為了探明塔里木沙漠公路防護林帶咸水灌溉土壤入滲特性,在塔里木沙漠公路防護林帶內(nèi)選取5種不同種植年限的土壤,并取3種不同礦化度水,應(yīng)用guelph入滲儀測定土壤水分入滲過程,并進行模型擬合與分析。結(jié)果表明:不同種植年限對土壤初始入滲速率、飽和導(dǎo)水率有顯著影響,尤其是0-10cm,10-15cm層土壤,隨著種植年限增加土壤初始入滲速率、飽和導(dǎo)水率呈減小趨勢。咸水灌溉條件下,土壤飽和導(dǎo)水率較淡水大。不同深度土壤入滲特性有差異,表現(xiàn)為25-40cm,40-60cm層土壤飽和導(dǎo)水率較其他層大。用常用的入滲模型對入滲過程進行模擬,可以發(fā)現(xiàn)通用經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛯ρ芯吭搮^(qū)域土壤入滲有最好的適用性,kostiakov模型也較適用,horton模型在該區(qū)域土壤入滲研究中適用性相對較差。

塔里木沙漠公路防護林生長于極端干旱的塔克拉瑪干沙漠中,防護林植物的蒸騰耗水和灌溉管理是防護林可持續(xù)的核心問題.利用莖流計測定了塔里木沙漠公路塔中段3種防護林植物的莖干液流,研究了防護林植物莖干液流規(guī)律、水分狀況和現(xiàn)行灌溉模式下植物的耗水量,探討了防護林灌溉管理中的節(jié)水問題.對莖干液流測定結(jié)果表明,防護林植物莖干液流具有明顯晝夜節(jié)律性,液流的高峰值出現(xiàn)在白天10:00~15:00,最小值出現(xiàn)在00:00~03:00,夜間也保持較小的液流.3株直徑1.9~2.0cm喬木狀沙拐棗(calligonumarborescens)、多枝檉柳(tamarixramosissima)、梭梭(haloxylonammodendron)在生長季的日平均莖干液流速率分別為67.2,77.05和61.54g·h-1;莖干液流受環(huán)境因子影響而波動,太陽輻射、風(fēng)速、氣溫、相對濕度和植物莖干液流有顯著相關(guān)性.8年生沙拐棗、檉柳、梭梭植株年耗水量分別為1937.80,1253.39和1026.96kg,日平均耗水量分別為9.69,6.27和5.13kg.滴灌條件下,防護林帶內(nèi)土壤含水量在各個月份變化不大,土壤含水量充足,防護林植物清晨和午后水勢變化反映出其水分狀況良好.如對現(xiàn)行灌溉管理模式進行優(yōu)化,實現(xiàn)防護性能與水資源節(jié)約的有機結(jié)合,防護林還存在一定的節(jié)水空間.

應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)物流理論,把土壤-植物-大氣作為一個完整的系統(tǒng),將植物、土壤和地下水作為三個分室,建立分室流動模型,對植物和土壤間的鹽分平衡進行定量研究,探索咸水灌溉條件下塔里木沙漠公路防護林鹽分運動的規(guī)律。結(jié)果表明:塔里木沙漠公路防護林使用大量咸水灌溉后鹽分并沒有在根層土壤0~2m土層中累積,而是儲藏在2m以下或滲漏到地下水。其中,0~2m土體鹽儲量減少125.1t,地下水位1.50m以上至2m土體鹽儲量增加79.9t,45.2t鹽分重新回到地下水。根層土壤0~2m土層中土壤脫鹽明顯。灌溉后各土層的全鹽量在0.5~0.9g/kg之間,遠低于土壤原始全鹽量1.47g/kg。這是咸水灌溉下植物能夠正常生長的主要原因。研究對于確定塔里木沙漠公路防護林合理的灌溉制度及預(yù)測和評估該地區(qū)鹽漬化的發(fā)生發(fā)展具有重要意義。同時,也為塔里木沙漠公路全線綠化和水分管理提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)56個土壤表層樣品、49個水樣的分析,探討了塔里木沙漠公路生態(tài)防護林帶沿線土壤表層鹽分的基本特征,并研究了防護林沿線土壤鹽分的分布規(guī)律。結(jié)果表明:表層土壤具有鹽分含量高、表聚性強烈的特征;地下水礦化度與地下水電導(dǎo)率、土壤電導(dǎo)率與土壤鹽分含量均呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性,土壤鹽分屬于堿性鈉型氯化物。

