雅鲁藏布江江当宽谷区固沙措施对流沙理化性质的改良效应

[目的]分析雅鲁藏布江江当宽谷区流沙治理技术(砾石覆盖+人工植被+围封)对流沙理化性质的改良效应,为区域荒漠化治理工作提供理论指导。[方法]对比分析固沙区和流动沙丘土壤机械组成、有机质和养分等指标开展研究。[结果]采用植物和工程相结合的固沙措施,在流沙表面覆盖砾石、播种固沙植物,并对该区域进行围封后,沙丘表面植被盖度增加,流沙基本固定。与流动沙丘相比,固沙区土壤的黏粒、粉粒明显增多。固沙区土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾含量比流动沙丘高;尤其是土壤表层0—5cm,分别比流动沙丘高出634.3%,268.0%,506.5%,38.3%,343.8%,66.7%。固沙区0—5cm土层的pH值比流动沙丘降低了11.5%;电导率比流动沙丘增加了268.1%。[结论]该项流沙治理技术(砾石覆盖+人工植被+围封)的固沙和改良土壤理化性质作用明显,适宜在该区推广使用。     

Groasis Waterboxx造林技术在沙丘的造林效果

[目的]为解决干旱荒漠区沙丘造林成活率低的技术难题,从荷兰Groasis引进Waterboxx保水、节水造林器及技术,并分析其应用效果。[方法]在甘肃省民勤县流动沙丘和半固定沙丘上,用梭梭、花棒、柠条锦鸡儿、柽柳等固沙植物进行造林试验,采用直观统计观测的方法,研究Groasis Waterboxx在沙丘上造林后的风蚀、温度、保水和苗木成活率情况。[结果](1)春季用Groasis Waterboxx沙丘造林技术,流动沙丘风蚀情况比半固定沙丘严重2.0~6.0倍,造林效果差;从沙丘迎风面不同部位的风蚀情况来看,流动沙丘和半固定沙丘总体均表现为:顶部中部底部;(2)Groasis Waterboxx沙丘造林技术在高温季节能有效降低苗木根际土壤地温近50%,保护苗木免受高温灼伤,促进苗木生长;低温季节还能有效保持根际表面地温在5℃左右,防止苗木遭受低温冻害;(3)Groasis Waterboxx沙丘造林技术能使苗木周边0—40cm表土层含水量长期保持在6%~12%,保证苗木成活期的水分持续供给;(4)Groasis Waterboxx沙丘造林技术能显著提高苗木成活率30%~60%。[结论]Groasis Waterboxx沙丘造林技术在半固定沙丘造林效果优于流动沙丘,能够显著提高苗木成活率。     

人工梭梭林对沙地土壤理化性质的影响

通过对民勤西沙窝不同林龄人工梭梭林地土壤理化性质的测定,分析了人工梭梭林对沙地土壤理化性质的影响。结果表明,营造人工梭梭林后,土壤容重比流动沙丘容重减少3.5%～14%。在0～120cm范围内,土壤含水率显著低于流动沙丘的含水率,且林分密度与土壤含水率成负相关。土壤养分均比流动沙丘土壤养分为高。各林龄的林地含盐量及pH值比流动沙丘有所增高,土壤全盐量营林后的林地最高达0.185%,但对梭梭及其他荒漠植物的正常生长发育不构成危害。这些结果说明,在流动沙地,营造人工梭梭林既可防止风沙危害,又可改变土壤理化性质,提高土壤肥力。     

