塔里木盆地南缘新垦农田土壤性状变化及其与小麦产量的关系

以塔里木盆地南缘不同年限新垦农田(10年、20年、30年、40年、50年)为研究对象,以未开垦的荒漠自然土壤为对照,测定0―40cm土层有机质、养分、盐碱等土壤性状,探讨了新垦农田土壤肥力和盐碱变化及其对小麦产量的影响。结果表明:随开垦年限延长,0―20,20―40cm土层有机质含量均呈线性增加,但后者变化幅度相对较小。在0―40cm土层,全氮、有效氮和速效钾含量随时间延长的变化均与有机质含量呈极显著正相关,开垦50年时分别增加88.8%,213.4%,37.5%;有效磷含量在开垦前30年呈线性增加而后又降低,开垦50年时比开垦前增加1201.2%。荒漠自然土壤(0年)是以Na+和Cl-为主的轻度盐渍化土壤,开垦为农田后总盐分含量显著下降,且不同年限间差异不明显,在0―40cm土层平均为0.8g/kg,离子累积转变为以Na+和HCO3-为主。土壤pH在开垦30年(pH为8.85)时比开垦前增加13.4%,之后又显著下降,pH变化与CO32-和K+累积呈显著正相关。新垦农田小麦产量平均为4.79 t/hm^2,与土壤有机质、养分、盐分含量和pH均不相关,但与Na+、Cl-含量均呈显著负相关。综上,随开垦时间延长绿洲农田土壤肥力和盐渍化程度已得到明显改善,但0―40cm土层Na+和Cl-含量却是影响新垦绿洲小麦产量的主要土壤因子。因此,培肥农田土壤,采取有效措施降低Na+和Cl-含量,并防止其再次升高是实现绿洲小麦稳产高产的关键。     

骆驼刺叶片和根系主要功能性状对水分胁迫的适应

植物通过改变地上和地下器官的功能性状和养分分配响应土壤水分变化.本研究以生长两年的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)幼苗为研究对象,设置了4个水分梯度(W1:田间持水量的30％;W2:田间持水量的40％;W3:田间持水量的55％;CK:田间持水量的75％),并分析了骆驼刺叶和根的主要功能性状的变化特征.结果表明:水分的减少显著降低了骆驼刺的叶、茎、刺、地上、地下生物量(P<0.05),而对根冠比的影响并不显著(P>0.05).骆驼刺幼苗主要通过减小叶面积、增大比叶面积、减小根体积、增加比根长的生长策略响应水分胁迫.初步说明,骆驼刺能利用自身性状间的协同或权衡作用形成不同的适应策略.在所有水分梯度下,骆驼刺将更多的养分分配在根系中,器官间养分含量呈根>叶>茎>刺的规律;地上与地下之间的养分比值和水分变化正相关.本研究为塔克拉玛干沙漠南缘地区荒漠植被生态恢复提供了理论依据.     

NaCl处理对胡杨生长及生理生态特征的影响

以胡杨(Populus euphratica)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同NaCl浓度(0、50、100、200 mmol·L-1和400 mmol·L-1)处理对胡杨生长及叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、水势、可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:在≥200 mmol·L-1NaCl处理下,胡杨株高较对照显著减少,在400 mmol·L-1NaCl处理下,基茎粗较对照显著减少,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,冠幅面积和叶、枝干重较对照显著减少,根干重随NaCl浓度的增加呈显著线性减少趋势。在NaCl浓度≥200 mmol·L-1时,根冠比较对照显著减少。H2O2和MDA含量随NaCl处理浓度升高呈增加趋势。低浓度NaCl处理下(50 mmol·L-1),胡杨叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,SOD、POD和APX活性较对照降低。胡杨叶片水势随NaCl处理浓度升高而降低。在NaCl处理90 d后,胡杨叶片可溶性糖含量随NaCl浓度升高呈逐渐降低趋势。胡杨叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度增加呈先增加后减少的趋势。     

策勒西部荒漠-绿洲过渡带地下水特征及生态影响分析

荒漠-绿洲过渡带属于典型的干旱区生态环境脆弱带,在这交错带上植被的生长与分布受地下水环境状况(地下水埋深、水质)制约,显示出地下水重要的生态调控作用。通过对过渡带的观测井数据资料进行分析,结果表明:地下水埋深的年内变化趋势与地表径流变化联系紧密,埋深最高一般发生在1~3月,埋深最低一般发生7~9月,最大变幅在0.23~2.25m之间;地下水中对矿化度起主要作用的阳离子是(Na++K+),Mg2+次之,Ca2+最小,阴离子是C l-、SO42-,HCO3-次之,CO32-在其中的比重最小,几乎为零;矿化度小于5g/L,植被生长不会受到抑制,植被生长与分布主要取决地下水埋深。     

不同滴灌灌溉制度对绿洲棉田土壤水热分布及产量的影响

【目的】探究不同滴灌灌溉制度对绿洲棉田土壤水热分布状况及对产量的影响。【方法】于2017年在策勒地区开展田间试验,设置了2种灌水模式:基于计算机模型的预报灌溉与基于土壤墒情的灌溉,每种灌水模式设置2种灌溉梯度:充分灌溉(100%)和非充分灌溉(75%的充分灌溉)。【结果】预报灌溉的土壤含水率和贮水量在花蕾与花铃期显著高于墒情灌溉;不同灌溉制度各剖面的土壤温度变化趋势一致,整个生育期的表层土壤平均温度表现为墒情亏缺最高,预报充分最低。作物产量在一定范围内随灌溉量的增加而增加,预报充分的产量较预报亏缺,墒情充分,墒情亏缺分别提高13.7%、12.1%、47.6%。水分利用效率表现为预报亏缺最高,且产量与预报充分的产量无显著差异。【结论】在策勒绿洲地区,预报亏缺灌溉可达到节水增产的目的。     