通過不同礦化度咸水造林實驗和對塔里木沙漠公路防護林工程沿線不同礦化度水灌溉林地進行定位調(diào)查,選取成活率、株高、冠幅、地徑、地上生物量及結(jié)實狀況等反映造林苗木生長狀況的常規(guī)指標,分析了不同礦化度咸水灌溉對喬木沙拐棗(calligonumarborescons)、梭梭(haloxylonammodendron)和多枝檉柳(tamarixramosissima)3種植物生長狀況的影響。研究結(jié)果表明,灌溉水礦化度對這3種植物的成活、營養(yǎng)生長和結(jié)實均有顯著影響。隨礦化度升高,整體表現(xiàn)為抑制作用;鹽脅迫影響程度與灌水礦化度存在閾值變化現(xiàn)象。灌溉水礦化度在20g/l以上時,梭梭不能結(jié)實,但成活和生長基本未受影響;喬木沙拐棗和多枝檉柳的存活閾值為15~20g/l,抗鹽閾值分別在15g/l和20g/l左右;3種植物抗鹽能力依次為:梭梭(多枝檉柳(喬木沙拐棗。

通過采用野外定位觀測法,對塔里木沙漠公路防護林帶灌溉周期內(nèi)與不同種植年限、不同立地類型土壤水分動態(tài)變化進行了監(jiān)測分析,探討了塔里木沙漠公路防護林帶土壤水分動態(tài)變化規(guī)律.結(jié)果表明,塔里木沙漠公路防護林帶土壤水分在時間動態(tài)上屬于灌溉周期型,且土壤貯水量與灌后干旱天數(shù)呈線性關(guān)系.在垂直變化上,可以將其分為水分速變層、中變層、弱變層以及土壤水分穩(wěn)定層等4個土壤層次.不同種植年限防護林帶土壤水分年動態(tài)監(jiān)測表明,隨種植年限的增加,防護林帶土壤水分含水率與土壤貯水量逐漸下降,相應(yīng)土壤虧缺量成增加趨勢.反映了在現(xiàn)有的灌溉制度下,防護林帶越來越依賴于防護林帶土壤累積的貯水量.同時還發(fā)現(xiàn),同年種植的防護林帶不同立地類型區(qū),板結(jié)沙地的土壤平均貯水量最高,分別為沙壟、黏土地以及平沙地平均土壤貯水量的1.58,1.15和1.43倍,而土壤水分虧缺量都達到了900mm以上.

對不同立地類型、不同生長年限、不同季節(jié)、不同樹種的防護林土壤微生物數(shù)量及區(qū)系組成進行研究,分析了土壤微生物與土壤環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系,結(jié)果表明:咸水灌溉條件下塔里木沙漠公路防護林和人工綠地建成后,土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分狀況得到改善,微生物活性大幅度提高;土壤微生物區(qū)系組成中,細菌占絕對優(yōu)勢,放線菌次之,真菌最少;表層微生物數(shù)量遠多于下層土壤;林地外圍距林緣近的土壤微生物活性較強,3m以外微生物數(shù)量已接近流沙地微生物量;各類土壤微生物分布具不同的季節(jié)性規(guī)律,且不同立地類型防護林土壤微生物分布差異明顯;隨造林年限的增加,防護林的改土作用更加顯著。土壤微生物分布與土壤養(yǎng)分含量和土壤ph值顯著相關(guān)。

為了揭示塔里木沙漠公路防護林內(nèi)覆蓋物對土壤水分蒸發(fā)的影響,在塔克拉瑪干沙漠腹地進行人工模擬蒸發(fā)實驗,為其防護林水資源高效利用和灌溉制度優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù).研究結(jié)果表明:(1)積沙層、鹽結(jié)皮層、枯落物和積沙-枯落物混合層等覆蓋物阻隔土壤蒸發(fā),對土壤水分蒸發(fā)作用影響明顯;日蒸發(fā)量、累積蒸發(fā)量和蒸發(fā)速率都較無覆蓋物沙地大幅降低,而且覆蓋物越厚,降低幅度越大;覆蓋條件下蒸發(fā)受其他因素影響較小,日蒸發(fā)量變幅降低,累積蒸發(fā)呈線性分布,累計蒸發(fā)曲線近似直線,而裸沙地累積蒸發(fā)則呈正對數(shù)分布,累計蒸發(fā)曲線近似折線,蒸發(fā)受其他因素影響較大,日蒸發(fā)量變幅大,蒸發(fā)過程具有階段性;(2)覆蓋物的蒸發(fā)抑制效率明顯,而且隨覆蓋物厚度增加而成對數(shù)函數(shù)增加,當覆蓋物厚度增加到一定程度時,蒸發(fā)抑制效率增幅逐漸降低;各覆蓋物在2cm厚度的蒸發(fā)抑制效率差別不大,最大蒸發(fā)抑制效率(根據(jù)灌溉第1天日蒸發(fā)量計算)則為:積沙-枯落物混合層(79.92%)>枯落物(78.96%)>鹽結(jié)皮層(75.58%)>積沙層(74.11%),現(xiàn)實蒸發(fā)抑制效率(根據(jù)灌溉周期末(14天)的土壤累積蒸發(fā)量計算)則為:鹽結(jié)皮層(67.78%)>積沙-枯落物混合層層(66.72%)>積沙層(63.28%)>枯落物層(61.74%).

