植物水分运转影响因子的研究进展

影响植物水分运转的主要因子有气象因子(包括太阳辐射、大气温度、大气湿度、风速、CO2浓度等)、土壤的水分状况、气孔导度、植物叶面积、水分在植物体内的传输阻力等。大量研究表明:植物蒸腾的日变化主要是由气象因子的日变化引起的,而蒸腾的年变化主要与土壤的水分状况、叶面积动态和气候条件有关。此外,组织贮存水和导管的空穴对植物的水分运转也有一定的影响。     

试论秦岭—黄淮平原交界带的农田水分旱涝指标

从“土壤－植物－大气”水分连续系统出发，根据农田水分平衡方程及土壤分的有效性和作物吸水之间的关系，和岭东伸余脉－伏牛山与黄淮平原交界带的农田水分旱涝指标进行了论证。     

土壤-植物-大气界面中水分迁移 过程及模拟研究进展

介绍了水循环过程中界面水分迁移转化理论,及SPAC连续体的概念及其发展过程,阐明了一些国内外SPAC理论研究的主要成果;对国内外各种典型土壤-植物-大气界面模型的基本结构、适用范围、主要研究对象、优势以及局限性做了系统介绍和对比;在此基础上对土壤-植物-大气系统的相互作用过程以及系统模拟中存在的问题提出了展望.分析得出如何解决下垫面与土壤-植物-大气系统复杂的关系,以及尺度转化问题将是面临的主要挑战.认为借助于水分和能量交换过程中的模型参数优化,来实现界面中水分迁移过程的精确化和简化模拟是未来的重要研究方向.     

盐渍化地区SPAC系统不同界面能态研究

以当地主要经济作物油料向日葵为研究对象,采用田间试验对北方盐渍化地区土壤-植物-大气连续体中不同界面的能态进行了研究。通过相关性分析得出土壤基质势,叶水势,大气水势三者在时间和空间上都有很大的差别。该研究为盐渍化地区农业生产和节水灌溉提供了理论基础。     

西北干旱区山地—绿洲—荒漠系统信息传递耦合关系

在干旱区的山盆体系中，胡杨、柽柳等天然植被的繁衍过程，是对热量、水分、土壤、气候等环境要素综合信息的反馈。太阳辐射量的变化，制约了生物和相关环境要素的分布格局。水资源的形成、转化、消耗过程中，与环境中的土壤、大气及生物发生水力联系，并输送了大量的泥沙、矿物质及无机盐类；地表水、地下水、土壤水、植物需及其相互转化过程中，存在着极其复杂的关系。无论是水分的蒸散、渗漏、运移及植物吸收，还是N、P等矿质元素的循环，都随地理环境的不同而有所不同，土壤微生物在整个过程中，发挥着极其重要的作用，人为的灌溉、开垦、施肥、管理措施，直接给土壤赋以附加信息。各种自然地理要素和人文因素的发展变化，沟通和联系着山地、绿洲及荒漠系统间的复杂关系。     

稳定碳同位素技术在土壤有机碳研究中的应用进展

土壤碳周转是大气圈、生物圈与岩石圈之间碳迁移转化的重要过程,其微小变化将影响大气CO2浓度,改变植物地上与地下部分碳的动态与分配。目前稳定碳同位素技术广泛应用于不同时间尺度与空间尺度碳素生物地球化学循环研究,但缺乏针对稳定碳同位素技术应用于土壤有机碳研究的概述。本文在对当前利用稳定碳同位素技术研究土壤碳起源、动态变化以及周转等资料整理的基础上,简要总结陆地生态系统植物叶片-凋落物-土壤连续体、叶片-土壤连续体和土壤中稳定碳同位素(δ13C)变化规律。重点介绍了土壤碳素循环的主要影响因素及其适应规律,同时对比13C自然与13C人工标记法的异同,指出利用稳定碳同位素方法研究土壤碳动态过程中应加强的方面和未来的重点研究方向及趋势。明确上述过程及机制可为预测生态系统的源/汇效应奠定基础,加强对陆地生态系统碳循环定量研究,将对土壤碳源/汇潜力的了解和土壤有机碳周转机理的深入了解有所裨益。     

