不同时间尺度上枣树树干液流的变异特性

为探寻枣树树干液流在不同深度和不同方位的变异特性,提高黄土丘陵区枣树蒸腾耗水量研究精度,在陕西省米脂县远志山红枣试验示范基地采用热扩散式探针(TDP)分别研究了枣树不同方位和不同深度的树干液流速率。结果表明:(1)不同方位探针监测结果间存在差异,研究时间尺度不同,各方位监测结果间的差异显著性不同,差异显著性大小表现为时尺度日尺度月尺度。(2)不同深度探针监测结果间存在差异,随研究时间尺度的不同,不同深度探针监测结果间的差异显著性不同,差异显著性大小表现为时尺度日尺度月尺度。(3)在树干北侧和深度为20 mm的TDP监测值计算生育期耗水量更准确。     

限定枣树生长下的枣林耗水特征

为了减少黄土高原地区枣林地水资源消耗，减轻枣林土壤干化，完善枣林地水分管理，实现可持续发展，以黄土高原地区山地枣树为研究对象，将枣树栽植在面积为6 m²，深度分别为2、3、4、5、6 m的小区内，通过枣树修剪控制树体规格及枝条数量和长度，测定土壤水分含量与枣树生长指标，测算枣树的单株生物量、耗水量及水分利用效率，分析枣树生物量与耗水特性的关系，探索严格限定枣树生长情况下的枣林耗水特征。经过三年连续监测发现:修剪后的5 a枣树耗水深度约为3 m，与常规矮化密植山地5 a枣树相比减少1.4 m左右，枣树耗水深度显著降低。各小区土壤储水量的变化情况与年降水量的变化规律相同，虽然在干旱年(2015年)各小区储水量相比2014年明显下降，各小区土壤储水量均存在亏缺现象，但2016、2017年的土壤水分通过自然降水恢复，相比2014年初始土壤储水量有提升。3 a枣树平均耗水量为520.78 mm和当地平均降雨量548.40 mm基本持平，说明林地土壤水分补充与消耗基本持平。研究表明：控制枣树生长具有调控枣林地耗水的作用，证明试验采取的修剪强度符合当地降雨条件，可以作为节水型修剪的控制指标；枣树在有限的生长空间内依靠自然降雨正常生长，试验限定枣树生长并没有降低枣树产量；与常规矮化密植山地枣树相比，试验枣树的生物水分利用效率和产量水分利用效率均有所提升。恰当的修剪可以限制营养生长，促进生殖生长，从而提高枣树水分利用效率，对缓解当地深层土壤水分干化具有重要意义。     

修剪与覆盖对黄土丘陵区枣林土壤干层的修复效应

【目的】探究修剪与覆盖对黄土丘陵区旱作枣林土壤水分的影响,为该区林地土壤干层修复提供科学依据。【方法】2012—2015年,以典型黄土丘陵区枣林及农田为研究对象,设计10种试验处理:常规(PI-1)、轻度(PI-2)、中度(PI-3)、重度(PI-4)修剪;林下秸秆、石子覆盖、地膜覆盖、林下裸地;PI-4+塑料膜覆盖;农地。并采用中子水分仪定位监测土壤剖面水分含量,探讨不同处理下的土壤水分状况。【结果】与相似条件下的旱作农地相比,15龄旱作山地枣林土壤干层深度达560 cm,年均耗水量高出农地19.7 mm;不同修剪处理间,枣林土壤含水量存在显著差异(P0.05),4种修剪处理土壤含水量表现为PI-1PI-2PI-3PI-4;在常规修剪情况下,采取林下秸秆、石子覆盖和地膜覆盖的枣林地土壤水分含量都显著增加(P0.05),分别比林下裸地土壤储水量增加31.8~43.1、69.9~71.4和84.0~92.7 mm;地膜覆盖储水量在枣林休眠期达339.45 mm,显著高于石子覆盖和林下秸秆处理(P0.05);PI-4+塑料膜覆盖处理土壤水分与农地土壤水分在枣林生育期无显著差异(P0.05),但在休眠期枣林土壤含水量高于农地。【结论】增加枣树修剪强度可明显减少林地耗水;全年林地覆盖更有利于生育期土壤水分储存并可有效降低林地休眠期土壤水分损失;适度修剪+全年地膜覆盖可有效防治林地土壤干层加重或发生。     

黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响

  目的  探究黄山松Pinus taiwanensis人工林林分空间结构对林下植物多样性影响的主导因子,旨在为营造健康稳定的黄山松人工林提供科学依据。  方法  以河南省大别山区黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,计算林分角尺度、混交度、空间密度指数、林层指数、开敞度和Hegyi竞争指数等6个林分空间结构参数和林下草本、灌木以及更新树种植物多样性测度指标,分别采用灰色关联度分析、Pearson相关分析和典型相关分析方法研究了林分空间结构对林下植物多样性的影响。  结果  灰色关联度分析结果表明:所有林分空间结构参数中,与林下草本植物多样性灰色关联度最大的为角尺度,而与灌木和更新植物多样性灰色关联度最大的为混交度。Pearson相关分析结果表明:角尺度与林下草本Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数以及灌木Simpson优势度指数呈极显著正相关(P＜0.01),混交度与草本Pielou均匀度指数、灌木Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关(P＜0.05),而空间密度指数与林下更新树种Margalef丰富度指数呈极显著正相关(P＜0.01)。典型相关分析结果表明:6个林分空间结构参数与林下草本、灌木植物多样性指标的整体相关性强,相关系数分别为0.998 5和0.999 5,其中角尺度和混交度对林下灌草植物多样性的影响较大。  结论  黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性产生较为显著的影响,可通过调整林分水平空间结构,优化林分竞争态势及林分垂直空间结构等方式提高黄山松人工林林下植物多样性。表6参34     