湖北省降雨和洪涝特征时空变化规律分析

为揭示降水变化波动与区域旱涝灾害特性间的关系,采用降水集中指数(PCI)、降水异常指数(RAI)、标准化降水指数(SPI)、降水集中度(PCD)、降水集中期(PCP)和夏季长周期旱涝急转指数(LDFAI)等表征降水特性和旱涝急转特征的多个指标对湖北省区域内旱涝急转特性和降水时空变化特征进行了研究,并对其旱涝发生规律和年代际变化进行了系统探讨.研究结果表明:区域降水具有季节性,主要表现为PCI值一般介于11~19,个别年份大于20,RAI值高低值分别发生在7月份和12月份左右;受气候变化等因素影响,省内和不同分区内近年SPI呈现波动和上升趋势,旱涝灾害发生具有持续性;全省及各区PCI,PCD值偏大,PCP值越大即雨季出现越早,则越容易发生洪涝灾害,指示洪涝灾害风险不断增加,尤其鄂西南最为突出;全省年代际变化特征明显,全省按旱涝急转频率及强度各年代际结果依次为1960s,2010s,1970s,2000s,1990s,1980s, 同时与夏季降水百分率结果表现一致.文中所得的研究成果对了解区域旱涝灾害变化特性和防治自然灾害具有重要的理论借鉴和实践参考意义.     

Ni和Cu胁迫对骆驼蓬抗氧化酶活性的影响

采用温室盆栽法,研究Ni、Cu单一处理对金昌Ni/Cu尾矿库先锋植物骆驼蓬幼苗Ni、Cu积累、膜脂过氧化程度与抗氧化酶系统的影响。结果表明,骆驼蓬幼苗叶片及根部Ni、Cu含量随土壤介质中Ni、Cu含量的增加而增加,Ni主要富集在骆驼蓬的叶片,而Cu主要富集在骆驼蓬的根部;叶片及根部丙二醛(MDA)含量总体随Ni、Cu处理浓度升高而增加,膜脂过氧化程度加剧;Ni胁迫下,骆驼蓬叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性较对照均有所增强,共同组成植物体内一个有效的活性氧自由基(ROS)清除系统,根部SOD、APX和CAT活性受到抑制,POD和GR受诱导活性增强,在减轻Ni胁迫引起氧化损伤方面起重要作用;Cu胁迫下骆驼蓬叶片SOD、POD、CAT、APX及GR活性较对照均有所提高,减弱了Cu胁迫引起的氧化损伤;根部APX活性受抑制,SOD、POD、CAT及GR活性受诱导增强,在缓解Cu胁迫引起氧化损伤方面发挥重要作用。     

2001—2010年策勒绿洲-沙漠过渡带的变化及其成因

通过分析多年的NDVI,探讨策勒绿洲-沙漠过渡带的空间结构变化,并结合同期自然环境和人为活动情况进行讨论。结果表明：① 过渡带植被变化总体上受地下水位控制,植被由绿洲向沙漠梯度递减;其内部植被覆盖区域与裸沙地并存,植被分布呈斑块状。根据过渡带NDVI的变化,将过渡带分为单向渐变型、双向渐变型和突变型过渡带。② 2001—2010年策勒绿洲-沙漠过渡带边界变化剧烈,过渡带内边界主要受控于人为活动;过渡带外边界主要受控于自然因素。③ 虽然绿洲地下水受到持续过度开采,绿洲-沙漠过渡带不断被开垦成为耕地,但是由于封育保护,2001—2010年过渡带植被略有改善,基本上保持其自身的稳定。④ 策勒绿洲-沙漠过渡带NDVI变化趋势与年降水量的变化趋势相一致,但变化幅度相差较大。     

骆驼刺幼苗生长和功能性状对不同水氮添加的响应

采用盆栽实验,设计干旱(30%~35%FC)、中水(60%~65%FC)和湿润(80%~85%FC)3个水分梯度以及不施氮、低、中、高4个氮素水平的完全随机组合试验,连续2年研究了不同水分和氮素添加对骆驼刺幼苗生物量、叶片和细根功能性状的影响,并分析了不同功能性状间的相关性。结果表明,骆驼刺幼苗的生物累积、叶片和细根功能性状均受到水氮交互作用的显著影响,但不同生长时期响应格局不同。对于1年生幼苗,总根系生物量在干旱低氮处理下最高,但与中水不施氮处理差异不明显;比叶面积和叶氮含量在干旱中氮处理下均显著高于其他处理,叶片组织密度值却最低;在干旱高氮处理下细根比根长显著高于其他处理,细根组织密度却明显较低。对于2年生幼苗,中水中氮处理的叶片、细根、地上和地下生物量累积均最高;比叶面积在对照处理(干旱不施氮)下最高,叶片组织密度值却最低;干旱低氮处理的细根比根长显著高于其他处理,但细根组织密度明显较低。叶片与细根功能性状间无明显相关性,但叶片与总根系生物量呈极显著正相关。叶氮含量与比叶面积也呈显著正相关,细根比根长与细根组织密度、比叶面积与叶片组织密度均呈显著负相关。这表明叶片与细根功能性状对水氮条件变化的响应并不同步,地上与地下生长的关联主要表现为叶片和根系生物量累积变化的一致性。