西北干旱区两种不同栽培管理措施下棉田CH4和N2O排放通量研究

采用静态箱-气相色谱法对西北干旱区当前普遍采用的膜下滴灌和传统的无膜漫灌两种栽培管理下土壤CH4和N2O通量日变化和季节变化特征进行了研究。结果表明,随时间的推移,无膜漫灌栽培管理措施下棉田土壤CH4日变化通量呈先降后升趋势,而膜下滴灌栽培处理CH4排放通量日变化则呈现先升后降趋势;在整个生长季节,无膜漫灌和膜下滴灌土壤CH4季节变化规律不太明显,前者吸收大气CH4 45.2～52.5 mg m-2 a-1,后者释放CH4通量为0.7～23.1 mg m-2 a-1。两种栽培管理措施下棉田土壤N2O通量的日变化和季节变化均随时间的推移均呈现先升后降趋势,但是,无膜漫灌日均排放N2O通量显著高于膜下滴灌。在整个生长季节,无膜漫灌土壤N2O释放量(N2O 99.3～320.0 mg m-2 a-1)显著高于膜下滴灌(N2O60.0～259.0 mg m-2 a-1)。以上结果说明,膜下滴灌栽培管理措施可以改变旱田传统无膜漫灌栽培土壤与大气CH4的交换方向,促进土壤CH4向大气的排放,但对N2O通量日变化和季节变化规律不产生影响,显著降低土壤N2O的排放量。     

两种梭梭出苗对生境土壤基质互换与沙埋深度的响应

以梭梭（Haloxylon ammodendron）、白梭梭（Haloxylon persicum）两种植物为研究对象,采用生境土壤基质互换种植和盆栽控制沙埋深度方法,对其萌发出苗和幼苗建成进行对比研究。结果表明：丘间低地土壤pH、电导率和养分含量均显著高于沙丘顶部,其中电导率（可溶盐含量）相差达5倍;土壤含水量差别不...     

干旱、盐胁迫条件下两种盐生植物生物量分配对策的研究

以2种一年生盐生草本植物钠猪毛菜、盐生草为试验对象,研究干旱和盐分胁迫对2种盐生植物生长和生物量分配的影响。结果表明:不同程度干旱和盐分胁迫显著影响了2种盐生植物的生长、生物量积累和生物量的分割。生长分析表明:2种盐生植物在生长率、根冠比、叶面积比方面皆存在明显可塑性,且根冠比、叶面积比的变化均受到个体发育漂变的影响;在整个营养生长期的不同处理组中,根冠比、叶面积比总体上呈逐渐降低趋势。不同干旱胁迫处理下2种盐生植物的根冠比和叶面积比的变化与最优理论和模型的预测相一致;随干旱胁迫的加重,根冠比增大而叶面积比减小。但在盐分胁迫条件下,2种盐生植物并未出现基于最优分配理论来调节生物量分配模式,且2种盐生植物根冠比和叶面积比的响应表现出明显的种间差异。此外,不同处理组间植物生物量分配特征(根冠比、叶面积比)的差异,往往只存在于生活史的某一时期,在整个营养生长期间,并不自始至终保持一致。     

未来气候变化情景下中亚雨养农业区水土资源匹配格局

中亚地区是落实我国"一带一路"发展倡议的关键地区,雨养农业区作为中亚重要粮食主产区,对世界和区域粮食安全具有重要意义。本文基于参与耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的7个全球气候模式(GCM),分析了未来30 a(2021—2050年)气候变化情景下中亚雨养农业区降水量的空间分布及其变化趋势;然后根据适宜农作物种植的高程、坡度和土壤类型等条件,识别出雨养农业区宜农耕地分布;采用基于数列匹配度和单位面积水资源量法,预估了未来中亚雨养农业区水土资源匹配格局的时空变化。研究结果表明:(1)未来气候变化情景下,中亚雨养农业区年均降水空间分布自东北向西南降低,东部地区降水呈弱增加趋势,RCP4.5和RCP8.5情景下降水增幅分别为1.10 mm·a~(-1)和1.61 mm·a~(-1),西部呈减少趋势,但不显著;与RCP4.5情景相比,21世纪中期,RCP8.5情景下全年可利用降水量增加了9.8 mm。(2)宜农耕地资源丰富,空间分布差异相对较小,北部地区以现有耕地为主,南部和东部地区后备耕地资源充足。(3)在两种RCP情景下,中亚雨养农业区未来30 a水土资源匹配度大部分处于0.6以上,总体处于较好匹配水平,且RCP8.5情景优于RCP4.5;与全年水土匹配相比,生长季水土资源空间匹配极不均衡,东部和北部地区匹配系数大部分处于0.84以上,而南部和西部地区均低于0.70。总体上,未来气候变化将对中亚雨养农业区粮食生产产生双重影响,本文也提出提升应对气候变化能力的相关措施。     

古尔班通古特沙漠的积雪及雪融水储存特征

通过在中国科学院阜康荒漠生态站北沙窝试验区布置野外定位试验,对古尔班通古特沙漠地区积雪物理特征变化、沙垄坡地以及稀疏梭梭林地的积雪分布、融雪水分在土壤中的转化储存效率及其成因进行研究.结果表明:古尔班通古特沙漠地区的积雪属低密度的"干寒型"雪,平均雪密度在0.14～0.27g/cm<'3>之间,积雪分布存在较大的空间分异特性;融雪水文过程以垂直入渗储存为主,没有明显的洼地积水和地表汇流过程;雪融水转化为土壤水分的比例高达78.8%～92%,为春季荒漠植被的生长提供了很好的水分条件.除了起伏的沙垄地形、冬季的低气温、多雾天气外,有限的积雪量、积雪融化前极低的土壤含水量以及高渗透率的沙地是古尔班通古特沙漠雪融水以垂直人渗为主并具有高的转化储存效率的主要原因.     

5种荒漠植物抗旱性及其与抗旱指标相关性的定量评价

通过测定苦豆子、苦马豆、骆驼蓬、钠猪毛菜和盐爪爪5种典型荒漠植物的相对含水量、叶绿素含量、电导率、比叶面积、根冠比和蒸腾速率6项抗旱指标,运用隶属函数值法对5种植物的综合抗旱适应性进行定量评价。评价结果表明,5种荒漠植物的综合抗旱性强弱顺序为:盐爪爪>钠猪毛菜>苦马豆>苦豆子>骆驼蓬。在此基础上运用灰色关联度分析方法,对5种植物的抗旱性和6项抗旱指标的相关性进行分析。关联度分析结果表明,各项抗旱指标与平均隶属函数值的关联顺序为:蒸腾速率>相对含水量>电导率>比叶面积>根冠比>叶绿素含量,即蒸腾速率、相对含水量和电导率是5种植物抗旱性评价的重要指标。