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陇东黄土高原白垩系盆地水文地质条件及缺水区找水方向

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干旱区资源与环境 2023年第4期37卷 186-193页

作者：田辽西王具文冯建宏康亮甘肃省地质矿产勘查开发局兰州730000 甘肃省地下水工程及地热资源重点实验室兰州730000 甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院张掖734000

甘肃陇东黄土高原由于水文地质条件复杂及地下水深埋等原因,使这一带11个县区65.56×104人口长期饮用“苦咸水”,严重危害人民群众的身心健康,制约了当地社会经济的可持续发展。因此,解决陇东红色革命老区缺水问题刻不容缓。文中根据已... 详细信息

甘肃陇东黄土高原由于水文地质条件复杂及地下水深埋等原因,使这一带11个县区65.56×104人口长期饮用“苦咸水”,严重危害人民群众的身心健康,制约了当地社会经济的可持续发展。因此,解决陇东红色革命老区缺水问题刻不容缓。文中根据已有勘查研究成果,深入总结分析了分布于黄土高原下部白垩系碎屑岩盆地的水文地质条件,自上而下划分为泾川-罗汉洞组、环河组和宜君-洛河组3大含水岩组;不同地带各含水岩组埋藏深度、富水性、水化学特征在垂向上均存在一定差异。相对而言,下部宜君-洛河含水岩组分布广泛,含水层富水性较强,水质较好,是未来解决缺水区的主要目的层。

关键词：陇东黄土高原白垩系盆地含水岩组水文地质条件找水方向

陇东黄土高原中沟小流域不同植被措施土壤水分差异分析

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水土保持研究 2021年第4期28卷 159-164,170页

作者：张立俞邸利任艺彬黄海霞倪帆吴贤忠王安民汝海丽刘俊俊甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 陇东学院农林科技学院甘肃庆阳745000 甘肃农业大学林学院兰州730070 兰州市城市学院兰州730070 平凉市水土保持科学研究所甘肃平凉744000 泾川县自然资源局甘肃泾川744300

为了分析林草地土壤水分含量随土壤剖面深度和时间的变化及林分密度对土壤含水量的影响,以陇东黄土高原中沟小流域林地和草地以及不同林分密度的刺槐林地为研究对象,从2018年4月—10月,对0—120 cm土层的土壤含水量进行了测定。结果表明... 详细信息

为了分析林草地土壤水分含量随土壤剖面深度和时间的变化及林分密度对土壤含水量的影响,以陇东黄土高原中沟小流域林地和草地以及不同林分密度的刺槐林地为研究对象,从2018年4月—10月,对0—120 cm土层的土壤含水量进行了测定。结果表明:(1)在近地表(0—60 cm),不同密度的林地和不同地形部位的林草地多为随土层深度的增加土壤含水量下降,表层土壤含水量变异系数大于深层,并在0—60 cm范围内变幅最大。(2)不同林分密度刺槐林土壤水分含量随时间和土层深度的变化趋势基本一致:低密度林分>中密度林分>高密度林分;但中、低密度刺槐林土壤水分在0—60 cm范围内差异很小,并在7—8月份2个密度等级林地的含水量非常接近,建议该区域造林密度选择2000~4000株/hm 2的中密度。(3)不同地貌部位林地和草地土壤含水量随着土层深度的变化不一,塬面表现为林地>草地;梁坡表现为0—40 cm土壤范围内林地>草地,40 cm以下二者差异很小,草地略高于林地;沟台表现为0—20 cm土壤范围内林地>草地,20 cm以下草地>林地。故陇东黄土高原塬面与梁坡适宜种树,沟台则适合种草。

关键词：土壤水分林分密度林地草地陇东黄土高原

陇东黄土高原混播草地牧草叶片N、P、K重吸收及生态化学计量特征

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兰州大学学报（自然科学版） 2020年第3期56卷 285-293页

作者：芦奕晓杨惠敏兰州大学草地农业科技学院草地农业生态系统国家重点实验室农业农村部草牧业创新重点实验室兰州730020

以紫花苜蓿和无芒雀麦为主建立单、混播栽培草地,研究叶片N、P、K重吸收及生态化学计量特征,揭示陇东黄土高原雨养农区栽培草地N、P、K养分限制及循环利用策略,为栽培草地的合理建植、施肥管理提供理论指导.结果表明:不同牧草配比草地... 详细信息

