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荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析

王新平 肖洪浪 张景光 李新荣 康尔泗

王新平, 肖洪浪, 张景光, 李新荣, 康尔泗. 荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析[J]. 水科学进展, 2006, 17(5): 592-598.
引用本文: 王新平, 肖洪浪, 张景光, 李新荣, 康尔泗. 荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析[J]. 水科学进展, 2006, 17(5): 592-598.
WANG Xin-ping, XIAO Hong-lang, ZHANG Jing-guang, LI Xin-rong, KANG Er-si. Hydrophysical characteristics of biological soil crust in an arid desert area[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(5): 592-598.
Citation: WANG Xin-ping, XIAO Hong-lang, ZHANG Jing-guang, LI Xin-rong, KANG Er-si. Hydrophysical characteristics of biological soil crust in an arid desert area[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(5): 592-598.

荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40301008;90202015);中国科学院知识创新方向性资助项目(KZCX3-SW-324)
详细信息
    作者简介:

    王新平(1969- ),男,甘肃通渭人,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员,博士,主要从事干旱区生态水文研究.E-mail:xpwang@lzb.ac.cn

  • 中图分类号: P343.9

Hydrophysical characteristics of biological soil crust in an arid desert area

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.40301008,90202015)and the Innovation Research Project of Chinese Academy of Sciences(KZCX32SW2324).
  • 摘要: 通过室内压力陶土板系统测定土壤含水率与基质势的关系与Star-1土壤水分物理特征测定系统确定非饱和土壤水力传导度的方法,结合应用van Genuchten公式模拟,分析了位于腾格里沙漠东南缘包兰铁路沙坡头段人工生态防护体系生物土壤结皮的水文物理特征,确定了其水分特征曲线、非饱和土壤水力传导度、非饱和弥散系数,并与原始沙丘沙进行比较。结果表明,生物土壤结皮的持水能力是沙丘沙的3~9倍。当土壤基质势在-1~-3 000 cm的较高范围变化时,生物土壤结皮平均非饱和水力传导度低于沙丘沙(约为12%);而当土壤基质势在-3 000~-15 000 cm的较低范围变化时,沙丘沙的平均非饱和水力传导度又大大低于生物土壤结皮(约为91.0%)。正是由于生物土壤结皮特殊的质地与结构,使其非饱和水力传导度随着土壤基质势的降低,以及土壤含水量的减少,而趋于增大。与原始沙丘沙比较,生物土壤结皮独特的水文物理特点决定了它对荒漠地区土壤微生境的改善与促进作用,特别是通常情况下的高持水能力与低土壤基质势条件下的较高非饱和水力传导度,能够提高浅层土壤水分的有效性,有利于人工生态防护体系主要组分浅根系灌木、草本植物与小型土壤动物的生存繁衍。
  • [1] Belnap J,Harper K T,Warren S D.Surface disturbance of cryptobiotic soil crusts:nitrogenase activity,chlorophyll content and chlorophyll degradation[J].Arid Soil Research and Rehabilitation,1994,8:1-8.
    [2] West N E.Structure and function of microphytic soil crusts in wildland ecosystems of arid to semi-arid regions[J].Advances in Ecological Research,1990,20:179-223.
    [3] 杨晓晖,张克斌,赵云杰.生物土壤结皮——荒漠化地区研究的热点问题[J].生态学报,2001,21(3):474-480.
    [4] Belnap J,Gardner J S.Soil microstructure in soils of the Colorado Plateau:the role of the cyanobacterium microcoleus vaginatus[J].Great Basin Naturalist,1993,53:40-47.
    [5] 李新荣,张景光,王新平,等.干旱沙漠区土壤微生物结皮及其对固沙植被影响的研究[J].植物学报,2000,42(9):965-970.
    [6] 李新荣,贾玉奎,龙利群,等.干旱半干旱地区土壤微生物结皮的生态学意义及若干研究进展[J].中国沙漠,2001,21(1):4-11.
    [7] Harper K T,Marble J R.A role for nonvascular plants in management of arid and semiarid rangelands.In:Tueller P T (ed.).Vegetational Science Applications for Rangeland Analysis and Management[M].Dordrecht,the Netherlands:Kluwer Academic Publishers,1988.135-169.
    [8] Isichei A O.The role of algae and cyanobacteria in arid lands,A review[J].Arid Soil Research and Rehabilitation,1990,4:1-17.
    [9] Beymer R J,Klopatek J M.Potential contribution of carbon by microphytic crusts in pinyon-juniper woodlands[J].Arid Soil Research and Rehabilitation,1991,5:187-198.
    [10] Metting B.Biological surface features of semiarid lands and deserts.In:Skujin J (ed).Semiarid Lands and Deserts:Soil Resource and Reclamation[M].New York:Marcel Dekker,1991.257-293.
    [11] Evans R D,Ehleringer J R.A break in the nitrogen cycle of aridlands:evidence from δ15N of soils[J].Oecologia,1993,94:314-317.
    [12] Johansen J R.Cryptogamic crusts of semiarid and arid lands of North America[J].Journal of Phycology,1993,29:140-147.
    [13] Eldridge D J,Greene R S B.Microbiotic soil crusts:A review of their roles in soil and ecological processes in the rangelands of Australia[J].Australian Journal of Soil Research,1994,32:389-415.