利用biolog法、熏蒸提取和比色滴定的方法,測定了土壤碳源代謝強度、生物量和酶活性,分析了塔里木沙漠公路防護林土壤微生物活性的分異特征.結(jié)果表明:隨著防護林定植年限增加,土壤微生物代謝活性(awcd)和多樣性指數(shù)明顯增加,但不同土層間無明顯差異;不同年限林地間過氧化氫酶差異極顯著,纖維素酶和蔗糖酶差異顯著;隨著防護林定植年限增加,土壤微生物生物量增大,不同年限林地間微生物生物量碳和氮的差異極顯著和顯著,而微生物生物量磷無顯著差異;土壤微生物的awcd值與速效養(yǎng)分顯著正相關(guān),但與容重和水分的相關(guān)性不大.在現(xiàn)有的管理制度和氣候條件下,隨定植年限增加,塔里木沙漠公路防護林土壤代謝活性逐漸提高.

對不同立地類型、不同造林年限、不同樹種、不同季節(jié)的防護林土壤微生物數(shù)量及區(qū)系組成進行研究,結(jié)果表明:咸水灌溉條件下塔里木沙漠公路防護林和人工綠地建成后,風(fēng)蝕作用減弱,流動沙丘逐漸固定,土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分狀況得到改善,微生物活性大幅度提高;在土壤微生物區(qū)系組成中,細菌占絕對優(yōu)勢,放線菌次之,真菌最少;表層微生物數(shù)量遠多于下層土壤;林地外圍距林緣近的土壤微生物活性較強,3m以外微生物數(shù)量已接近流沙微生物量;3類土壤微生物分布具不同的季節(jié)性規(guī)律,且不同立地類型土壤微生物分布差異明顯;隨造林年限的增加,防護林的改土作用更加顯著。

為揭示塔里木沙漠公路防護林地土壤肥力質(zhì)量變化規(guī)律,分層采集不同定植年限林地土壤,在分析了林地土壤肥力因子差異的基礎(chǔ)上,選擇土壤肥力綜合指數(shù)(ifi)評價法,對塔里木沙漠公路防護林地土壤肥力質(zhì)量作了定量評價.結(jié)果表明:塔里木沙漠公路防護林建設(shè)后土壤物理結(jié)構(gòu)變好,孔隙增多、持水能力增強,隨防護林年限的增加,土壤微生物量增大、酶活性增強,促進了養(yǎng)分的積累和轉(zhuǎn)化,定植12年的防護林地土壤養(yǎng)分含量明顯高于定植不久的防護林地和流沙地.受咸水滴灌影響,定植年限較長的防護林地土壤含鹽量較大;林地土壤肥力指數(shù)隨林齡增大在提高,且與林木生長指標密切相關(guān).說明塔里木沙漠公路防護林的建設(shè)有利于風(fēng)沙土的發(fā)育,土壤肥力質(zhì)量逐年變好,在現(xiàn)有滴灌下能夠滿足林木正常生長的需要.

選取塔里木沙漠公路防護林不同定植年限下3種灌木的根際和非根際土,比較研究了土壤物理、化學(xué)、生物因子的根際效應(yīng)。結(jié)果表明:(1)除全氮和全磷外,20種土壤因子在3灌木根際土間差異極顯著；(2)根際土的容重、全鹽含量、有機質(zhì)含量、全氮含量、速效氮磷鉀含量、微生物代謝活性、脂肪酸含量和dna片段多樣性、微生物生物量碳氮磷和6種酶活性在不同年限林地間的差異極顯著；(3)全氮含量、速效氮磷鉀含量、微生物代謝活性、dna片段多樣性、微生物量碳和磷、纖維素酶和磷酸酶活性在不同樹種與年限的交互效應(yīng)上差異極顯著；(4)微生物生物量碳氮磷的根際效應(yīng)大小為檉柳>沙拐棗>梭梭,而不同樹種各土壤養(yǎng)分因子和酶活性的根際效應(yīng)大小并不一致。可見,幾種荒漠灌木的定植促進了土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化,加速了沙漠防護林土壤的發(fā)育進程。

