有机肥对滇中红壤烤烟坡耕地氮磷流失的影响

【目的】研究自然降雨条件下施用有机肥对滇中坡耕地产流产沙与氮磷流失特征的影响,旨在为该地区肥料合理施用及坡耕地土壤侵蚀状况改善提供科学依据。【方法】以滇中二龙潭小流域红壤烤烟坡耕地为研究对象,在施用相同化肥的基础上,设置6种有机肥用量处理,分别为0 kg/m~2(CK)、0.25 kg/m~2(T1)、0.50 kg/m~2(T2)、0.75 kg/m~2(T3)、1.00 kg/m~2(T4)和1.25 kg/m~2(T5),选取4场自然降雨,研究不同有机肥用量条件下坡耕地径流及其泥沙中的氮磷流失特征。【结果】(1)4场降雨条件下,不同处理的径流量和产沙量无显著差异,而降雨量和降雨强度对径流量和产沙量影响较大。(2)随着有机肥用量的增加,径流中总氮(TN)、NO_3~--N、NH_4~+-N质量浓度总体降低,表现为CKT1T2T3T4T5;溶解态氮是径流中氮素的主要存在形式,而NO_3~--N又是溶解态氮的主要组成部分。(3)随着有机肥用量的增加,径流中总磷(TP)及PO_4~(3-)-P质量浓度明显降低,均表现为CKT1T2T3T4T5;径流中TP、PO_4~(3-)-P质量浓度随着施肥时间的延长呈明显降低趋势。(4)在4场降雨过程中,泥沙中的TN和TP含量均随着有机肥用量的增加而降低。(5)有机肥用量的增加降低了坡耕地TN、TP流失总量,TN流失以径流输出为主,TP流失以泥沙输出为主。【结论】探明了自然降雨条件下施用有机肥后红壤坡耕地氮磷流失规律,为减少研究区氮磷流失量,雨季应尽量减少或避免农事活动,暴雨情况下应控制氮磷的输出,并可以通过增加有机肥用量和减少化肥用量的方式降低氮磷的输出。     

短期NaHCO3胁迫对3种冷季型草坪草生理生态特征的影响

土壤盐渍化严重威胁草坪草的可持续发展,选育和种植耐盐草坪草可改良和利用大面积盐渍土壤。以3种冷季型草坪草黑麦草(Lolium perenne L.)、高羊茅(Festuca arundinacea L.)和早熟禾(Poa pratensis L.)为试验材料,采用盆栽法研究不同浓度NaHCO3胁迫(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%)对3种冷季型草坪草生理生态特征的影响。结果表明:不同浓度NaHCO3胁迫下3种冷季型草坪草草坪外观质量、叶片萎蔫系数、叶片相对含水量、叶片叶绿素含量和K+含量均随着NaHCO3浓度的增加而逐渐降低,且浓度越高,下降越明显;0.4%～1.0%NaHCO3胁迫降低了3种冷季型草坪草的地上部分和根系干重,且随着NaHCO3浓度的增加,生长受到胁迫的抑制程度显著增大,根系部分的受抑制程度比地上部分更明显;不同浓度NaHCO3胁迫下3种冷季型草坪草叶片相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量和Na+含量随着NaHCO3胁迫浓度的升高呈上升趋势,且浓度越高上升越明显;NaHCO3浓度0.4%时,3种冷季型草坪草已受到伤害;黑麦草、高羊茅和早熟禾在不同浓度NaHCO3胁迫下的隶属函数平均值均表现为早熟禾黑麦草高羊茅,说明3种冷季型草坪草抗NaHCO3胁迫的能力均为早熟禾强于黑麦草和高羊茅。     