古尔班通古特沙漠东南部不同类型沙丘土壤水分与地形-植被因子关系

[目的]揭示古尔班通古特沙漠土壤水分的分布规律及其与地形—植被因子的关系，对制定相应的防风固沙措施以及建立科学合理的植物固沙模式有积极的指导作用。[方法]以古尔班通古特沙漠东南部地区3种不同类型沙丘(固定、半固定和流动沙丘)为研究对象，利用方差分析和冗余分析等方法对3种不同类型沙丘上4种微地貌类型(迎风坡、背风坡、丘顶、丘底)不同深度土壤水分(0—40 cm, 40—200 cm, 200—300 cm)分布特征及其与地形—植被因子之间的关系进行综合分析。[结果](1)所有类型沙丘上0—300 cm土壤水分的波动程度随深度的增加逐渐减小，表层土壤水分的波动程度大于中层和深层。(2)所有类型沙丘不同深度的土壤水分有显著的差异，且背风坡、丘底和迎风坡3种微地貌类型上土壤水分相对较为集中。(3)地形—植被因子对研究区绝大多数(半)固定沙丘的土壤水分呈负相关关系，对(半)固定沙丘不同深度土壤水分影响较流动沙丘更为明显。[结论]所有类型沙丘上的土壤水分受地形因子的影响较植被因子强，而且影响不同类型沙丘土壤水分的主要地形—植被因子也不同。     

雅鲁藏布江中游河岸交错带沙地土壤水分的空间异质性

土壤水分是制约西藏高寒河谷风沙化土地植物群落自然演替和人工促进植被恢复的重要因子之一,准确把握沙地土壤水分的分布状况,对指导正在进行的沙地植被恢复与重建具有重要实践意义。该文采用地统计学与GIS相结合的方法,以雅鲁藏布江中游河谷风沙化土地为对象,研究了河岸交错带沙地土壤水分的空间分布及不同类型沙地和沙丘部位的差异性。结果表明:1)试验地不同深度土壤含水率平均值为6.14%～14.20%,随着湿沙层深度的增加,土壤含水率平均值随之增大。各层土壤含水率均表现为强变异性。2)除0～20cm土壤含水率具有强烈的空间相关性外,其它各层土壤含水率具有中等的空间相关性。随着土层深度的增加,空间相关性减弱。不同深度土壤含水率的空间分布格局存在着较强的相关性,以20～40cm和40～60cm相关性最高。3)流动沙丘迎风坡和河滩地土壤含水率明显高于背风坡、沙砾地、沙丘顶。雅鲁藏布江河水丰枯变化、微地形和风沙运动则是造成不同类型沙地、沙丘部位土壤含水率差异的主要原因。     

民勤绿洲外围不同下垫面条件下风沙流结构的观测研究

对民勤绿洲外围特定环境背景条件下不同下垫面的风沙流结构进行了实地观测和对比研究.结果表明:相同条件下无盖度流动沙丘输沙率顶部>中部>底部,白刺平坦砾质沙地上输沙率的大小与地表粗糙度成反比,与沙丘盖度成反比.且这两种下垫面风沙流结构(0～30 cm)都遵循负指数曲线(Q=aebh);白刺沙包不同部位风沙流结构遵循幂函数规律(Q=ahb)变化;不论梭梭疏透度如何变化,风沙流结构都遵循幂函数规律(Q=ahb);从防风固沙的效果来看.尼龙网沙障的防沙能力最好,麦草沙障次之,粘土沙障最弱;而从整个研究时段总的输沙率来看,流动沙丘＞丘间砾质沙地＞梭梭林＞白刺包＞黏土沙障＞麦草沙障＞尼龙网沙障.     

黑河中游人工绿洲防护体系植物耗水分析

根据对黑河中游的植被调查、固定样地土壤水分监测和地下水位的监测数据,分析了黑河中游人工绿洲防护体系主要植物群落立地的土壤储水量动态规律,并对耗水量做了初步的分析。结果表明,沙枣(Elaeagnusangustifolia)、杨树(Populussp )和樟子松(Pinussylvestrisvar mongolica)等乔木林土壤储水量在春季远高于夏季,随植物开始生长土壤储水量迅速下降。而生长在沙丘的梭梭(Haloxylonammodendron)、柽柳(Tamarixchinensis)和沙丘芦苇(Phragmiteecommunis)土壤储水量变化很小,基本处于稳定状态。乔木的耗水量是灌木的2 5～3 5倍以上。绿洲防护体系的乔木植被耗水量每年需要2600～3800m3/hm2,梭梭、柽柳则需要1000～1500m3/hm2。从生态效益考虑,灌木植被对沙丘的稳定和绿洲的防护作用显著,且耗水量较少,从维护绿洲生态安全的角度,灌木固沙防护林起到了巨大的作用,但现有的植被立地土壤干旱化严重,植被已经到了衰退的边缘,需要给予补充水量。     

