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秦岭水源地生态恢复下土壤全氮分布对侵蚀的响应
1
作者 徐明珠 徐国策 +6 位作者 李占斌 张家欣 王斌 方康 万顺 陈新 谷丰佑 《水土保持学报》 北大核心 2026年第1期132-143,共12页
[目的]为了解秦岭水源地土壤结构及土壤氮变化对生态恢复的响应。[方法]基于秦岭水源地闵家河小流域不同土地利用的土壤样品数据,定量分析生态恢复下流域土壤侵蚀及全氮损失量,探究生态恢复对土壤团聚体组成、稳定性及全氮分布的影响。... [目的]为了解秦岭水源地土壤结构及土壤氮变化对生态恢复的响应。[方法]基于秦岭水源地闵家河小流域不同土地利用的土壤样品数据,定量分析生态恢复下流域土壤侵蚀及全氮损失量,探究生态恢复对土壤团聚体组成、稳定性及全氮分布的影响。[结果]1)流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,发生轻度和中度侵蚀的区域占比仅为6.76%。农地土壤侵蚀模数和单位面积土壤全氮损失显著高于林地和草地,56.46%的土壤侵蚀和45.11%的土壤全氮损失源自农地且主要分布在流域中、下游区域。2)生态恢复显著提高土壤团聚体稳定性和大团聚体质量分数。与农地相比较,草地和林地>5 mm粒级土壤团聚体增加86.43%~216.65%,团聚体稳定性指标平均重量直径(MWD)、>0.25 mm粒级团聚体(R_(a>0.25))和几何平均直径(GMD)分别增加32.73%~56.36%、3.97%~11.90%、40.98%~86.89%。3)生态恢复促进各粒级土壤团聚体全氮的积累,林地和草地土壤团聚体中全氮质量分数较农地分别增加38.84%~54.44%和1.33%~22.14%。土壤全氮的积累主要归因于大团聚体和中团聚体的贡献,林地储存流域84.47%的全氮。[结论]生态恢复通过植被重建可有效抑制土壤侵蚀、改善土壤结构和减少氮素流失。研究结果为南水北调水源地生态屏障功能提升和可持续管理提供科学依据。 展开更多
关键词 秦岭水源地 生态恢复 土壤侵蚀 土壤团聚体 氮素分布
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季节性冻土区沙地土壤水同位素特征及植被耗水过程分析
2
作者 郑策 赵欢龙 +4 位作者 耿百利 李明林 李恒 李浩迪 刘秀花 《农业工程学报》 北大核心 2026年第2期131-140,共10页
聚焦“土壤-植被-大气”系统生态-水文耦合过程展开研究,是应对季节性冻土区风沙滩地植被恢复、生态环境脆弱问题的迫切需要。该研究选取毛乌素沙地不同地下水埋深沙柳与沙蒿系统为研究对象,以原位监测及采样测试为基础,采用贝叶斯混合... 聚焦“土壤-植被-大气”系统生态-水文耦合过程展开研究,是应对季节性冻土区风沙滩地植被恢复、生态环境脆弱问题的迫切需要。该研究选取毛乌素沙地不同地下水埋深沙柳与沙蒿系统为研究对象,以原位监测及采样测试为基础,采用贝叶斯混合模型及随机森林等方法,深入探究冻融及非冻融期沙地植被系统同位素分布特征、变化规律、影响因素及指示意义。结果表明:受冻融作用影响,土壤水分与温度动态分布与转化过程呈现出显著的季节性变化趋势,浅层0~40 cm范围是土壤水热动态变化最活跃区域;土壤水同位素组成与降水和蒸发过程联系密切,且在冻结与融化时的同位素分馏特征差异显著,冻结时δ^(18)O 变化范围在-7.03‰~1.77‰,而融化时δ^(18)O 富集至-3.27‰~5.71‰;土壤含水率与温度是影响土壤水同位素变化的重要环境因子,对冻融期浅层土壤水同位素贡献度分别达32.6%与44.0%;受植被根系分布特征及地下水埋深影响,沙柳与沙蒿呈现出不同的耗水策略,在大埋深场地沙柳非冻融期依赖浅、中层土壤水,而冻融期吸水层位下移增大深层土壤水利用率,最高可达43.5%,沙蒿则主要利用浅、中层土壤水,其中浅层土壤水利用率最高可达68.1%。研究结果证实季节性冻融作用对于土壤水、热、同位素分布及植被吸水利用过程有显著影响,可为进一步揭示寒旱区水循环机制及制定适宜的脆弱生态区植被恢复方案提供依据。 展开更多
关键词 稳定同位素 土壤水热 植被水分利用 冻融作用 毛乌素沙地
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基于遥感土壤湿度数据的分布式水文模型参数联合率定方法
3
作者 李致家 邓帆 +1 位作者 张汉辰 李安琪 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页
为探究在半干旱小流域引入遥感土壤湿度数据辅助分布式水文模型参数率定的可行性,提出了融合硬数据(流量)与软数据(遥感土壤湿度)的参数联合率定方法。该方法将CLDAS卫星遥感土壤湿度数据应用于Grid-Multi-GA模型中,采用多目标优化框架... 为探究在半干旱小流域引入遥感土壤湿度数据辅助分布式水文模型参数率定的可行性,提出了融合硬数据(流量)与软数据(遥感土壤湿度)的参数联合率定方法。该方法将CLDAS卫星遥感土壤湿度数据应用于Grid-Multi-GA模型中,采用多目标优化框架,以流量模拟的纳什效率系数和土壤湿度时空分布的Spearman相关系数作为双评价指标,通过系统调整权重实现两类指标的动态权衡,最终确定最优权重及其对应的产流和汇流参数组合,同时通过设置参数未率定、仅用流量率定、流量与土壤湿度联合率定3种情景,验证联合率定方法的可行性。宁夏原州流域的实例验证结果表明:流量与土壤湿度联合率定的Grid-Multi-GA模型在小流域中的洪水模拟中,纳什效率系数大于0.7,Spearman相关系数为0.84,明显优于未率定和仅用流量率定的Grid-Multi-GA模型。 展开更多
