毛乌素沙地降水、蒸散时间分布格局及其对土地利用的意义

运用统计分析和遥感分析方法,对毛乌素沙地腹地乌审旗沙区1981-2003年间的降水、蒸散分布格局进行研究.结果表明:1)研究区降水集中在6-8月份,主要以暴雨出现,沙壤土入渗率高,降雨能很快渗入土壤,故很少形成径流;2)研究区23年间平均年蒸散量为252 mm,略低于降水,年蒸散量呈从东向西递减的趋势.7月蒸散量最大,1和12月最小,呈"单峰"正态分布,与降水的年变化趋势基本一致;3)该地区蒸散相对变率为10%～24%,从西北向东南地区递减;4)从水资源总量和现有植被盖度(0.7)来看,水资源收支处于低水平的基本平衡,但降水时空分布的不均匀性、沙地生态系统的脆弱性及特殊的生态过渡性对水资源的有效性造成了严峻的考验,因此在饲草料种植中推广、普及高效节水的农业灌溉技术,对于提高水资源利用率和保持区域水资源平衡具有十分重要的意义.     

基于树干液流通量的沙地樟子松合理林分密度的确定

应用热扩散式树干茎流计(TDP)对辽宁省章古台樟子松人工固沙林生长季期间树干液流速率进行了连续5年的测定,结合同步观测的降水、林冠截留量、林内蒸发散量和土壤水分含量,利用水量平衡的方法,推算了现阶段樟子松应有的合理密度。结果表明:4月上中旬沙地樟子松液流启动,10月中下旬液流基本结束,生长季(4-10月)各月平均液流速率分别为2.58、4.78、5.19、5.01、4.84、4.30、1.93 cm·h^-1,以6月份的最高,其次依次为7、8、5、9月份,4、10两月平均液流速率较低。通过推算,径阶14、16、18、20 cm的樟子松纯林的合理密度分别应为688、531、422、344株·hm^-2,现有同径阶的林分普遍存在密度过大的问题。研究结果对于现有林分的科学经营具有重要的指导意义。     

沙地樟子松边材液流速率的方位差异特征

【目的】针对树干边材液流速率(Js)在树干不同方位间的差异及其对估算个体蒸腾量时的影响,本研究兼顾精度与节约成本的估算单株平均液流速率的方法,为单株蒸腾量的估算提供可靠方法和依据。【方法】利用热扩散技术(TDP)在科尔沁沙地樟子松整个生长季期间树干4个垂直方位的Js进行了监测,并对降水、土壤水分等进行了连续、同步的监测。【结果】沙地樟子松大树树干边材相对液流速率(液流速率除以该方位观测期间的最大值,Js/max)具有显著的方位差异(P 0. 01),其中以南侧边材的Js/max最高。各方位间Js/max值的相对大小具有个体间差异。土壤水分亏缺能引起各方位Js/max的同步显著降低(P 0. 05)。通过对不同方位整树平均液流速率(4个垂直方位的平均值)代表性的比较,确定以树干北侧Js值估算樟子松整树平均液流速率的简化模型(slope=1. 015,R2=0. 99,P 0. 01)。经独立样本的检验,模型精度为0. 99。【结论】沙地樟子松不同方位液流速率具有显著差异,且方位间的相对大小存在个体间差异。各方位液流速率间具有高度相关性。以北侧1个方位液流速率的测定就能较可靠地估算科尔沁沙地樟子松大树的平均液流速率。     

毛乌素沙地南缘樟子松树干液流特征及其对环境因子的响应

树木边材液流是实时反映水分利用过程的重要变量。分析液流与环境因子尤其是与土壤水分间的关系，进而明确树木对水分胁迫的响应机制，是认识树木适应环境变化机制的重要内容。文中以毛乌素沙地南缘樟子松人工固沙林为研究对象，采用热扩散式液流计连续监测了树干边材液流速率，分析了液流变化与环境因子间的关系。结果表明：毛乌素沙地樟子松生长季中边材液流速率(J_s)平均为4.91±1.25cm·h^-1,最大值为18.75±2.99cm·h^-1,其中夜间液流速率平均为1.42±0.38cm·h^-1,最大值为7.47±1.92cm·h^-1。J_s与环境因子间的主成分分析结果显示，前3个主成分的累积方差贡献率达86.2%,分别解释了方差的54.5%、20.6%、11.1%。其中第一主成分主要包含大气水分亏缺(VPD)、大气温度(T_a)、太阳辐射(R_a)等因子，归为蒸发需求因子；第二主成分主要包含风速(W_s)等因子，为大汽水...     

红松林冠对降水的截留特征

通过野外测定与统计分析,系统研究了红松(Pinus koraiensis)林冠对降水的截留特征。在观测期间(2003年5-9月),红松林分林冠截留量为103.48mm,占同期降水量的26.19%;降水按以下比例被再次分配:穿透降水68.16%,林冠截留26.19%,树干径流5.65%。利用Horton改进模型进行模拟分析,结果表明:红松林分表征林冠吸附容量的参数Ic*m=2.387mm,大于该地区针叶树种樟子松和落叶松的吸附容量;表征区域降雨蒸发能力的参数α=13.9%。2个参数较好的解释了红松林冠截留吸附、湿润与蒸发机理;红松林冠截留率随降水的变化曲线可分为快变期(截留率>30%,降水量<15mm)、渐变期(截留率30%~18.67%,降水15~50mm)和稳定期(截留率<18.67%,降水>50mm)3个阶段,红松林冠稳定截留率为18.67%。红松林冠截留构成中吸附截留量较大。     