半干旱区流沙固定初期不同植被类型的土壤湿度特征

利用科尔沁沙地奈曼生态网络研究站1983～1990年土壤水分定位观测数据,分析了不同类型植被土壤湿度的时间变化特征及其受降水的影响。结果表明:植被建立对沙地土壤湿度影响是显著的,与流动沙丘(多年平均土壤含水量3.56%,变异系数为0.074)相比,生长在沙丘顶和丘间低地的乔木树种小叶杨和樟子松,10～15年后平均土壤含水量分别为2.73%和3.08%,但在较短的时间尺度上变异较大,变异系数分别为0.127和0.347,下降最明显的是生长在沙丘顶部的灌木、半灌木,如小叶锦鸡儿和差巴嘎蒿 樟子松等植被区,平均土壤含水量均低于2.5%,变异系数分别为0.179和0.262。半干旱土壤湿度除了受植被影响外,降水也是主要控制因子。欠水年,土壤旱化现象严重,在固沙植被区,特别是沙丘顶部会出现暂时性土壤干层,并且不同类型植被区土壤湿度差异显著;丰水年,土壤水分好转,干层消失。     

护坡拦蓄保水措施对三峡地区坡地土壤水分含量及玉米的影响

通过大田试验,研究护坡拦蓄保水措施对三峡地区坡地玉米农艺性状、产量及土壤含水量的影响。结果显示：在玉米全生育期,护坡拦蓄保水能明显降低地表径流量,增加土壤存留量,与对照区相比,拦蓄能力为总降水量的5．1％,保水能力提高了42．2％;各层土壤平均重量含水量比对照区高4．9个百分点;在相同的肥力梯度条件下,护坡拦蓄保水措施使玉米地径增大0．2～0．4cm,苗高增加14．5～49．9cm,叶片数增加1片,最大叶片长度增长2．2～8．8cm。护坡拦蓄保水具有明显的增产效应,在不施肥、低肥、高肥、特高肥条件下,分别增产85．9％、21．4％、10．9％和5．1％。护坡拦蓄保水措施对玉米千粒重影响不大,但与施肥水平有关,表现为低肥〈高肥〈特高肥,其千粒重依次为362±1g、370±1g和381±1g。     

古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘土壤水分时空变化特征

土壤水分是维系古尔班通古特沙漠荒漠植被发育最主要的制约因子。为了研究古尔班通古特沙漠南缘固定沙丘土壤水分特征,于2012年12月4日至2013年11月4日,采用中子仪法对0~400cm沙层土壤含水率进行了原位观测,分析了沙丘不同部位土壤含水率的时空变化及不同发育阶段梭梭对其根区土壤含水率的影响。结果表明:(1)0~40 cm土层为土壤水分活跃层,40~200 cm土层为土壤水分次活跃层,200 cm以下土层为土壤水分相对稳定层;(2)西坡、坡顶和东坡的土壤含水率差异不显著,丘间地土壤含水率与西坡、坡顶和东坡均存在极显著性差异,且丘间地土壤含水率相对较高;(3)3—5月是土壤水分补给期,6—10月是土壤水分耗损期,11月—翌年2月是土壤水分稳定期;(4)不同发育阶段梭梭根区土壤含水率秋季均显著低于春、夏两季,壮年阶段梭梭根区土壤含水率各季都较低,青年阶段梭梭根区土壤含水率各季相差较大,壮年阶段梭梭和青年阶段梭梭根区土壤含水率春、夏季均存在显著性差异。     