关键词 半干旱地区 Grid-Multi-GA模型 参数率定 径流模拟 遥感土壤湿度 原州流域
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CLDAS土壤相对湿度产品在河南土壤水分监测的分区检验
4
作者 张弘 郭康军 姬兴杰 《中国农业气象》 2026年第2期169-179,F0002,共12页
为获取高精度、高时效、高分辨率的土壤相对湿度监测产品,基于2022-2024年3-11月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)逐日土壤相对湿度产品、河南309个自动土壤水分观测站逐小时土壤相对湿度资料,采用相关系数、均方根误差和偏差作为评... 为获取高精度、高时效、高分辨率的土壤相对湿度监测产品,基于2022-2024年3-11月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)逐日土壤相对湿度产品、河南309个自动土壤水分观测站逐小时土壤相对湿度资料,采用相关系数、均方根误差和偏差作为评估指标,从站点和区域月尺度,分区检验河南6个农业生产生态类型区0-10cm、0-20cm和0-50cm层CLDAS土壤相对湿度产品。采用回归订正方法构建3个层次CLDAS土壤相对湿度分区订正模型,通过对比订正前后的均方根误差和偏差,对分区订正模型进行检验评估。结果表明:2022-2024年3-11月河南CLDAS土壤相对湿度模拟值与观测值具有较好的一致性。站点尺度上,0-10cm和0-20cm层CLDAS模拟值与观测值较为接近,0-50cm层模拟值普遍小于观测值,各层次CLDAS模拟值与观测值的相关系数普遍大于0.50,均方根误差普遍小于30个百分点。区域尺度上,0-10cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.83~0.91,以豫西南、豫南最高;均方根误差在5.72~9.00个百分点,以豫东最小;偏差在-6.20~5.54个百分点,以豫东偏差绝对值最小。0-20cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.85~0.92,以豫东最高;均方根误差在4.13~9.07个百分点,以豫东最小;偏差在-6.36~4.74个百分点,以豫西偏差绝对值最小;0-50cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.80~0.91,以豫东最高;均方根误差在4.68~12.51个百分点,以豫北最小;偏差在-11.05~1.39个百分点,以豫北偏差绝对值最小。区域月尺度上,CLDAS模拟值与观测值整体月相关性较好,大部区域5-10月相关系数超过0.70;均方根误差普遍小于15个百分点,豫西和豫东各个层次均方根误差均较小。经分区订正后,CLDAS模拟值与观测值的均方根误差降至3.47~7.25个百分点,下降幅度在0.04~7.20个百分点,偏差降至-0.04~0.02个百分点,下降幅度在0.45~11.42个百分点,且豫北、豫东和豫中南订正模型泛化能力较好。综合来看,CLDAS土壤相对湿度产品在豫北、豫西和豫东模拟精度较高,时间上在5-10月模拟精度较高,分区订正后进一步提高了CLDAS土壤相对湿度的模拟精度,可为农业旱涝监测评估和预报预警提供重要支撑。 展开更多
关键词 CLDAS 土壤相对湿度 自动土壤水分观测站 农业生产生态类型区 精度评估 时空对比
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微塑料丰度与施氮量对土壤水氮运移特性的影响研究
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作者 蒋耿民 张航 +2 位作者 徐俊 郝家厚 鲁菁 《南阳师范学院学报》 2026年第1期34-41,共8页
为探究微塑料丰度与施氮量对土壤水氮运移特性的影响,开展了室内一维土柱模拟实验,研究了2种聚乙烯微塑料丰度(低丰度0.3%,A;高丰度0.6%,B)、2种施氮量(300、600 mg/L)、2种不施氮处理及对照组共计7种处理对土壤入渗湿润锋、累积入渗量... 为探究微塑料丰度与施氮量对土壤水氮运移特性的影响,开展了室内一维土柱模拟实验,研究了2种聚乙烯微塑料丰度(低丰度0.3%,A;高丰度0.6%,B)、2种施氮量(300、600 mg/L)、2种不施氮处理及对照组共计7种处理对土壤入渗湿润锋、累积入渗量及硝态氮含量的影响,同时监测土壤剖面含水率,并拟合了湿润锋推进模型和2种主要入渗模型。结果表明:在不施氮的条件下,高微塑料丰度促进了土壤水分入渗,而低微塑料丰度减缓了土壤水分入渗;高施氮量条件下整体促进了土壤水分入渗,低微塑料丰度的入渗能力优于高微塑料丰度,而高微塑料丰度表现出更强的氮素保留能力;低施氮量条件下整体抑制入渗,低微塑料丰度对入渗的抑制作用大于高丰度,但其氮素保留能力优于高丰度;各处理湿润锋运移距离与时间的关系遵循幂函数变化,Kostiakov和Philip模型都能较好地模拟不同微塑料丰度与施氮量下的累积入渗量。 展开更多