修剪高度对季节性温度变化下早熟禾生理生态特性的影响

修剪高度的差异会影响冷季型草坪草的生长,探究合理的修剪高度可为草坪草可持续利用提供理论基础。本研究通过测定两年生长季（2012年和2013年）草地早熟禾（8年生）草坪的外观质量（TQ）、地上部分生物量（AB）、光合作用（Pn）、总呼吸作用（R_total）和碳水化合物（TNC）等指标,探讨了修剪高度对冷季型草坪草生理生态特性的影响。试验结果表明,当大气温度高于23~24℃时,不同修剪高度7.6 cm （高修剪高度,HM）和3.8 cm （低修剪高度,LM）下的早熟禾TQ、AB和Pn均降低,与HM相比,在LM下下降更显著。在7—9月的高温条件下,早熟禾地上部分、根系和土壤R高于Pn;但在美国新泽西州较冷的季节（5—6月） Pn高于R。研究表明,较低的修剪高度尤其是在高温条件下降低了草坪草Pn,季节性温度变化下可以通过改变修剪高度影响成熟草坪草的生长,从而缓解高温对草坪生长带来的不利影响。     

滇中亚高山典型森林林下植被碳氮储量及其分配格局

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对滇中亚高山5种典型森林华山松(HSS)、云南松(YNS)、滇油杉(DYS)、高山栎(GSL)和常绿阔叶林(CL)林下植被(灌木层、草本层和凋落物层)各组分生物量、碳氮储量及其分配格局进行了研究。结果表明:(1)在5种森林群落中,林下灌木、草本和凋落物生物量变幅为1.47～11.19t/hm2,0.01～0.63t/hm2,7.85～46.73t/hm2。(2)灌木层的碳氮储量变幅在0.77～5.94tC/hm2,10.97～92.84kgN/hm2,碳氮储量的主要营养器官分别为茎和叶;草本层为0.01～0.29tC/hm2,0.07～5.35kgN/hm2,均呈现出地上部分>地下部分;凋落物为2.15～13.03tC/hm2,42.07～320.58kgN/hm2,碳氮储量随分解程度加深各有不同。(3)5种林分林下灌草及凋落物碳储量大小顺序为:CL>YNS>DYS>HSS>GSL;氮储量为:CL>YNS>DYS>GSL>HSS。综上,常绿阔叶林和云南松林下灌草和凋落物具有较高的碳氮贮能力,滇油杉的碳氮贮潜力较大,应提高林分质量增加林分密度,加大保护管理力度,制定科学可行的森林管理措施,为林下植被与上层林木的协同发展以及今后研究林下植被对于全球气候变化的响应提供理论支撑。     

等高反坡阶措施对滇中红壤坡耕地土壤贮水量的影响

为探讨布设等高反坡阶后土壤水分驱动特征,揭示其水源涵养能力,以滇中昆明市北郊松华坝迤者小流域为研究区,采用野外监测与室内测试分析相结合的方法,分析了2017年5月1日-2018年4月30日期间不同土层深度（0-100 cm）土壤贮水量时空变化特征及其与其他物理性质的关系。结果表明:（1）试验期间雨季和旱季降雨量分别为528.5,41.5 mm,占试验年降雨量的92.7%,7.3%,I₃₀（最大30分钟雨强）与降雨量的整体变化趋势一致;（2）布设等高反坡阶后,各土层平均土壤贮水量较原状坡耕地在雨季和旱季分别增加9.6%~13.5%,10.0%~23.9%;（3）布设等高反坡阶后坡耕地土壤贮水量变异系数明显减小（p<0.05）,各土层深度下土壤贮水量变异系数的大小为:20 cm > 40 cm > 60 cm > 80 cm > 100 cm;（4）土壤贮水量随土层深度的增加明显减弱,布设等高反坡阶对坡耕地土壤贮水量的影响表现为40 cm > 20 cm > 60 cm > 80 cm > 100 cm;（5）等高反坡阶处理和不同土层深度交互作用对土壤贮水量的影响显著,修正模型平方和达到48 149.124。综上,等高反坡阶处理对坡耕地土壤的贮水能力具有明显的提高作用,对坡耕地地表径流拦蓄、增加水分入渗和减少土壤流失改善作用显著。     