适当保水剂施用和覆盖促进旱作马铃薯生长发育和产量提高

为明确保水剂、秸秆覆盖及行间覆膜等抗旱保水措施对旱作马铃薯渗透调节物质、质膜体系等生理特性的影响和对产量的作用效果,以夏波蒂品种马铃薯为材料,设对照、秸秆覆盖、行间覆膜、单施保水剂、秸秆覆盖加施保水剂、行间覆膜加施保水剂6个处理田间试验。结果表明:各处理的马铃薯叶片细胞质膜透性苗期较大,而后呈先降后升趋势;丙二醛、脯氨酸含量随生育期推进呈逐渐增加趋势;可溶性糖含量呈"单峰"曲线变化。行间覆膜加施保水剂、单施保水剂、秸秆覆盖、秸秆覆盖加施保水剂处理较好地缓和了土壤的干旱情况,有效降低了马铃薯叶片中的渗透调节物质和质膜体系。马铃薯生育后期,至淀粉积累期,各处理脯氨酸含量、可溶性糖含量、质膜透性和丙二醛含量变化较为稳定,行间覆膜加施保水剂处理脯氨酸含量、可溶性糖含量、质膜透性和丙二醛含量较对照分别减少15.57%、6.90%、42.79%和17.69%,单施保水剂处理分别减少2.31%、5.17%、10.62%和8.04%,秸秆覆盖处理分别减少28.45%、3.45%、51.63%和25.58%,秸秆覆盖加施保水剂处理分别减少25.14%、12.07%、49.17%和22.58%,降低干旱胁迫程度明显。马铃薯成熟收获期,秸秆覆盖及其加施保水剂处理各土层的土壤含水率变化相对稳定;0～20cm土层加施保水剂处理的土壤含水率相对高于不加保水剂处理。秸秆覆盖、秸秆覆盖加施保水剂、单施保水剂及行间覆膜加施保水剂处理显著增加了马铃薯产量和商品薯率(P<0.05)。总体上,秸秆覆盖处理较有效地缓和了土壤旱情,秸秆覆盖加施保水剂、单施保水剂和行间覆膜加施保水剂处理作用效果也较好,降低了干旱胁迫程度,促进了马铃薯的生长发育、产量提高。     

冬小麦不同生育阶段水分利用对保水剂与氮肥的响应

为探明保水剂和氮肥及其配施后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,通过大田试验,以不施保水剂和氮肥为对照,研究了保水剂(60 kg.hm 2)与氮肥[0、225 kg(N).hm 2、450 kg(N).hm 2]单施及其配施后对冬小麦不同生育阶段的土壤水分、干物质积累及水分利用的作用特征。结果表明:保水剂和氮肥的施用均提高了土壤剖面各层次的含水量及冬小麦干物质积累量、产量和水分利用效率。各处理中以单施450kg(N).hm 2氮肥、单施保水剂及保水剂与450 kg(N).hm 2氮肥配施处理土壤含水量较高。不施保水剂时,随施氮量的增加,冬小麦地上部干物质积累量显著提高。施用保水剂时,氮肥用量过高,干物质积累有所降低。拔节—收获期,保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理冬小麦干物质积累量均较高,且到生育后期效果更明显。在播种—拔节期和孕穗—灌浆期,随氮肥用量的增加水分利用效率提高,且保水剂与氮肥配施处理增加幅度更大。而灌浆—收获期,高氮[450 kg(N).hm 2]和保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理的水分利用效率提高幅度最大,分别较对照增加53.8%和57.8%。而最终产量与水分生产效率以60 kg.hm 2保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理最高。说明氮肥用量适宜时,施用保水剂冬小麦产量和水分利用效率的提高幅度更大。     

青海湖克土沙区不同类型沙丘土壤水分的动态变化

对青海湖湖东克土沙区的土壤水分变化特征及其与降雨之间的关系进行了分析,结果表明:固定沙丘土壤水分随深度的变化较小,采取措施(人工植被+麦草方格沙障)的流动沙丘在不同深度上的变异最大;从0—80cm平均水平看,土壤含水量为固定沙丘>流动沙丘>采取措施的流动沙丘;三种沙丘土壤水分与降雨的时间变化都基本一致,可以分为冻结滞水期(12月—翌年3月)、水分补偿期(4—7月)和失水期(8—11月)三个阶段,土壤含水量以夏秋季最高;降水对0—80cm的土壤水分都有影响,对上层土壤的影响更显著,采取措施的流动沙丘主要影响深度为60cm,固定沙丘为20cm;在流动沙丘上种植人工植被以及布设麦草方格沙障,可以抑制表层土壤水分蒸发,提高表层土壤含水量,在植被恢复前能够有效减少风蚀,对于植物初期生长具有积极意义。     