关键词 微塑料 土壤水分入渗 硝态氮
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覆沙厚度对黄土坡面降雨入渗的影响及模拟
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作者 甄贇哲 王添 +6 位作者 李占斌 吕建业 李鹏 张晓明 吴亨 柯刚刚 郭兴月 《中国水土保持科学》 北大核心 2026年第1期198-206,共9页
【目的】沙-土二元结构地貌是黄土高原风水复合侵蚀区多动力复合作用下形成的特殊地貌,具有独特的侵蚀方式。现有研究多聚焦其产流产沙过程,对覆沙厚度影响坡面入渗过程及其适宜入渗模型尚不明确。本研究旨在探究不同覆沙厚度对黄土坡... 【目的】沙-土二元结构地貌是黄土高原风水复合侵蚀区多动力复合作用下形成的特殊地貌,具有独特的侵蚀方式。现有研究多聚焦其产流产沙过程,对覆沙厚度影响坡面入渗过程及其适宜入渗模型尚不明确。本研究旨在探究不同覆沙厚度对黄土坡面入渗过程的影响,评价常用入渗模型的适用性。【方法】本研究基于室内模拟降雨试验,设置不同的覆沙厚度处理,观测坡面入渗指标,评价常用土壤入渗模型的适用性。【结果】1)覆沙处理显著延长坡面初始产流时刻,湿润锋运移速率随覆沙厚度的增加呈增大趋势。2)覆沙处理增大土壤入渗速率,缩短坡面土壤达到稳定入渗的时间。3)Kostiakov模型对沙-土二元结构下的入渗过程模拟适用性最佳,其次为蒋定生模型和Philip模型。【结论】综上,覆沙层的存在显著影响土壤入渗能力,且随覆沙厚度的增加呈现不同的规律。本研究明确其影响机制及模型效果,可为黄土高原风水复合侵蚀区有效治理提供科学参考。 展开更多
关键词 沙-土二元结构 土壤入渗特性 入渗模型 模拟降雨试验 风水复合侵蚀区
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东北黑土区春季融雪对土壤水的影响及其对气候变化的响应
7
作者 刘佳 齐鹏 +1 位作者 杜崇 章光新 《水科学进展》 北大核心 2026年第1期69-80,共12页
春季融雪是高纬度地区土壤水的关键补给源,在气候变化背景下该补给过程不确定性加剧。基于此,本文以中国东北黑土区为研究对象,结合SWAT模型与CMIP6气候模式,模拟未来4种气候变化情景下(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)的水文过程,采用... 春季融雪是高纬度地区土壤水的关键补给源,在气候变化背景下该补给过程不确定性加剧。基于此,本文以中国东北黑土区为研究对象,结合SWAT模型与CMIP6气候模式,模拟未来4种气候变化情景下(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)的水文过程,采用PLS-SEM定量评估春季融雪量对土壤含水量的影响机制。结果表明:(1) 4种情景下春季融雪量整体减少0~30 mm。(2) 2061-2100年,各情景土壤含水量随排放情景增强分别减少5%、 7%、12%和12%;空间差异显著,高海拔山区显著减少,而部分东北平原因降雨增多抵消了融雪减少的负面影响,土壤含水量反而增加。(3)基准期融雪量对土壤含水量的直接路径系数(0.396)高于降雨(0.247),在未来情景下融雪量对土壤含水量的直接路径系数减弱了24%,降雨的直接路径系数增强了42%,降雨成为主导因子。本研究可为寒区水资源适应性调控提供科学支撑。 展开更多
关键词 融雪量 土壤水 气候变化 SWAT PLS-SEM 东北黑土区
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不同植被类型下盐碱土壤优先流特征
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作者 马小文 张峰举 +3 位作者 马玲 马艳 潘卓 王幼奇 《中国水土保持科学》 北大核心 2026年第1期126-136,共11页
【目的】银北平原地处西北干旱半干旱区,降雨少、蒸发强,加之长期大水漫灌导致地下水位上升以及排水系统不完善等,使得盐碱化问题普遍存在。通过研究不同植被类型土壤水分入渗与染色特征差异,来探讨水分入渗过程的影响机制。本研究可为... 【目的】银北平原地处西北干旱半干旱区,降雨少、蒸发强,加之长期大水漫灌导致地下水位上升以及排水系统不完善等,使得盐碱化问题普遍存在。通过研究不同植被类型土壤水分入渗与染色特征差异,来探讨水分入渗过程的影响机制。本研究可为西北干旱半干旱地区盐碱土中不同植被类型下优先土壤组分的迁移及盐分积累过程提供理论依据。【方法】以银北平原5种植被类型盐碱地为研究对象:田菁(A1)、芦苇(A2)、湖南稷子(A3)、盐地碱篷(A4)、野榆钱菠菜(A5),以裸地(CK)为对照,共设置6个样点。通过野外染色示踪试验,结合图像处理软件技术,确定优先流特征参数,进一步运用相关性分析和冗余分析探究不同植被类型盐碱地土壤的优先流特征及影响因素。