不同覆盖措施对减少枣林休眠期土壤水分损失的影响

针对黄土丘陵半干旱区林地土壤干化缺水严重的现象,利用2012-2015年3种覆盖措施下土壤水分定位实测数据,探讨和分析全年覆盖措施对枣林休眠期土壤水分损失的影响。结果表明:休眠期是枣林地土壤水分损失的重要时期,无覆盖枣林地土壤水分损失85.64~92.34 mm,是同期降雨量的2.12倍。当地枣林地土壤水分损失的土层深度基本在0~200 cm范围。在0~200 cm范围土壤垂直剖面上,休眠期3种覆盖措施下土壤水分损失均呈现随深度增加而均匀减少的规律。休眠期0~200 cm土层秸秆覆盖、地膜覆盖和石子覆盖土壤水分总损失量分别较裸地减少38.32、50.56、40.48 mm。覆盖措施可以促进休眠期土壤水分向深层运移。     

栓皮栎人工林土壤有机碳空间分布特征及其影响因素

森林土壤碳库是全球生态系统碳库的重要组成部分，对人工林土壤有机碳空间分布及其影响因素进行研究，有助于了解人工林土壤碳汇动态变化规律。以河南省国有登封林场栓皮栎人工林为研究对象，采用系统抽样法在林地内设置186个样地(10 m×10 m),应用地统计学方法分析了土壤有机碳空间分布特征，构建并使用结构方程模型识别出土壤有机碳主要影响因素。结果表明，栓皮栎人工林土壤有机碳含量平均值为18.59 g/kg,其空间分布呈斑块状，高低值区分布较为分散；而平均土壤有机碳密度为2.47 kg/m²,其空间分布特征与土壤有机碳含量表现出高度一致性，但整体分布更均匀。相关分析结果表明，土壤有机碳含量和密度与胸径、树高等林分因子，与土壤全氮、土壤速效磷等土壤因子呈显著正相关关系(P<0.05);结构方程结果表明，土壤有机碳含量和土壤有机碳密度受土壤化学性质影响均最大，其中土壤全氮的贡献度最高。研究对于揭示人工林土壤碳汇形成机制，制定土壤碳汇调控技术措施有一定的参考价值。     

黄土丘陵枣林非生育期土壤水分 损失及其剖面气态水分析

针对黄土丘陵半干旱区枣林地土壤干化缺水严重的现象,利用2012—2015年土壤水分、温度等实测数据,分析枣林土壤水分损失的运动规律及其机理。结果表明:休眠期是枣林地土壤水分损失十分严重的阶段,0—200cm土层土壤水分损失量达到85.64~92.34mm,大约是同期降雨量的2倍。蒸发是休眠期土壤水分损失的主体。在垂直剖面上,休眠期土壤水分损失自上而下呈现减少趋势,土壤水分由地下向上运移,最终在近地表以气态水形式散失到大气。土壤气态水运动的活跃层在0—11cm土层间,最大深度为540cm。受温度、相对湿度等因素的影响,土壤气态水通量随土壤深度增加而减少。     

黄土丘陵区林地干化土壤降雨入渗及水分迁移规律

基于近年来黄土丘陵区林地形成大规模土壤干层的事实,为了探索降雨在黄土丘陵区枣林地干化土壤中的入渗、迁移规律,明确干化土壤的修复能力,在陕北米脂试验站建立野外10m大型土柱模拟枣林地干化土壤,采用CS650—CR1000土壤水分自动监测系统对其进行连续定位观测。观测数据分析表明:(1)独立降雨的入渗、迁移深度主要取决于降雨量,大、中、小雨的水分影响深度分别达90~140,70~80,40cm,降雨量一定时还与降雨强度、初始土壤含水量等因素有关,降雨强度越大、初始土壤含水量越高,水分的入渗深度及迁移深度也越大。(2)间歇降雨中几次降雨交互对水分的入渗、迁移产生促进作用。相同雨量下,其入渗深度较独立降雨可提高100%~160%,迁移深度可提高91%~197%。(3)黄土丘陵区并非所有降雨都对土壤水分有影响。观测期内降雨次数与降雨量的有效率分别为36.4%和72.7%。(4)土壤垂向剖面在多次降雨的累积作用下具有层次性,本试验期间降雨影响范围内的土壤剖面主要可以分为3层,0—90cm为降雨入渗敏感层,90—160cm为降雨入渗迟缓层,160—240cm为雨水迁移层。研究结果对于促进黄土丘陵区林地干化土壤的治理与修复,加强土壤水分的科学管理与改善具有重要的理论和实践意义。