北方地区植物篱系统土壤水分特征曲线模拟与分析

以北方风沙区、黄土区、黑土区的典型植物篱为研究对象,在测定植物篱系统带内、带间部位土壤质地、土壤孔隙度、有机质含量、水稳性团聚体等指标的基础上,采用Van Genuchten模型模拟了不同地区植物篱土壤水分特征曲线。结果表明,风沙区、黑土区植物篱带内土壤孔隙度、有机质、水稳性团聚体含量均比带间高,黄土区植物篱带内土壤孔隙度、有机质、水稳性团聚体含量则比带间的低;各区域植物篱系统带内土壤含水率均比带间高,并且土壤持水力(土壤含水率)随着土壤水吸力的增大而减弱,风沙区植物篱带内、带间土壤持水力最弱,黑土区植物篱相应部位土壤持水力最高。说明植物篱具有改善土壤质地、结构,提高土壤含水率的作用,在治理坡面水土流失方面具有重要意义。     

杨树伐桩嫁接与植苗林的生长及碳储量的比较

The leaf nutrient, biomass and carbon reserve of 9-year-old Populus×euramericana cv. ‘74/76’ stump grafting stand with 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’as rootstock, 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’ planting stands were compared. The result showed that the average increment and the annual average increment of stump grafting stand were greater than the two planting stands. The total nitrogen content in leaves of stump grafting stand was the highest, and it was 1.26 times and 1.05 times as much as that of the planting stands of Populus×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and P.×euramericana cv. ‘74/76’ separately. The total phosphorus content of stump grafting stand was 1.3 times as much as that of planting stand of 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’, but there was little difference between stump graftin stand and planting stand of 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’. The total potassium of stump grafting stand was 46.6% and 95.8% lesser than that of the planting stands of P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and P.×euramericana cv. ‘74/76’. The biomass of aerial parts and the biomasses of trunk, branches and leaves of stump grafting stand were 1.84, 1.80, 1.76, and 3.00 times as much as that of planting stand of P.×euramericana cv. ‘74/76’ separately. The total root biomass of the stump grafting stand was 1.42 times and 7.68 times as much as that of planting stands of 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’. There was an obvious advantage in carbon reserve from all the parts of the stump grafting stand and the carbon sequestration capacity was the highest, which was 2.66 times and 1.62 times as much as that of planting stands of 26-year-old P.×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liang cv.‘Popularis’ and 9-year-old P.×euramericana cv. ‘74/76’. These showed that the stump grafting stand had more advantages than planting stands.     

毛乌素沙地几种灌木生长季土壤水分动态特征

土壤水分是影响沙漠植物生长的主要因素之一,该文以毛乌素沙地3种灌木为研究对象,分析了其生长季土壤水分变化特点,并采用Brownl-Forsythe检验方法比较几种灌木覆盖下土壤表层(0-20 cm)水分含量与裸沙地的差异.结果表明:土壤水分的变化受到根系深度和降雨特征的影响较大.不同灌木地下30-50 cm处土壤水分含量波动明显,是由于根系吸水导致.2004年灌木地土壤含水量在8月最大,而2005年为7月底最大,是由于降雨特征不同导致.油蒿与裸沙地土壤表层含水量差异显著(sig=0.04<0.05),而沙地柏、杨柴与裸沙地土壤表层含水量差异不显著(Sig值分别为0.239和O.308,均大于0.05),即油蒿对保持沙地土壤表层水分含量效果显著.     

黄土高原带状植被土壤理化性质空间分异特征

为探究带状格局植被对土壤理化性质的影响及在空间上的差异,选取我国黄土高原柠条和山杏两种典型的带状植物篱为研究对象,并对其0~60 cm土层理化性质空间特征进行对比分析,结果表明,(1)柠条植物篱系统内各部位土壤容重、最大持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度差异显著(P<0.05);山杏植物篱系统与梯田土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度差异显著(P<0.05);各部位间土壤水分物理性质因植物篱类型不同而分异明显。(2)两种带状植物篱系统土壤小团聚体(粒径0.25~2.00 mm)和微团聚体(粒径<0.25 mm)各部位分异显著(P<0.05),植物篱对粒径<2.00 mm的水稳性团聚体空间分异产生明显影响。(3)两种带状植物篱土壤砂粒(粒径0.05~2 mm)、粉粒(粒径0.002~0.05 mm)、粘粒(粒径<0.002 mm)含量差异均不显著(P>0.05),但植物篱能改变砂粒、粉粒、粘粒的相对组成。(4)柠条植物篱系统内各部位土壤有机质表现为带内(3.57%、Ⅱ级)>带后(3.09%、Ⅱ级)>带间(2.72%、Ⅲ级)>带前(2.64%、Ⅲ级),且各部位间分异明显;山杏植物篱系统土壤有机质表现为带间(1.47%、Ⅳ级)>带内(1.41%、Ⅳ级),分异不明显;不同植物篱类型间有机质分异不同。(5)植物篱土壤砂粒和水稳性小团聚体与有机质均呈极显著正相关关系(P<0.01);粉粒和粘粒与有机质均呈显著负相关关系(P<0.05);土壤容重、水稳性大团聚体、微团聚体均与土壤有机质无明显相关关系。