【结果】1)不同植被类型土壤优先流形态存在差异,盐地碱篷、湖南稷子和野榆钱菠菜的土壤染色形态均匀,裸地和芦苇的土壤染色深度较浅,田菁土壤的染色形态规律性较差。2)湖南稷子和盐地碱篷的土壤染色范围最大,分别达35.71%和34.7%,且染色区域集中,上下层土壤连通性较好,无单个狭长的优先流路径;与裸地相比,湖南稷子、盐地碱篷、野榆钱菠菜、田菁、芦苇的土壤染色面积比分别提升4.04、3.9、2.97、2.75和2.08倍,与盐地碱篷土壤相比,湖南稷子、野榆钱菠菜、芦苇、田菁的土壤和裸地的基质流深度分别减少20%、25%、56%、65%和82.5%,芦苇、野榆钱菠菜、盐地碱篷、湖南稷子的土壤,以及裸地和田菁土壤的优先流比依次增大,其中田菁土壤的优先流发育程度最高。3)优先流比与土壤密度呈正相关。冗余分析显示土壤密度是主导因子,表明其可以很好的解释优先流的变异。【结论】不同植被类型盐碱土壤中田菁优先流发育最高,基质流比例高的湖南稷子、野榆钱菠菜和盐地碱篷可能更适应干旱胁迫环境,其均匀的水分运移模式更有利于改善区域水分生态环境。 展开更多
关键词 优先流 盐碱地 植被类型 染色示踪法
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土壤大孔隙流研究进展与展望
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作者 陈力 顾迎春 +3 位作者 杨柳 吕博 陈俊奇 于志国 《农业环境科学学报》 北大核心 2026年第1期23-32,共10页
大孔隙流在水分入渗过程中绕过大部分介质,快速迁移至深层剖面或地下水,研究这一普遍存在的现象及其机制对揭示土壤水分和溶质运移规律至关重要,在水资源、土壤环境和生态系统等领域具有重要应用价值。目前,大孔隙流的实验模拟、理论研... 大孔隙流在水分入渗过程中绕过大部分介质,快速迁移至深层剖面或地下水,研究这一普遍存在的现象及其机制对揭示土壤水分和溶质运移规律至关重要,在水资源、土壤环境和生态系统等领域具有重要应用价值。目前,大孔隙流的实验模拟、理论研究和模型构建已取得一定进展,但理论框架和实验方法仍需完善。本文系统阐述了大孔隙及大孔隙流的成因、定义、表征方法及其对土壤水分与溶质输移的影响,回顾了相关理论和模拟方法的历史和近期发展,总结了室内与田间实验以及观测技术,并探讨了包含大孔隙效应的模型模拟效果,以期为深入研究提供参考。 展开更多
关键词 土壤水 土壤大孔隙 大孔隙流 人造大孔隙实验
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沙地土壤水分对降水事件的时空响应差异
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作者 贾瑞庭 袁立敏 +2 位作者 杨制国 黄海广 胡小龙 《水土保持研究》 北大核心 2026年第2期170-177,共8页
[目的]揭示不同固定程度沙地土壤水分对降水事件的响应机制,阐明其水分入渗与滞后效应的动态规律,为浑善达克沙地生态系统的精准恢复与水资源可持续管理提供科学依据。[方法]利用2016—2021年内蒙古多伦浑善达克沙地生态系统国家定位观... [目的]揭示不同固定程度沙地土壤水分对降水事件的响应机制,阐明其水分入渗与滞后效应的动态规律,为浑善达克沙地生态系统的精准恢复与水资源可持续管理提供科学依据。[方法]利用2016—2021年内蒙古多伦浑善达克沙地生态系统国家定位观测研究站监测数据,系统采集了降水量、降水历时以及不同深度土层土壤含水量等关键指标。采用时间序列分析与统计比较方法,重点解析了不同级别降水事件下各沙地类型土壤水分的入渗过程、时空变化特征及其滞后响应规律。[结果](1)2016—2021年观测期内半固定沙地累计降水量1049.40 mm,Ⅰ,Ⅱ级降水事件占总降水事件67.83%,降水量占总降水量的23.84%;流动沙地、固定沙地累计降水量2135.13 mm,Ⅰ,Ⅱ级降水事件占总降水事件63.40%,降水量占总降水量的11.37%。均呈现出为Ⅰ,Ⅱ级降水为主,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级降水的频率较低。(2)观测期内枯水年为2020年,其流动沙地和固定沙地降水量为276.52 mm,半固定沙地降水量为130.60 mm。年内降水量均表现为单峰形态,流动沙地、固定沙地降水量峰值时间为6月(180.61 mm),半固定沙地降水量峰值时间为7月(54.00 mm)。年际间土壤平均含水量均表现为流动沙地<半固定沙地<固定沙地。(3)Ⅰ,Ⅱ级降水事件未引起土壤下渗速率变化;Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级降水事件土壤下渗速率均随着降水级别的增加呈增加趋势,随着土层深度的增加呈增加趋势。流动沙地土壤下渗速率为0.14~7.8 cm/h,半固定沙地土壤下渗速率为0.30~18.35 cm/h,固定沙地土壤下渗速率为0.26~11.64 cm/h。不同沙地类型土壤含水量对降水的响应均表现为先急剧增加后缓慢降低趋势,流动沙地20,40,60 cm土层土壤峰值含水量响应时间分别为14,42,86 h;半固定沙地为8,12,120 h;固定沙地为22,28,88 h。[结论]浑善达克沙地土壤水分对降水的响应受沙地类型与降水级别共同调控,仅Ⅲ级以上降水可显著影响土壤下渗,土壤持水性随沙地固定度增加而增强,但水分响应速度减慢。 展开更多
