中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 杨俊玲北京林业大学 2013年硕士导师: 王新杰共63页

摘要 : 本文以福建将乐国有林场杉木林为研究对象，研究林地凋落物层和土壤层的持水性能，采用野外样地调查法、土壤剖面调查法、室内浸水饱和法、土壤物理性质测定实验等方法，揭示不同混交模式、不同生长阶段杉木人工林凋落物层和土壤的持水性能差异及规律... 展开本文以福建将乐国有林场杉木林为研究对象，研究林地凋落物层和土壤层的持水性能，采用野外样地调查法、土壤剖面调查法、室内浸水饱和法、土壤物理性质测定实验等方法，揭示不同混交模式、不同生长阶段杉木人工林凋落物层和土壤的持水性能差异及规律，为该地区科学经营森林提供参考，主要研究结论如下: (1)不同混交模式杉木人工林凋落物总储量在9.571～24.43 t/hm2之间，杉纯＞杉毛＞杉马＞杉火;最大持水率范围在162.9％～196.6，杉马＞杉毛＞杉纯＞杉火;最大持水量、有效拦蓄量分别在11.7～23.0 t/hm2、9.18～19.49t/hm2之间，杉毛＞杉纯＞杉马＞杉火;吸水速率杉毛＞杉纯＞＞杉马＞杉火。 (2)不同混交模式杉木人工林土壤容重均值在1.09g/cm～1.30g/cm3之间，杉纯＞杉火＞杉马＞杉毛;总孔隙度、毛管孔隙度及饱和蓄水量、毛管蓄水量均为杉毛＞杉马＞杉火＞杉纯，饱和蓄水量均值在3538.99～4083.77 t/hm2之间。 (3)不同生长阶段杉木人工林凋落物总储量在4.38～31.79 t/hm2之间，成＞近＞中＞过＞幼，凋落物储量随林龄增长而增加;最大持水率在159.8％～217.1％，幼＞中＞成＞近＞过，随着林龄增长而减小;最大持水量在5.45～23.46 t/hm2，成＞近＞中＞过＞幼;有效拦蓄量在5.03～14.33 t/hm2之间，成＞中＞近＞过＞幼;吸水速率为成＞近＞中＞过＞幼。 (4)不同生长阶段杉木人工林土壤容重均值在1.05g/cm3～1.35g/cm3之间，近＞中＞成＞过＞幼;总孔隙度、毛管孔隙度及饱和蓄水量、毛管蓄水量均为幼＞过＞成＞中＞近，土壤饱和蓄水量均值3902.83～4791.19 t/hm2之间。 (5)采用坐标综合评定法对林分凋落物层和土壤的持水性进行评价，结果表明:不同混交模式杉木林凋落物层和土壤的持水性有明显差异，杉毛＞杉纯＞杉马＞杉火;不同生长阶段杉木林凋落物层和土壤的持水性表现为:成＞中＞过＞近＞幼。收起

