极端干旱区咸水滴灌林地盐结皮对土壤蒸发的影响

由于长期使用高矿化度咸水滴灌,土壤盐结皮在塔里木沙漠公路防护林带内广泛发育,它会对林带土壤蒸发过程产生重要影响。采用田间取样分析和微型蒸发器（MLS）人工控制试验相结合,分别研究了一个灌溉周期内盐结皮影响下林间裸地和防护林带内的土壤蒸发过程。结果表明,土壤水分蒸发量自表层向下层逐渐减少,且有盐结皮的土壤蒸发量小于无盐结皮土壤;土壤日蒸发量随着含水量的降低而逐渐减小,有盐结皮土壤前期高于对照,而后期低于对照;土壤累积蒸发量随着时间的变化逐渐增大,但增加量逐渐减小,有盐结皮土壤累积蒸发量小于对照;盐结皮对土壤蒸发的抑制效率随着时间的变化而不断降低,但裸地的降低速度高于林地;盐结皮抑制土壤水分蒸发的效果明显。     

不同粒径沙粒胶结体覆盖对地表风蚀和输沙率抑制效应的风洞模拟

沙粒胶结体(sand cemented bodies,缩写为SCB)是由众多沙粒胶结而成的大颗粒物质,广泛分布于塔克拉玛干沙漠腹地部分垄间地表。通过风洞实验测定了不同风速下不同粒径沙粒胶结体覆盖对沙床面的土壤风蚀率和输沙率变化的影响。结果表明:风速和粒径是影响SCB覆盖沙床面风蚀率的主要因素。在一定的风力条件下,风蚀率随沙粒胶结体粒径的增加呈指数递减变化,在一定的胶结体覆盖度下,风蚀率随风速增加而增大,且粒径越大风蚀率随风速的增加而增大的趋势更为明显;风速不是影响地表输沙率的主要因素,胶结体粒径在一定程度上对输沙率的影响起主导作用。随着胶结体粒径的增加,沙粒在胶结体覆盖床面产生上升过程,且输沙率随粒径的增加而增大,胶结体覆盖对输沙率的抑制作用主要体现在胶结体覆盖的密度效应上,密度越小输沙率越高。即同一盖度下的胶结体颗粒物,大粒径的胶结体较小粒径胶结体沙床面分布密度、数量都相对较小。因此,大粒径胶结体地表输沙率相对较大。不同粒度范围的胶结体覆盖沙床面表现出不同的风蚀和输沙率抑制效应,依次为:2~3 mm3~5 mm5~7 mm7~10 mm10 mm。     

咸水灌溉对三种柽柳幼苗成活和生长状况的影响

为了开发利用塔里木沙漠公路沿线地下咸水进行沙漠公路绿化,文中选取公路两侧三种典型柽柳植物(多花柽柳(Tamarix hohenackeri Bge.)、刚毛柽柳(Tamarix hispida Willd.)和中华柽柳(Tamarix chinensis Lour.))为研究对象,以塔克拉玛干沙漠风沙土土壤为基质进行植苗大田试验,分别选用2,5,10,15,20,28 g/L等6种矿化度咸水对其进行灌溉处理。基于植物存活率、保存率和生长量分析了咸水灌溉对三种柽柳生长状况的影响。结果表明:1)三种柽柳属植物在灌溉水矿化度<15 g/L时生长最好;2)从萌发至成活阶段,中华柽柳对于高矿化度水灌溉的适应能力强于多花柽柳和刚毛柽柳,但在后期生长阶段,适应能力比多花柽柳和刚毛柽柳弱;除矿化度2 g/L灌溉的植物生长量略低于5~10 g/L外,其余基本随灌溉水矿化度增加而减小;3)从三种植物对比来看,中华柽柳对不同矿化度的灌溉水适应能力最强,多花柽柳次之,刚毛柽柳适应能力最弱。     

沙漠腹地咸水滴灌林地土壤养分、微生物量和酶活性的典型相关关系

鉴于塔里木沙漠公路防护林所处环境条件和管理模式的特殊性及在南疆社会、经济发展中的重要性,试验选择四种不同矿化度(2.58、5.75、8.90、13.99 g L-1)水滴灌的防护林地,采集0~5 cm、5~15cm、15~30 cm、30~50 cm四层土样为研究材料,主要采用典型相关分析法,对防护林地土壤养分因子、微生物量因子和酶活性因子中每两组变量间的相关性进行了分析。结果表明:三组变量土壤养分、微生物量、酶活性中,每两者之间均有显著的典型相关变量存在,而且基本能够代表变量总体相关信息;土壤养分与土壤微生物量的相关性主要由养分中的全氮、速效氮、有机质、全磷含量和土壤微生物量中的放线菌数量、微生物量碳和微生物量磷引起的;土壤养分与土壤酶活性的相关性主要由土壤有机碳、速效钾含量与土壤过氧化氢酶、磷酸酶活性的相关性引起;土壤微生物量与土壤酶活性的相关性主要由土壤微生物量磷、微生物量氮与土壤蔗糖酶、磷酸酶活性的相关性引起;滴灌水矿化度对塔里木沙漠公路防护林地土壤养分和微生物量的效应明显,高矿化度水不利于土壤养分积累和微生物生存。     