关键词 土壤水分 降水 脉动响应 浑善达克
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不同耕作方式对旱区玉米农田土壤团聚体有机碳和无机碳的影响
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作者 张增成 蒋贵菊 +3 位作者 顾嘉诚 李士强 李鲁华 王家平 《干旱地区农业研究》 北大核心 2026年第1期178-188,共11页
为探究不同耕作模式对干旱区农田土壤有机碳和无机碳含量的影响,并为优化保护性耕作下的土壤团聚体碳固持提供理论支撑,于2022—2024年开展春玉米田间定位试验,设置裸播(BT)、地膜(CT)、免耕(NT)和浅耕(ST)4种耕作处理,分析不同土层各... 为探究不同耕作模式对干旱区农田土壤有机碳和无机碳含量的影响,并为优化保护性耕作下的土壤团聚体碳固持提供理论支撑,于2022—2024年开展春玉米田间定位试验,设置裸播(BT)、地膜(CT)、免耕(NT)和浅耕(ST)4种耕作处理,分析不同土层各粒径团聚体含量及其有机碳和无机碳分布特征。结果表明:(1)2024年,与BT相比,ST处理0~20 cm土层>2 mm粒径团聚体百分含量增加24.7%,CT、NT和ST处理<0.25 mm粒径团聚体百分含量分别减少1.2%、0.8%和96.4%。(2)2022—2024年,与BT和CT相比,ST处理0~20 cm土层>2 mm粒径团聚体有机碳含量增幅分别为82.1%~115.2%和92.1%~132.6%,1~2 mm粒径团聚体有机碳含量增幅分别为16.7%~35.6%和72.3%~88.2%;土壤团聚体有机碳主要集中在>2 mm粒径的团聚体内,地膜处理土壤团聚体有机碳含量随种植年限增加逐渐下降,降幅为21.3%~45.5%。(3)2024年地膜处理的土壤无机碳含量相较于2022年减小22.3%,土壤团聚体无机碳含量在各粒径内无明显差异;2022—2024年,ST相较于BT处理显著增加了0~60 cm土层土壤无机碳含量,增幅为10.2%~93.6%。(4)2024年,ST相较于其余3个处理0~60 cm土层土壤团聚体几何平均直径(GMD)分别显著增加8.6%~17.9%、12.5%~32.8%和8.6%~17.9%,平均重量直径(MWD)分别显著增加5.7%~11.6%、7.5%~16.9%和5.9%~11.6%。综上可知,浅耕处理有助于提升土壤有机碳含量,土壤团聚体的稳定性更好,团聚体有机碳积累量更高,可作为优化旱区玉米农田理化性状的推荐措施。 展开更多
关键词 耕作方式 旱区农田 土壤团聚体 有机碳 无机碳
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科尔沁沙地典型乔灌植被的深层渗漏与土壤水分补给特征
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作者 于涛 何亮 +7 位作者 杨文斌 程一本 冯伟 齐容镰 刘国华 宁岩岩 于远远 李卫 《林业科学》 北大核心 2026年第1期83-94,共12页
【目的】探究科尔沁沙地典型固沙植被小叶锦鸡儿灌丛和新疆杨乔木林在不同水文年对深层渗漏水量和土壤水分的影响,为“三北”工程建设及科尔沁、浑善达克沙地歼灭战的林草生态用水管理提供理论指导。【方法】在2022年(湿润年)和2023年(... 【目的】探究科尔沁沙地典型固沙植被小叶锦鸡儿灌丛和新疆杨乔木林在不同水文年对深层渗漏水量和土壤水分的影响,为“三北”工程建设及科尔沁、浑善达克沙地歼灭战的林草生态用水管理提供理论指导。【方法】在2022年(湿润年)和2023年(干旱年)生长季(4—10月),对科尔沁沙地分布的典型乔灌固沙植被和流动沙地,使用自主研发的深层渗漏水量记录仪(YWB-01)实时定量监测深层渗漏水量,比较不同水文年乔灌固沙植被深层渗漏水量在日、月尺度上的差异;监测固沙植被0~200 cm土层的土壤水分变化,明晰湿润年和干旱年固沙植被在浅层(0~40 cm)、中层(40~120 cm)和深层(120~200 cm)土壤相对可提取水分的变化。基于水量平衡,探究固沙植被水分补充能力的差异。【结果】1)在各水文年,各土层的相对可提取水分在流动沙地均显著高于植被覆盖样地(P<0.05),浅层土壤在灌丛与乔木林样地之间无显著差异,中层和深层土壤为灌丛样地显著高于乔木林样地(P<0.05)。2)不同水文年的深层渗漏水量变化特征在不同样地间表现相似,渗漏量均表现为流动沙地>灌丛>乔木林,湿润年的深层渗漏水量高于干旱年。在日尺度,不同水文年的流动沙地深层渗漏水量在至少73.86%的天数高于灌丛样地,在月尺度的比例更高。流动沙地和灌丛样地的深层渗漏水量在整个研究时段均高于乔木林样地。3)乔灌固沙植被在湿润年份的蒸散量高于干旱年份。灌丛样地能够补给土壤水分,而乔木林样地导致土壤水分亏缺。【结论】在不同水文年,相比流动沙地,固沙植被样地在日、月尺度上均减少深层渗漏水量,其中乔木林固定沙地减少得更显著。在整个土层内,固沙植被的相对可提取水分显著低于流动沙地,乔木林样地消耗更多的中层和深层土壤水分,导致土壤水分明显亏缺。 展开更多
关键词 科尔沁沙地 固沙植被 深层渗漏水量 土壤水分 沙区生态修复