关键词 : 杉木人工林凋落物土壤持水能力森林经营

2. 生物炭对土壤持水能力和生产力的影响研究——以新疆喀什和贵州开阳为例

[学位论文] 吴维中国科学院大学 2017年硕士导师: 李心清；程建中共84页

摘要 : 农业用水短缺、利用效率不高是我国农业生产和发展所面临的重要问题之一。水资源缺乏不仅直接影响作物产量，还会引起土壤盐碱化、石漠化加剧等环境问题，进而破坏农业生态，降低土地生产力。因此，寻求一种有效的科技手段来改善土壤保水能力、增强土... 展开农业用水短缺、利用效率不高是我国农业生产和发展所面临的重要问题之一。水资源缺乏不仅直接影响作物产量，还会引起土壤盐碱化、石漠化加剧等环境问题，进而破坏农业生态，降低土地生产力。因此，寻求一种有效的科技手段来改善土壤保水能力、增强土壤水分利用率、提高农业生产力成为了解决这一问题的关键所在。生物炭技术是将作物秸秆、林业废弃物、动物粪便等生物质材料或其衍生物进行高温炭化，然后以适当的方式和标准将其施用于土壤以获得相应经济、生态和环境收益的科学技术和理念。生物炭因具有稳定的化学性质，较高的比表面积和丰富的孔隙结构，使其具备改善土壤性质、增强土壤保水能力、提高土地生产力的较大潜力，故被广泛的关注和研究。但也有研究表明，由于可能存在的疏水特性，生物炭未必会提高土壤的持水能力。为认识生物炭对干旱地区土壤持水能力和土地生产力的影响，本文选择了新疆喀什和贵州开阳两处不同成因的干旱地区作为研究区域，测量了不同生物炭处理土壤的水分特征曲线和饱和导水率等水力参数的变化，并结合生物炭的大田试验，系统的研究了生物炭的施用对两地土壤持水能力和土地生产力的影响，为生物炭在不同地区土壤改良的应用提供了理论支持和方法参考。同时，为了实现生物炭农业产能最大化，本研究还在大田试验的基础上，引用ANSWER模型模拟预测了该条件下两地的作物产量，拟通过模拟结果与实测数据的对比分析，探索出一种经济高效的方法来评价生物炭技术提高农业产能的潜力，推动生物炭技术的应用与发展。研究的主要结论如下: (1)生物炭对新疆灌淤土和贵州黄壤的水分特征曲线有相似的影响规律:在土壤低吸力段(＜100kPa)，土壤的含水量与生物炭添加量呈正相关;在高吸力段(＞100kPa)，土壤含水量与生物炭添加量呈负相关。土壤田间持水量随生物炭施用量增加而提高，凋萎含水量随生物炭施用量增加而降低。van Genuchten模型拟合两种土壤的水分特征曲线得到的土壤水力参数符合实际规律，模拟结果与实测值误差小，为模拟生物炭处理土壤的水分特征曲线提供了科学的参考。此外，灌淤土的饱和导水率高于黄壤，增加生物炭施用量均能提高两种土壤的饱和导水率。但在相同生物炭配比下，生物炭对黄壤的饱和导水率影响更大。总体来讲，对于灌淤土和黄壤，生物炭均能起到提高土壤持水能力的作用，同时增强了土壤水分的有效性，使得土壤中的水分更容易被植物利用。 (2)生物炭能降低土壤容重，提高土壤田间持水量。添加5％和10％的生物炭，分别使灌淤土的容重降低了14％和32％，田间持水量提高了36％和45％;使黄壤的容重降低了15％和30％，田间持水量提高了9.4％和13.8％。生物炭还能降低土壤电导率，相同配比下，生物炭对新疆灌淤土的电导率影响较大，对贵州黄壤的电导率影响不显著。生物炭有效提高了黄壤中的养分含量。施入5％和10％的生物炭较对照组的NO3--N含量分别提高了73％和154％，NH4+-N含量提高了17％和42％，有效磷含量分别提高了159％和263％。生物炭还提高了黄壤中有机质含量，施入5％和10％的生物炭较对照分别提高了156％和334％。生物炭能提高新疆棉花、贵州玉米和油菜的产量。施入5％的生物炭，棉花产量较对照提高了26％;施入5％和10％的生物炭，玉米产量较对照提高了7.5％和31.7％，油菜产量较对照提高了12.6％和46.1％。生物炭作为土壤改良剂施用于农田，能提高干旱区土壤的生产力。该研究结果不仅可以直接指导新疆棉花、贵州玉米和油菜的生产，还可以为我国其他干旱地区的农业生产和农田管理提供借鉴。 (3)ANSWER模型模拟结果显示，棉花、玉米和油菜的产量均与生物炭的施入量呈正相关。并且生物炭对作物产量的影响，会受到灌溉量及土壤电导率的制约:①相同灌溉量下，土壤的电导率越高，生物炭的增产效果越明显;②随着灌溉量增加，生物炭的增产效益逐渐增大，当灌溉量增加到某一值时，增产曲线出现“拐点”，继续增长灌溉量，生物炭增产量减小;③生物炭的增产效应因作物种类不同而存在差异。 ANSWER模型模拟结果反映了生物炭能通过影响土壤水分和含盐量从而提高作物产量。但对比模拟结果与田间实测值发现，模型中，添加5％生物炭对新疆喀什棉花的最大增产量为15％，添加5％和10％的生物炭对贵州玉米的最大增产量分别为6.0％和7.2％，对油菜的最大增产量分别为3.3％和4.0％，这一结果远小于田间试验的统计值。原因可能是因为ANSWER模型设计时仅涉及了土壤水分和含盐量对作物产量的影响，而未将土壤的其他化学性质、微生物等影响因素考虑在内，所以未能完全反映出生物炭对农作的增产效应。使用ANSWER模型模拟生物炭对作物产量的影响，还需对模型进行进一步的改善，这也为开发适用于生物炭技术的农田生态模型提供了一定的理论指导。收起

