Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
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有机材料结合集雨措施对山地果园理化性质的影响
No full text为了解黄土丘陵区雨养条件下山地果园有机材料结合集雨措施（ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈ
ｒａｉｎｗａｔｅｒｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓ，ＯＭＲ）对苹果园土壤理化性质的影响，２０１６年４月在陕西延安山地苹果园，
以果树树冠投影面反坡修建鱼鳞坑和集雨坑，研究了有机材料用量分别为５２５０ｋｇ／ｈｍ２（ＯＭＲ１），４５００
ｋｇ／ｈｍ２（ＯＭＲ２），３７５０ｋｇ／ｈｍ２（ＯＭＲ３），０ｋｇ／ｈｍ２（ＣＫ）以及传统处理 Ｔ对苹果园土壤理化性质的影响，
测定了０—３００ｃｍ 土层土壤含水率和土壤电导率，０—２００ｃｍ 土壤土层硝态氮含量和０—１００ｃｍ 土层土壤
容重和饱和导水率。结果表 明：有机材料结合集雨措施能够显著增加果园０—３００ｃｍ 土 层 土 壤 含 水 率，
ＯＭＲ２处理土壤平均含水率增加最显著，有机材料结合集雨措施处理（ＯＭＲ１、ＯＭＲ２、ＯＭＲ３）的土壤根系
湿润区主要集中在０—１００ｃｍ 土层。０—３００ｃｍ 土层 ＯＭＲ２处理土壤多次平均含水率值最高，为１４．８７％；
ＯＭＲ１、ＯＭＲ３、ＣＫ 和 Ｔ 处理的土壤多次平均含水率分别为１４．７４％，１４．８０％，１２．７９％和８．６６％。有 机 材
料结合集雨措施处理能够显著增加０—２００ｃｍ 土层土壤硝态氮含量，尤其增加４０—１００ｃｍ 土层土壤的硝
态氮含量；有机材料结合集雨措施能够显著降低土壤容重，尤 其 是 ２０—６０ｃｍ 土层的土壤容重；有 机 材
料结合集雨措施能够增加土壤饱和导水率，尤 其 增 加０—４０ｃｍ 土层土壤的饱和导水率；有机材料结合集
雨措施能够增大土壤的电导率，并且峰值出现在 ６０—１００ｃｍ 土 层 中，０—３００ｃｍ 土层土壤电导率呈现
ＯＭＲ２＞ＯＭＲ１＞ＯＭＲ３＞ＣＫ＞Ｔ。总体而言，在陕西延安采用有机材料结合集雨措施能够显著提高山地
苹果园土壤含水率和土壤硝态氮含量，降低土 壤 容 重，增大饱和导水率和电导率<span sty
１９５６－２０１７年黄河干流径流量时空变化新特征
No full text河川径流是组成水资源的重要部分，同时也是区域水资源开发利用的基础。为了探究整个黄河流域径流量时空变
化新特征，基于黄河干流９个主要控制水文站（唐乃亥、兰州、河口镇、龙门、潼关、花园口、高村、艾山和利津站）的实测径流
量资料，采用 Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势检验法、Ｐｅｔｔｉｔｔ突变检验和距平累积等方法，研究了１９５６—２０１７年黄河干流径流量时空变
化规律。结果表明：黄河上、中、下游年径流量整体呈逐年减少趋势，区间年径流量减少的倾向率分别为－２０．１６亿 ｍ３／１０ａ，
－３０．２３亿 ｍ３／１０ａ，－１６．９８亿 ｍ３／１０ａ。上、中、下游年径流量发生突变的临界年份分别为１９８６年、１９９０年（１９６８年）、１９７６
年（２００２年和２０１０年）。黄河干流径流量大致经历了丰水期、平水期和
黄土丘陵沟壑区２０年龄期梯田果园对不同标准 极端降雨侵蚀调控作用
No full text针对黄土丘陵沟壑区极端暴雨频发，严重威胁梯田果园安全生产，而梯田果园对不同标准的极端暴雨侵蚀调
控研究薄弱这一科学问题，在延安方塔２０年龄期的梯田果园上进行野外模拟降雨试验，对果树、坡面植被、坡面枯落
物３种调控因子在降雨强度由百年一遇增大到万年一遇时的侵蚀调控效果开展研究。结果表明：（１）相较于无调控