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岷江上游林树下线及其生态交错带土壤水分对林树下线下移的响应
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作者 王思缘 叶帆 +2 位作者 赵丽 李富程 吴莉娟 《水土保持研究》 北大核心 2026年第1期427-434,共8页
[目的]阐明林树下线的控制土壤水分含量及其环境影响因素,为岷江上游林树下线区域植被恢复与生态保护提供科学依据。[方法]采用野外定位试验与室内试验相结合的方法,选取岷江上游杂谷脑河流域具有代表性的三寨村林树下线及其生态交错带... [目的]阐明林树下线的控制土壤水分含量及其环境影响因素,为岷江上游林树下线区域植被恢复与生态保护提供科学依据。[方法]采用野外定位试验与室内试验相结合的方法,选取岷江上游杂谷脑河流域具有代表性的三寨村林树下线及其生态交错带为研究区域,研究土壤水分含量、土壤物理性质及其相互作用关系。[结果](1)林树下线生态交错带总毛管孔隙度和毛管孔隙度随海拔升高而增大,非毛管孔隙度随海拔升高而减小,林树下线区域呈现相反的变化趋势;孔隙度表层土显著高于深层土(p<0.05)。(2)林树下线及其生态交错带土壤持水性能均随海拔梯度升高而增大,但随着土层深度的增加而降低。(3)林树下线及生态交错带土壤水分范围分别为18%~24%和14%~16%,土壤水分含量随土层深度的增加而显著递减,森林土壤水分含量大于灌丛土壤水分含量,受到植被、地形等因素的影响,林树下线及生态交错带土壤水分含量随海拔高度变化呈现相反趋势。(4)通过主成分和相关性分析,土壤水分与植被生长受到土壤孔隙度和持水量的显著影响。[结论]林树下线土壤水分含量受孔隙度、持水量及植被、地形共同影响,植被恢复中应利用立地条件与造林类型优势,将土壤水分控制在18%以上并从高海拔向交错带逐步推进。 展开更多
关键词 生态恢复 土壤水分 毛细孔隙 林树下线
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宁南黄土高原退耕还林(草)区包气带土壤水分运移特征及对降水的响应 被引量：1
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作者 马玉学 杨凡 +4 位作者 公亮 杨丽虎 吉卫波 孙变变 张晓东 《灌溉排水学报》 2026年第1期35-44,共10页
【目的】研究退耕还林(草)条件下包气带土壤水变化特征及其对降水的响应。【方法】以宁南黄土丘陵地区退耕还林(草)条件下自然撂荒后的典型草地和未撂荒的农田为研究对象,基于2023年4—10月降水量与土壤含水率观测数据,分析包气带土壤... 【目的】研究退耕还林(草)条件下包气带土壤水变化特征及其对降水的响应。【方法】以宁南黄土丘陵地区退耕还林(草)条件下自然撂荒后的典型草地和未撂荒的农田为研究对象,基于2023年4—10月降水量与土壤含水率观测数据,分析包气带土壤水分运移特征及其对降水的响应。【结果】小雨事件对土壤补给的主要作用层在0~10 cm。而中雨事件对土壤补给的主要作用层在0~30 cm,中雨条件下农田与草地土壤水文特征均仅在10、30cm产生了波动。农田和草地对降水事件的响应时间和响应程度均存在明显差异,农田土壤平均含水率最大值出现在0~30 cm土层,而草地出现在0~10 cm,降水对包气带土壤水的补给作用随着土层深度的增加而减弱。根据水量平衡分析可知,草地的蒸散发量(ET)远低于农田,但其深层渗漏量高于农田,退耕还林(草)有助于土壤深层包气带土壤水的入渗补给。【结论】本研究解释了宁南山区生态系统水分运动规律,为半干旱区生态脆弱地带生态环境建设规划提供了参考依据。 展开更多
关键词 退耕还林(草) 土壤水运移 土壤水势 土壤水量平衡
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黄土丘陵边坡植被对土壤团聚体稳定性和水力性质的影响 被引量：3
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作者 张二芳 郝旺林 苗苗 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第1期176-184,共9页
为揭示黄土丘陵区边坡不同植被对土壤团聚体稳定性和水力性质的影响,探索其适宜的植被模式,采用干湿筛法研究土壤团聚体粒径分布和稳定性,威尔科克斯法和环刀法研究土壤田间持水量(F_(c))和饱和导水率(K_(s))。结果显示:不同植被下土壤... 为揭示黄土丘陵区边坡不同植被对土壤团聚体稳定性和水力性质的影响,探索其适宜的植被模式,采用干湿筛法研究土壤团聚体粒径分布和稳定性,威尔科克斯法和环刀法研究土壤田间持水量(F_(c))和饱和导水率(K_(s))。结果显示:不同植被下土壤团聚体破坏率依次为裸地>灌木>草本。土壤水稳定性团聚体平均质量直径(MWD)在0~10 cm土层深度为灌木>草本>裸地,在>10~30 cm土层深度为灌木>裸地>草本;同一深度,灌木和草本土壤K_(s)均大于裸地,>10~30 cm土层深度的灌木和草本K_(s)提高显著(P<0.05);同一深度,F_(c)为草本>灌木>裸地。黄土丘陵边坡路段,灌木和草本增加浅层(0~20 cm)土壤水稳定团聚体质量分数,降低团聚体破坏率;草本植被受干湿交替的影响,导致土壤团聚体粒径减小,MWD减小,F_(c)增加;灌木增加土壤F_(c)和MWD。灌木和草本植被均可提升水源涵养能力,减少水土流失。 展开更多
