宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多,占当年降水频次的60.00%~82.54%;大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次^-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大;次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层（60 cm）土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400~1600 μmol·m^-2·s^-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在光合有效辐射>1600 μmol·m^-2·s^-1时,猪毛蒿净光合速率有下降趋势,且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度呈直线下降,达到1600 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化,但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势,同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m^-2·s^-1）随着光强的增加而迅速增大,之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m^-2·s^-1时达到最大。随着干旱程度的增加,猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m^-2·s^-1。在荒漠草原,当光照强度>400 μmol·m^-2·s^-1时,适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。     

宁夏永宁县耕地变化态势和基本农田保护对策研究

依据1996—2007年宁夏永宁县土地利用数据,采用转移矩阵、逻辑预测、占补平衡等方法,对永宁县耕地的数量和质量变化、基本农田保护需求进行分析,在此基础上结合永宁县土地利用特点提出合理保护及利用耕地和基本农田的对策.     

退化人工柠条林灌下沙埋干预的土壤水文效应

灌丛沙堆是旱区灌丛植被水文过程的快通道,也是调节土壤水分平衡的关键点。以荒漠草原退化人工柠条林为研究对象,通过人工沙埋的方式改变灌丛沙堆大小与形态,在连续监测分析基础上(2012—2016年),探讨了人工沙埋干预下灌丛沙堆土壤水文过程与水文效应的动态响应。结果表明:与对照相比,(1)沙埋干预并未显著改变表层0—10cm主要的水文物理指标,但是显著提高了5—10cm土壤水分入渗速率,同时0—5cm初渗率显著降低;(2)沙埋干预明显提高了降水后表层0—5cm土壤的即时持水性,同时降水后表层土壤水分含量衰减过程呈现出很强的季节性变化;(3)2012—2016年生长季末沙埋处理的0—100cm土壤相对储水率分别为11.3%,-6.5%,4.5%,4.3%,15.7%,这种效应集中在0—60cm,对照处理下层土壤(60—100cm)水分含量的波动性更强。总体而言,沙埋干预对表层土壤水文物理特性无显著影响,但是显著提高了5—10cm土层水分入渗性能并降低了0—5cm初渗率;但是这种局部入渗性能的加强并未提高水分补给深度,上下层间水文联系反而弱化。沙埋干预的长期水文效应及其作为旱化成龄人工林适应性管理措施的适宜性还有待进一步的跟踪监测与分析。     

宁夏盐池县粮食产量波动性及影响因子分析

为了探索农牧交错带农业系统的波动机制,有效减缓系统波动,利用多元逐步回归法、经验模态分解法(EMD)和集对分析法(SPA),分析了宁夏盐池县1954-2013年粮食总产量的波动特征及其影响因子。结果表明:(1)近60年盐池县粮食总产量以趋势性增长为主,其方差贡献率为82.86%,同时伴随着显著的波动,其方差贡献率为17.14%。存在3 a、6 a、9 a准周期波动,其中3 a准周期的波动强度最大。(2)农业机械总动力和灌溉耕地面积是引起粮食总产量趋势性增加的最主要影响因子,年降水量是引起粮食总产量3 a、6 a准周期波动的主要控制因子,粮食播种面积、化肥施用量为短期主控因子;引黄灌溉水量和有效灌溉面积为反向调节因子,其作用在粮食总产量突变点之后显著大于之前。(3)加强生态农业建设,促进气候依赖型农业向水文依赖型转变。     

柠条秸秆和地膜覆盖对土壤水分和玉米产量的影响

为了探讨北方农牧交错带不同保墒措施下旱地玉米的土壤水分特征及其对产量的影响,以甘农118为试验材料,监测了单膜(SFP)、双膜(DFP)、柠条秸秆沟埋(CPDP)和裸地(CK)4种不同处理下0~100 cm土壤水分季节变化、垂直变化及年际变化,测定了玉米产量和水分利用效率。结果表明:SFP和DFP处理明显改善0~40 cm土层土壤体积含水率,较CK处理保墒效果提高35.65%~47.91%,但随着玉米生育期的推进,由于玉米生长耗水和土壤蒸发作用,建植后土壤体积含水率均接近或低于萎蔫系数(7.20%)。连续2 a种植玉米4种处理土壤贮水量均有不同程度的减少,CPDP和CK处理土壤贮水量分别减少了68.42和68.07 mm,其次为SFP(53.49 mm),DFP减少最小(48.98 mm),说明研究区内玉米生长需要消耗大量土壤水分。SFP和DFP能够增加玉米对降雨和土壤水的利用,不同年份产量水分利用效率较CK处理分别提高12.55%~35.71%和25.11%~54.70%。SFP和DFP耗水量、产量和水分利用效率均无显著差异(P0.05),因此建议在研究区种植玉米时可以采取SFP措施,而CPDP耗水量较高、产量和水分利用效率相对较低,不宜采取此种保墒措施。     

