ramosissima)光合响应特征和水分利用效率 被引量：12

2

作者 孟阳阳 刘冰 刘婵 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2018年第3期568-577,共10页

光合响应特征与水分利用效率研究对深入理解柽柳(Tamarix ramosissima)对水盐胁迫的适应性机制十分必要,可为荒漠绿洲湿地盐渍化的改善和治理提供科学指导。以荒漠绿洲湿地柽柳为研究对象,利用Li-6400光合仪测定水盐梯度下柽柳的光合参... 光合响应特征与水分利用效率研究对深入理解柽柳(Tamarix ramosissima)对水盐胁迫的适应性机制十分必要,可为荒漠绿洲湿地盐渍化的改善和治理提供科学指导。以荒漠绿洲湿地柽柳为研究对象,利用Li-6400光合仪测定水盐梯度下柽柳的光合参数及其对光强的响应,探讨水盐梯度对荒漠绿洲湿地植物光合作用和水分利用效率的影响机制。结果表明:荒漠绿洲湿地柽柳的净光合速率(P_n)呈不对称双峰型日变化趋势,河岸灌木、盐沼和绿洲草地湿地的次峰较主峰分别下降19%、8.5%和11.2%;蒸腾速率(T_r)表现为单峰型。在同一水盐环境下,柽柳的Pn和水分利用效率(WUE)随光合有效辐射(PAR)的增强先快速升高后渐趋平缓。Tr对PAR的增强表现均不敏感。盐沼湿地柽柳的最大净光合速率、光饱和点与表观量子效率均最大,光补偿点最小。柽柳光饱和点512.67~1 790μmol·m^(-2)·s^(-1),光补偿点16.28~19.23μmol·m^(-2)·s^(-1)。适度的水盐含量会促进光合作用,水盐含量过高或过低均会抑制光合速率。盐分含量越低,荒漠绿洲湿地柽柳适应光强的范围越广。适度的水分含量下降可促进水分利用效率的提高。 展开更多

关键词 光合参数 水分利用效率 水盐梯度 柽柳(Tamarix ramosissima) 荒漠绿洲湿地

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河西走廊荒漠绿洲过渡带封育对土壤和植被的影响 被引量：11

3

作者 王国华 任亦君 缑倩倩 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2020年第2期222-231,共10页

在河西走廊荒漠绿洲过渡带,封育天然植被是植被群落恢复、防止绿洲沙漠化的有效措施。以流动沙丘作为对照(0年),对封育5年和15年的半固沙和固定沙丘植被群落以及土壤进行调查取样和分析。结果表明:随着封育年限增加,天然固沙植被群落生... 在河西走廊荒漠绿洲过渡带,封育天然植被是植被群落恢复、防止绿洲沙漠化的有效措施。以流动沙丘作为对照(0年),对封育5年和15年的半固沙和固定沙丘植被群落以及土壤进行调查取样和分析。结果表明:随着封育年限增加,天然固沙植被群落生物多样性增加,灌木层和草本层植物密度、盖度和生物量都显著增加,灌木层盖度从10%增加到40%,草本层以一年生草本植物为主,物种从5种增加到8种,生物量从1 g·m^-2增加到13 g·m^-2。随着天然植被盖度增加,土壤表层沙土细粒化明显,沙土中黏粉粒含量显著增加,土壤质地由粗质沙粒向细质沙粒转变;随着沙土中黏粉粒成分的增加,沙土有机质、全氮、全磷含量也增加,灌丛下土壤养分含量高于灌丛间,"沃岛效应"明显。同时,在灌丛下表层土壤出现明显的盐分集聚现象,其中SO4^2-、K^+、Na^+含量分别增加了6、3、17倍。在降水100 mm左右的荒漠绿洲过渡带,封育可以显著恢复固沙植被群落和提高沙土质地和养分。 展开更多

关键词 荒漠绿洲过渡带 天然植被 封育 土壤盐分 土壤养分

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荒漠绿洲农田土壤水热动态及硝态氮淋溶特征 被引量：4

4

作者 李晶 何志斌 +2 位作者 王建兵 马登科 王丽莎 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2022年第5期245-257,共13页