我国大型ZGR露天煤矿土壤—植物系统Cu、Pb、Zn、Cd、Hg元素背景值研究

本研究采用环境监测统一分析方法对土壤、植物中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg等5种元素进行了测定。统计分析了诸元素在土壤中含量的特征以及与土壤理化性质、植物元素含量的相关性等。并以元素含量为背景值,首次提出了植物(牧草)中有毒元素的含量。 ZGR大型露天煤矿土壤—植物系统背景值的研究,是煤田环境影响评价的主要部分。它不仅为矿区环境质量提供标准,对预测矿区土壤及植物环境质量演变,预测预报污染趋势、制定矿区环境保护对策和管理措施提供依据,而且在农业化学、地球化学、环境医学等方面也是有参考价值的基础资料。     

半干旱偏旱区农田土壤水分状况的主要影响因子分析

依据土壤－植物－大气系统理论，综合分析研究了气象条件、土壤因素和农业技术措施与土壤水分状况的关系，为制定土壤水分调控技术措施提供依据。     

荒漠植物根系吸水的数学模型

关于土壤 -植物 -大气连续统 ( SPAC)的研究是当前热点之一 ,研究该连续统 ,土壤水分是联结纽带。土壤水分通过植物根系和土面蒸发进入大气从而使三者成为一连续统。植物根系吸水是把土壤中水分输送入大气的关键形式 ,搞清植物吸水模式将为认识 SPAC奠定基础。目前研究植物根系吸水模式的文章很多 ,按其研究对象来说 ,主要是农作物研究 ;按研究区域来说 ,主要为降水条件充足的区域。目前研究干旱荒漠区天然植物的根系吸水模式还没有 ,本文就此研究了中国干旱内陆荒漠区的多年生小灌木 (以苦豆子 ( Sophora alopecuroides)为例 )的根系吸水模式     

干旱半干旱地区采煤塌陷对沙质土壤水分特性的影响

随着西部大开发政策的实施,在干旱、半干旱地区的大规模煤炭开采活动对环境造成的影响已日渐凸现,成为亟待解决的问题。本项研究以神府—东胜煤田的补连塔矿区为研究对象,针对采煤造成的地表塌陷是否对土壤水分特性产生影响进行了研究,结果显示:研究区土壤含水量在6、7月份相对较低,在3%左右;这一时期降雨量相对较少,大气蒸发力强,又处于植物生长旺盛季节,所以土壤水分的变化对植物生长影响极为显著。对土壤容重影响较大的因子是坡面坡度及土壤层次,采煤造成土体塌陷对土壤容重影响较小。塌陷区的土壤含水量一般小于非塌陷区。这主要是因为塌陷后产生的裂缝增大了土壤蒸发面积,进一步降低了土壤水分。     

瞬变条件下土壤-植物系统中的水容效应及其应用研究

水容是继水流阻力之后反映土壤－植物系统中水分动力学性质的又一重要水力学参数。通过生长箱内的模拟实验进一步揭示了土壤－植物系统的水容特性,分析了系统中的水容在植物抗御高湿型热害中的作用,探讨了用水容作为指标来评价生长在不同水分条件下的冬小麦对大气干旱的适应能力,为水容的实际应用提供了新的启示。     

浑善达克沙地杨树水分利用特征

为探究浑善达克沙地杨树的水分利用特征。本文利用氢和氧同位素示踪技术,测定了降雨、土壤水与地下水的δ18O值,利用多元线性混合模型定量计算了杨树对不同土层土壤水分的利用比例。结果表明:①浑善达克沙地大气降雨方程线为:δDLWML=7.84δ^18OLWML+9.12,斜率比全国降雨方程偏小,体现了研究区降雨少,蒸发大的气候特征;②土壤含水量与地下水位埋深、降雨量、植物生长期的变化有着显著的相关关系。降雨量较大与地下水位埋深较浅的时期,土壤含水量明显增大,在植物生长前期和中期,土壤含水量明显较低;③杨树在雨季,利用了大量的浅层土壤水(0~40 cm),在较为干旱的旱季,利用了大量的深层土壤(160~200 cm)水与少量的地下水。     

