土壤含水量对紫穗槐蒸腾速率与光合速率影响研究

在黄土高原半干旱区以盆栽2 a生紫穗槐苗木为实验材料,通过人为控制土壤含水量,利用气体分析系统,研究土壤含水量对紫穗槐蒸腾速率与光合速率的影响。结果表明,不同土壤含水量条件下紫穗槐蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的日变化具有显著的差异。当土壤体积含水量在10%以下时,紫穗槐气孔导度很低,日变化近似一条直线,蒸腾速率日变化也不明显,光合速率仅在12∶00之前为正值,此后一直保持较稳定的负值状态;而当体积含水量>15%时,蒸腾速率、光合速率和水分利用效率随着土壤水分的增加均大幅升高。土壤含水量越低,紫穗槐叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差,含水量越高其相关性越好。紫穗槐适宜土壤体积含水量为15%~20%。其结论为:紫穗槐生长对水分需求与油松、侧柏等相当,略微低于已广泛种植的杨树、刺槐和仁用杏,但抗旱性不及沙漠植物小叶锦鸡儿、差巴嘎篙和胡枝子等。     

光辐射强度对侧柏油松幼苗光合特性与水分利用效率的影响

 探讨不同土壤水分条件下光辐射强度对侧柏和油松苗木光合特性与水分利用效率的影响规律,可为林木栽培和管理提供科学依据。在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,利用模拟光源研究了侧柏和油松苗木的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率和胞间CO2浓度随模拟光辐射增强的变化规律。结果表明:在模拟光辐射为0～2200μmol/（m2.s）的范围内,侧柏和油松叶片的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均随光辐射强度的增强而增大,但光辐射强度进一步增强,侧柏和油松净光合速率和水分利用效率呈下降趋势;在同样土壤水分条件下,侧柏净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率高于油松,侧柏光饱和点高于油松,而侧柏光补偿点低于油松,侧柏光能利用率高于油松;随着土壤水分的增加,侧柏与油松净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度升高,而水分利用效率降低。在土壤含水量为7.90%、13.00%和19.99%条件下,侧柏光饱和点分别为1275、1 450和1 675μmol/（m2.s）,光补偿点分别为4225和13μmol/（m2.s）,由光饱和点对应最大净光合速率分别为3.04、4.06和5.53μmol/（m2.s）;在土壤含水量为7.83%1、3.04%与20.15%条件下,油松光饱和点分别为11001、325和1500μmol/（m2.s）,光补偿点分别为60.30和23μmol/（m2.s）,由光饱和点对应最大净光合速率分别为1.08、3.35和4.36μmol/（m2.s）。     

不同类型沙棘人工林对土壤氮矿化速率的影响

采用离子交换膜埋植培养法,对陕西省永寿县马莲滩流域沙棘纯林、沙棘×刺槐、沙棘×侧柏、沙棘×油松四种类型林分不同深度土壤的氮矿化速率进行了研究。结果表明,用离子交换膜从土壤中提取出的氮量随着其培养时间的增加而增加,且与土壤全氮含量、碱解氮含量及土壤磷酸酶活性三个土壤肥力指标呈极显著相关,培养30 d所得氮矿化速率与这三个土壤肥力指标的相关系数达到了0.850、0.857和0.736,此方法可用来较准确测定土壤的氮矿化速率;经测定,四种类型沙棘人工林氮矿化速率大小顺序为:沙棘纯林>沙棘×油松>沙棘×刺槐>沙棘×侧柏。     