灌溉和氮肥的施用是保障干旱荒漠区农田生产的关键措施,但过量的氮肥会随水分淋溶至深层土壤或地下水中,从而导致氮素的损耗和地下水的污染。本研究以黑河中游荒漠绿洲过渡带两种开垦年限的农田土壤(风沙土和灰棕漠土)为研究对象,通过... 灌溉和氮肥的施用是保障干旱荒漠区农田生产的关键措施,但过量的氮肥会随水分淋溶至深层土壤或地下水中,从而导致氮素的损耗和地下水的污染。本研究以黑河中游荒漠绿洲过渡带两种开垦年限的农田土壤(风沙土和灰棕漠土)为研究对象,通过土柱模拟试验监测分析了玉米生育期和休闲期内土壤水分和温度的动态变化及硝态氮(NO_(3)^(-)-N)的淋溶规律,揭示了不同耕作年限农田土壤中硝态氮损耗的差异。结果表明:新绿洲农田深层渗漏及NO3--N的淋失主要发生在苗期-拔节期以及休耕期,深层渗漏年损失量97.65-105.1 mm,占年灌溉水总量(810 mm)的12%-13%,NO_(3)^(-)-N淋溶年损失量68.1-123.8 kg·hm^(-2),占年施氮总量的18.7%-34.2%,休耕期灌水致使生育期内土壤中大量积累的氮素淋溶至深层,NO3--N淋失量是当年生育期内NO_(3)^(-)-N淋失量的2.2倍;开垦年限较长的老绿洲农田在相同灌溉施肥条件下无深层渗漏和NO_(3)^(-)-N的淋失现象发生,其“蓄水保墒”及抑制水分和NO_(3)^(-)-N渗漏淋失的生态效应优于开垦年限较短的新垦绿洲农田。因此,为降低土壤水分损失和NO_(3)^(-)-N淋失风险,建议新绿洲农田生育期内减少春季灌溉次数或降低灌水定额,冬季休耕期降低灌水定额或采取免冬灌措施,以此保证灌溉水资源的优化利用并减少农田氮素的淋失。 展开更多

关键词 绿洲农田 含水率 温度 硝态氮 渗漏 淋溶

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荒漠人工固沙植被区土壤结皮斥水性发展特征 被引量：5

5

作者 周立峰 杨荣 赵文智 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2020年第3期185-192,共8页

土壤结皮深刻影响绿洲边缘固沙植被区的土壤水文过程。土壤结皮斥水性是量化上述影响的潜在指标。采用滴水穿透时间(WDPT)法,研究了河西走廊荒漠边缘不同建植年限梭梭植被区固定沙丘土壤结皮斥水性的时间演变规律及影响因素。结果表明:... 土壤结皮深刻影响绿洲边缘固沙植被区的土壤水文过程。土壤结皮斥水性是量化上述影响的潜在指标。采用滴水穿透时间(WDPT)法,研究了河西走廊荒漠边缘不同建植年限梭梭植被区固定沙丘土壤结皮斥水性的时间演变规律及影响因素。结果表明:建植20 a后,丘顶与丘间地土壤结皮出现显著斥水性(WDPT>5 s),而丘坡土壤结皮无斥水性(WDPT<5 s)。丘顶土壤结皮斥水性与总有机碳、微生物量碳、有机碳C-H组分以及电导率显著相关(P<0.01);而丘间地土壤结皮斥水性与黏、粉粒含量显著相关(P<0.01)。植被形成的"碳岛"及"盐岛"效应是丘顶土壤结皮斥水性形成的主要原因,而黏、粉粒在土壤表层的积聚是丘间地土壤结皮斥水性形成的主要原因。 展开更多

关键词 物理土壤结皮 生物土壤结皮 沙丘 土壤水文特性 河西走廊

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河西走廊中部荒漠砾幂特征及其对土壤水分入渗的影响 被引量：4

6

作者 王德金 赵文智 周宏 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2020年第6期233-241,共9页

荒漠砾幂由一层紧密堆积的嵌入在泡状细颗粒物质的土层中的碎屑物组成,对稳定荒漠生态系统具有重要作用。基于野外调查和原位土壤入渗试验,分析了河西走廊临泽绿洲北部荒漠砾幂特征及其对土壤入渗的影响。结果表明:(1)荒漠砾幂平均厚度... 荒漠砾幂由一层紧密堆积的嵌入在泡状细颗粒物质的土层中的碎屑物组成,对稳定荒漠生态系统具有重要作用。基于野外调查和原位土壤入渗试验,分析了河西走廊临泽绿洲北部荒漠砾幂特征及其对土壤入渗的影响。结果表明:(1)荒漠砾幂平均厚度为0.50 cm,平均砾石粒径为4.61 mm,平均砾石覆盖度为52.7%。(2)相比于砾幂下方土壤剖面,砾幂质量含水量较低,仅为0.3%;砾幂砾石含量较高,为41.64%,沿山丘-绿洲方向呈增加趋势;样地表层容重一般大于下层容重。(3)砾幂能够降低土壤水分入渗,砾幂去除后,稳定入渗率将从2.35 mm·min-1增加至3.69 mm·min-1。(4)砾幂稳定入渗率与砾幂厚度、砾幂砾石含量呈极显著负相关,与砾石覆盖度、砾幂质量含水量呈显著正相关,与砾幂砾石粒径呈正相关。 展开更多