等高反坡阶对滇中云南松林乔木层碳储量及碳增量分配格局的影响

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林乔木层碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了估算,并分析了8年后各器官碳增量及分配格局特征。结果表明:布设等高反坡阶后云南松各器官碳含量变幅为41.01%～47.35%,平均碳含量高低排列依次为干叶枝皮粗根中根细根。10～15龄的云南松林在布设等高反坡阶后地上部分总生物量比对照高32.75%,等高反坡阶显著提高了10～15龄和15～30龄地下部分生物量(30.73%和35.71%),总生物量随着龄组的增加而显著增加。等高反坡阶显著提高了10～15龄云南松林地上部分碳储量(32.79%)和15～30龄地下部分碳储量(35.60%);布设等高反坡阶8年后显著增加了10～15龄、15～30龄地上部分碳增量(53.33%和20.45%)和地下部分碳增量(53.70%和73.43%)。综上,人工造林时应对等高反坡阶予以高度关注,适度发展等高反坡阶措施,在等高反坡阶基础上因地制宜地进行人工造林,增加山地造林面积和植被碳储量,从而保护当地生态环境。     

不同雨型下反坡台阶减少红壤坡耕地氮磷流失的效果

为研究自然降雨条件下反坡台阶对坡耕地氮、磷流失的影响,该文基于滇中红壤坡耕地标准径流小区45场典型降雨观测资料,根据降雨量、最大30 min雨强和降雨侵蚀力,综合采用快速聚类和判别聚类,划分确定出A(高雨量、大雨强、高侵蚀力)、B(低雨量、小雨强、低侵蚀力)、C(中低雨量、中小雨强、中低侵蚀力)、D(中高雨量、中雨强、中高侵蚀力)4种降雨类型。研究发现,反坡台阶减流率和减沙率达到52.11%和71.30%,减沙率显著大于减流率(P0.01);不同降雨类型下反坡台阶的减流率表现为:C雨型B雨型D雨型A雨型,减沙率表现为:D雨型A雨型C雨型B雨型,C雨型和B雨型下反坡台阶减流率显著高于D雨型和A雨型(P0.05),减沙率则显著低于D雨型和A雨型(P0.05)。反坡台阶对径流中总氮(WTN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)削减率分别达到68.10%、69.81%、50.14%,对径流中总磷(WTP)、溶解无机磷(DIP,dissolved inorganic phosphate)的削减率分别达到71.52%和72.77%,不同自然降雨类型下反坡台阶对径流中WTN、NO_3~--N、NH_4~+-N、WTP、DIP的削减率均呈现出随着雨量和雨强增大而降低的趋势。反坡台阶对泥沙中全氮(STN)、水解性氮(HN,hydrolyzable nitrogen)的削减率分别达到57.32%和54.22%,对泥沙中全磷(STP)、速效磷(AP)的削减率分别为67.38%和63.69%,不同自然降雨类型下反坡台阶对泥沙中STN、HN、STP、AP的削减率呈现出削减率随着雨量和雨强增大而提高的趋势。该研究可以深入地揭示反坡台阶控制坡耕地面源污染的机理,以及对于控制坡耕地氮磷流失的效果,为源头控制山区水土流失和农业面源污染提供理论支撑。     

3种冷季型草坪草苗期对干旱胁迫的生理响应

为研究昆明地区广泛种植的黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和早熟禾(Poa pratensis)幼苗的抗旱性,采用盆栽控水试验方法测定了不同时间干旱胁迫下的草坪外观质量(TQ)、叶片萎蔫系数(LWS)、叶片相对含水量(RWC)、地上部分和根系生物量(Bio)3种草坪草根冠比(RS)、叶片光合速率(Pn)、叶片暗呼吸速率(R)、脯氨酸含量(Pro)、细胞膜透性(RC)以及可溶性糖含量(Sol)等生理生态指标。结果表明:随着干旱胁迫时间的持续,高羊茅的TQ、LWC、RWC、Bio和Pn降低的比例显著低于黑麦草和早熟禾,而R、Pro、RC和Sol的增加量显著高于黑麦草和早熟禾。用隶属函数法对试验测定的9个生理生态指标进行综合评价,3种冷季型草坪草幼苗抗旱性表现为:高羊茅黑麦草早熟禾。     

