板栗冠层光合特性的空间异质性研究

  目的  冠层是林木与外部环境相互作用的重要部分，研究板栗树冠不同部位光合作用的空间变化规律，为揭示植物冠层生产力提供理论依据。  方法  以8年生板栗树为试验材料，采用Li-6400便携式光合作用测量系统，于7月对板栗树冠不同冠层和不同方位进行光合日变化测定，并取光合参数的日均值进行方差分析及通径分析，于9月对不同冠层和不同方位的刺苞进行采集，测定坚果经济性状，并进行方差分析及相关性分析。  结果  （1）东上、东中、南中及南下冠层的净光合速率日变化呈单峰曲线分布，其余部位均表现为双峰曲线，呈双峰曲线分布的区域均于13:00出现“午休”现象；每一冠层区域的水分利用效率日动态均呈双峰曲线。（2）在冠层垂直方向上，水汽压亏缺及胞间CO₂浓度均呈“下部 > 中部 > 上部”的规律，其最大值分别为2.13 kPa、274.93 μmol/mol，最小值分别为1.95 kPa、258.75 μmol/mol；光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光合有效辐射、水分利用效率及羧化效率均呈“上部 > 中部 > 下部”的规律，同时，相对叶绿素含量（SPAD）和比叶面积（SLA）在垂直冠层上均有显著差异，表现为“下层 > 中层 > 上层”的规律。（3）在树冠不同方位，东面光合能力最强，各冠层光合生理生态指标有一定差异性，但无垂直方向差异显著；SLA在不同方位无显著差异，仅SPAD在东西向与北向差异显著。（4）通径分析得出，影响板栗净光合速率的主要因子为蒸腾速率、水分利用效率、羧化效率、水汽压亏缺、气孔导度、气温及胞间CO₂浓度，其中，只有气温对净光合速率起抑制作用，蒸腾速率是对板栗光合作用影响最大的生理因子，水汽压亏缺是对板栗光合作用影响最大的环境因子。（5）垂直冠层上，净光合速率与单粒质量、出实率和单位面积产量均呈显著或极显著正相关，相关系数分别为0.872、0.965、0.958；水平冠层上，净光合速率与单粒质量、单位面积产量呈显著正相关，相关系数分别为0.777、0.487；对水平和垂直冠层进行综合分析发现，净光合速率与单粒质量、出实率、单位面积产量均呈显著或极显著正相关关系，相关系数分别为0.600、0.669与0.532。  结论  板栗光合具有明显的空间异质性，各光合指标与果实产量的差异性是垂直冠层和水平冠层综合作用的结果。因此，在估算冠层生产力时，应充分考虑到冠层光合作用的垂直变化和水平变化，在实际生产中，应合理修枝，提高冠层中下部的光能利用率，从而促进果实产量的提高。      

行间覆盖方式对板栗园土壤及板栗产量品质的影响

试验于2019年在河北迁西地区展开,以8 a生板栗品种‘燕山早丰’(Castanea mollissima‘Yanshanzaofeng’)为研究对象,采用随机区组设计,在种植行间利用杂草、黑膜进行覆盖,共设置(Ⅰ)清耕(CK);(Ⅱ)覆膜;(Ⅲ)覆草;(Ⅳ)覆草+覆膜4个处理,研究行间覆盖对板栗园土壤理化性质、光合特性以及叶片生长发育和果实产量品质的影响,并从经济效益方面进行了分析比较。结果表明:行间覆草处理可以明显使土壤温度日较差变小,在0～20cm土层,夏季(6月30日)不同处理的温差日变化范围为Ⅱ(3.65℃)Ⅰ(2.82℃)Ⅲ(1.73℃)Ⅳ(1.62℃),秋季(10月30日)不同处理的温差日变化范围为Ⅱ(2.14℃)Ⅰ(2.01℃)Ⅲ(1.78℃)Ⅳ(1.69℃);对于20～40 cm土层的土壤温度日变化与0～20 cm土温变化趋势一致,但是没有明显的峰值,波动范围在0.5℃左右。在生长期内(4—10月),覆膜、覆草、覆草+覆膜处理的平均土壤含水量分别比CK高1.78%、3.34%和5.11%,可见覆草+覆膜处理的蓄水保湿效果最为显著,其贮水量在生育期末较生育期初增加39.56 mm,且土壤水分利用效率可达2.25 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。不同覆盖处理均能显著降低0～20 cm土层的土壤容重,增加土壤总孔隙度,变化幅度为2%～8%,提高板栗园土壤有机质和速效养分含量,均以覆草和覆草+覆膜处理效果较好。而且覆草+覆膜处理可显著增加百叶干质量、叶面积和比叶质量,分别比CK高9.61%、2.39%、7.05%。覆草和覆草+覆膜处理下板栗叶片的水分利用效率(2.67μmol·mmol~(-1)和3.01μmol·mmol~(-1))显著高于CK(2.10μmol·mmol~(-1)),SPAD值分别比CK高4.62%和6.95%。杂草覆盖可以提高板栗单粒重、坐果率和出实率,降低空苞率,进而增加产量,其中覆草和覆草+覆膜处理的坐果率较大,分别可达75.68%、79.48%,其产量分别比CK高10.07%、15.00%,而且杂草覆盖还能有效改善板栗果实品质。从经济学角度分析,覆草处理的净收益(13 052.80元·hm~(-2))和产投比(5.08)最高,经济效益最大,可以在干旱半干旱山区板栗园应用。     