关键词 荒漠砾幂 砾石覆盖层 水分入渗 盘式入渗仪 临泽绿洲

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基于地下水位与土壤含水量的地下水蒸散发估算 被引量：1

7

作者 李琳 刘鹄 +1 位作者 孙程鹏 赵文智 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2022年第6期277-287,共11页

地下水蒸散发(Groundwater evapotranspiration,ET_(g))是地下水浅埋环境中垂向水文循环的重要组分,是干旱区地下水主要的自然排泄方式(>70%)。准确估算ET_(g)对科学管理干旱区农业与水资源、合理保护和修复地下水依赖型植被意义重... 地下水蒸散发(Groundwater evapotranspiration,ET_(g))是地下水浅埋环境中垂向水文循环的重要组分,是干旱区地下水主要的自然排泄方式(>70%)。准确估算ET_(g)对科学管理干旱区农业与水资源、合理保护和修复地下水依赖型植被意义重大。本文基于地下水位和土壤水分波动方法估算了甘肃临泽县锁龙潭湿地附近的沙枣(Elaeagnus angustifolia)林2017—2018年生长季(4月15日至10月15日)的ET_(g)。结果表明:(1)2017、2018年生长季ET_(g)分别为275、511 mm,在实际蒸散发(ETa)中分别占73%、87%;其中7—8月约占整个生长季ET_(g)的48.2%、48.4%,大致与地下水位变化及植被生长过程同期。(2)ET_(g)及其占总蒸散发的比例与潜在蒸散发、土壤储水量、地下水位正相关(P<0.05),这3个要素对ET_(g)的方差解释率均较高(2017年48%、21%、31%,2018年24%、24%、52%)。(3)数据驱动方法在荒漠绿洲过渡带地下水浅埋环境ET_(g)量化评估中虽然可行,但时间分辨率较低,融合机制模型的数据驱动方法是未来提高ET_(g)估算精度的重要思路。 展开更多

关键词 地下水蒸散发 地下水位波动法 土壤水分 数据驱动方法 西北干旱区

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土壤水分时间稳定性研究进展 被引量：21

8

作者 蔺鹏飞 朱喜 +2 位作者 何志斌 杜军 陈龙飞 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3403-3413,共11页

土壤水分是陆地生态系统中不可或缺的组成部分,在地表水文过程中起着关键作用,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程,是陆地生态系统健康运行的关键。以土壤水分时间稳定性概念为主线,从时间稳定性概念、研究方法、应用和影响因... 土壤水分是陆地生态系统中不可或缺的组成部分,在地表水文过程中起着关键作用,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程,是陆地生态系统健康运行的关键。以土壤水分时间稳定性概念为主线,从时间稳定性概念、研究方法、应用和影响因素等方面,系统阐述了土壤水分时间稳定性近年来的研究进展,探讨了代表性测点的选取标准以及土壤水分时间稳定性的影响因素。结合目前的研究进展,提出了未来的研究重点:加强多因素综合作用对土壤水分时间稳定性的研究;结合"3S"技术、计算机模拟和野外实测来研究时间稳定性的尺度问题;如何高效选择代表性测点;探讨时间稳定性概念在植被恢复区和气候敏感区的研究与应用。 展开更多

关键词 土壤含水量 时间稳定性 代表性测点 应用 影响因素

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荒漠-绿洲区不同土地利用类型土壤呼吸对温湿度的响应 被引量：14

9

作者 富利 张勇勇 赵文智 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2690-2697,共8页

明确荒漠-绿洲过渡区土壤呼吸及其温湿度敏感性特征,对了解干旱、半干旱地区土壤碳循环有重要意义。本研究采用LI-8100土壤呼吸观测系统对河西走廊典型荒漠-绿洲过渡区荒漠梭梭林地、绿洲农田、人工杨树林地3种不同土地利用类型的土壤... 明确荒漠-绿洲过渡区土壤呼吸及其温湿度敏感性特征,对了解干旱、半干旱地区土壤碳循环有重要意义。本研究采用LI-8100土壤呼吸观测系统对河西走廊典型荒漠-绿洲过渡区荒漠梭梭林地、绿洲农田、人工杨树林地3种不同土地利用类型的土壤呼吸进行1年的观测。结果表明,3种土地利用类型全年平均土壤呼吸为人工杨树林地(2.20μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1))>绿洲农田(1.61μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1))>荒漠梭梭林地(0.40μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1)),造成不同土地利用类型土壤呼吸显著差异的原因主要与土壤有机碳含量有关。Lloyd-Taylor指数模型能够较好拟合土壤呼吸季节性变化与温度的关系。3种不同土地利用类型的土壤呼吸均在低温时(非生长季)较高温时(生长季)对温度变化更敏感。在全年尺度上,不同土地利用类型的土壤呼吸与土壤温度呈极显著正相关(P<0.01);荒漠梭梭林地、绿洲农田的土壤呼吸与土壤水分呈极显著正相关(P<0.01),人工杨树林地土壤水分低于6%时和高于6%时,土壤呼吸与土壤水分分别呈极显著正相关(P<0.01)和显著负相关(P<0.05)。本研究结果为干旱区绿洲化过程土壤碳循环的研究提供了基础数据。 展开更多

