侵蝕和干旱逆境下黃土高原水土資源時空過程及其調(diào)控

序
前言
第1章黃土高原土壤礦物質(zhì)組成及其分布特點1
1.1黃土高原南緣武功全新世黃土-古土壤土壤黏土礦物組成及分布1
1.2黏土礦物風(fēng)化轉(zhuǎn)化及其環(huán)境指示意義5
1.2.1伊利石的風(fēng)化特征6
1.2.2全新世礦物風(fēng)化的時序特征7
1.2.3時空變遷的礦物學(xué)證據(jù)10
1.3氧化鐵化學(xué)形態(tài)及分布特征12
1.4黃土高原無機碳14
1.4.1黃土高原土壤無機碳儲量與密度分布15
1.4.2黃土丘陵區(qū)無機碳分布的影響因素25
參考文獻36
第2章黃土高原典型生態(tài)區(qū)植被恢復(fù)與土壤質(zhì)量演變42
2.1云霧山草地自然恢復(fù)的土壤環(huán)境效應(yīng)42
2.1.1草地自然恢復(fù)對土壤物理性質(zhì)的影響44
2.1.2草地自然恢復(fù)對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響46
2.1.3草地自然恢復(fù)對土壤微生物學(xué)性質(zhì)的影響47
2.1.4云霧山典型草原生態(tài)系統(tǒng)價值評估49
2.2上黃綜合治理小流域不同恢復(fù)模式下土壤質(zhì)量的變化50
2.2.1不同植被恢復(fù)模式下土地利用格局的動態(tài)變化51
2.2.2不同植被恢復(fù)措施對土壤物理性質(zhì)的影響52
2.2.3植被恢復(fù)對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響56
2.2.4植被恢復(fù)對土壤微生物的影響59
2.3延河流域植被恢復(fù)對土壤質(zhì)量的影響63
2.3.1植被恢復(fù)對團聚體的影響63
2.3.2不同植被類型對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響64
2.3.3不同植被類型對土壤微生物量的影響65
參考文獻71
第3章黃土高原農(nóng)林草地土壤碳庫構(gòu)成與變化特征74
3.1生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機碳循環(huán)及有機碳庫構(gòu)成75
3.1.1土壤有機碳與土壤性質(zhì)的關(guān)系75
3.1.2土壤有機碳循環(huán)76
3.1.3土壤對有機碳的固定作用及其影響因素77
3.1.4土壤有機碳庫的主要構(gòu)成組分及土壤中有機碳的分布特征81
3.2黃土區(qū)農(nóng)田土壤碳庫演變及其驅(qū)動因素87
3.2.1黃土區(qū)不同區(qū)域農(nóng)田土壤有機碳的含量88
3.2.2黃土區(qū)不同區(qū)域農(nóng)田土壤有機碳的累積與固定特征91
3.2.3黃土區(qū)農(nóng)田土壤碳庫演變的驅(qū)動因素分析93
3.3黃土丘陵區(qū)林地土壤有機碳的累積與變化94
3.3.1人工檸條林地土壤有機碳的變化95
3.3.2人工檸條林地土壤有機碳的固定量與儲量96
3.3.3不同類型林地土壤有機碳的變化97
3.3.4不同類型林地土壤有機碳的固定量與儲量99
3.4黃土丘陵溝壑區(qū)草地土壤有機碳的累積與變化101
3.4.1不同種類草地土壤有機碳的含量變化和垂直分布特征102
3.4.2不同恢復(fù)年限草地土壤活性有機碳103
3.4.3不同恢復(fù)年限草地土壤微生物量碳與有機碳的關(guān)系104
3.4.4恢復(fù)草地土壤有機碳的固定與累積105
3.5黃土坡面土壤有機質(zhì)遷移過程及流域有機碳輸移通量107
3.5.1不同坡面特征條件下土壤和流失泥沙中有機質(zhì)含量的比較107
3.5.2坡面土壤有機質(zhì)流失強度與坡長的關(guān)系108
3.5.3坡面土壤有機質(zhì)流失強度與坡度的關(guān)系110
3.5.4流域泥沙有機碳輸移通量及其與降雨的關(guān)系111
3.6黃土丘陵溝壑區(qū)小流域土壤有機碳空間分布及其影響因素113
3.6.1小流域剖面土壤有機碳含量空間分布特征113
3.6.2地形和土地利用對小流域土壤有機碳含量變化的影響116
3.6.3深層有機碳含量對小流域土壤有機碳儲量的貢獻120
3.6.4坡向與坡位對小流域梯田土壤有機碳變化的影響121
參考文獻124
第4章黃土高原不同土地利用類型土壤微生物組成與碳氮循環(huán)135
4.1黃土高原土壤微生物組成135
