2001—2020年藏东南苹果物候期变化特征分析

开展气候变化对苹果物候期的影响研究,可为应对气候变化和指导当地苹果生产提供科学依据。利用2001—2020年林芝苹果物候期和逐日平均气温(T_m)、最高气温(T_max)、最低气温(T_min)、相对湿度(RH)、降水量(Pr)和日照时数(S)等资料,采用线性倾向估计法、Pearson相关系数和优势分析方法等,分析了苹果物候期及生长期长度的变化趋势,以及影响的主导气候因子。结果表明：2001—2020年藏东南苹果各物候期均呈推迟趋势,为2.11~10.20 d/10 a,以开花始期推迟的最多;春季物候期较秋季物候期推迟的明显。果实生长发育期和果树生长季分别以8.10、1.59 d/10 a的速率缩短,这与中国苹果主产地延长趋势不同。果树生长季内,只有Pr、RH、S呈下降趋势,其他气候要素趋于上升。其中,可采成熟期之前T_m、T_max、T_min、Pr趋于增加,之后呈下降趋势。影响物候期长度的主导气候因子,除叶变色末期—落叶末期是S外,其他物候期为∑T₀。研究区3月上旬T_max每升高1℃,开花始期提前3.29天;8月下旬T_m平均升高1℃,可采成熟期推迟3.15天。     

毛乌素沙地油蒿枯落物分解对增温的响应

目的明确油蒿枯落物分解速率对增温的响应，有助于理解和预测气候变化背景下毛乌素沙地典型灌丛生态系统的碳循环和养分循环。方法应用开顶箱模拟增温，以自然状态为对照，结合分解袋法，研究增温对毛乌素沙地油蒿枯落物分解的影响。结果模拟增温降低了枯落物分解速率。（1）自2017年5月起至2017年10月实验结束时，增温处理下，油蒿枝条和叶片枯落物质量残余率分别为91.07%和71.73%，而对照处理下，分别为86.08%和60.74%；（2）不同时段不同处理条件下不同种类的枯落物分解速率不同，各影响因子之间存在交互作用；（3）Olson负指数模型结果表明，在模拟增温条件下，油蒿枝、叶枯落物的分解系数k均显著低于对照处理；（4）增温对枯落物细菌多样性和群落结构没有影响。结论增温可能减缓干旱半干旱区植物枯落物分解，并且温度对枯落物分解的抑制作用与分解时间和枯落物类型有关。      

西藏林芝苹果花期与气象条件的关系及预测模型

【目的】西藏是中国气候资源最多样与果树资源最丰富的区域之一，分析西藏最适宜栽培区——林芝的苹果花期与气象条件的关系及其对气候变化的响应，选取主导影响气候因子，构建花期预测回归模型，为当地应对气候变化和开展苹果花期气象服务提供科技支撑。【方法】利用2001—2021年林芝苹果花期物候和逐日平均气温(T_m)、最高气温(T_max)、最低气温(T_min)、相对湿度(RH)、降水量(P_r)、日照时数(S)和≥0℃积温(∑T₀)等数据，采用线性倾向估计法、Pearson相关系数和逐步回归方法等，分析苹果花期物候及其长度的变化趋势，以及气候因子、晚霜冻对苹果花期的影响，并开展苹果花期预测，构建花期预测回归模型。【结果】2001—2021年林芝苹果各花期以0.884～1.132 d·a^-1的速度呈推迟趋势，以花芽膨大期推迟的最多，开花始期次之，为1.058 d·a^-1。花期长度为显著缩短趋势，平均每年缩短0.471 d。花期生长期内T_m     

氮水添加对油蒿群落2种优势植物叶片氮磷化学计量比的影响

【目的】在毛乌素沙地西南缘开展了为期3年(2015—2017)的氮素和水分添加控制试验,探究氮素和水分增加对毛乌素沙地油蒿群落2种优势植物油蒿和赖草叶片N∶P的影响及作用途径,为预测未来全球环境变化下荒漠生态系统养分循环以及植物生长的养分限制状况提供理论依据和案例支持。【方法】连续3年(2015—2017)在毛乌素沙地西南缘宁夏盐池采用野外控制试验,设计3个氮添加水平(N0∶0 kg·hm~(-2)a~(-1);N10:10 kg·hm~(-2)a~(-1); N60:60 kg·hm~(-2)a~(-1))和3个水添加水平(W0:自然降水量; W20:较自然降水量增加20%;W40:较自然降水量增加40%)的2个因子9个交互处理的随机区组试验。使用双因素方差分析检测氮素和水分增加对土壤含水量、无机氮、速效磷、土壤Ca~(2+)含量以及油蒿和赖草叶片N∶P的影响,运用结构方程模型分析土壤速效养分(无机氮、速效磷)、土壤含水量、土壤Ca~(2+)含量与植物叶片N∶P间的关系。【结果】氮添加显著增加了土壤无机氮含量及油蒿和赖草叶片的N∶P,但对土壤速效磷和土壤Ca~(2+)含量无显著影响;水添加对土壤无机氮、速效磷含量和油蒿叶片N∶P均无显著影响,但降低了赖草叶片N∶P和浅层土壤Ca~(2+)含量。【结论】氮添加缓解了油蒿和赖草的N限制,但同时也加剧了P限制。水添加通过改变浅层土壤(0～20 cm) Ca~(2+)含量,降低了2种植物叶片N∶P,一定程度上缓解了这2种植物的P限制。     