关键词 荒漠绿洲区 土壤呼吸 季节变化 土地利用 温度 土壤水分

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冬灌对冻融期干旱区荒漠绿洲农田土壤水热状况的影响 被引量：11

10

作者 李晶 何志斌 +6 位作者 杜军 陈龙飞 蔺鹏飞 朱喜 房舒 赵敏敏 田全彦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期105-112,共8页

冬灌可显著改善土壤水热状况,对缓解"春旱"和促进农作物生长发育具有积极的影响。文章通过探究冻融期干旱荒漠区不同开垦年限的农田土壤水热变化特征,揭示冬灌对土壤水热变化及农田水量平衡的影响,为荒漠绿洲农田水分管理提... 冬灌可显著改善土壤水热状况,对缓解"春旱"和促进农作物生长发育具有积极的影响。文章通过探究冻融期干旱荒漠区不同开垦年限的农田土壤水热变化特征,揭示冬灌对土壤水热变化及农田水量平衡的影响,为荒漠绿洲农田水分管理提供理论借鉴。研究选取了黑河中游荒漠绿洲过渡带新垦绿洲农田土壤和老绿洲农田土壤(灌耕风沙土和灌耕灰棕漠土),利用土壤温湿度监测仪(ECH_2O)测定的土壤含水量和土壤温度及模拟土柱测定的渗漏损失量,分析了冻融期土壤水热动态变化过程及冬灌对深层渗漏损失的影响。结果表明:老绿洲农田消融历时(26 d)显著长于新垦绿洲农田(12 d),新垦绿洲农田消融历时短不利于春季土壤水分的保持;且翌年土壤完全融化后,新垦绿洲农田浅层(0～40 cm)贮水量低于老绿洲农田;此外,160 mm的冬灌事件导致新垦绿洲农田深层渗漏量为老绿洲农田的4.1倍。新垦绿洲农田需考虑补充灌溉以保证春播作物正常出苗,老绿洲农田"蓄水保墒"生态效应优于新垦绿洲农田。因此,在干旱区荒漠绿洲过渡带农田水分管理中,需综合考虑深层渗漏和"冻后聚墒"效应,针对土壤质地差异实施动态的冬灌策略以保证灌溉水资源优化利用。 展开更多

关键词 灌溉 土壤 水分 荒漠绿洲 渗漏损失

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荒漠–绿洲区生长季不同土地覆被类型土壤呼吸对水热因子的响应 被引量：2

11

作者 富利 张勇勇 赵文智 《草业科学》 CAS CSCD 2019年第1期37-46,共10页

明确生长季不同土地覆被类型土壤呼吸变化规律及其对水热因子的响应,对于干旱区土壤碳循环研究有重要意义。为此,采用LI-COR 8100土壤呼吸观测系统对河西走廊荒漠–绿洲过渡区荒漠梭梭(Haloxylon ammodendron)林地、绿洲农田、人工杨树(... 明确生长季不同土地覆被类型土壤呼吸变化规律及其对水热因子的响应,对于干旱区土壤碳循环研究有重要意义。为此,采用LI-COR 8100土壤呼吸观测系统对河西走廊荒漠–绿洲过渡区荒漠梭梭(Haloxylon ammodendron)林地、绿洲农田、人工杨树(Populus gansuensis)林地生长季的土壤呼吸进行测定,分析3种土地覆被类型土壤呼吸变化特征及其对水热因子的响应。结果表明,荒漠梭梭林地、绿洲农田、人工杨树林地生长季土壤呼吸速率分别为0.59、2.67和3.16μmol·(m2·s)–1。生长季土壤呼吸的月变化受土壤温度和土壤水分的共同影响,其中土壤呼吸与土壤温度的关系用线性模型和指数模型均拟合较好,而与土壤水分的关系较复杂,呈二项式函数关系。生长季不同土地覆被类型土壤呼吸日变化过程呈单峰曲线,主要受土壤温度日变化的影响。 展开更多

关键词 荒漠–绿洲区 土壤呼吸 水热因子 月变化 日变化

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