关键词 : 土壤持水能力土地生产力生物炭 ANSWER模型

3. 北京公园常见森林类型与人为活动对土壤水分的影响

[学位论文] 吕娇北京林业大学 2020年硕士导师: 徐程扬共64页

摘要 : 城市森林在城市水文中的功能作用是国际上关注的热点之一，城市森林对降低城市雨洪、提高市区地下水补给有较强的作用，是重要的海绵作用组分。同时，城市森林也是公众频繁活动的重要空间，还是管理部门管护等级较高的绿色空间。频繁的人为活动对城市... 展开城市森林在城市水文中的功能作用是国际上关注的热点之一，城市森林对降低城市雨洪、提高市区地下水补给有较强的作用，是重要的海绵作用组分。同时，城市森林也是公众频繁活动的重要空间，还是管理部门管护等级较高的绿色空间。频繁的人为活动对城市森林土壤蓄水和水分渗透能力的影响逐步被学界重视，并开展了部分研究，并认识到土壤紧实度、凋落物等对土壤水分特性有显著影响。然而，目前在该方面尚鲜见系统研究的报导，尤其是对于北京市区内城市典型森林的相关研究较少。因此，本文在北京市典型城市森林内，选择多种森林结构类型的土壤作为研究对象，以凋落物累积量（0t/hm2~4t/hm2、4t/hm2~8t/hm2、8t/hm2~12t/hm2）、践踏等级（轻、中、重）、草本植物覆盖度（0、0%~50%、50%~100%）等典型人为干扰活动对土壤持水、水分渗透相关性状的影响以及进行了研究，主要结果如下：（1）土壤水分动态会受到森林结构类型及季节的显著影响。春夏秋三季和积累期、消耗期、消退期三阶段变化趋势均大体一致，先升高后下降。复层林在积累期变化幅度较小，仅为单层林的9.24%，同时响应较慢。复层林的土壤水分变异系数仅为单层林的37.72%~53.77%，复层林土壤水分剧烈变化层为0~20cm，明显浅于单层林（0~60cm或0~80cm）。说明层次越丰富趋于自然化土壤水分的稳定性越强。（2）降雨量及林分结构也会导致土壤水分响应的不同。小雨后，单层林浅层土壤含水量迅速升高53.3%，复层林略升高10.94%，深层均基本无响应。大雨后，单层林浅层土壤含水量迅速升高104.4%~120.8%，深层土壤升高57%~92%，后迅速下降；复层林降雨后各土层土壤含水量升高46%~98%，后缓慢下降。降雨量与土壤含水量线性回归，发现slope浅层gt;slope深层，表面浅层土壤能够较快，较明显地对降雨做出相应。（3）林分结构的影响主要通过叶面积指数、郁闭度、凋落物厚度等实现，雨后均与浅层土壤含水量呈显著负相关（Plt;0.05）或极显著负相关（Plt;0.01）。（4）践踏程度及凋落物蓄积量不同对土壤持水、渗水能力有显著影响（Plt;0.05），而草本植物覆盖度对土壤持水、渗水能力的影响未达显著水平（Pgt;0.05）。其中，土壤持水量和土壤渗透速率与土壤孔隙度呈显著正相关、与土壤容重呈显著负相关。所以，人为干扰正是通过改变土壤通气紧实程度来影响土壤持水及渗透能力。（5）土壤持水能力随着紧实度的减少和凋落物累积量的增加而增强（R2=0.562），二者具有协同效应，可显著升高43%，而土壤渗水能力随着紧实度的减少而增加，凋落物影响较弱。收起

关键词 : 城市森林土壤持水能力水分渗透能力人为活动

4. 下垫面演变对青海海北高寒草甸水汽交换的影响

[学位论文] 舒锴中国科学院大学 2020年硕士导师: 杜岩功共79页

摘要 : 青藏高原是我国重要的生态屏障和水源涵养区，高寒草甸是其主体类型之一，其水汽交换特征是衡量高寒草地水源涵养功能的重要指标。受气候变化和长期超载放牧影响，高寒草甸呈现出“多模式、多稳态、重危害”的退化演替特征，草地水源涵养功能发生衰退... 展开青藏高原是我国重要的生态屏障和水源涵养区，高寒草甸是其主体类型之一，其水汽交换特征是衡量高寒草地水源涵养功能的重要指标。受气候变化和长期超载放牧影响，高寒草甸呈现出“多模式、多稳态、重危害”的退化演替特征，草地水源涵养功能发生衰退，直接影响着当地牧民的生活状况与我国大部分地区生态安全。因此，本研究在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，以不同退化演替状态高寒草甸为研究对象，开展下垫面演变对多稳态高寒草甸水汽交换特征、土壤水分入渗速率、土壤湿度以及水源涵养功能的影响，结合环境因素和土壤理化性质解析多稳态高寒草地蒸散特征发生机理。研究结果表明: (1)随着高寒草甸下垫面由禾草-矮嵩草群落向矮嵩草群落、小嵩草群落和杂类草-黑土滩次生裸地演替，草地蒸散量逐渐降低，分别为346.31±9.32mm，310.90±9.71mm，300.06±9.65mm和231.12±8.81mm。禾草-矮嵩草群落生态系统蒸散量显著高于其它演替状态（P＜0.05），中度放牧有利于降低高寒草地蒸散量。 (2)整个生长季内，各演替阶段高寒草甸日蒸散量最低值均在5月份，峰值出现在8月份。高寒草地每日蒸散量由高到低顺序为:禾草-矮嵩草群落、矮嵩草群落、小嵩草群落、杂类草-黑土滩次生裸地，蒸散量分别为2.31±0.50mm，2.01±0.25mm，2.00±0.19mm和1.54±0.18mm。其中杂类草-黑土滩次生裸地显著低于其他演替状态（P＜0.05），其余各组间差异均未达到显著性检验水平。 (3)随着退化程度增加，高寒草甸生态系统蒸散/降水比率逐渐减少。2018年，各演替状态下蒸散/降水比分别为110.8％，98.1％，94.8％和70.9％。禾草-矮嵩草群落蒸散量高于同期降雨量，矮嵩草群落、小嵩草群落以及杂类草-黑土滩次生裸地蒸散量低于同期降雨量，植物生长需要利用地下水源。2019年，各演替状态下蒸散/降水比分别为134.7％，122.5％，116.8％和93.8％。禾草-矮嵩草群落、矮嵩草群落、小嵩草群落蒸散量高于同期降雨量，杂类草-黑土滩次生裸地蒸散量低于同期降雨量。受降雨量影响，高寒草甸水分收支状况年际波动较强。 (4)高寒草地生态系统蒸散量与土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮、速效磷、地上生物量、盖度、丰富度、生物多样性指数等呈正相关关系，与放牧强度之间存在极显著负相关关系，放牧强度是影响高寒草甸蒸散量的重要因素。基于路径分析表明放牧强度和生物量是影响高寒草甸生态系统蒸散特征的主要因素。 (5)随退化程度增加，高寒草甸生态系统土壤质量含水率和贮水量均呈下降趋势。从5月到9月，各演替状态高寒草甸总贮水量均先增大减小，且退化程度越高，土壤贮水量变化幅度越小。 (6)从禾草-矮嵩草群落至小嵩草群落，各演替阶段平均入渗速率随退化程度的加重而降低，从小嵩草群落至杂类草-黑土滩次生裸地的过程中，入渗速率先增大后减小。禾草-矮嵩草群落平均入渗速率为0.28±0.15mm/min，矮嵩草群落为0.22±0.13mm/min，小嵩草群落为0.15±0.10mm/min，杂类草-黑土滩次生裸地为0.25±0.15mm/min。不同降水强度下降水入渗速率也都呈现出随着退化程度先减小后增大的趋势。 (7)随着退化程度增加，土壤持水能力降低，土壤持水能力在退化达到一定程度之后会达到稳定状态。土壤饱和持水量和田间持水量由高到低顺序为:小嵩草群落，禾草-矮嵩草群落，矮嵩草群落，杂类草-黑土滩次生裸地。饱和含水量分别为:61.79±2.69％，39.26±1.45％，38.05±1.81％和30.83±2.69％;田间持水量为:55.81±3.99％，31.25±2.02％，30.23±1.93％和27.39±1.78％，随着土层的加深各层土壤水分特性的差异性越来越小。收起