滇中高原华山松林凋落叶枝分解特征对氮的响应

【目的】研究施氮对滇中高原华山松林凋落叶、枝分解特征的影响,为预测未来高海拔区域森林凋落物分解对持续氮增加的响应与适应提供理论依据。【方法】2019年1月-2020年1月,采用尼龙网袋法,以滇中高原华山松林为对象,开展施氮处理下凋落叶、枝原位分解试验,设置对照(N 0 g/(m²·a),CK)、低氮(N 10 g/(m²·a),LN)、中氮(N 20 g/(m²·a),MN)和高氮(N 25 g/(m²·a),HN) 4种处理,分析不同处理华山松林凋落叶、枝质量残留率及木质素和纤维素残留率,在此基础上探讨了华山松林凋落叶、枝质量残留率与木质素、纤维素残留率的关系。【结果】(1)随着分解时间的延长,各处理华山松林凋落叶、枝质量残留率均呈下降趋势。分解1年后,凋落叶质量残留率低于凋落枝,可知凋落叶分解速率快于凋落枝;与CK相比,LN、MN处理凋落叶、枝质量残留率均明显降低,而HN处理则明显提高。(2)与CK的凋落叶分解50%和95%所需的时间(1.764和7.623年)相比,LN处理分别减少了0.018和0.077年,MN处理分别减少了0.009和0.039年,而HN处理分别增加了0.336和1.455年;与CK的凋落枝分解50%和95%所需的时间（4.030和17.417年）相比,LN处理分别减少了0.179和0.774年,MN处理分别减少了0.092和0.396年,而HN处理分别增加了0.171和0.739年。(3)随着分解时间的延长,各处理凋落叶、枝木质素残留率均先降低后升高,纤维素残留率总体呈下降趋势。分解1年时,与CK相比,LN、MN处理促进了木质素和纤维素的分解,而HN处理则抑制其分解。相关性分析结果表明,华山松林凋落叶、枝质量残留率均与其纤维素残留率之间呈极显著正相关关系。【结论】施氮对华山松林凋落叶、枝的分解有不同程度影响,影响大小与木质素和纤维素分解对施氮的响应有关。     

模拟氮沉降对滇中高山栎林凋落物碳氮磷释放和生态化学计量特征的影响

【目的】研究氮（N）沉降下森林凋落物分解过程中碳氮磷释放和化学计量特征响应情况,为揭示亚热带高海拔区域森林生态系统在未来大气N沉降的影响下养分循环的变化趋势提供参考。【方法】以滇中亚高山高山栎林（Quercus aquifolioides）为研究对象,利用尼龙网袋法于2018年2月至2019年1月开展模拟N沉降下高山栎林凋落叶、凋落枝原位分解试验,设置4个N沉降处理水平,分别为对照（CK,N 0 g/(m²·a)）、低氮（LN,N 5 g/(m²·a)）、中氮（MN,N 15 g/(m²·a)）和高氮（HN,N 30 g/(m²·a)）。测定不同处理凋落叶、凋落枝C、N、P残留率的变化,并分析N沉降1年后凋落叶、凋落枝及土壤中C、N、P含量以及C/N、C/P、N/P的变化,最后采用相关性分析和冗余分析对凋落叶、凋落枝和土壤C、N、P及其化学计量比的相关性进行分析。【结果】N沉降下,凋落叶、凋落枝的C、N、P释放模式分别为直接释放、富集 释放、缓慢释放,凋落叶C、N、P释放速率较凋落枝快。N沉降抑制了凋落物（叶、枝）中C、N、P的释放,与CK相比,N沉降1年后,凋落物C、N、P残留率分别增加了1.70%~10.15%,8.45%~23.96%,3.11%~15.78%。N沉降1年后,与CK相比,N沉降处理均增加了凋落物（叶、枝）和土壤中C、N、P含量,且对凋落物（叶、枝）C、N影响达显著水平;N沉降均降低了凋落物和土壤中C/N、C/P值,且对凋落物C/N影响达显著水平。相关性分析和冗余分析结果表明,N沉降下,凋落叶和凋落枝C、N、P含量均与土壤中N、P含量相关性达显著或极显著水平;土壤P对凋落物化学计量的影响较大,土壤N次之,土壤C则影响最小。【结论】在大气N沉降的背景下,滇中区域高山栎林凋落物分解过程中C、N、P养分释放受到了抑制,土壤中的N、P含量对凋落物分解过程中的化学计量变化特征及养分释放具有重要作用。