    [14] Evans R D,Johansen J R.Microbiotic crusts and ecosystem processes,Solicited review[J].Critical Reviews in Plant Sciences,1999,18:183-225.
    [15] 凌裕泉,屈建军,胡玫.沙面结皮形成与微环境变化[J].应用生态学报,1993,4(4):393-398.
    [16] 肖洪浪,张继贤,李金贵.腾格里沙漠东南缘降尘粒度特征与沉积速率[J].中国沙漠,1997,17(2):127-132.
    [17] 肖洪浪,李新荣,段争虎,等.流沙固定过程中土壤-植被系统演变对水环境的影响[J].土壤学报,2003,40(6):809-814.
    [18] Gifford G F.Infiltration rate and sediment production on a ploughed big sagebrush site[J].Journal of Range Management,1972,25:53-55.
    [19] St Clair L L,Johansen J R.Introduction to the symposium on soil crust communities[J].Great Basin Naturalist,1993,53(1):1-4.
    [20] Loope W L,Gifford G F.Influence of a soil microfloral crust on select properties of soils under Pinyon-Juniper in southeastern Utah[J].Journal of Soil and Water Conservation,1972,27:164-167.
    [21] Brotherson J D,Rushforth S R.Influence of cryptogamic crusts on moisture relationships of soils in Navajo National Monument,Arizona[J].Great Basin Naturalist,1983,43(1):73-78.
    [22] George D B,Roundy B A,St Clair L L,et al.The effects of microbiotic soil crusts on soil water loss[J].Arid Land Research and Management,2003,17(2):113-125.
    [23] van Genuchten M Th.A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils[J].Soil Science Society of America Journal,1980,44:892-898.
    [24] 黎庆淮主编.土壤学与农作学(第二版)[M].北京:水利电力出版社,1986.19-72.
    [25] Mualem Y.A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media[J].Water Resources Research,1976,12:513-522.
    [26] 陈志雄,汪仁真.中国几种主要土壤的持水性质[J].土壤学报,1979,16(3):277-281.
    [27] 姚贤良.华中丘陵红壤的水分问题——I低丘坡地红壤的水分状况[J].土壤学报,1996,33(3):249-257.
    [28] 王新平,康尔泗,李新荣,等.土壤质地和初始含水量对水平入渗过程影响的试验研究[J].地球科学进展,2003,18(4):592-596.
    [29] Hillel D,Gardner W R.Transient infiltration into crust-topped profiles[J].Soil Science,1970,109:69-76.
    [30] Sackschewsky M R,Kemp C J,Link S O,et al.Soil water balance changes in engineered soil surfaces[J].Journal of Environmental Quality,1995,24(2):352-359.
  • [1] 姚月锋, 何成新, 曾丹娟, 周翠鸣, 莫凌, 黄玉清, 徐广平.  漓江流域表层土壤水分物理性质空间异质性 . 水科学进展, 2016, 27(5): 696-704. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.007
    [2] 彭振阳, 伍靖伟, 黄介生.  应用连续混合器模型模拟非饱和土壤盐分淋洗过程 . 水科学进展, 2015, 26(4): 550-559. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.04.012
    [3] 廖凯华, 徐绍辉, 吴吉春, 朱青.  不同土壤转换函数预测砂土非饱和导水率的对比分析 . 水科学进展, 2013, 24(4): 560-567.
    [4] 臧荫桐, 丁国栋, 高永, 汪季, 何志, 周瑞平, 王健.  采煤沉陷对风沙区土壤非饱和水分入渗的影响 . 水科学进展, 2012, 23(6): 757-767. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1801.019
    [5] 陈亮, 施建成, 蒋玲梅, 杜今阳.  基于物理模型的被动微波遥感反演土壤水分 . 水科学进展, 2009, 20(5): 663-667.
    [6] 王康, 张仁铎, 王富庆.  基于连续分形理论的土壤非饱和水力传导度的研究 . 水科学进展, 2004, 15(2): 206-210.
    [7] 徐绍辉, 刘建立.  土壤水力性质确定方法研究进展 . 水科学进展, 2003, 14(4): 494-501.
    [8] 刘建立, 徐绍辉, 刘慧, 郭飞.  确定田间土壤水力传导率的分形方法 . 水科学进展, 2003, 14(4): 464-470.
    [9] 李毅, 邵明安, 王文焰, 王全九.  土壤非饱和导水率模型中参数的敏感性分析 . 水科学进展, 2003, 14(5): 593-597.
    [10] 詹美礼, 胡云进, 速宝玉.  裂隙概化模型的非饱和渗流试验研究 . 水科学进展, 2002, 13(2): 172-178.
    [11] 杨金忠, 蔡树英, 伍靖伟.  宏观水力传导度及弥散度的确定方法 . 水科学进展, 2002, 13(2): 179-183.
    [12] 王超, 顾斌杰.  非饱和土壤溶质迁移转化模型参数优化估算 . 水科学进展, 2002, 13(2): 184-190.
    [13] 刘建国, 聂永丰.  非饱和土壤水力参数预测的分形模型 . 水科学进展, 2001, 12(1): 99-106.
    [14] 詹卫华, 黄冠华.  土壤水力特性分形特征的研究进展 . 水科学进展, 2000, 11(4): 457-462.
    [15] 韩冰, 叶自桐, 周创兵.  岩体裂隙饱和/非饱和渗流机理初步研究 . 水科学进展, 1999, 10(4): 375-381.
    [16] 郭仁东, 朴芬淑.  非饱和土壤渗透的快速数值计算 . 水科学进展, 1998, 9(3): 231-236.
    [17] 黄冠华, 沈荣开.  非均质土壤中二维非饱和土壤水分运动的随机分析 . 水科学进展, 1997, 8(2): 117-122.
    [18] 刘亚平, 陈川.  土壤非饱和带中的优先流 . 水科学进展, 1996, 7(1): 85-89.
    [19] 杨金忠, 叶自桐.  野外非饱和土壤水流运动速度的空间变异性及其对溶质运移的影响 . 水科学进展, 1994, 5(1): 9-17.
    [20] 杨金忠, 叶自桐, 贾维钊, 阎世龙.  野外非饱和土壤中溶质运移的试验研究 . 水科学进展, 1993, 4(4): 245-252.
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-04-05
  • 修回日期:  2005-10-19
  • 刊出日期:  2006-09-25

荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析

    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(40301008;90202015);中国科学院知识创新方向性资助项目(KZCX3-SW-324)
    作者简介:

    王新平(1969- ),男,甘肃通渭人,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员,博士,主要从事干旱区生态水文研究.E-mail:xpwang@lzb.ac.cn

  • 中图分类号: P343.9

摘要: 通过室内压力陶土板系统测定土壤含水率与基质势的关系与Star-1土壤水分物理特征测定系统确定非饱和土壤水力传导度的方法,结合应用van Genuchten公式模拟,分析了位于腾格里沙漠东南缘包兰铁路沙坡头段人工生态防护体系生物土壤结皮的水文物理特征,确定了其水分特征曲线、非饱和土壤水力传导度、非饱和弥散系数,并与原始沙丘沙进行比较。结果表明,生物土壤结皮的持水能力是沙丘沙的3~9倍。当土壤基质势在-1~-3 000 cm的较高范围变化时,生物土壤结皮平均非饱和水力传导度低于沙丘沙(约为12%);而当土壤基质势在-3 000~-15 000 cm的较低范围变化时,沙丘沙的平均非饱和水力传导度又大大低于生物土壤结皮(约为91.0%)。正是由于生物土壤结皮特殊的质地与结构,使其非饱和水力传导度随着土壤基质势的降低,以及土壤含水量的减少,而趋于增大。与原始沙丘沙比较,生物土壤结皮独特的水文物理特点决定了它对荒漠地区土壤微生境的改善与促进作用,特别是通常情况下的高持水能力与低土壤基质势条件下的较高非饱和水力传导度,能够提高浅层土壤水分的有效性,有利于人工生态防护体系主要组分浅根系灌木、草本植物与小型土壤动物的生存繁衍。

English Abstract

王新平, 肖洪浪, 张景光, 李新荣, 康尔泗. 荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析[J]. 水科学进展, 2006, 17(5): 592-598.
引用本文: 王新平, 肖洪浪, 张景光, 李新荣, 康尔泗. 荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析[J]. 水科学进展, 2006, 17(5): 592-598.
WANG Xin-ping, XIAO Hong-lang, ZHANG Jing-guang, LI Xin-rong, KANG Er-si. Hydrophysical characteristics of biological soil crust in an arid desert area[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(5): 592-598.
Citation: WANG Xin-ping, XIAO Hong-lang, ZHANG Jing-guang, LI Xin-rong, KANG Er-si. Hydrophysical characteristics of biological soil crust in an arid desert area[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(5): 592-598.
参考文献 (30)

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