关键词 : 高寒草甸生态系统下垫面演变水汽交换特征蒸散量土壤持水能力

5. 北运河上游森林健康评价

[学位论文] 张艺洲北京林业大学 2020年硕士导师: 张建军共75页

摘要 : 本文以北运河上游林地为研究对象，在ArcGIS平台上采用遥感影像判读，通过现场核查、样地调查的方法获取研究数据，以可持续发展理论、生物多样性理论等为基础，参考已有文献，并结合研究区的实际情况选取10个指标。采用层次分析法、熵权法分别确定主... 展开本文以北运河上游林地为研究对象，在ArcGIS平台上采用遥感影像判读，通过现场核查、样地调查的方法获取研究数据，以可持续发展理论、生物多样性理论等为基础，参考已有文献，并结合研究区的实际情况选取10个指标。采用层次分析法、熵权法分别确定主观、客观权重，再将主客观权重通过加权赋值求得综合权重。在此基础上对北运河上游的森林健康状况全面评估，综合分析评估结果以提出北运河上游森林健康管理和持续性发展经营的意见。具体研究结果如下：（1）指标权重确定的方法采用层次分析法得出的主观权重与熵权法得出的客观权重加权计算后得出，由权重计算结果可知，近自然度、病虫害程度、林龄结构等是北运河上游森林健康评价指标体系的主要影响因子。（2）按照基本等量的原则和就近取整原则，森林健康分为病态、不健康、一般健康、亚健康与健康五个等级。所调查的北运河上游41块森林样地中，有2块样地属于健康状态；有12块样地属于亚健康状态；有9块样地属于一般健康状态；有10块样地属于不健康状态；有8块样地属于病态状态。（3）在样地调查的基础上，以ArcGIS为平台绘制出研究区植被分布图，结合森林样地的评价结果，利用空间插值法对北运河上游森林健康状况进行评价得出：北运河上游流域内病态的森林占总森林面积的0.89%、不健康的森林占总森林面积的27.4%、一般健康的森林占总森林面积的45.29%、亚健康的森林占总森林面积的24.31%、健康的森林占总森林面积的2.11%。（4）为探究人为因素对森林健康的影响状况，以延寿镇为例，在空间插值分析的基础上，对不同健康状态的林地与城镇中心的平均距离进行比较，距离城镇越远，森林越健康。生物量、土壤持水力、林龄结构及近自然度等指标得分较低导致北运河上游森林健康总得分偏低，且病虫害指标对森林健康的影响程度较大，因此在北运河上游森林管理中，需加强病虫害防控、适地适树地采取提高土壤持水能力、调整林龄结构、提高近自然度等措施，遵循“近自然”的经营方式进行森林植被的管理，是提高北运河上游森林健康水平的关键所在。收起