黄土高原主要水土保持树种的蒸腾特性

采用精度为0.001 g的精密电子天平和露点水势仪对山杨、刺槐、油松和侧柏的叶片保水力、蒸腾速率日变化及叶水势日变化进行测定。结果表明：自然条件下,4树种叶片保水力从小到大依次为山杨、刺槐、油松、侧柏,其叶片分别经过19、41、49和77 h达自然风干状态;各树种日平均蒸腾速率由大到小的顺序为山杨（0.616 mmol/（m^2·s））〉刺槐（0.605 mmol/（m^2·s））〉油松（0.318 mmol/（m^2·s））〉侧柏（0.270 mmol/（m^2·s））,日最大蒸腾速率的排序为山杨（1.196 mmol/（m^2·s））〉刺槐（1.190 mmol/（m^2·s））〉油松（0.723 mmol/（m^2·s））〉侧柏（0.704 mmol/（m^2·s））;4个树种叶水势以清晨最高,中午最低,傍晚又有所恢复,日变化呈波浪形,日变幅以刺槐最大,其次为山杨和侧柏,油松最小;4个树种叶水势与蒸腾速率之间的关系呈负相关,可用对数曲线来拟合;各树种单位叶面积（cm2）的日（以12 h计）蒸腾耗水量由大到小为：山杨（0.48 mm）〉刺槐（0.47 mm）〉油松（0.25 mm）〉侧柏（0.21 mm）。     

黄土高原半干旱区林木生长适宜土壤水分环境的研究

采用 L I- 62 0 0型植物光合测定系统、L I- 160 0型稳态气孔计和 L NW- 5 0 A型中子水分测定仪 ,对不同土壤水分胁迫下刺槐、侧柏林木和苹果树及其盆栽苗木生长的生理、生态特征进行实地观测 ,研究了叶片净光合速率( Pn)、蒸腾速率 ( Tr)、羧化效率 ( CE)、叶片水分利用效率 ( WUEL)以及气孔导度 ( Cs)和气孔阻力 ( Rs)对土壤含水量 ( SWC)变化的响应过程。结果表明 :刺槐、侧柏和苹果净光合速率最高时的 SWC分别为 17.13 % ,15 .90 %和 16.11% ;维持其最高净光合速率 70 %以上的土壤含水量 (即气孔导度的土壤水分响应曲线转折点对应的土壤含水量 )临界值分别为 10 .5 0 % ,9.5 0 %和 9.75 % ;其蒸腾速率最高时的 SWC分别为 18.82 % ,19.70 %和16.3 3 % ;其叶片水分利用效率最高时的 SWC依次为 13 .2 3 % ,10 .66%和 12 .3 8% ;其羧化效率最高时的 SWC依次为 15 .70 % ,15 .5 0 %和 15 .83 %。根据半干旱地区林业建设以提高林木水分利用效率为核心的土壤水分管理思想 ,分别选取维持最高叶片水分利用效率的土壤含水量临界值和维持较高光合速率 (最大光合速率的 70 %以上 )的土壤含水量临界值作为林木生长适宜土壤水分环境的上、下限标准。这一标准概化为 :刺槐 10 .5 %～ 13 .5 % ,侧柏 9.5 %～ 10 .5 %     

黄土半干旱区枣、榆水分利用效率的比较研究

在黄土半干旱区,采用人工控制水分的方法,选择生长良好的枣树和榆树幼树,在晴天利用LI-6400便携式光合作用测定系统对其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度进行了测定,并应用遮荫法测定不同太阳有效辐射下净光合速率、蒸腾速率,比较其水分利用效率.结果表明:不同土壤水分条件下,枣树和榆树的净光合速率日变化明显不同,枣树变化幅度大于榆树,枣树对水分的利用效率高于榆树.对枣、榆幼树连续时间内日蒸散量的测定结果表明,影响蒸散量的主要因素是土壤含水量,枣树耗水能力高于榆树,但当土壤含水量升高时枣树耗水能力反而降低,相对于枣树而言黄土半干旱区更有利于榆树生长.     