河西走廊沙漠－绿洲过渡带固沙植物根区土壤物理性质及持水特性

河西走廊中部的临泽绿洲位于巴丹吉林沙漠西南缘,在沙漠－绿洲过渡带上生长发育了大量的防风固沙植物。以梭梭、沙拐枣、泡泡刺三种固沙植物根区的土壤为研究对象,探究不同固沙植物根区土壤物理性质指标和持水特性的变化规律及其相互间的关系,旨在为防沙治沙工程实践中固沙植物的选择和空间配置提供科学依据。结果表明:（1）三种固沙植物根区的土壤容重均随土层深度增加而降低,均值表现为:沙拐枣 > 泡泡刺 > 梭梭;土壤孔隙度均随土层深度增加而增大,均值表现为:梭梭 > 泡泡刺 > 沙拐枣;三种固沙植物根区的土壤物理性质指标随土层加深差异性增大。（2）0 ~ 120 cm土层深度范围内,梭梭根区的土壤持水特性最好,泡泡刺次之,沙拐枣最低;0 ~ 40 cm土层深度范围内三种固沙植物根区的土壤持水特性均不存在显著差异;40 ~ 60 cm土层深度范围内梭梭与沙拐枣根区的土壤持水特性存在显著差异;60 ~ 80 cm土层深度范围内三种固沙植物根区的土壤持水特性均存在显著差异。（3）三种固沙植物根区的土壤持水特性均与土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度呈显著相关关系（P < 0.01）,但与非毛管孔隙度的相关性却不同,其中梭梭根区的土壤持水特性非与毛管孔隙度呈显著正相关（P < 0.01）,而沙拐枣、泡泡刺根区的则呈不显著相关关系。     

不同立地条件下黄花补血草种群生长、繁殖与土壤水分的差异

[目的]揭示不同立地条件下黄花补血草种群生长、繁殖与土壤水分的差异,为黄花补血草的管理提供科学依据。[方法]选取4个不同沙丘类型的黄花补血草地斑块作为试验样地,研究黄花补血草的生长、繁殖以及水分等。[结果](1)不同立地类型黄花补血草种群的生长与繁殖特征存在明显差异,它主要反映在单株地上生物量、高度、冠幅和密度方面;(2)不同类型的沙丘上黄花补血草单株生殖枝数、花量均存在显著差异的相关性;(3)不同立地类型的黄花补血草土壤含水量存在明显差异,但是在不同的土壤深度上土壤的含水率的差异不显著,丘间地不同土壤深度的土壤含水率差异比较大。[结论]干旱荒漠生境条件下最适宜生长的黄花补血草的沙丘类型为丘间地。     

保水剂和负压供水对玉米生理生长及水分利用效率的影响

采用一种负水头供水控水系统,通过调节供水负压值来控制不同的土壤含水率,研究3种供水负压（3、6、9 kPa）下,保水剂对玉米生理、生长性状以及节水效果的影响。结果表明：在供水负压为3 kPa时,保水剂使玉米株高降低了7.4%,叶面积降低了14.9%,地上部干物质量降低了12.4%,地下部干物质量降低了7.3%,水分利用效率降低了12.6%。在供水负压为6 kPa和9 kPa时,保水剂使玉米株高分别增加了10.0%、37.9%,叶面积分别增加了14.2%、90.8%,地上部干物质量分别显著增加40.4%、104.6%,地下部干物质量分别增加了35.3%、83.8%,水分利用效率分别显著提高了26.9%、65.7%。同时,与无保水剂的相比,玉米叶片水势分别增加7.1%、19.2%,叶片相对含水率、净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率也较高。表明在水分受限制条件下,保水剂能够改善植株的生理生长特性,提高水分利用效率。     