关键词 : 森林经营健康管理病虫害防控土壤持水能力林龄结构近自然度

6. 土壤混掺介质对微咸水蒸发及盐分分布影响的试验研究

[学位论文] 孙强兰州理工大学 2023年硕士导师: 郑健共73页

摘要 : 为探究土壤混掺介质对微咸水蒸发及水热盐运移的影响，采用离心机试验和室内土柱模拟试验，选用生物炭（小麦秸秆）和保水剂（PAM（聚丙烯酰胺））两种混掺介质，设置2种混掺厚度（10cm、20cm）、3个生物炭质量添加比例（B0、B2、B4）、3个保水剂质量... 展开为探究土壤混掺介质对微咸水蒸发及水热盐运移的影响，采用离心机试验和室内土柱模拟试验，选用生物炭（小麦秸秆）和保水剂（PAM（聚丙烯酰胺））两种混掺介质，设置2种混掺厚度（10cm、20cm）、3个生物炭质量添加比例（B0、B2、B4）、3个保水剂质量添加比例（S0、S0.08、S0.1）和4个微咸水矿化度（W0、W1、W3、W5），探究两种土壤混掺介质协同微咸水灌溉对土壤持水能力、蒸发情况及水热盐运移的影响。结果表明：（1）土壤持水能力和孔隙大小分布受混掺介质和微咸水矿化度共同影响。生物炭配施微咸水时，土壤持水能力随着微咸水矿化度的增大先增大后减小，土壤中较大孔隙比例和较小孔隙比例均有所提高；保水剂配施微咸水时，土壤持水能力随着微咸水矿化度的增大而减小，土壤中较大孔隙比例降低，中小孔隙比例有所提高；Van-Genuchten模型可以准确描述不同处理的土壤水分特征曲线，在提高土壤持水能力方面保水剂优于生物炭。（2）土壤累积蒸发量受混掺介质、混掺量、混掺厚度、微咸水矿化度共同影响，混掺介质在一定程度上可以抑制微咸水蒸发，盐分会促进土壤水分蒸发。生物炭混掺土壤时，不同处理均可抑制微咸水蒸发；随着生物炭混掺厚度的增加、混掺量的减少或生物炭混掺厚度的减少、混掺量的增加，可较好的抑制微咸水蒸发；生物炭和微咸水协同作用时，混掺量2%、混掺厚度20cm的生物炭、矿化度为3g/L的微咸水处理抑制蒸发效果最好。保水剂混掺土壤时，随着保水剂混掺厚度的增加、混掺量的减少或保水剂混掺厚度的减少、混掺量的增加，可较好的抑制微咸水蒸发；当保水剂混掺量和混掺厚度同时增加（混掺量0.1%、混掺厚度20cm），对土壤水分蒸发具有促进作用；保水剂和微咸水协同作用时，混掺量0.08%、混掺厚度20cm的保水剂、矿化度为1g/L的微咸水处理抑制蒸发效果最好。Rose模型的拟合结果更优，更适合模拟混掺介质配施微咸水的土壤水分蒸发过程。（3）土壤混掺生物炭提高土壤平均质量含水率的效果好于保水剂；当土壤混掺介质为保水剂时，矿化度为1g/L的微咸水处理土壤持水能力好于其他处理；当土壤混掺介质为生物炭时，矿化度为3g/L的微咸水处理土壤持水能力好于其他处理。生物炭、保水剂在一定比例混掺土壤下均可降低土壤温度波动，降低温度最值，且表土温度日变幅和累积蒸发量呈正相关；混掺生物炭相比于混掺保水剂可以更好的降低土壤温度波动让土壤温度日变幅更早的达到峰值；保水剂混掺下土壤温度波动峰值同单施微咸水相比基本相近，但过量施加保水剂（混掺量0.1%、混掺厚度20cm）会导致表土温度升高。土壤中盐分受到混掺介质和微咸水矿化度共同影响，土壤盐分含量随着微咸水矿化度的增大而增大；生物炭和保水剂均可较好的抑制盐分表聚，但生物炭抑制微盐分运移到土壤表层的效果优于保水剂，且混掺量2%、混掺厚度20cm的生物炭抑制盐分表聚效果最优。综合对比不同处理的各项指标，在生物炭混掺厚度20cm、混掺量2%、微咸水矿化度3g/L的条件下，微咸水蒸发被有效抑制，起到保水抑盐的作用，更适宜农田施用，为西北干旱地区更好的利用微咸水灌溉提供了理论依据。收起