不同矿化度滴灌水对沙漠公路防护林土壤微生物的效应分析

在塔里木沙漠公路防护林区,选取四种滴灌用水矿化度值2.58/g.L-1、5.75/g.L-1、8.90/g.L-1和13.99/g.L-1的防护林地,采集0-5cm、5-15cm、15-30cm和30-50cm土层的土壤,分析了土壤微生物在不同矿化度滴灌水作用下的变异规律,结果表明:滴灌用水矿化度值不同的防护林地土壤微生物数量差异明显,微生物数量随矿化度值增大而减少;不同土层间土壤微生物数量亦出现差异,中层土壤最大;当滴灌用水矿化度值增大时,土壤盐分含量会升高;由于高矿化度滴灌水的作用,土壤物理结构变差,从而影响速效养分的积累。由此可见,高矿化度滴灌水会使土壤积盐、板结硬化,不利于土壤团粒结构形成和养分活化积累,土壤质量下降,从而抑制土壤微生物生长和发育。     

策勒沙漠-绿洲过渡带不同下垫面的输沙通量及粒度差异特征

沙漠-绿洲过渡带天然植被具有良好的防风阻沙效益,对绿洲内部农田起到重要保护作用。在策勒4个不同下垫面风动力条件研究基础上,结合地表和BSNE积沙仪沙样粒度进行分析,探讨不同下垫面水平输沙通量差异及沙物质粒度特征及形成原因。结果表明:平均风速及地表输沙率从流沙前沿经半固定沙地、固定沙地、进入绿洲后大幅度减少。沿主风向随着与流沙前沿距离的增加和搬运高度的增加,地表裸平沙地和输沙沙粒平均粒径都有变细的趋势,流沙前沿和绿洲边缘地表沙粒平均粒径相差30μm,BSNE跃移输沙沙粒粒级分布范围比过渡带平沙地地表沙粒粒级分布范围较窄。     

人工复壮措施对乔木状沙拐枣叶片生长的影响

[目的]研究人工复壮措施对乔木状沙拐枣叶片生长的影响。[方法]对乔木状沙拐枣林采取平茬、间伐处理,对比分析了同化枝表面积和生物量。[结果]不同定植年限下,乔木状沙拐枣同化枝表面积和生物量差异显著(P<0.01),林龄较大的当年同化枝活力较小;经平茬处理的乔木状沙拐枣林,保留株同化枝萌蘖能力明显增强,其中二次平茬最为突出;间伐对乔木状沙拐枣衰老有明显减缓作用,2 m×1 m间伐方式下乔木状沙拐枣同化枝表面积和生物量最大。[结论]人工复壮更新措施对于延缓塔里木沙漠公路乔木状沙拐枣林衰败,增强其活力有显著作用。     

尼龙网方格沙障的风沙流颗粒分布特征

为了探讨塔克拉玛干沙漠腹地风沙流结构特征及尼龙网方格沙障对风沙流颗粒的分异作用,于2015年4月—2015年6月,选取裸沙地和沙障2种下垫面,利用集沙仪对地表风沙流进行观测,分析了尼龙网沙障对风沙流结构和沙粒粒径分布的分异过程。结果表明:(1)风沙流结构在裸沙地符合指数分布(y=321.025e-10.16x,R2=0.94),在沙障前部和中部分别表现出"象鼻"效应特征和近似于倒置的"象鼻";沙障的设置,明显减少了近地面(0~42cm)的输沙量。(2)在裸沙地,极细沙和粗粉沙输沙量在垂向分布上符合指数递减规律;极细粉沙、细粉沙和中粉沙的输沙量在下段呈指数递增分布,在上段呈指数递减分布,经过沙障后,近地面约0~32cm高度范围内沙粒的输沙量垂向分布特征发生了显著变化。(3)沙障的设置不仅改变了风沙流的水平分布,也改变了不同粒径沙粒的水平分布,其中细沙的水平分布变化最显著。     

土壤调理剂改良风沙土的试验研究

为评估多种土壤调理剂(羧甲基纤维素钠、磷石膏和生物炭)对风沙土理化性质及植物生长的影响,以不同比例混合的改良剂和风沙土进行棉花盆栽实验,测定分析土壤理化性质及植物生长状况的变化,并运用主成分分析(PCA)和加权求和相结合的方法,构建改良效果评价体系,从而筛选得到最佳调理剂及其配比。结果表明:与对照相比,风沙土容重和p H减小,孔隙度、有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾增大,全钾含量变化不大;同时棉花株高、基茎和生物量均大幅增加。由综合评价方程计算得出,高灌水量下改良处理综合得分明显高于低灌水量下,高灌水量下生物炭处理综合得分最高,其次为磷石膏处理,羧甲基纤维素钠处理得分最低,综合得分排序为:CG3CG2CG1BG3BG2AG3BG1AG2AG1,其中施加生物炭45 g·kg~(-1)处理的改良效果最好,得分为4.69。     

咸水滴灌下沙漠公路防护林土壤理化性质的变化

对塔克拉玛干沙漠腹地防护林地下咸水滴灌下0～30 cm各层风沙土的理化性质进行了测定.结果表明, 咸水滴灌下, 土壤结皮层枯枝落叶量随防护林定植年限的增加而增加;土壤结皮层、0～5 cm、5～15 cm和15～30 cm土层土壤紧实度随防护林定植年限的增加而不断减小, 土壤有机质含量均随防护林定植年限增加而增加且自表层向下层逐渐减少, 土壤全盐量随防护林定植年限增加而逐渐降低且由表层向下层逐渐减少;结皮层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0～5 cm、5～15 cm和15～30 cm土层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐增加;结皮层、5～15 cm和15～30 cm土层土壤pH均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0～5 cm土层pH随防护林定植年限增加而升高.