科尔沁不同类型沙丘土壤水分时空变化特征及其环境影响因子

为了深入探究半干旱地区沙丘土壤水分时空变化特征及其与环境因子关系，以科尔沁沙地为研究区，综合运用原位观测、数值模拟和冗余分析等方法，对沙丘土壤水分的时空变化特征、变异性、水平衡及其与环境因子的定量关系进行研究。结果表明：沙丘土壤水分在垂直剖面呈现出由半流动沙丘"镜像S "形逐渐过渡为阴坡固定沙丘" S"形的趋势，在时间尺度上呈"正态分布"形；半流动、半固定和阴坡固定沙丘土壤水分变异性随深度的增加逐渐减弱，半阳坡固定沙丘呈"S"形分布，最大变异系数为75.45%，均属中等变异；半流动和半固定沙丘水分主要消耗于深层渗漏，分别占总水量的57.35%和54.56%，半阳坡固定和阴坡固定沙丘水分主要消耗于植被蒸腾，分别占总水量的77.15%和54.88%；沙丘土壤水分影响因子具有差异性，容重、砂粒含量、粉粒含量和饱和导水率是影响半流动、半固定和半阳坡固定沙丘土壤水分的主要环境因子，而有机质、砂粒含量、粉粒含量和饱和导水率是阴坡固定沙丘土壤水分的主要影响因子。研究表明，半阳坡固定沙丘小叶锦鸡儿易消耗深层土壤水，造成土壤干燥化，草本和半灌木有利于深层土壤水分保持。     

冬水前移对冬小麦生长及水分利用效率的影响

玉米秸秆粉碎还田+旋耕播种是晋西南小麦玉米一年两熟区小麦季的主要栽培模式,冬前灌水可塌实土壤、加快秸秆腐熟、确保小麦安全越冬。为探明合理运筹越冬水对培育冬前壮苗、增加小麦产量、提高籽粒水分利用率的影响,在山西省临汾市尧都区,设置4个冬小麦冬前灌水时间处理,分别为11月10日、11月25日、12月10日和12月25日,以冬小麦传统灌冬水时间(12月10日)为对照(CK),研究冬前灌水时间对冬小麦冬前群体茎数、根系、旗叶光合性能和土壤容重、酶活性影响。结果表明:与不灌冬水的处理相比,冬前灌水可塌实耕层土壤、调节土壤容重,利于小麦根系与土壤紧密接触,增强土壤酶活性、提高土壤肥力,促进冬小麦分蘖和次生根的发生。与传统冬前灌水时间(12月10日)相比,冬水前移对小麦生长有补偿作用,使冬前总茎数、单株茎数、次生根数、根干重增加,延长了旗叶的功能期,提高了叶绿素含量和光合速率,促进光合产物的合成转化,使成穗数增加1.66%~5.37%,千粒重增加0.55%~3.03%。玉米秸秆粉碎还田+旋耕播种条件下,小麦冬前灌水时间由传统昼消夜冻(12月10日)前移一个节气,即11月25日左右,主茎叶龄3叶到3叶1心的分蘖初期,可使小麦增产8.40%,水分利用效率提高5.76%,达22.05 kg·mm~(-1)·hm~(-2)。     

Effect of penetration resistance on emergence and early growth of silage corn in a laboratory experiment with sandy soil

The emergence and early growth responses of silage corn (Zea mays L.) seeds, planted at various depths, to increasing penetration resistance for two soil moisture regimes was evaluated in a laboratory experiment with sandy soil.At soil moisture content levels of 15% and 25% (v/v) increasing penetration resistance below and beside the planting slot linearly increased the time lapse between planting and emergence of 50% of the number of seeds planted. Percentage of emerged seedlings, increase in plant height and dry matter yield during early growth decreased linearly with increasing penetration resistance. For the latter two parameters an increase in soil moisture content from 15% to 25% (v/v) raised the level of the response curves, but the slopes remained practically the same. Under the experimental conditions deeper planting slightly delayed emergence and increased plant height, but dry matter yield was not affected.