覆草?施肥模式对板栗叶片功能性状与果实产量品质的影响

  目的  合理施肥与地表覆盖是干旱地区板栗高产优质的必要措施，本研究依据河北省迁西县当地实际情况提出一个优化的行间覆草和有机无机肥配施土壤管理模式，并进行效果验证，旨在为其改进和推广提供理论依据。  方法  以8年生板栗品种‘燕山早丰’为研究对象，采用裂区试验设计，主处理为行间覆草（GC）和清耕（CT），副处理为4个施肥处理，即单施无机肥（F）、单施有机肥（M）、有机肥与无机肥配施（F + M）和不施肥（CK），于2019年和2020年连续两年研究覆草?施肥模式对板栗叶片功能性状与果实产量品质的影响，运用主成分分析法对各处理28项指标进行综合评价，筛选出最佳土壤管理模式。  结果  （1）各施肥处理的新梢长度和粗度、叶面积、百叶干质量、百叶厚以及叶片矿质元素含量均有不同程度增加，且GC（F + M）处理显著高于其他处理。（2）地表覆草和不同施肥处理均可提高叶片叶绿素含量、光合速率和水分利用效率，增量最为明显的是GC（F + M）处理，分别比GC（CK）提高了6.00%、20.13%和44.87%。（3）有机无机肥配施（F + M）对于提高板栗坐果率、出实率、单粒质量和单株产优于单一施肥处理，其中GC（F + M）和CT（F + M）处理的单粒质量分别可达到10.32和9.92 g，较CT（CK）分别提高了26.01%和21.12%。（4）不同覆草?施肥模式处理的单株产量增幅为4.95% ~ 45.21%，GC（F + M）处理的淀粉和可溶性糖含量较CT（CK）处理分别提高了13.04%和36.57%。（5）主成分分析结果表明，GC（F + M）处理综合得分最高，其次为GC（F）处理，然后是CT（F + M）和CT（F）处理，说明有机无机肥配施比单施无机肥更有利于板栗枝条和叶片的生长发育，以及光合性能和果实产量品质的提高。  结论  在迁西干旱地区板栗栽培中，地表覆草?有机无机肥配施模式是该地区板栗提质增产的最适土壤管理方式。      

气象因子变化特征对典型地区荒漠化的影响研究

气象因子是导致荒漠化的主要驱动力之一，了解荒漠化地区受气候变化的影响，为荒漠化的监测、预测和防治提供科学依据，研究气象因子变化特征对典型地区荒漠化的影响。以毛乌素沙地东南部榆林市西北部的沙质荒漠化土地为研究对象，并布置监测点。基于此，获得该区域的气象因子变化特征、NDVI遥感数据以及土壤变化数据。通过归一化植被指数监测植被生长状态，估计荒漠化面积，同时使用趋势分析法和Mann-Kendall法分析气象因子变化特征和荒漠化面积之间的关系。结果表明，该研究区域近10 a来气象因子变化特征较为显著，降水增多、蒸发量减少、沙尘出现的天数也明显缩短，降水量与植被覆盖率和荒漠化面积的Spearman相关系数分别为0.91和-0.82,说明这些气象因子变化特征推动植被盖度呈现出增长变化趋势，有效减少荒漠化面积，说明近年荒漠化治理取得可观效果。