措施，枯落物的减水率由４４．１１％增大到５２．５５％，坡面植被的减水率由２２．８１％增大到２６．９８％，而果树对产流的消减
作用存在阈值，其对产流的消减量为４．４９～５．８１Ｌ／ｍ２。（２）相较于无调控措施，果树、坡面植被和枯落物对侵蚀产沙
的消减量都随雨强增大而增大，但坡面植被的减沙率随暴雨标准提升而减小，果树的减沙率随暴雨标准提升呈正相
关，当降雨标准超过千年一遇时，果树对产沙调控效果超过坡面植被，枯落物在减少侵蚀产沙中一直处于主导地位，
其减沙率在６０％以上。（３）梯田果园在３个调控因子综合作用下，减水减沙<
环境因子对土壤微生物呼吸及其温度敏感性变化特征的影响
No full text在田间条件下研究土壤微生物呼吸及其温度敏感性( Q10
) 的变化特征及其影响因素对准确理解地区的气候变暖潜力
具有重要意义． 本研究依托长武农田生态试验站的裸地处理，利用土壤碳通量系统( Li ～ 8100) 连续6 a ( 2008 ～ 2013 年) 监
测裸地处理下的呼吸速率、土壤温度和水分，探究土壤微生物呼吸及其温度敏感性的变化特征及其影响因素． 在日变化尺度
上，土壤微生物呼吸速率的变化特征呈单峰曲线，且这种变化趋势主要与土壤温度有关( P ＜ 0. 05) ，然而日平均土壤微生物
呼吸速率和Q10
在不同土壤水分含量条件下不同． 均呈现出: 适度的土壤水分条件＞ 较高的土壤水分条件＞ 较低土壤水分条
件的趋势［土壤微生物呼吸速率: 1. 20 μmol·( m2·s) － 1、0. 95 μmol·( m2·s) － 1、0. 79 μmol·( m2·s) － 1 ; Q10
: 2. 12、1. 93、
1. 59］． 在季节尺度上，土壤微生物呼吸速率和Q10
均呈现出雨季大于非雨季的趋势［土壤微生物呼吸速率: 1. 11
μmol·( m2·s) － 1、0. 90 μmol·( m2·s) － 1 ; Q10
: 1. 96、1. 59］，且这种变化趋势与土壤温度和水分的变化有关( P ＜ 0. 05) ，然而
土壤温度和土壤水分的双变量模型比土壤温度或者土壤水分的单变量模型能解释更多的土壤微生物呼吸季节变异性( Ｒ2 :
0. 45 ～ 0. 82、0. 32 ～ 0. 67、0. 35 ～ 0. 86; 模拟值和实测值的拟合系数: 0. 76、0. 64、0. 58) ． 在年际尺度上，年累积土壤微生物
呼吸变化于226 g·( m2·a) － 1 和298 g·( m2·a) － 1 之间，Q10
变化于1. 48 ～ 1. 94 之间，而年累积土壤微生物呼吸和Q10
的年际变
异性主要与年平均土壤水分含量有关( P ＜ 0. 05) ，且年平均土壤水分别可以解释39% 和54% 的年累积土壤微生物呼吸和
Q10
年际变异性． 在裸地处理上，土壤有机碳由试验初的6. 5 g·kg － 1 下降到目前的5. 5 g·kg － 1 ，但是年累积土壤微生物呼吸却
高达255 g·( m2·a) － 1 ，即裸地处理的呼吸流失量比土壤有机碳的流失量高20 倍以上．</p
磁化水膜下滴灌对棉田水盐分布特征及棉花生长特性的影响
No full text：通过田间小区磁化水滴灌试验，研究了磁化水膜下滴灌对土壤水盐分布特征、棉花生长特性及产量
的影响。结果表明：磁化水灌溉可以提高土壤含水量，促进棉花根系对水分的吸收，０—１００ｃｍ土层内磁化
强度为３ ０００Ｇｓ时的土壤含水量最大，保水效果最好。磁化水灌溉可以有效降低土壤盐分含量，加快土壤
盐分的淋洗，０—１００ｃｍ土层内各磁化水处理土壤平均含盐量表现为３ ０００Ｇｓ＜４ ０００Ｇｓ＜１ ０００Ｇｓ＜
５ ０００Ｇｓ＜０Ｇｓ，磁化淡水处理的土壤脱盐率为２．７％～２８．２％，３ ０００Ｇｓ磁化处理的土壤脱盐率最高；磁化
微咸水处理的土壤积盐率为２１．７％～３３．９％。磁化水滴灌可以促进棉花生物量及产量的增长，淡水、微咸