退耕和禁牧影响下宁夏原州区畜牧经济的灰色关联分析

分析了原州区退耕和禁牧前后近10 a畜牧业的发展情况和农民收益及牧业收入情况。对比发现,畜牧业收入的增幅高于农民纯收入的增幅,原州区畜牧业在农业总产值中的比重不断上升,在促进农民增收和国民经济增长中的作用不断增强。应用灰色关联度分析的结果进一步表明,饲料、人工、资金、技术投入的增多,以及政策的扶持使该区畜牧经济影响因子的关联度出现了较大变动。     

农牧交错带牧业系统波动性及影响因子分析

牧业系统波动是影响到农牧交错带农户生计和生态安全的重大问题。该研究以羊只总数为牧业系统特征变量,选取年降水量、年平均气温、有效灌溉面积、粮食播种面积、粮食总产量、当年造林面积、草地面积、植被指数、农业劳动力人数和农民人均纯收入为影响因子。用经验模态分解法获得羊只总数及其10个影响因子的波动分量和趋势量;进而运用集对分析法对羊只总数与其影响因子的相应波动分量进行对比分析。结果表明,1954—2013年盐池县羊只总数波动较大,羊只总数及其10个影响因子存在3~4、7~15、22~26、40~45 a的准周期性波动,22~26 a准周期是羊只总数波动中最重要的。对羊只总数波动影响最大的因子是粮食播种面积,其次是年降水量,二者的综合影响率占75%。年平均气温、粮食总产量和造林面积也有一定影响。羊只总数波动分量的周期越长,受农业的影响越大;越短则受气候的影响越大。经济社会对羊只总数的波动影响很小。气候因子在3、7~9和30 a准周期上影响羊只总数波动,是其主控因子;而粮食总产量、当年造林面积是羊只总数波动的反向调节因子,其他6个因子兼有主控和反向调节两方面的作用。基于以上各主要影响因子的作用机理,构建有效的农林牧复合系统将是实现盐池县牧业系统稳定发展的必然出路。     

熏蒸灭菌对连作马铃薯生长发育及土壤微生物的影响

采用土壤熏蒸灭菌的方法,分析了连作土壤灭菌对盆栽马铃薯生长发育及根际土壤微生物功能多样性的影响.结果表明：土壤熏蒸灭菌对马铃薯主要光合特征参数影响规律较复杂,连作时间长短对叶片光合能力有显著影响;连作土壤熏蒸灭菌后,马铃薯具有较低的光合强度、蒸腾速率、气孔导度和较高的胞间CO2浓度.熏蒸土壤马铃薯光合作用的影响是由非气孔限制引起,水分因子可能是影响马铃薯叶片气孔导度下降的主要原因.连作提高了植物超氧化物歧化酶（SOD）活性,降低了马铃薯叶片抗坏血酸过氧化物酶（POD）活性.熏蒸灭菌在一定程度上缓解了不利马铃薯生长的环境因素,但马铃薯连作栽培障碍引起的过氧化反应没有完全消除.连作5年、10年土壤熏蒸灭菌提高了Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）;与未灭菌相比,培养96h时AWCD分别提高30.9%～41.6%和2.7%～12.8%.连作土壤微生物对单一碳源底物利用能力一直较高,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高,但持续连作土壤微生物对碳源利用有趋于微生物功能多样性单一的趋势.     

围栏封育对荒漠草地群落结构和品质的影响

为监测宁夏盐池不同地段荒漠草原围栏封育的恢复效果以及毒杂害草对封育改良的影响,在一块具有相同恢复措施和年限的围栏草地内分异出4个毒杂害草生长状况不同的典型采样小区。通过样方调查统计群落的基本特征,运用PCA排序方法、相关分析和一元线性回归模型进行数据分析,研究发现,经过9年的围栏封育,草地优势种发生明显变化,并且不同地段的优势种群不同,其恢复进程也各不相同;毒杂害草的大量生长降低了植被的总盖度、物种多度、优良牧草的相对生物量以及优势种群的优势度,使种群结构呈现简单化趋势,促进了牧草的簇状生长格局;草地系统的自然恢复过程不能明显控制老瓜头（Cynanchum komarovii）、刺叶柄棘豆（Oxytropis aciphylla）等有毒植物的生长和繁殖,应该采取适当的人为干扰措施。     

1975-2009年宁夏平罗县气候的变化特征

为探明宁夏平罗县气候变化特征,为区域农业生产应对气候变化提供理论依据,采用线性趋势分析法和距平法对宁夏平罗县1975—2009年的气温和降水资料进行分析研究。结果表明:近35年平罗县年平均气温总体呈上升趋势,其变化倾向率为0.079℃/a,且最高气温增温更突出;春季增暖最显著,冬季与夏季次之,秋季最小。平罗县年平均降水量在波动中略有减少,其变化倾向率为-0.388mm/a,并且降水集中于夏季;除夏季降水量减少外,其余各季略有增加,但增幅很小,年降水量的变化趋势基本与夏季一致。