以紫花苜蓿和无芒雀麦为主建立单、混播栽培草地,研究叶片N、P、K重吸收及生态化学计量特征,揭示陇东黄土高原雨养农区栽培草地N、P、K养分限制及循环利用策略,为栽培草地的合理建植、施肥管理提供理论指导.结果表明:不同牧草配比草地中紫花苜蓿和无芒雀麦叶片养分重吸收效率均为N>P>K.无芒雀麦N、P、K重吸收效率显著高于紫花苜蓿.单、混播下紫花苜蓿养分重吸收效率差异不显著,混播下无芒雀麦养分重吸收效率低于单播.不同牧草配比草地中,紫花苜蓿趋于w(N)∶w(P)>16∶1,无芒雀麦w(N)∶w(P)<14∶1,表明紫花苜蓿与无芒雀麦的生长分别受P、N限制,二者生长均不受K限制.因此,混播草地牧草叶片养分重吸收受混播种类搭配和比例的影响,其中P重吸收效率和混播比例关系最为密切.

关键词：豆禾混播草地叶片养分重吸收养分限制陇东黄土高原

陇东黄土高原地区杏园土壤综合肥力对人工生草模式的响应及其环境解释

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干旱地区农业研究 2018年第4期36卷 29-39页

作者：王根旺宋曦甘肃省高校陇东生物资源保护与利用省级重点实验室甘肃庆阳745000 陇东学院生命科学与技术学院甘肃庆阳745000 陇东学院农林科技学院甘肃庆阳745000

为了揭示陇东黄土高原地区杏园土壤综合肥力对3种不同人工生草管理模式(模式A:杏树+黄花菜;模式B:杏树+紫花苜蓿;模式C:杏树+黄花菜+紫花苜蓿)及对照组CK(杏树+清耕)的响应机制,采用常规方法测定了土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群... 详细信息

为了揭示陇东黄土高原地区杏园土壤综合肥力对3种不同人工生草管理模式(模式A:杏树+黄花菜;模式B:杏树+紫花苜蓿;模式C:杏树+黄花菜+紫花苜蓿)及对照组CK(杏树+清耕)的响应机制,采用常规方法测定了土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群落多样性等14项土壤环境指标。结果表明:土壤碱性磷酸酶和转化酶活性分别在模式A和C下活性最高,分别为18.18±0.51μg·g^(-1)·h^(-1)和213.15±3.69μg·g^(-1)·h^(-1),而土壤脲酶则在模式B和C中活性最高,分别为25.52±0.79μg·g^(-1)·h^(-1)和26.44±0.57μg·g^(-1)·h^(-1),土壤速效钾和速效磷含量在3个模式间无显著差异,但模式B(36.46±1.84 mg·kg^(-1))的土壤碱解氮含量最高;4种土壤微生物群落多样性指数在不同生草模式下均呈模式C>模式B>模式A>CK,其中Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度在模式B和模式C之间无显著差异。NMDS排序结果表明,影响杏树林不同生草模式土壤肥力差异的最主要环境因子是Patrick丰富度指数(r^2=0.8489)和土壤脲酶(r^2=0.8111)。方差分解结果表明,土壤微生物学特性、酶活性及理化特性的总叠加效应共同解释杏树根际土壤综合肥力变异的79%,而土壤酶活性与微生物学特性是影响土壤肥力变异的主要环境因子(41%),土壤理化特性(3%)的独立效应对土壤肥力的影响要明显低于土壤酶活性(15%)与土壤微生物学特性(13%)。

关键词：杏园人工生草管理模式土壤综合肥力陇东黄土高原

陇东黄土高原农业系统的水分利用和作物-家畜系统耦合模式

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陇东黄土高原农业系统的水分利用和作物-家畜系统耦合模式

作者：李国藩兰州大学

学位级别：硕士

水分是制约雨养农业系统可持续管理的重要因素之一,陇东黄土高原是典型的雨养农业区,作物生产与家畜生产在降水、热量等环境梯度上发生系统耦合,演化出多样的农业系统,其水分利用如何优化尚需研究。为此,2019—2020年,在庆阳市南北降水... 详细信息