水磁化处理的产量较未磁化处理增加了８．９８％～３１．４％，３ ０００Ｇｓ磁化处理下的棉花产量最高。从棉花生
长特征、产量、水分利用效率等方面综合考虑，３ ０００Ｇｓ为最佳磁化强度处理。</p
黄土塬区农田管理措施对土壤水氮运移及作物生长的影响
No full text黄土高原旱作塬区耕地面积占总面积的1/3，是西北地区重要的产粮区，也是典型的雨养农业区。农业生产面临的主要问题是降雨偏少且季节分布不均，施肥偏多但利用率低，提高水分养分利用效率是保证作物高产稳产的关键。本文选取旱作农田冬小麦和春玉米连作体系为研究对象，在陕西省长武县王东沟小流域设置的不同管理措施定位试验基础上进行田间观测试验，首先于2016-2017生长季研究了小麦地7个和玉米地6个处理收获期剖面硝态氮分布、生长季内土壤剖面水分运移状况及其对产量影响；并于2017-2018生长季分析玉米地6种处理不同时期土壤温度、水分、硝态氮淋溶累积变化和作物生长状况。研究不同管理措施对农田土壤水氮运移及作物生产的影响，以提高水肥利用效率、减小硝态氮残留和增加作物产量为目标，为选取适宜于该区可持续生产的农田管理措施提供理论依据，取得以下主要研究结果和结论：
1.小麦地2016-2017生长季，传统翻耕配施钾肥（NPK）和添加生物炭（NPB）较传统翻耕（NP）对土壤水分补给与消耗无明显影响。NPK土壤剖面硝态氮存在累积峰，但峰值只有NP的20.2%，硝态氮主要分布在0-100 cm土层；而NPB剖面无硝态氮累积，硝态氮主要分布在0-20 cm土层，两个处理土壤硝态氮累积量在0-300 cm层较NP显著减少了66.0%和73.2%。覆膜处理较NP显著影响土壤水分补给与消耗，传统翻耕配合生育期地膜全覆盖（NPFGT）、休闲期地膜全覆盖（NPFFT）和全年地膜全覆盖（NPFWT）在0-300 cm层水分补给量较NP显著增加32.7%、43.1%和43.5%，而NPFFT水分消耗量较NP显著提高2.0倍。NPFFT和NPFWT土壤剖面硝态氮存在累积峰，但峰值只有NP的77.1%和37.8%，而NPFGT剖面无硝态氮累积。三个处理硝态氮分别主要分布在0-200、0-100和0-20 cm土层，硝态氮累积量较NP显著减少了19.2%、59.7%和78.7%。此外，NPFGT和NPFWT较NP生物量、产量和水分利用效率分别显著增加56.4%和66.3%、20.0%和18.9%及24.3%和15.2%，而NPFFT水分利用效率显著减少22.7%。
NPFGT和NPFWT改善土壤水分条件、提高水分利用效率，增产效果显著，其中NPFGT减少硝态氮淋溶累积效果最佳；NPB和NPK虽不能改善土壤水分条件，但均可增加产量、有效减少硝态氮淋溶累积；而NPFFT不仅减产和显著降低水分利用效率，且未能缓解硝态氮氮淋溶累积。
2.玉米地2016-2017和2017-2018生长季，土壤水分变化均经过补给、消耗和再补给的过程。第一次水分补给时期（休闲-抽雄期），水分主要在100 cm以下的深层补给，其中免耕配合地膜覆盖（NF）、秸秆覆盖（NS）和秸秆地膜二元覆盖（NSF）水分补给量较免耕（NT）平均显著增加17.1、25.3和31.6 mm。水分消耗时期（抽雄-灌浆期），水分主要在0-200 cm消耗，其中NS、NF、免耕添加生物炭（NB）和NSF水分消耗量较NT平均显著增加19.7、26.4、27.6和41.7 mm。第二次水分补给时期（灌浆-收获期），水分主要在0-100 cm层补给，其中2017-2018生长季NF和NB水分补给量较NT显著提高2.7和6.4倍，NS显著降低75.0%。NS和NB不同时期硝态氮变化主要集中在0-100和200-300 cm，两个生长季收获期硝态氮累积量较NT显著降低26.5%和45.2%，且NS均存在明显的累积峰；NSF和NF硝态氮只在0-40 cm层有明显变化，两个生长季收获期硝态氮累积量较NT显著降低62.5%和70.5%，且均无累积峰。此外，NB生物量和水分利用效率较NT两年平均显著增加18.4%和15.6%；NF和NSF生物量、产量和水分利用效率较NT平均显著增加43.4%和49.2%、43.4%和50.5%及37.2%和44.2%，且氮素吸收、LAI和降雨利用效率均较NT显著提高1.7倍。