关键词 : 土壤混掺微咸水灌溉土壤持水能力蒸发特性水热盐运移

7. 基于提高持水能力的硅藻土改性及改良土壤持水性能的初步研究

[学位论文] 苏杨中南林业科技大学 2013年硕士导师: 王平共75页

摘要 : 由于人类无节制的采掘挖矿，对矿区土壤产生了不良影响，如矿区地质变得松动，植被遭到破坏，水土流失严重，土层浅薄，土壤团粒急剧减少，土壤中重金属含量很高等。这些影响又相互作用，相互扩大影响，但主要原因是影响了土壤水分保持能力，植被缺水... 展开由于人类无节制的采掘挖矿，对矿区土壤产生了不良影响，如矿区地质变得松动，植被遭到破坏，水土流失严重，土层浅薄，土壤团粒急剧减少，土壤中重金属含量很高等。这些影响又相互作用，相互扩大影响，但主要原因是影响了土壤水分保持能力，植被缺水而不能正常生长，土壤缺少植被固定和覆盖，又易造成水土流失等，使土壤环境更加恶化，如此形成恶性循环。所以寻找有效方法提高矿区土壤的吸水持水能力变得至关重要。硅藻土作为一种粘土矿物，本身具备较强的吸水能力，同时又有吸附能力强、来源丰富、价格合理等特点，是重金属离子的良好吸附材料，但硅藻土持水保水能力有限，不能长效保水。因此有必要对硅藻土实施改造，改善其持水特性，提高其应用水平。PAM（聚丙烯酰胺）是一种高分子化合物材料，具有良好的絮结性能，可以增加土壤水入渗和减少流动水对土壤的侵蚀作用。大量的研究表明，聚丙烯酰胺可增强土壤团聚体结构的稳定性，抑制土壤大量失水。PG（磷石膏）作为常用的土壤改良剂，可以通过离子相互作用，改良土壤水环境，同时也可以一定程度影响硅藻土和PAM的理化性质，增强其吸持水能力。本论文先分别采用不同量的PAM和磷石膏加入硅藻土进行了持水测试试验，并取较合理含量范围的PAM和PG配合添加于硅藻土进行了持水测试试验，最后用PAM、PG和硅藻土3种改良剂复合对矿区土壤进行了持水测试试验。主要研究结果如下: (1)向硅藻土中分别添加PAM和PG均可以有效提高硅藻土的吸水持水能力。PG最佳含量为300mg/kg，而PAM最佳含量为500mg/kg。PG含量为500mg/kg时，硅藻土能最大程度提高硅藻土在水分胁迫条件下植物耐受性和水分利用率，而PAM最佳含量为500mg/kg。 (2)选用300mg/kg的PG与400mg/kgPAM共同添加于硅藻土，较对照提高硅藻土的毛管持水能力为3.35％，较对照减蒸率可达到61.34％，能够有效增加硅藻土的吸水持水能力。 (3)硅藻土10g/kg+PG300mg/kg+PAM400mg/kg为最佳改善矿区土壤吸水、持水和水分有效利用等性能的最佳改良方案。其处理的矿区土壤较对照的水分蒸发量减少50.46％，凋萎系数较对照降低约6％;土壤有效水含量较对照提高约15％。收起