水分是制约雨养农业系统可持续管理的重要因素之一,陇东黄土高原是典型的雨养农业区,作物生产与家畜生产在降水、热量等环境梯度上发生系统耦合,演化出多样的农业系统,其水分利用如何优化尚需研究。为此,2019—2020年,在庆阳市南北降水梯度上,选择北部甜水镇（the northern region,NR）、中部曲子镇（the central region,CR）和南部什社乡（the southern region,SR）三个研究区域,开展入户调查和田间取样分析,研究农业系统主要作物的水分利用和作物—家畜系统优化耦合模式。主要结果如下:1.农户作物生产的土壤水分格局年际间降雨、地理位置、作物种类、土层深度对土壤水分影响显著。2020年作物地土壤水分含量变化大于2019年,可能与2020年春旱有关。主要作物生育期前后0—100 cm土壤水分变化具有明显的垂直分布特征,0—30 cm深度土壤水分变化剧烈,30—100 cm深度土壤水分含量较平稳。2019年,NR、CR和SR作物种植前与收获后的土壤水分含量在0-30cm土层的变化值为4.22%、3.64%和5.97%,在30-100cm土层的变化值为2.58%、2.41%和3.73%。2020年,NR、CR和SR作物种植前与收获后的土壤水分含量在0-30cm土层的变化值为4.71%、5.18%和4.31%,在30-100cm土层的变化值为3.62%、3.63%和3.16%。2.农户生产系统的作物耗水量NR、CR、SR农户作物生产的耗水量在专门化作物生产系统中分别为1718.49—2447.02、1662.13—3093.34和750.23—2253.51 t/户之间,单位面积作物耗水量分别为176.45、276.48和363.27 mm,与年降水量呈正相关;在作物—家畜综合生产系统中分别为1880.65—2544.12、1753.42—3038.25和920.75—2148.41 t/户之间,单位面积作物耗水量分别为179.23、274.78和364.86 mm,与年降水量呈正相关。玉米生物产量（y）与耗水量（x）的关系,在专门化作物生产系统中为y=0.047x+13.049（R2=0.46,P＜0.001）,在作物—家畜综合生产系统中为y=0.062x+7.546（R2=0.76,P＜0.001）;小麦生物产量（y）与耗水量（x）的关系,在专门化作物生产系统中为y=0.022x+2.739（R2=0.80,P＜0.001）,在作物—家畜综合生产系统中为y=0.016x+3.198（R2=0.77,P＜0.001）。3.主要作物的水分利用效率玉米的水分利用效率NR＞CR＞SR（P＜0.001）;小麦的水分利用效率NR最高,CR和SR差异不显著,两种作物水分利用效率的年际间差异不显著。同一区域,专门化作物生产系统和作物—家畜综合生产系统中玉米和小麦的水分利用效率的差异不显著。NR、CR和SR玉米的水分利用效率两种农业生产系统平均后,2019年分别为39.28、30.65和25.43kg/（mm·ha）,2020年分别为42.28、31.16和26.40 kg/（mm·ha）。NR、CR和SR小麦的水分利用效率两种农业生产系统平均后,2019年分别为14.95、12.15和11.17 kg/（mm·ha）,2020年分别为14.53、12.55和11.75 kg/（mm·ha）。4.基于水分利用效率的作物—家畜系统优化模式作物的单位耗水量产值差异显著（P＜0.001）,NR＞CR＞SR。在NR、CR和SR,玉米籽粒通过农牧耦合家畜转化的产值分别为12.38、9.23和7.81元/mm,随降水量增加逐渐下降,年降水量每增加1mm,单位耗水量产值下降0.025元;分别比出售玉米籽粒高60.15%、63.65%和65.12%。2016-2019年三个研究区域农牧耦合协调发展度呈现出提高的趋势。2019年,北部和中部地区农牧耦合协调发展度处于中级耦合协调发展阶段,南部处于初级耦合协调发展阶段。以稳定耕地面积、促进作物生产与家畜生产的系统耦合、提高作物水分利用效率、增加农户收入为前提,对农户生产系统优化。NR,玉米、荞麦、羊（户均种植面积/户均家畜饲养规模）增加,小麦、黄花菜、猪和鸡减少;CR,玉米、苜蓿、羊增加,小麦、瓜、猪和鸡减少;SR,玉米和羊增加,小麦、苹果、桃、猪和鸡减少。优化后,NR、CR和SR草食家畜存栏规模分别为31.6、16.7和10.4（羊单位/户）,人均收入分别为9676、8428和7695元。