黄土半干旱区油松苗木蒸腾特性与影响因子的关系

 为分析土壤水分与气象因子对油松蒸腾作用的影响程度,提高造林成活率,并为林地水分管理提供科学依据。在2004年生长季典型晴天,采用盆栽试验,人为控制土壤水分,利用针叶Li-1600稳态气孔仪和BP-3400精密天平等仪器,对黄土半干旱区油松苗木的蒸腾特性及其影响因子的关系进行研究。结果表明:在不同的土壤水分条件下,油松蒸腾速率和气孔阻力的日变化曲线分别呈“双峰型”和“W”型;在典型晴天下,蒸腾速率与土壤含水量的关系呈三次曲线相关,7、8和10月份,油松叶片蒸腾速率达到最大值时所对应的土壤含水量分别为17.7%、19.8%和17.5%。蒸腾速率除自身生理特性的影响外,还受土壤水分和气象因子综合影响,当土壤水分充足时,蒸腾速率与气象因子相关性高;当土壤水分产生胁迫时,蒸腾速率与气象因子相关性降低。在严重土壤水分胁迫下,7和8月份气温对蒸腾作用的影响最大,10月份光合有效辐射的影响最大。在土壤充分供水的条件下,7月份空气相对湿度对蒸腾作用的影响最大,8月份是气温,10月份是叶温。     

不同土壤水分下黄土高原侧柏生理生态特点分析

采用人工控制土壤水分，形成单株幼龄侧柏的不同水分梯度环境。在自然环境下利用Li-1600稳态气孔仪和Li-6200光合仪对山西省方山县试验基地内侧柏的蒸腾速率、净光合速率、气孔阻力及其环境因子进行了观测，并辅以盆栽苗木水分胁迫条件下的林木生理指标观测，对生理指标和土壤含水量的关系进行了研究。结果表明：侧柏蒸腾日进程为双峰曲线，水分状况较差时蒸腾日进程曲线到达波谷的时间比水分状况较好时大大提前，干旱条件下蒸腾速率较低；净光合速率的日进程为双峰曲线，水分状况较差时日进程变为单峰曲线，侧柏叶片光合作用午前以气孔限制为主，而午后以非气孔因素限制为主。维持蒸腾速率所适宜的土壤含水量为19.90％；净光合作用的最佳土壤含水量为15．75％；维持叶片水分利用效率的最佳土壤含水量为10.65％．选取维持最佳叶片水分利用效率的土壤含水量临界值作为林木密度调控的土壤水分阈值，侧柏为9．5％～11％。     

不同水分条件下核桃蒸腾速率与光合速率的研究

在黄土高原半干旱区,采用LI-1600稳态气孔仪和LI-6200便携式光合测定仪对不同土壤水分条件下盆栽核桃的生理指标进行了观测,研究土壤含水量对核桃蒸腾速率与光合速率的影响.结果表明,不同土壤含水量条件下核桃蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的日变化具有显著的差异.当土壤体积含水量在5%以下时,核桃气孔导度很低,蒸腾速率日变化也不明显;当体积含水量为10%和15%时,蒸腾速率、光合速率和水分利用效率随着土壤水分的增加而升高,而且具有明显的日变化.土壤含水量越低,核桃叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差.通过对比得出,核桃光合作用适宜土壤体积含水量为10%～15%;土壤体积含水量控制在15%时核桃的水分利用效率达到较好状态.     

黄土高原沟壑区人工植被类型对土壤水分和碳氮的影响

以黄土高原沟壑区人工建造的典型植被油松、侧柏、刺槐、沙棘、苹果为研究对象，研究分析了不同植被类型对土壤水分含量、土壤碳氮累积等的变化影响。研究表明，旱季刺槐林地表现出了强烈的耗水特征，200cm以下土壤含水量具明显减少趋势。200—300cm处水分含量仅为5．8％～7．1％，而油松林地200cm以下与荒草地含水量基本相一致，土壤水分含量保持在15％左右，侧柏、沙棘、苹果土壤水分利用主要在20-200cm范围内。雨季，天然降雨虽对林地水分含量有所补充，但只表现在0-50cm表层，且各个植被类型间表现不明显；与荒草相比，油松群落土壤有机碳氮提高了9．3％，果园土壤有机碳含量显著降低，而沙棘、侧柏和刺槐群落的土壤有机碳含量虽低于荒草群落，但尚未达到显著水平。     

基于因素法和修正法的农用地综合定级研究

以陕西省神木县农用地定级研究为例,论述了因素法和修正法两种方法的定级过程,通过空间重叠度分析,有效地将两种方法进行综合,确定农用地级别,并对定级结果进行了验证,定级结果符合当地实际,该研究成果以期为加强农用土地资源管理与土地资产管理打下良好基础。     