不同喷洒浓度沙蒿胶固沙效果试验

为了探究沙蒿胶的固沙效果,采用不同质量分数(0、0.02%、0.05%、0.10%、0.20%和0.50%)的沙蒿胶喷洒试验,对固沙试样的固结层厚度、抗压强度、抗风蚀能力、团聚体水稳定性、渗透性、保水性和沙蒿胶对植物种子萌发及幼苗生长的影响进行测定。结果表明:1)喷洒沙蒿胶后,固沙试样的固结层厚度和抗压强度显著增加,抗风蚀能力明显增强,质量分数0.10%的沙蒿胶处理,其起沙风速均在20 m/s以上;2)沙粒在沙蒿胶的作用下相互胶结,微团聚体质量百分数显著降低,大团聚体百分数显著增加;3)团聚体平均质量直径显著增加,表明沙蒿胶提高了沙样的水稳定性;4)沙面形成的固结层具有良好的渗透性,利于水分的入渗,沙蒿胶良好的吸水性和保水性,能够促进虫实(Corispermum puberulum)和沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch.)2种固沙先锋植物种子的萌发及幼苗的生长。可见,沙蒿胶具有良好的固沙效果,且固沙成本低,可以作为一种环境友好型固沙剂,与生物固沙结合用于治沙,沙蒿胶喷洒质量分数以0.20%为宜。研究可为沙蒿胶的固沙应用提供理论依据。     

氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响

【目的】通过研究氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响,探讨荒漠生态系统中不同功能群植物对环境变化的适应策略,为预测未来环境变化背景下荒漠植物群落的响应提供理论参考。【方法】以宁夏盐池毛乌素沙地典型植被群落油蒿群落为研究对象,通过连续2年(2015—2016)0 kg N ha~(-1) yr~(-1)(N0)60 kgN·ha~(-1) yr~(-1)(N60)氮添加;自然降水(W0),增加20%降水(W20)、增加40%降水(W40)水添加的野外控制试验,测定优势植物种油蒿和赖草叶片的比叶面积(SLA)、碳、氮、磷(C、N、P)含量。【结果】1)氮添加显著增加土壤中的无机氮含量;水添加显著增加土壤含水量;水氮交互作用对土壤无机氮含量、土壤含水量都没有显著影响。而土壤速效磷含量比较稳定,在各处理下均没有表现出显著差异。2)油蒿SLA在氮素和水分添加下显著增加,而交互作用效应不明显;赖草SLA在氮素和水分单独添加下均没有发生显著变化,而水氮交互作用对其存在显著影响。3)氮添加对油蒿和赖草叶片C含量没有显著影响,显著增加了N含量、C∶P、N∶P,降低了P含量和C∶N。水添加对赖草的C、N、P及其化学计量比无显著影响,而显著增加了油蒿叶片N和P含量,降低了C含量、C∶N、C∶P和N∶P。水氮交互作用对油蒿叶片N含量和C∶N有显著影响。【结论】氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物油蒿和赖草叶片性状均有明显影响,氮素对叶片性状的影响比水分添加的影响更为显著。2种不同功能群植物,对氮素和水分添加的响应不同,呈现出不同的适应策略,油蒿的叶片性状对氮素和水分添加的响应较为敏感,趋向于资源快速获取与利用的策略,而赖草表现出较强的稳定性,从而体现出保守的资源利用策略。在未来可能增加的氮沉降和降水情景下,油蒿群落的物种组成可能会由于2种植物不同的资源利用策略变化而发生变化。     

生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响

为进一步探究毛乌素沙地油蒿群落内结皮对土壤水分的影响,研究了结皮(地衣结皮和苔藓结皮)未受干扰和移除处理下的土壤水分入渗、蒸发及含水量状况。结果显示:1)两种结皮均对土壤水分入渗具有抑制作用,移除两种结皮后,土壤水分初渗速率、稳渗速率以及累积入渗量均显著增大(P < 0.05);2)结皮对土壤蒸发的影响与结皮类型及蒸发阶段有关,地衣结皮对整个蒸发过程中日蒸发量及蒸发总量无显著影响(P>0.05),而苔藓结皮对土壤日蒸发量的影响在模拟蒸发前期表现为抑制(第1~5天),后期表现为促进(第6~15天),但对总蒸发量的影响不显著(P>0.05);3)总体来看,地衣结皮覆盖区0~40cm土层含水量高于地衣结皮移除区,而苔藓样地规律则相反。从不同土层来看,相比于移除结皮,地衣结皮覆盖区40cm深度以上各层土壤含水量均较高,苔藓结皮覆盖区土壤含水量在5和10cm深度较高,20和40cm较低。研究结果表明,地衣结皮提高了油蒿群落土壤水分有效性,应对其进行保护;苔藓结皮降低了油蒿种群土壤水分有效性,却提高了浅根系草本土壤水分有效性,这是驱动油蒿群落演替的重要因素之一。研究在为毛乌素沙地油蒿群落提供水分管理依据的同时,也从土壤水分方面为该群落的演替提供一定解释。