关键词：陇东黄土高原农业系统水分利用作物—家畜系统耦合模式

陇东黄土高原石油污染土壤环境因子对金盏菊(Calendula officinalis)-微生物联合修复的响应

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环境科学学报 2015年第9期35卷 2971-2981页

作者：王金成井明博段春燕张希彪刘建新肖朝霞周天林甘肃省高校陇东生物资源保护与利用省级重点实验室庆阳745000 陇东学院生命科学与技术学院庆阳745000

为筛选适合陇东黄土高原石油污染土壤修复植物,选取当地"适生"植物金盏菊(Calendula officinalis)联合微生物菌剂开展了为期5个月的原位修复实验.采用常规方法和PCR-DGGE技术分析了修复过程中土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群落遗传... 详细信息

为筛选适合陇东黄土高原石油污染土壤修复植物,选取当地"适生"植物金盏菊(Calendula officinalis)联合微生物菌剂开展了为期5个月的原位修复实验.采用常规方法和PCR-DGGE技术分析了修复过程中土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群落遗传多样性等15项土壤环境因子的动态变化情况及其对金盏菊生态修复的响应.结果表明,随着原位修复的进行,1土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶及脱氢酶活性均不同程度呈增加的趋势(p陇东地区油污土壤的生态响应,结果有助于筛选出适合陇东黄土高原土壤类别-适生植物-土著降解菌群的组合,利用乡土物种的适生性降低修复成本,为陇东地区油污土壤生态修复提供新的技术方案和背景资料.

关键词：陇东黄土高原石油污染土壤金盏菊联合修复环境因子

陇东黄土高原地区石油污泥原位修复过程中土壤主要肥力指标动态变化分析

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环境科学学报 2015年第1期35卷 280-287页

作者：王金成周天林井明博刘建新杨建霞陇东学院生命科学与技术学院甘肃省高校陇东生物资源保护与利用省级重点实验室庆阳745000

为了分析陇东黄土高原地区石油污泥在原位修复过程中土壤主要肥力指标的变化情况,对长庆油田第二采油厂的石油污泥进行为期105 d的原位修复,采用常规方法测定了土壤有机质、pH、总石油烃含量(TPHs)、含盐率、碱解氮、速效磷、速效钾、... 详细信息

为了分析陇东黄土高原地区石油污泥在原位修复过程中土壤主要肥力指标的变化情况,对长庆油田第二采油厂的石油污泥进行为期105 d的原位修复,采用常规方法测定了土壤有机质、pH、总石油烃含量(TPHs)、含盐率、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤脲酶、脱氢酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶等土壤肥力指标;通过PCR-DGGE技术分析了土壤微生物群落的功能多样性,并采用主成分分析法对供试石油污泥的土壤肥力进行评价.结果显示:随着原位修复的时间的延长,土壤碱解氮、速效磷含量呈显著增加趋势;有机质、pH、含盐率、TPHs含量显著降低,而速效钾含量呈逐步增加趋势.土壤脲酶及脱氢酶活性增加,多酚氧化酶及过氧化氢酶活性降低.土壤微生物群落遗传多样性结果显示,ShannonWiener多样性指数、Patrick丰富度指数及Pielou均匀度指数均呈增加的趋势.经过105 d的原位修复土壤肥力显著提升,各阶段土壤肥力得分为105 d>80 d>60 d>45 d>25 d.上述实验结果有助于掌握石油污泥原位修复中土壤肥力动态变化趋势,并为土壤石油烃污染的综合治理提供基础依据和数据参考.