单纯形法与边界元相结合的岩体计算反分析方法

为得到准确的岩体参数,以位移为依据,建立起位移反分析目标函数,根据实测位移用边界单元法和单纯形法相结合进行迭代计算,直接得到能反映岩体结构、构造等特性的综合参数弹性模量Ｅ和泊松比μ,从而为岩体稳定性计算分析提供了参数。     

黄土颗粒分离方法试验研究

以延安新区I期工程的马兰黄土为研究对象,分别采用筛分法、离心机法和静水沉降法对其进行颗粒分离试验,并利用激光粒度仪对3种分离方法的试验结果进行跟踪对比,以研究最适用于黄土颗粒的分离方法。结果表明:筛分法主要适用于粒径大于0.05mm的黄土颗粒的分离,对粒径小于0.05mm的黄土颗粒分离效果较差,筛分结果的可靠性偏低。离心机法由于自身的局限性且受影响因素较多,试验结果的可靠性较低;静水沉降法主要适用于粒径小于0.05mm的黄土颗粒的分离,颗粒分级效果显著,试验结果的可靠性较高,且试验精度满足要求,但对于粒径小于0.002mm的颗粒分离时间较长。通过3种试验方法的对比可知,在对黄土进行颗粒分离试验时,宜采用筛分—沉降相结合的分离方法,对于大于0.05mm的颗粒宜采用筛分,对于小于0.05mm的颗粒宜采用静水沉降法。     

基于穷举法的雨水管渠设计流量计算方法研究

[目的]找出雨水管渠设计流量常用计算方法——面积叠加法和流量叠加法中存在的问题,对计算方法进行改进,使雨水设计流量计算结果更加合理。[方法]从下游管段暴雨强度的计算入手,对流量叠加法进行改进,同时提出基于穷举法的最大流量法。[结果]实例计算表明,除起始管段外,改进后的流量叠加法的各管段设计流量均小于面积叠加法,最大流量法各管段设计流量较面积叠加法平均增长7.0%,最大增长13.0%。[结论]运用最大流量法对雨水管渠进行设计,计算结果更合理,更安全,对缓解城市内涝具有重要意义。     

基于熵权与相对熵排序法的护坡植被系统优选

[目的]构建一个科学合理的护坡植被系统稳定性评价模型对备选护坡植被系统的稳定性进行评价,为边坡生态重建方案的选取提供参考依据。[方法]运用分层递阶的分析方法,综合边坡和植被两方面主要因素,选取岩石质量指标、岩体完整性系数、群落覆盖度、景观优美度等重要指标,构建了护坡植被系统稳定性评价指标体系。然后,运用信息熵法对各评价指标进行赋权并运用相对熵排序法计算备选方案相对贴近度,从而构建了基于熵权与相对熵排序法的护坡植被系统优选模型。最后,运用该模型对某山区高速公路边坡生态恢复建设中的4种备选用的护坡植被系统进行评价。[结果]4种备选用植被系统的优越度分别为1.90%,5.37%,2.98%和99.99%,第4种护坡植被系统[3种植物混种,其中白三叶∶狗牙根=1∶3,且草本植物∶灌木植物(多花木兰)=1∶5]最优,该优选结果与基于模糊物元法的优选结果以及工程实践结果相一致。[结论]该模型有效可行,可以用于指导工程实践。     

定量化方法在生态分区过程中的应用及案例研究

该文在总结国内外有关生态分区研究的基础上,针对目前研究中存在的主观性强、专家选取对分区结果影响大的问题,在生态分区过程的两个关键点引入定量方法。应用主成分分析方法,确定各指标权重,筛选生态分区划分指标,确定各级生态分区的指标。应用系统聚类方法,确定各生态分区的最终边界。以辽河流域为例,选取降雨量、地势地貌、植被类型以及土壤类型等指标,应用定量化方法进行生态分区的划分,共划分一级生态分区3个,二级生态分区9个。该文旨在为生态分区的划分提供更为客观、科学的方法,从而为环境与资源的研究、评估、监测和管理提供适宜的空间分析框架,为生态管理和相关政策的制定与实施提供科学、合理的依据。     