塔克拉玛干沙漠腹地植物固沙灌溉制度初步研究

通过对塔克拉玛干沙漠腹地三种灌溉方式土壤水分和植物灌溉后水分周期动态的连续测定 ,对该地区植物固沙的灌溉制度进行了初步的研究。结果表明 ,在塔克拉玛干沙漠腹地造林 ,滴灌、沟灌和畦灌地每年灌溉水量分别为 3 4 6 - 41 6 m3 /亩、894- 1 0 73 m3 /亩和 1 5 5 8-1 870 m3 /亩 ,每次灌溉后的间隔期 ,7— 8月份 5— 7天 ,其它月份 7— 1 0天灌溉一次较为合理 ,这样年植物整个生育期灌溉 2 5— 3 0水时 ,植物的生长不会受到水分的严重协迫     

中子法在沙地水分动态测定中的应用

土壤含水量与植物的成活和生长紧密相关,是重要的土壤特性指标之一。在测定沙地土壤含水量时,多采用传统的烘干法。由于沙地土壤干燥,质地复杂,对质地轻者取土十分困难,造成工作量大、时间长,加之采取土样的过程中,测点变动,土壤水分空间变异性带来的测定误差,尤其不能满足野外定点连续测定沙地水分动态变化的要求。近年来,在其它行业中利用中子法测定土壤含水量,已在普及中稳定增长,而应用在沙漠研究中却不多见。我们于1987——1988年在古尔班通古特沙漠西南缘的莫索湾沙漠研究站,迸行了中子法测定沙地水分动态的应用研究,试图为沙地水分测定,尤其是定位动态测定,寻求一种简便易行的新方法。现将结果报告如下:     

塔里木河下游河岸带水热传输过程模拟研究

选择在塔里木河下游生长的胡杨(Populus euphratica)为供试材料,应用土壤-植被-大气传输(SVAT)系统的水热耦合模型,在野外观测试验的基础上,以常规气象站的基本观测要素和土壤剖面水热观测数据为模型的初始输入,对塔里木河沿岸胡杨林的蒸腾过程、土壤剖面水热的变化过程、根系吸水过程、胡杨林冠层-土壤层-大气层之间水热交换与能通量过程进行较小时间尺度上的野外定点研究。结果表明,土壤水分与温度的模拟值对观测值的平均相对误差分别为3.9%和7.1%。可见,土壤剖面水热的模拟值与观测值表现出较强的相关性。相比之下,能通量的日内观测与模拟效果相差很小,蒸腾潜热、感热、地热通量的观测与模拟的平均相对误差分别为16.7%、12.4%和20.6%。能量支出项主要是潜热,其次是感热,而土壤能量支出项主要是感热,总的感热支出要大于潜热支出,且感热变化起伏较大。研究结果对干旱区水循环模拟具有一定的参考价值。     

臭氧水对茄子根结线虫的防治效果评价

根结线虫是具有毁灭性危害的植物内生寄生虫,臭氧水漫灌土壤是较为理想的替代化学药剂的防治方法,但还未见在茄子上使用的报道。为了探究高浓度臭氧水漫灌处理土壤对茄子根结线虫的田间防治效果及对茄子生长的影响,本研究在茄子定植前对土壤进行连续2次臭氧水(9 mg/L)漫灌处理,并对漫灌处理前后和茄子整个生长期的根结线虫病害发生情况及茄子生长情况进行跟踪调查。结果表明,与对照相比,结果期和生长后期根结线虫数量分别下降91.67%和95.97%;幼苗期、结果期和生长后期的防治效果分别为100%、55.36%和65.52%;处理样本的株高显著提高。因此,高浓度臭氧水漫灌处理土壤对茄子根结线虫的防治效果较好且可减少农药使用量,对茄子生长安全,值得推广应用。     