关键词 黄土丘陵 边坡 植被类型 团聚体稳定性 饱和导水率
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黄土丘陵区草地不同降水条件下土壤水分特征及其入渗数值模拟
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作者 闫朋刚 焦峰 徐婷 《中国水土保持科学》 北大核心 2026年第1期137-148,共12页
【目的】降水是黄土丘陵区土壤水的主要补给来源,其丰缺直接调控土壤水分储量与植被生长发育。通过系统分析黄土丘陵区降雨入渗特征,阐明降水—入渗—土壤水的关联规律,通过优化降雨入渗过程、提升土壤水分补给效能,支撑区域植被恢复与... 【目的】降水是黄土丘陵区土壤水的主要补给来源,其丰缺直接调控土壤水分储量与植被生长发育。通过系统分析黄土丘陵区降雨入渗特征,阐明降水—入渗—土壤水的关联规律,通过优化降雨入渗过程、提升土壤水分补给效能,支撑区域植被恢复与生态改善,为该区域雨水资源精细化利用、生态修复模式优化提供理论依据。【方法】选择在野外自然条件下,退耕草地作为试验样地,采用遮雨棚装置模拟不同降水变化,按照研究区降水年型和黄土丘陵区干旱划分标准设置7个降水处理(增雨60%、增雨40%、增雨20%、自然降雨量、减雨20%、减雨40%、减雨60%)。采用TDR进行植被覆盖下土壤含水量原位定点监测,同时利用HYDRUS模拟验证自然降雨全过程条件下土壤水分入渗过程。【结果】1)10~20 cm土层,增雨处理平均土壤含水量增幅(31.39%)小于自然降雨量(50.17%),减雨处理平均土壤含水量增幅(83.11%)远远大于自然降雨量;20~80 cm土层含水量表现为随深度增加呈现先增后减变化趋势,100 cm深度后变化趋势则逐渐减缓;2)增雨40%、增雨60%、减雨20%处理,对该区土壤含水量增加影响显著;3)0~90 cm土层增雨处理和减雨处理土壤含水量与降雨量均呈显著正相关(P<0.05),90~180 cm土层土壤含水量与降雨量无明显相关性(P<0.05);4)不同降水处理在次降雨条件下土壤含水量模拟值与实测值随时间变化趋势基本一致,均在雨后迅速增加再逐渐减少,均方根误差(RMSE)、纳什效率系数(NSE)及相关系数(R)模型检验也显示整体模拟结果有较高的准确性。【结论】本研究结果可为黄土丘陵区植被恢复和水土保持工作提供理论支持与建议。 展开更多
关键词 草地 降水变化 入渗 HYDRUS模型 数值模拟 黄土丘陵区
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粉垄耕作深度对玉米生长动态及水分利用效率的定量分析与模型验证
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作者 温鑫雨 何进宇 +5 位作者 李欣欣 李思凯 杨青青 杨海林 鲍宪远 张登毓 《中国农业大学学报》 北大核心 2026年第2期13-24,共12页
为探究西北干旱地区玉米增产提质的最佳粉垄耕作深度,2021年于宁夏暖泉农场开展大田试验,以玉米品种‘天赐19号’为试验材料,设置粉垄耕作深度为30(FL30)、40(FL40)、50(FL50)、60 cm(FL60)4个处理,以传统旋耕15 cm为对照(CK),观测玉米... 为探究西北干旱地区玉米增产提质的最佳粉垄耕作深度,2021年于宁夏暖泉农场开展大田试验,以玉米品种‘天赐19号’为试验材料,设置粉垄耕作深度为30(FL30)、40(FL40)、50(FL50)、60 cm(FL60)4个处理,以传统旋耕15 cm为对照(CK),观测玉米株高、茎粗、根系活力、产量构成和干物质积累等生物量的变化趋势,分析不同粉垄深度对玉米生长动态及最终产量的影响,基于实际耗水量和产量,结合AquaCrop模型模拟冠层覆盖度与干物质分配,测算粉垄耕作条件下玉米水分利用效率(WUE)。结果表明:抽雄期,FL60的玉米株高为285.6±12.3 cm较CK增加9.4%,FL40的茎粗较CK增幅最大,为6.76%;FL60的苗期根系活力较CK升高65.86%(P<0.05),FL40的抽雄-成熟期根系活力较CK高24.31%~47.28%。FL60的穗长为19.83±2.05 cm、百粒重为32.07±2.26 g、籽粒产量达15.73±0.80 t/hm^(2),均为各处理最优,较CK增产57.14%;FL60的WUE最高为59.62 kg/(hm^(2)·mm),较CK升高101.42%。AquaCrop模拟显示,FL60的冠层覆盖度(88%)与干物质积累(224.80±15.78 g/株)也均为最优,模型精度R^(2)≥0.89,NRMSE≤8.52%。综上,西北干旱地区实现玉米增产提质的最佳粉垄深度为50~60 cm。 展开更多
关键词 粉垄 玉米 产量 水分利用效率 AquaCrop模型
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保水剂改良黄土与植物根系的水势响应机制研究