4.2根瘤菌和菌根真菌的分布及其在環(huán)境修復(fù)和植物抗逆中的作用136
4.2.1黃土高原地區(qū)根瘤菌的多樣性及其環(huán)境修復(fù)潛力137
4.2.2黃土高原地區(qū)菌根真菌的分布及其在植物抗逆中的作用139
4.3黃土高原土地利用類型對土壤有機碳和土壤微生物的影響140
4.3.1土壤有機碳的作用140
4.3.2黃土高原施肥和土地利用類型對土壤有機碳的影響140
4.3.3黃土高原不同土地利用類型土壤微生物的差異142
4.3.4黃土高原農(nóng)田和果園覆蓋對土壤微生物的影響144
4.4黃土高原農(nóng)田施肥對氮循環(huán)微生物的影響及其與土壤氮循環(huán)之間的聯(lián)系146
4.4.1黃土高原農(nóng)田施肥對土壤氮循環(huán)過程的影響146
4.4.2黃土高原農(nóng)田施肥對土壤氮循環(huán)微生物的影響147
4.4.3黃土高原土壤氮循環(huán)微生物與氮循環(huán)過程之間的聯(lián)系148
參考文獻149
第5章黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯區(qū)土壤水轉(zhuǎn)化過程與調(diào)控156
5.1土地利用對坡地水循環(huán)的影響156
5.1.1研究區(qū)概況與方法157
5.1.2三種植被措施下剖面土壤水分季節(jié)變化158
5.1.3三種植被措施下徑流量及水分利用效率160
5.1.4豐水年土壤水分恢復(fù)161
5.2典型植被耗水過程164
5.2.1試驗材料與方法165
5.2.2植物生長季0~260cm土層儲水量167
5.2.3不同土地利用方式下土壤水分消耗與補給深度168
5.2.4土壤水分消耗與補充特征分類172
5.3地表覆蓋對人工草地水分利用的影響172
5.3.1試驗材料與方法172
5.3.2不同覆蓋處理下淺層土壤溫度與水分變化174
5.3.3不同覆蓋處理下土壤剖面水分的變化176
5.3.4不同覆蓋處理苜蓿產(chǎn)量及水分利用效率比較177
5.4柳樹耗水特征與影響因素177
5.4.1研究地區(qū)及方法178
5.4.2不同土壤質(zhì)地下柳樹樹干液流變化規(guī)律差異180
5.4.3柳樹樹干液流對大氣干旱和土壤干旱的響應(yīng)181
5.4.4不同土壤質(zhì)地柳樹樹干液流量的差異182
參考文獻186
第6章非均質(zhì)土壤坡面水土過程研究189
6.1非均質(zhì)土壤水土過程研究現(xiàn)狀189
6.1.1土壤水分運動190
6.1.2坡面產(chǎn)流過程191
6.1.3土壤水分配和轉(zhuǎn)化192
6.2非均質(zhì)土壤坡面入滲193
6.2.1試驗條件及方法193
6.2.2產(chǎn)流前入滲量194
6.2.3坡面降雨入滲過程195
6.3非均質(zhì)土壤坡面產(chǎn)流198
6.3.1坡面徑流水力學(xué)參數(shù)計算方法198
6.3.2坡面徑流水動力學(xué)參數(shù)199
6.3.3坡面徑流流速變化200
6.3.4坡面徑流量變化201
6.4非均質(zhì)土壤坡面產(chǎn)沙202
6.4.1雨強對坡面總產(chǎn)沙的影響202
6.4.2坡面產(chǎn)沙過程203
6.4.3含沙率與產(chǎn)沙量的關(guān)系204
6.5非均質(zhì)土壤水土過程參數(shù)及模擬206
6.5.1非均質(zhì)土壤飽和導(dǎo)水率206
6.5.2非均質(zhì)土壤水分入滲過程模擬209
參考文獻219
第7章生物炭添加對黃土高原土壤水分的影響223
7.1生物炭對土壤導(dǎo)水性能的影響224
7.1.1生物炭對土壤飽和導(dǎo)水率的影響224
7.1.2生物炭對土壤入滲性能的影響226
7.2生物炭對土壤持水特征的影響232
7.2.1生物炭對土壤水分特征曲線的影響232
7.2.2生物炭對土壤田間持水量的影響235
7.3生物炭對土壤水分蒸發(fā)過程的影響239
7.3.1土壤累積蒸發(fā)量變化239
7.3.2土壤日蒸發(fā)量變化243
7.3.3土壤含水量比較246
7.3.4蒸發(fā)失水比246
參考文獻250
第8章黃土高原地區(qū)生物結(jié)皮土壤水文效應(yīng)252
8.1黃土高原生物結(jié)皮的形成?演替及分布253
8.1.1黃土高原生物結(jié)皮的形成及演替253
8.1.2黃土高原生物結(jié)皮的類型和分布254
8.2生物結(jié)皮對土壤理化屬性的影響255
8.2.1生物結(jié)皮對土壤有機質(zhì)含量的影響255