关键词：陇东黄土高原石油污染原位修复 PCR-DGGE 土壤肥力

陇东黄土高原区典型人工刺槐林蒸腾耗水特征研究

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陇东黄土高原区典型人工刺槐林蒸腾耗水特征研究

作者：费俊娥甘肃农业大学

学位级别：硕士

该研究以陇东黄土高原区甘肃泾川中沟小流域人工刺槐林为研究对象,于2017年5-10月生长季同步检测了树干液流、树干茎流、穿透雨、林下土壤(植被)蒸发以及各气象因子等多个指标。基于此研究了该区域林分各组分蒸散与总蒸腾的关系;分析了... 详细信息

该研究以陇东黄土高原区甘肃泾川中沟小流域人工刺槐林为研究对象,于2017年5-10月生长季同步检测了树干液流、树干茎流、穿透雨、林下土壤(植被)蒸发以及各气象因子等多个指标。基于此研究了该区域林分各组分蒸散与总蒸腾的关系;分析了在典型天气下不同生长时期以及不同径级树干液流差异;明确了不同生长时期影响树干液流变化的环境和土壤因子关系的同时了解了刺槐夜间树干液流特征以及其驱动因子间的关系。研究结果表明:(1)生长季内气象因子变化5-10月份,各个气象因子变化表现出明显的季节差异,气温在7月达到最大月平均最大值25.15℃;相对湿度在7月达到最低值61.75%,10月份相对湿度最大为94.41%;太阳辐射和饱和水汽压的季节变化规律与气温基本一致,7月最大太阳辐射和水汽压分别为250.00w·m和1.46kpa,10月最低太阳辐射与水汽压分别是67.54w·m和0.08kpa;土壤含水率在不同土层的季节差异不同,其中5cm表层土壤含水率表现为5月最大,其次为7月,10月最小,5-80cm土层5月份含水量最少,10月份最多,季节差异显著。(2)人工刺槐林各组分蒸散规律2017年生长季内,中沟小流域人工刺槐林总降雨量为508.97mm,在降雨再分配各组分特征中,穿透雨为441.55mm,树干茎流为20.85mm,林冠截留为46.57mm,各组分分别占降雨再分配的86.8%、20.85%和46.57%。其中,穿透雨占降雨再分配的比例最高,其次为林冠截留,树干茎流占降雨再分配的比例最小。林分各组分蒸散中,林下蒸散量为462.4mm,树木蒸腾为772.85mm,树木蒸腾耗水占总蒸散的60.3%。各组分蒸散与总蒸散的季节变化规律一致,都是先增加后减少的变化趋势,7月份的蒸散量最大,10月份蒸散量最小。(3)不同时间尺度下树木蒸腾耗水在整个生长季内,不同生长时期树干液流在晴天时均表现为单峰型变化,阴天时表现为单峰或双峰型变化,而雨天的变化没有规律可循;晴天时树干液流日均值以及液流峰值均大于阴天和雨天;不同生长时期液流启动时间、到达峰值时间和下降时间有显著季节差异,生长初期液流一般在7:00左右启动,到达峰值的时间在13:00左右,均滞后于生长中期一个小时,而生长盛期树干液流从6:00开始启动,在11:00-12:00到达峰值,生长末期变化规律与初期基本一致;不同生长时期影响树干液流变化的因子不同,但都与空气温度、太阳辐射和空气湿度显著相关,其他影响因子随季节变化对树干液流影响存在差异;利用SPSS软件分别建立了不同生长时期树干液流速率与环境因子之间的回归模型。(4)刺槐夜间树干液流特征整个生长季内刺槐均有明显的夜间液流,前半夜液流变幅大于后半夜,晴天大于雨天,后半夜随着水分亏缺的缓解逐渐降低呈平稳趋势,夜间液流随着树木胸径的增大而增加;影响刺槐夜间补水量的环境因子是水汽压亏缺和风速以及40cm以内的土壤含水率,建立了胸径、树高、冠幅、边材厚度与夜间液流的回归模型,发现夜间液流的发生是夜间蒸腾与补充白天蒸腾的水分缺失共同作用的结果;刺槐夜间补水量对总蒸腾的比例存在季节差异,整个生长季月平均贡献率为18.11%、5.82%、11.23%、8.61%、12.31%、22.61%。刺槐夜间补水量对总蒸腾的贡献率为13.12%。