长安少陵塬近5年麦地土壤水分变化与土壤水资源研究

通过对2003.3-2007.4西安市南郊长安区四府村麦地0-6 m土壤含水量的测定,分析了长安区四府村麦地土壤水分变化特点及与降水量之间的关系,同时对土壤水资源量对冬小麦生长的影响进行了研究。结果表明:西安市长安区大贫水年翌年春季冬小麦地0-6m土壤水分主要为中效水,土壤供水明显不足,平水年及丰水年翌年春季主要为极易效水和渗透重力水,水分供应充足。大贫水年的翌年春季冬小麦生长期内土壤水分不能正常下渗补给地下水,形成大气-土壤水分循环模式;平水年及丰水年的翌年春季冬小麦地入渗降水能正常补给地下水,形成大气-土壤-地下水循环模式。平水年和丰水年的翌年春季冬小麦地0-1m根系层水资源量变化主要受地表蒸发和作物耗水的影响,1-2m、2-4m层位水资源量变化主要受前一年降水量的影响,4-6 m层位水资源量主要与前一年土壤原有水资源量有关。经历连续两个贫水年之后的2003年春季冬小麦生长受到水分的严重限制,若要达到正常产量,春季需灌溉水量约300 mm。长安区近13年来干旱年和丰水年交替变化,总体来说降水对地下水的补给状况基本正常,通过采取有效的集水保墒措施,干旱年冬小麦也会获得较高产量。     

2003—2010年中亚地表土壤水对气候变化的响应

综合利用3组AMSR-E地表土壤水数据产品,运用集合分析的方法,生成中亚2003—2010年4—10月月均地表含水量数据,而后结合Climatic Research Unit(CRU)数据,分析了中亚8 a来地表土壤水变化特征及其对降水、气温等气候变化的响应。研究结果表明:1中亚地区地表土壤水含量从西南向东、向北逐渐降低。2中亚地区植物生长季及春、夏季地表土壤水均以变干为主,而秋季则以变湿为主。3集合分析数据时空分布与降水类似,与气温相反。在时间变化趋势上,中亚大部分地区降水减少、气温升高。夏季降水急剧减少而气温显著上升对中亚地区植物的生长是很不利的。4相关性分析结果表明,降水减少、气温升高是导致中亚植物生长季土壤干化的主导因素之一。     

新疆陆生固氮蓝藻的分布与生理生态特征

蓝藻是唯一具有原核生物结构而又有高等植物光合作用的生物类群。它们进行光合作用固定二氧化碳放氧,为地球大气提供氧气。同时又能固定大气中的氮而合成植物可利用的氮化物。它们在地球生态系统氮、氧、碳循环中起重要作用。蓝藻对恶劣环境表现出极强的适应性。在各种逆境中能够生存与发展。因而它们在生态脆弱带的能量交换与物质循环中起更为重要作用。我们于1988—1990年,对新疆地区陆生固氮蓝藻的分布、生理生态及人工培养进行了研究。     

几种旱生植物蒸腾强度的变化

蒸腾作用是植物水分生理特性之一,也是植物体内水分平衡的主要环节。它能调整植株体温、缩小叶肉细胞内水分饱和差与大气水分饱和差之间的梯度,调节水分的损失,保证植物体内水分的有效利用,借以抵抗或降低水胁迫对植物的影响。研究旱生植物的蒸腾强度,有助于查明不同种植物的耗水量及其季节动态,对固沙造林树种的选择具有实际意义。国外对旱生植物蒸腾作用的研究较少,国内仅对个别树种有零星的报道。我们在1982年和1983年,对14种旱生植物的蒸腾作用进行了研究,现将结果报道如下。