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作者 龚雯茜 李萍 +1 位作者 魏骊达 杨恺 《水文地质工程地质》 北大核心 2026年第1期277-284,共8页
面对西部干旱半干旱地区水资源短缺与生态保护的双重压力,工业保水剂广泛应用于提高土壤的保水能力,改善植物生长环境。文章聚焦不同植物对保水剂的适应性差异,研究植物在添加保水剂的黄土中的生长适宜性。采用滤纸法测定了纯保水剂、... 面对西部干旱半干旱地区水资源短缺与生态保护的双重压力,工业保水剂广泛应用于提高土壤的保水能力,改善植物生长环境。文章聚焦不同植物对保水剂的适应性差异,研究植物在添加保水剂的黄土中的生长适宜性。采用滤纸法测定了纯保水剂、纯黄土和保水剂改良黄土的持水曲线;用压力板仪测试了牛筋草根系的持水曲线。研究表明:(1)经保水剂改良的黄土仅适宜枯萎值低、枯萎时吸力较高的沙棘和柠条等耐旱植物;(2)对于枯萎值高、枯萎时吸力较低的牛筋草和狗牙根草等喜水植物,加入保水剂的黄土可能会吸收植物根系中的水分,不利于植物生长。因此,在黄土中添加保水剂可有效改善耐旱植物的生长环境,但对喜水植物的生长则可能产生不利影响。研究结果可为黄土地区生态修复提供科学依据。 展开更多
关键词 黄土 保水剂 牛筋草 持水曲线 基质吸力
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近30年山西省冻融期地表温度变化规律及影响因素分析
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作者 吴畏 陈军锋 +2 位作者 崔莉红 韩超 张司璧 《太原理工大学学报》 北大核心 2026年第1期44-51,共8页
【目的】冻融期地表温度对越冬作物生长、水循环和地表植被演变具有较大的影响,揭示冻融期地表温度的时空变化规律及其与影响因子的响应规律,对预测地表温度未来变化有着重要的意义。【方法】通过R语言对山西省27个气象站点冻融期的气... 【目的】冻融期地表温度对越冬作物生长、水循环和地表植被演变具有较大的影响,揭示冻融期地表温度的时空变化规律及其与影响因子的响应规律,对预测地表温度未来变化有着重要的意义。【方法】通过R语言对山西省27个气象站点冻融期的气象数据进行处理,采用Mann-Kendall突变检验方法研究了山西省1990—2018年冻融期地表温度的时空变化规律以及影响因素。【结果】结果表明:1990—2018年山西省冻融期地表温度以0.608℃/10a的速率升高,在2001年、2004年和2005年3个年份出现了突变,升温速度加快。地表温度呈现出西南高、东北低的空间分布特征,纬度和海拔是影响冻融期地表温度的主要地理因子,晋北区降水与地表温度的相关性为正相关,在晋中区和晋南区为负相关;晋北区日照时数对地表温度为负效应,在晋中区和晋南区为正效应,风速、相对湿度和气压对地表温度影响为负效应。 展开更多
关键词 冻融期 地表温度 时空变化 影响因素
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木纤维添加对弃渣场渣土抗剪强度的影响
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作者 胡金竹 李敏 +4 位作者 王玉帅 高飞 王波 杨淏舟 陈奇伯 《水土保持通报》 北大核心 2026年第1期87-95,共9页
[目的]探究不同梯度木纤维添加对弃渣场渣土抗剪性能的影响,为弃渣场的渣土改良及水土流失防治提供数据支撑。[方法]以滇中引水工程楚雄段新普村弃渣场渣土为研究对象,以木纤维为添加剂,按其与渣土质量比设置0(CK),1%(ML),3%(MM),6%(MH)... [目的]探究不同梯度木纤维添加对弃渣场渣土抗剪性能的影响,为弃渣场的渣土改良及水土流失防治提供数据支撑。[方法]以滇中引水工程楚雄段新普村弃渣场渣土为研究对象,以木纤维为添加剂,按其与渣土质量比设置0(CK),1%(ML),3%(MM),6%(MH)共4个梯度处理进行土壤培养试验,采用直剪试验方法获得不同梯度下改良渣土的黏聚力和内摩擦角,系统研究不同梯度木纤维添加对渣土抗剪强度的影响。[结果](1)添加木纤维后渣土抗剪强度显著增强,且ML处理较对照的抗剪强度在50,100,200和300 kPa垂直应力下提升效果均最佳,分别增强了51.22%,64.93%,71.25%和70.35%,在200 kPa垂直应力条件下增幅最大。(2)添加木纤维有效提高了渣土的抗剪强度,随木纤维梯度增加,渣土黏聚力及内摩擦角均呈现先增加后减小的变化趋势。其中ML处理下渣土黏聚力和内摩擦角均为最大,较对照分别增加了53.56%,77.11%;MM,MH处理下的渣土黏聚力较对照处理分别增加了48.67%和11.41%。(3)Pearson相关分析结果表明,木纤维添加后土壤理化性质与抗剪性能关系密切。通过因子分析发现,木纤维添加后主要通过影响土壤的容重、有机质、田间持水量、饱和持水量以及毛管持水量,进而对抗剪强度参数产生影响。[结论]木纤维添加能增强弃渣场渣土抗剪强度特性。1%木纤维添加最有利于增强渣土抗剪强度,但针对实际工程应用中与土壤培养试验研究存在差异,实际工程需结合垂直应力等条件采用适量木纤维添加。 展开更多
关键词 木纤维 滇中引水工程 渣土抗剪强度 因子分析
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