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土壤表面电场对黄土母质发育土壤水分入渗特性的影响及模拟
No full text水资源短缺是黄土高原地区农业生产和生态环境建设主要的限制因子。 土壤水分入渗过程不仅决定着土壤对雨水和灌溉水等有限水源的利用程度，而且也深刻影响着地表径流和土壤侵蚀强度。土壤表面电场对团聚体稳定性具有重要影响，团聚体破碎后土壤孔隙将发生重要变化，并影响水分入渗过程。然而，目前关于土壤电场作用对黄土母质发育土壤水分入渗过程的影响尚不清楚，同时考虑表面电场作用后
经典土壤水分入渗模型的适用性还有待进一步验证。因此，本研究采用室内一维定水头土柱模拟试验，通过定量调控土壤表面电场，研究了不同土壤电场强度对水分入渗速率、湿润锋运移、累积入渗量的影响，并采用 Kostiakov 模型和 Philip 模型对土壤水分入渗过程进行拟合。结果表明：（1）湿润锋运移速度、入渗速率和累积入渗量均随入渗电解质浓度的减小、表面电位（绝对值）和电场的增大而降低，这表明土壤表面电场对土壤水分入渗具有重要的、不可忽略的影响。（2）当电解质浓度 < 0.01 mol·L-1，塿土和褐土的电位绝对值大于 233 mV 和 223 mV 时， 土壤水分入渗特性参数随时间的变化曲线较为接近， 表明 233 mV和 223 mV 分别是影响两种土壤水分入渗过程的临界电位值。（3） Kostiakov 模型和 Philip 模型对于塿土和
褐土入渗过程的模拟均有较好的适用性，但通过进一步分析其拟合统计特征值（决定系数 R2、残差平方和、均方根误差 RMSE 值），发现 Kostiakov 模型的拟合结果更优。该研究结果可为黄土高原土壤水分入渗的内部调控新技术提供理论参考。
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土壤表面电场对黄土母质发育土壤水分入渗 特性的影响及模拟
No full text水资源短缺是黄土高原地区农业生产和生态环境建设主要的限制因子。土壤水分入渗过
程不仅决定着土壤对雨水和灌溉水等有限水源的利用程度，而且也深刻影响着地表径流和土壤侵蚀强度。
土壤表面电场对团聚体稳定性具有重要影响，团聚体破碎后土壤孔隙将发生重要变化，并影响水分入渗过
程。然而，目前关于土壤电场作用对黄土母质发育土壤水分入渗过程的影响尚不清楚，同时考虑表面电场
作用后经典土壤水分入渗模型的适用性还有待进一步验证。因此，本研究采用室内一维定水头土柱模拟试
验，通过定量调控土壤表面电场，研究了不同土壤电场强度对水分入渗速率、湿润锋运移、累积入渗量的
影响，并采用 Kostiakov 模型和 Philip 模型对土壤水分入渗过程进行拟合。结果表明：（1）湿润锋运移速
度、入渗速率和累积入渗量均随入渗电解质浓度的减小、表面电位（绝对值）和电场的增大而降低，这表
明土壤表面电场对土壤水分入渗具有重要的、不可忽略的影响。（2）当电解质浓度 < 0.01 mol·L −1 ，塿土
和褐土的电位绝对值大于 233 mV 和 223 mV 时，土壤水分入渗特性参数随时间的变化曲线较为接近，表
明 233 mV 和 223 mV 分别是影响两种土壤水分入渗过程的临界电位值。（3）Kostiakov 模型和 Philip 模型
对于塿土和褐土入渗过程的模拟均有较好的适用性，但通过进一步分析其拟合统计特征值（决定系数 R 2 、
残差平方和、均方根误差 RMSE 值），发现 Kostiakov 模型的拟合结果更优。该研究结果可为黄土高原土
壤水分入渗的内部调控新技术提供理论参考。</p