基于农用地分等和LESA方法的基本农田划定

划定基本农田既要考虑耕地的自然质量条件,又要考虑耕地与社会经济条件的适宜性,基本农田才能具有长久稳定性。以辽宁省凌源市为例,以LESA方法（land evaluation and site assessment）为指导,结合农用地分等成果,进行耕地质量与立地条件评价分析,并以此为基础划定基本农田。结果表明:LESA体系综合评价结果将凌源市耕地分5级,其中1级、2级和3级耕地自然质量条件较优,与社会经济条件有良好的适宜性,可划定为基本农田,面积为42 697.69 hm²,基本农田保护率达到84.57%。通过分析认为LESA体系继承和沿用了农用地分等成果,可以为农用地定级方法体系研究提供参考。     

小型拖拉机土壤压实的有限元预测

农业土壤的基本特征是松软和经常处于非饱和状态，土壤体积密度与含水率既是主要参数又是影响压实的重要因素，且在不断地变化。为了进行有效田间土壤压实管理，根据具体土壤特性，采用一个二维的模型，用有限元方法进行土壤压实预测。模型考虑了应力路径、初始土壤体积密度和含水率等，将土壤体积密度视为平均主应力和最大自然剪切应变的非线性函数，可预测小型拖拉机在非饱和土壤上通过时引起土壤体积密度的变化及应力分布情况等。在华北轻壤土的试验证明，模型具有良好的拟合效果。     

地表糙度测定方法研究

地表微地形测量是地表粗糙度定量化的基础,对地表形态动态监测和土壤侵蚀过程相关研究具有重要意义。采用链条法、照相机法和无人机法,选取常规人工降雨土槽和野外径流小区,设置裸地和植物根系2个处理,分别测定其地表糙度。结果表明:(1)链条法、照相机法和无人机法测定的平均弯曲性指数分别为0.257,0.219,0.248,与标件实际平均弯曲性指数0.242偏差小于<10%;其中链条法测定的弯曲性指数整体偏大(6.2%),照相机法测定的弯曲性指数整体偏小(-9.5%),无人机法测定的弯曲性指数略有偏大,但误差仅为2.5%。(2)裸地土槽细沟较深,链条法和照相机法测定结果与实际不符,无人机法测定结果与实际较为一致,链条法和照相机法相对无人机法均偏小了50.0%和40.3%;有根系土槽链条法测定结果与实际不符,照相机法和无人机法测定结果与实际较为一致,链条法相对于照相机法和无人机法均偏小了48.2%和57.8%。(3)受地形因素限制,照相机法无法测定径流小区地表糙度;对于裸地和有根系小区,无人机法测定结果与实际较为相符,而链条法测定结果与地表起伏不一致,链条法相对于无人机法测定的地表弯曲性指数分别偏大了28.6%和24.8%。总体而言,立体摄影测量能有效地反映地表糙度,但受拍摄高度和地形因素的限制,照相机法测定结果会存在低估或使用受限,无人机法测定结果相对稳定;受人为操作和本身测定过程误差的影响,链条法测定结果偏差相对较大,但对于立体摄影测量无法测定的立地环境,链条法仍可作为地表糙度测量的有效方法。     

基于模糊综合法和灰色关联法的百花湖水质评价

[目的]为有效防止水质的不可逆污染和破坏,以喀斯特高原区域的百花湖为研究对象,揭示其历年水质及其变化情况,为相关的水资源管理部门科学开发、利用及保护该水源地提供依据。[方法]利用百花湖2013—2016年的8项水体实测理化参数参与分析,为使水质评价结果更为客观,采用模糊综合评价法、灰色关联分析法对百花湖水质进行综合评价。[结果]百花湖整体为Ⅰ类水质,但Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅴ类隶属值都较大。[结论]百花湖水质有变差的趋势,其生态环境防治对策势在必行。