3　　　8prataculturalscience(vol.21,no.6)6/2004 315完善畜牧業(yè)生產(chǎn)的配套服務(wù)體系　畜有計劃、有步驟地進行調(diào)整和加強,以適應(yīng)現(xiàn)代化 草原畜牧業(yè)的發(fā)展要求,切實保證持續(xù)發(fā)展[6]。 牧業(yè)生產(chǎn)配套服務(wù)體系的建立和完善,對搞活畜 產(chǎn)品的流通和促進畜牧業(yè)的進一步發(fā)展尤為重 要。現(xiàn)代化畜牧業(yè)生產(chǎn)是以提高畜產(chǎn)品為目的,參

內(nèi)容。長期而廣泛的數(shù)據(jù)的積累則是建模的基礎(chǔ)。使 用性能模型的發(fā)展是一項長期的任務(wù),隨著路況信 息的不斷積累和對路面使用性能變化規(guī)律認識的不 斷深化,使用性能模型必將會逐漸得到改進。 參考文獻: [1]　譚明鶴,黃衛(wèi).路面管理系統(tǒng)分析中的改進優(yōu)劣系數(shù)法 [j].東南大學(xué)學(xué)報,1998,28(3). [2]　姚祖康,孫立軍,胡東明,等.瀝青路面使用性能評價 [j].土木工程學(xué)報,1989,22(3). [3]　孫立軍,姚祖康,胡東明,等.瀝青路面評價與對策確定 的專家系統(tǒng)[j].土木工程學(xué)報,1991,24(3). developmentandresearchonmaintenancemanagement systemforexpresswaypavements chenggang,h

　2005年　第6期　　　　　　　　段金明　周敬宣:國外道路聲屏障結(jié)構(gòu)形式的研究進展—193— [7]　defrancej,jeanp.integrationoftheefficiencyof[12]　fujiwarak,ishidukat.noiseshieldingefficiency noisebarriercapsina3draytracingmethod.caseofofbarrierwithmultipleaborbingedgeobstacles at2shapeddiffractingdevice[

鹽結(jié)皮是廣泛分布于塔里木沙漠公路防護林土壤表層的一個特殊層次,目前對其化學(xué)特征及其對土壤蒸發(fā)的影響尚無系統(tǒng)研究。文中對塔克拉瑪干沙漠腹地不同定植年限防護林土壤鹽結(jié)皮有機質(zhì)含量、全鹽量、八大離子含量和ph值進行了分析,并進行了鹽結(jié)皮抑制土壤蒸發(fā)試驗,結(jié)果表明:土壤鹽結(jié)皮有機質(zhì)含量隨著防護林定植年限的增加而增加;全鹽量、各離子含量、ph值均隨著防護林定植年限的增加而逐漸降低。其中,全鹽量均遠高于流沙地;各離子含量與流沙地相比有不同程度的增加,cl-、na+和so24-增加量最為明顯,mg2+、k+、ca2+和hco-3次之,co23-含量極微且基本沒有變化,ph值均呈堿性,定植11年防護林鹽結(jié)皮ph值甚至低于流沙地;鹽結(jié)皮可以有效的抑制土壤水分的蒸發(fā)。

塔里木沙漠公路是世界上穿過流動沙丘最長的公路。于1993年3月動工興建，1995年9月建成，北起輪南，南到民豐，全長522千米。她就像一條黑色的巨龍，舞動著矯健的身軀橫亙塔里木盆地，將天山南麓的314國道與昆侖山北部的315國道連通。繼公路建成之后，又一令世界矚目的工程——塔里木沙