8.2.2生物結(jié)皮對土壤物理屬性的影響256
8.2.3生物結(jié)皮土壤的持水性和斥水性259
8.2.4生物結(jié)皮土壤糙度及其影響因子261
8.3生物結(jié)皮對土壤水分入滲及再分布的影響263
8.3.1生物結(jié)皮對土壤水分滲透性的影響263
8.3.2測定方法對生物結(jié)皮水文效應(yīng)的影響266
8.3.3生物結(jié)皮對水分入滲參數(shù)的影響268
8.3.4生物結(jié)皮對土壤水分再分布的影響269
8.4生物結(jié)皮對土壤水蒸發(fā)的影響270
8.4.1生物結(jié)皮對土壤水分蒸發(fā)過程及蒸發(fā)量的影響270
8.4.2生物結(jié)皮對土壤水蒸發(fā)參數(shù)的影響271
8.4.3生物結(jié)皮土壤水分蒸發(fā)的影響因素272
8.5生物結(jié)皮對坡面產(chǎn)匯流的影響273
8.5.1不同類型生物結(jié)皮對坡面產(chǎn)流的影響273
8.5.2不同類型生物結(jié)皮對坡面產(chǎn)流參數(shù)的影響275
8.6生物結(jié)皮對土壤儲水量的影響277
參考文獻279
第9章黃土高原土壤水分有效性研究284
9.1土壤水分有效性動態(tài)曲線285
9.1.1土壤有效含水量285
9.1.2土壤水分有效性分級286
9.1.3土壤水分有效性動態(tài)曲線287
9.2土壤水分有效性評價指標(biāo)與影響因素288
9.2.1土壤水分有效性評價指標(biāo)288
9.2.2土壤水分有效性的影響因素291
9.3三種典型黃土的水分有效性294
9.3.1三種典型黃土的水分物理性質(zhì)294
9.3.2三種典型黃土水分對冬小麥有效性296
9.3.3三種典型黃土水分對玉米的有效性305
9.3.4三種典型黃土水分對刺槐的有效性312
9.4三種典型黃土水分有效性綜合評價319
9.4.1Hydrus-1D模型介紹320
9.4.2模型運行參數(shù)321
9.4.3土壤水分有效性影響因素綜合評價322
9.4.4土壤?氣象和植物覆蓋的差異對臨界水分閾值的影響323
參考文獻329
第10章高塬溝壑區(qū)水循環(huán)過程及其對環(huán)境變化的響應(yīng)336
10.1降水和潛在蒸散特征及其對全球變暖的響應(yīng)336
10.1.1氣候變化預(yù)測方法337
10.1.2降水與潛在蒸散的時空特性341
10.1.3降水和潛在蒸散的未來變化趨勢預(yù)測344
10.2地表徑流對人類活動和氣候變化的響應(yīng)347
10.2.1環(huán)境變化水文效應(yīng)347
10.2.2當(dāng)前人類活動和氣候變化對地表徑流的影響348
10.2.3未來氣候變化的水文效應(yīng)351
10.2.4徑流對未來氣候變化的響應(yīng)352
10.3土壤水分及其與土地利用變化的關(guān)系356
10.3.1不同利用方式下土壤水分特征356
10.3.2不同利用方式下的土壤干層狀況363
10.3.3不同利用方式下的蒸散分析364
10.4黃土塬區(qū)地下水補給機制分析367
10.4.1黃土塬區(qū)地下水補給機制問題367
10.4.2長武塬區(qū)地下水補給機制分析368
參考文獻371
第11章黃土高原水土資源時空過程與有效利用377
11.1侵蝕與干旱條件下黃土高原水土資源時空過程特征377
11.1.1黃土高原侵蝕與干旱共存的自然背景377
11.1.2土壤水分運動?地表蒸散及循環(huán)特征378
11.1.3農(nóng)林草地土壤養(yǎng)分與碳循環(huán)機制及過程383
11.2黃土高原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)建設(shè)對區(qū)域水土環(huán)境的影響386
11.2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?生態(tài)建設(shè)與區(qū)域水土環(huán)境386
11.2.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對區(qū)域水土環(huán)境的影響388
11.2.3生態(tài)建設(shè)對區(qū)域水土環(huán)境的影響389
11.3水土資源保持與有效利用的調(diào)控機制及措施394
11.3.1水土資源保持與有效利用的調(diào)控機制394
11.3.2水土資源調(diào)控與承載力398
11.3.3水土資源保持與有效利用的技術(shù)措施404
參考文獻406