关键词 : 硅藻土聚丙烯酰胺磷石膏水分有效性土壤持水能力

8. 灌溉水质对土壤物理性质的影响

[学位论文] 周彩景西北农林科技大学 2008年硕士导师: 王益权共59页

摘要 : 关于土壤持水能力、水分运动规律以及水分有效性的研究成果已经非常丰富，尽管如此，仍然遗留有许多空白点和亟待解决的科学问题。已有的研究工作偏重于土壤的表面积、结构以及孔隙等土壤基模性状对于水分系列物理性状的综合影响，但在研究水分性状和... 展开关于土壤持水能力、水分运动规律以及水分有效性的研究成果已经非常丰富，尽管如此，仍然遗留有许多空白点和亟待解决的科学问题。已有的研究工作偏重于土壤的表面积、结构以及孔隙等土壤基模性状对于水分系列物理性状的综合影响，但在研究水分性状和物理过程时大多忽视了土壤水是溶解有各种有机无机物质的稀溶液这个客观事实，很少有人提到水质对于土壤水分物理性状及水分运移过程、水分物理行为的作用与影响。本研究立足于水分中有机物质的类型和含量，探求水质对于土壤持水能力和水分运动参数以及土壤膨胀特性的作用与影响，以便更进一步丰富土壤水分问题的研究理论。水资源严重不足是我国农业用水存在的主要问题，各地河流不同程度地污染是客观事实，在当今甚至今后一段时间内农业生产还不得不用受污染的河水进行灌溉。这是由于污染治理滞后，污水处理水平偏低，污水排放难以控制，在全国水资源日益短缺的情况下，污灌水质超标问题在短期内很难得到有效解决。灌溉水中有机物质对土壤性质造成影响的研究非常鲜见，研究水体中有机物质对土壤物理性质的影响无论在理论上还是在实践上都具有重大意义。本研究针对目前灌溉水体的污染现状，主要从水体中亲水性有机污染物(乙醇)、疏水性有机污染物(苯酚)和复合有机污染物(渭河水)等方面探求水质对于土壤持水特性、水分运动参数和土壤膨胀过程的作用与影响。在室内条件下分别测定了不同有机污染物情况下的土壤水分特征曲线、水分扩散率、饱和导水率及土壤膨胀性等，同时分析了各类有机物质类型与含量对水分密度与表面张力的影响等，企图探明有机物质对土壤物理性状的影响机理。主要的研究结果如下： 1．有机物质类型与含量对土壤持水性能有明显影响，其影响机理是不仅改变土壤水表面张力、密度等流体物理性状，而且影响土壤基模表面性状双重作用。对同一土壤(填土耕层)而言，乙醇溶液对土壤水分特征曲线在pFO-4．1范围内都有一定影响，其影响程度随着乙醇含量不同有明显差异。相同吸力条件下，随乙醇含量(≥1000 mg·L-1)的增加土壤持水容量降低；苯酚含量仅影响到低吸力段(pF值低于1．5)土壤的水分特征曲线，而在高吸力段无明显影响。在低吸力段，随苯酚含量增加，土壤持水量呈增加趋势。有机溶质对水的表面张力的影响是改变土壤持水能力的重要因素之一，苯酚溶液与浓度在1000 mg·L-1以下的乙醇溶液对土壤持水能力的影响与表面张力变化趋势一致，随浓度增加均呈增高趋势，但随乙醇浓度升高至10000 mg·L-1时，仅靠表面张力的变化已不能给出合理解释，此时，乙醇溶液对土壤中部分有机质的溶解作用造成的土壤结构变化成为土壤持水能力变化的主要原因。水体复合污染(渭河水)对土壤水分特征曲线有明显影响，提高了土壤的持水能力。 2．对不同质地的土壤而言，有机物质对填土粘化层土壤水分特征曲线的影响程度大于填土耕层土壤，对风沙土影响最小，显示出进入土壤的水分质量对于土壤结构及孔隙特性的作用情况。乙醇和苯酚对填土耕层与粘化层土壤影响有较大差异：水中含有一定乙醇可提高填土耕层土壤持水能力，这是因为耕层土壤颗粒表面富有有机质，对醇的亲和力强的缘故；而对填土粘化层土壤作用相反，且在低吸力段(pF<2)影响较大，这与粘化层土壤颗粒表面富有无机的氧化物，其与醇的亲和力不高有很大关系。向水中加入疏水性物质苯酚，进一步研究对于土壤持水能力的影响，可使该结论得到进一步证实。苯酚对填土耕层土壤水分特征曲线的影响仅限于低吸力阶段(pF<1．5)，对填土粘化层土壤在pF0-4．1范围内均有影响，且影响幅度较大，1．0 mg·L-1与10．0 mg·L-1的苯酚溶液明显提高土壤的持水能力，30．0mg·L-1的苯酚溶液却降低土壤的持水能力。试验结果表明，有机物质对土壤持水性能的影响与土壤物质组成有很大关系；有机溶质对土壤中物质的溶解性与亲和性是影响土壤持水能力的关键。 3．有机物质类型与含量对土壤水分扩散率有明显影响。首先体现在乙醇与苯酚对总运移时间和土壤水分平均运移速率影响明显。除100 000 mg·L-1乙醇溶液外，其余乙醇溶液与苯酚溶液平均运移速率均大于对照；乙醇对土壤水分平均运移速率的影响趋势，随浓度增加，先增加后降低；苯酚则呈现相反趋势，与乙醇相比其变化幅度较小。其次，各溶液间土壤水分扩散率的差异性明显，同一含水量时各溶液水分扩散率明显不同。当容积含水量θ≤42 cm3·cm-3时，随乙醇浓度增加，D呈先增大后减小的趋势；苯酚的影响规律性不明显。第三，乙醇与苯酚浓度在很大程度上影响土壤水分扩散率经验方程(D(θ)=aebθ)的参数，且影响趋势具有一定规律性。参数口，6与LOG(C)的关系均为二次相关。乙醇浓度取对数后，与参数6呈显著相关；苯酚浓度取对数后，与参数a呈极显著相关，与参数6呈显著相关。乙醇与苯酚对土壤饱和导水率的影响表现为，向水中加入少量乙醇与苯酚都可以增加土壤饱和导水率。 4．分析土壤水分扩散率试验中相关因素的关系发现，含水量为0．30-0．42 cm3·cm-3时的土壤水分扩散率，也即毛管支持水的运移对土壤水分运移速率有重大影响；t与靠近水源2 cm段土壤含水率θ呈极显著线性相关，t=-31624θ+17069(r=0．8282)，而该土壤含水率在理论上等于土壤饱和含水率，据此可以根据饱和含水率对溶液的运移速率进行初步估计。 5．土壤膨胀过程与土壤性质有关，也与进入土壤的水体质量有一定的关系。研究发现土壤膨胀过程具有明显的两个阶段特征；水体中有机物质类型与含量对土壤膨胀既影响到土壤膨胀速率，也影响到土壤的膨胀量。10 mg·L-1乙醇作用下土壤第一阶段膨胀量低于纯水对照，而10 000 mg·L-1乙醇溶液作用下土壤第一阶段膨胀量明显高于对照，苯酚含量对第一阶段膨胀量的影响，随浓度增加膨胀量增加，且均高于对照。收起