利用植物莖流計,測定了塔里木沙漠公路塔中段喬木狀沙拐棗莖干液流變化及耗水特性。結(jié)果表明3株喬木狀沙拐棗在一個生長季內(nèi)的日平均耗水量為4183.4g;在現(xiàn)行的灌溉管理條件下,4~10月3株基徑為3.6,3.1,1.9cm的喬木狀沙拐棗日平均耗水量分別為6203.5,4829.1,1517.5g;7月份是耗水量最大的季節(jié)。喬木狀沙拐棗液流日變化呈單峰曲線型,并隨環(huán)境因子的變化有所波動;液流高峰值出現(xiàn)在12:00~15:00,最小值出現(xiàn)在0:00~3:00,夜間仍保持較高的液流速率。喬木狀沙拐棗液流速率與基徑呈正相關(guān)關(guān)系,在6月底,3株基徑為3.6,3.1,2.1cm的喬木狀沙拐棗日耗水量分別為9521.2,5803.1g/d和1818.8g/d。不同天氣條件下沙拐棗日平均率日耗水量的排列順序為:小雨<陰天<浮塵<沙塵暴<多云<晴天。干旱的環(huán)境條件和較為充足的水分供應(yīng)是耗水量大的一個重要原因。

根灌技術(shù)直接把水分灌溉到一定深度的植物根系土壤層,是一項新的節(jié)水灌溉技術(shù);在塔里木沙漠公路防護林帶灌溉中,首次開展了根灌對土壤水分作用與影響的節(jié)水試驗研究,并與傳統(tǒng)的沙漠公路防護林帶滴灌技術(shù)進行對比。研究結(jié)果表明,根灌技術(shù)比滴灌技術(shù)更加節(jié)水,其主要優(yōu)點表現(xiàn)在增加土壤含水量、增加土壤層的濕潤深度、提高灌水效率、節(jié)省灌水時間等。而且,根灌技術(shù)能有效地抑制滴灌造成的地表土壤水分的蒸發(fā)損失、地表土壤的鹽分積累。根灌技術(shù)比滴灌要節(jié)水30%以上,是一項更高效的節(jié)水灌溉技術(shù)。

塔里木沙漠公路防護林生態(tài)工程全長436km,是沙漠公路沿線一條重要的綠色長廊,沙漠公路防護林帶以滴灌為主,灌溉水源就地開采沙漠公路沿線的地下咸水(3.26～26.65g.l-1),建有110眼灌溉機井,設(shè)計滴頭流量為3.6l.h-1,每次灌水時間6h。針對沙漠公路防護林滴灌的灌水效率,開展了滴灌與根灌的對比灌溉試驗,試驗結(jié)果表明,滴灌水量轉(zhuǎn)化成有效土壤水分的利用率不到50%,滴灌存在地表土壤水分蒸發(fā)損失、灌溉水有效利用率低等問題,為沙漠公路防護林提高灌水效率、提高灌溉水的有效利用率,提供科學(xué)依據(jù)。

為了掌握塔克拉瑪干沙漠腹地單井抽水過程中,地下水位的變化過程,為沙漠生態(tài)防護林工程可持續(xù)供水提供理論依據(jù)。通過設(shè)置在塔里木沙漠公路防護林生態(tài)工程灌溉用第69號水源井處的觀測場,觀測了一次抽水過程,2個抽水應(yīng)力期內(nèi),觀測井中的水位變化情況,確定了研究區(qū)域的幾個水文地質(zhì)參數(shù),分析了抽水過程水位變化規(guī)律。研究顯示:計算所得滲透系數(shù)k=13.32m/d;抽水影響半徑r=332.04m;給水度μ=5.08%。在2個抽水應(yīng)力期內(nèi),水位急速下降和急速上升過程均可在其開始后的11min內(nèi)完成,之后轉(zhuǎn)為緩慢變化階段。停止抽水后,水位可以恢復(fù)到未抽水之前的水平,沒有引起天然地下水位的持續(xù)下降。

為了解塔里木沙漠公路防護林生態(tài)工程對地下水位的影響,在該工程第69#灌溉水源井處設(shè)置觀測場,通過多個觀測井的非穩(wěn)定流抽水試驗,觀測井中地下水位的變化情況,確定了研究區(qū)域的含水層滲透系數(shù)k=13.317m/d、抽水影響半徑r=332.04m。分析了地下水位降落"漏斗"和水位下降、上升隨時間和空間的變化規(guī)律:在2個抽水應(yīng)力期內(nèi),水位急速下降和上升過程均可在抽水試驗開始后的11min內(nèi)完成,隨著時間的累積,變化趨勢逐漸緩慢;抽水結(jié)束后,水位可恢復(fù)到初始水平。因此,研究認為塔里木沙漠公路防護林生態(tài)工程灌溉期抽水不會引起天然地下水位的持續(xù)下降,這將為沙漠公路沿線地下水資源的可持續(xù)利用和防護林生態(tài)工程整體的穩(wěn)定性及長久運行提供一定的理論依據(jù)。