关键词：陇东黄土高原刺槐树干液流气象因子夜间液流

陇东黄土高原中沟小流域刺槐人工林土壤水分特征研究

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陇东黄土高原中沟小流域刺槐人工林土壤水分特征研究

作者：张晓梅甘肃农业大学

学位级别：硕士

森林与水的关系是生态水文学关注的热点问题。本研究以陇东黄土高原中沟小流域官山林场不同密度(750株·hm、1600株·hm、2196株·hm、4563株·hm)、不同地形部位(塬面、梁坡、沟台)、不同坡向(阴坡、半阴坡、阳坡、半阳坡)的刺槐人工... 详细信息

森林与水的关系是生态水文学关注的热点问题。本研究以陇东黄土高原中沟小流域官山林场不同密度(750株·hm、1600株·hm、2196株·hm、4563株·hm)、不同地形部位(塬面、梁坡、沟台)、不同坡向(阴坡、半阴坡、阳坡、半阳坡)的刺槐人工林为研究对象,采用野外观测与室内实验相结合的方式,以土壤水分变化为重点,分析刺槐人工林林分结构、土壤物理特性及其土壤水分季节与垂直变化规律,以期为该地区水资源管理与刺槐人工林生态植被恢复与建设提供理论依据。研究结果表明:(1)刺槐人工林林分密度对平均胸径、树高、枝下高存在显著影响(P1600株·hm(1.24g·cm)>2196株·hm(1.21g·cm)>4563株·hm(1.16g·cm),平均总孔隙度为:750株·hm(47.83%)2196株·hm>1600株·hm>750株·hm;不同地形部位刺槐人工林土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度存在显著差异(P塬面刺槐林(下)(1.20g·cm)>沟台刺槐林(1.18g·cm)>梁坡刺槐林(1.16g·cm),总孔隙度为:梁坡刺槐林(51.64%)>沟台刺槐林(50.94%)>塬面刺槐林(下)(50.38%)>塬面刺槐林(上)(49.17%),毛管孔隙度为:塬面刺槐林(上)(42.65%)>塬面刺槐林(下)(41.79%)>梁坡刺槐林(41.44%)>沟台刺槐林(41.30%),非毛管孔隙度为:梁坡刺槐林(10.19%)>沟台刺槐林(9.64%)>塬面刺槐林(下)(8.59%)>塬面刺槐林(上)(6.52%),土壤持水能力为梁坡刺槐林>沟台刺槐林>塬面刺槐林(下)>塬面刺槐林(上);坡向对土壤容重、孔隙度存在显著影响(P半阴坡(1.27g·cm)>阴坡(1.24g·cm)>半阳坡(1.15g·cm),总孔隙度:半阳坡(52.17%)>阴坡(49.17%)>阳坡(47.67%)>半阴坡(47.38%),半阳坡土壤持水能力最好,阴坡与半阴坡次之,阳坡的土壤持水能力最差。(3)对刺槐人工林年生长季土壤水分季节变化的研究发现,刺槐人工林土壤水分变化具有明显的季节性差异特征,土壤含水量随降雨量的变化而呈现出相似的变化趋势,可将不同密度及不同地形部位刺槐人工林土壤水分的季节变化划分为四个时期,分别为:消耗期(5-6月)、补给期(7月)、消退期(8-9月)、稳定期(10月),而不同坡向刺槐人工林在8-9月为土壤水分稳定期,10月份为土壤水分消退期。在50月的年生长季内,不同密度刺槐人工林样地土壤含水率表现为:1600株·hm(18.75%)>2196株·hm(15.93%)>750株·hm(15.92%)>4563株·hm(11.87%);不同地形部位土壤含水率以塬面刺槐林(上)为最好,塬面刺槐林(下)与沟台刺槐林居中,梁坡刺槐林最差;就坡向而言,土壤水分以阴坡为最好,半阴坡与阳坡居中,半阳坡刺槐人工林土壤水分状况最差。(4)根据变异系数与标准差两项指标将刺槐人工林020cm土层土壤水分垂直变化划分为4个层次:速变层(Cv>0.3,S>4)、活跃层(0.2

关键词：陇东黄土高原刺槐人工林土壤水分立地条件动态变化