关键词 : 灌溉水质土壤水分污水处理土壤持水能力土壤膨胀污灌水质

9. 典型盐湖区土壤物理性质和可蚀性特征

[学位论文] 孙玮西北农林科技大学 2023年硕士导师: 薛萐共83页

摘要 : 土壤盐碱化是一个全球性生态问题，因土壤中含盐量较高而导致土壤性质恶化，降低了土地的生产力，因此人们非常重视其修复、开发和利用。土壤物理性质和可蚀性是反映土壤性质好坏的重要指标，深入了解盐碱化土壤物理性质和可蚀性的变化情况及影响因素... 展开土壤盐碱化是一个全球性生态问题，因土壤中含盐量较高而导致土壤性质恶化，降低了土地的生产力，因此人们非常重视其修复、开发和利用。土壤物理性质和可蚀性是反映土壤性质好坏的重要指标，深入了解盐碱化土壤物理性质和可蚀性的变化情况及影响因素，对改善盐碱化土壤性质，提高其生产力有着重要意义。我国盐湖分布众多，其周边土壤盐碱化程度很高，使其成为我国耕地重要的后备土地资源。然而目前人们对于盐湖区土壤物理性质和可蚀性的变化特征以及其影响因素了解较少。因此本文以定边花马池盐湖和青海茶卡盐湖边的非根际和根际土壤为研究对象，研究了盐湖区0-30 cm非根际土壤、两种优势物种（盐角草和盐爪爪）根际土壤的颗粒组成特征、微团聚体组成及稳定性特征、表层土壤持水能力、土壤可蚀性特征，并且探究了不同盐碱程度下土壤颗粒组成、微团聚体组成和稳定性、土壤持水能力和土壤可侵蚀性的变化情况以及其影响因素，以期为盐湖区盐碱化土壤修复提供参考依据，主要研究结果如下：（1）盐碱对非根际土壤颗粒组成有一定的影响，对根际土壤颗粒组成没有影响。非根际土壤中粒径＜0.002 mm、0.002-0.02 mm的颗粒含量随着盐碱程度的增加而增加，粒径0.02-0.05 mm、0.05-0.25 mm、0.25-2 mm的颗粒含量随着盐碱程度的增加而减少，而根际土壤不同粒径颗粒含量随盐碱程度的增加没有明显变化。非根际土壤颗粒分形维数在 2.687-2.756 之间，随着盐碱程度的增加而增加；根际土壤颗粒分形维数在2.705-2.716 之间，随着盐碱程度的增加没有明显变化。盐碱条件下，非根际土壤颗粒组成和分形维数与土壤养分之间有明显的相关性，而根际土壤颗粒组成和分形维数与土壤养分之间相关性不显著，因此盐碱条件下，非根际土壤颗粒组成和分形维数更能反映土壤性质的变化。（2）盐碱会影响非根际土壤微团聚体组成和稳定性，对根际土壤微团聚体组成和稳定性的影响较小。研究区非根际土壤中，粒径 0.05-0.25 mm 的微团聚体含量最多（28.91%-36.27%），粒径0.25-2 mm的微团聚体含量最少（2.55%-3.64%），随着盐碱程度的增加，粒径 0.002-0.02 mm、0.02-0.05 mm 的微团聚体含量明显增加，粒径0.05-0.25 mm、0.25-2 mm的微团聚体含量明显减少，并且微团聚体分形维数逐渐增加，平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）明显减小，微团聚体稳定性逐渐减弱；研究区根际土壤，同样也以粒径 0.05-0.25 mm 的微团聚体含量最多（31.97%-34.20%），粒径0.25-2 mm的微团聚体含量最少（4.61%-5.57%），但是随着盐碱程度的增加，不同粒径微团聚体含量没有明显变化（除粒径0.02-0.25 mm的微团聚体），微团聚体分形维数、MWD、GMD也没有明显变化。盐碱条件下，影响非根际土壤微团聚体组成和稳定性的主要因素包括土壤颗粒组成和有机碳含量，而根际土壤微团聚体组成和稳定性的影响因素主要是土壤颗粒组成。（3）盐碱对表层土壤（0-10 cm）持水能力有一定的影响。研究区土壤容重在1.36-1.43 g/cm3之间，饱和持水量在41.08-43.79 mm之间，毛管持水量在39.95-42.41 mm之间，田间持水量在31.23-32.70 mm之间；随着盐碱程度的增加，土壤容重明显增加，饱和持水量和毛管持水量明显减少，田间持水量没有明显变化。盐碱条件下，影响土壤持水能力的因素包括土壤容重和颗粒组成。（4）盐碱会影响非根际土壤可蚀性，对根际土壤可蚀性的影响较小。研究区非根际土壤可蚀性性因子K在0.359-0.396之间，随着盐碱程度的增加明显增加，根际土壤可蚀性因子K在0.364-0.370之间，随着盐碱程度的增加没有明显变化。盐碱条件下，影响非根际土壤和根际土壤可蚀性的因素主要包括：土壤颗粒组成、微团聚体稳定性和土壤有机碳含量。收起

关键词 : 盐湖区土壤土壤颗粒组成微团聚体组成土壤持水能力土壤可蚀性