Effect of Prosopis (mesquite) invasion and clearing on vegetation cover in semi-arid Nama Karoo rangeland,South Africa

The Nama-Karoo is the largest of the three biomes that comprise the semi-arid Karoo-Namib ecoregion of southern Africa. Large tracts of Nama-Karoo rangeland have been invaded by alien leguminous trees of the genus Prosopis. We assessed the impact of Prosopis invasion and clearing on vegetation cover in heavily grazed Nama-Karoo rangeland on two sheep farms in the Beaufort West district of the Western Cape province of South Africa. Our results suggest that, below critical threshold cover levels, Prosopis trees do not affect indigenous vegetation and add to overall rangeland vegetation cover. However, once Prosopis cover exceeds critical thresholds, the trees begin to negatively impact on indigenous vegetation (especially grasses) and overall vegetation cover. In addition, our data suggest that vegetation cover recovers after Prosopis clearing, being temporarily higher than pre-invasion levels possibly as a result of enhanced post-invasion soil fertility. Lastly, our results suggest that Prosopis trees reduce rangeland erosion potential at low cover and increase it after they exceed critical threshold cover. Information about thresholds of Prosopis impact can be used to direct clearing efforts for maximum benefit when resources are limited.     

CO2浓度增加对半干旱区马铃薯生长动态及产量、品质的影响

为了解CO₂浓度升高条件下马铃薯生长动态及其产量、品质的变化特征,在典型半干旱区（甘肃定西）利用开顶式气室(OTC)试验平台,以马铃薯‘新大坪’为供试品种,设对照(390 μmol·mol^-1)和590 μmol·mol^-1共2个CO₂浓度梯度,开展CO₂浓度增加模拟试验。结果表明：CO₂浓度增加至590 μmol·mol^-1时,马铃薯发育加快,生育期提前,全生育期天数缩短3 d;CO₂浓度升高对马铃薯株高、叶面积指数、叶绿素含量和叶片水势有明显促进作用。随着生育进程的推移,马铃薯地上部干物质生产对CO₂浓度的响应值呈现先变大再变小的趋势。CO₂浓度增加促进了马铃薯块茎产量的提高,单株结薯数和单株薯块质量也有所增加。与对照相比,590 μmol·mol^-1CO₂处理马铃薯块茎水分、蛋白质、维生素C含量以及铁、锌、铜元素含量分别下降3.43%、11.78%、13.09%、25.58%、31.94%和9.76%,而粗淀粉、粗脂肪、粗纤维和还原糖含量分别增加10.56%、240.00%、14.28%、106.38%。     

喷灌技术在干旱风沙区的应用研究

喷灌在灌溉技术中具有独特的优势而得到广泛的应用,但因其受风的影响大、蒸发损失多,在风沙区的应用受到了极大的制约。通过对风沙区蒸发和风速分布规律的分析以及风沙区喷灌灌溉试验和喷灌在大田中应用的案例调查,给出了喷灌灌溉水利用效率与风速之间的关系,指出只要很好的利用风沙区蒸发和风速分布规律,避开高蒸发时段和高风速时区,在风沙区进行喷灌仍可获得较高的灌溉水利用效率和灌水均匀度,喷灌在风沙区仍有广阔的应用是前景。     

2013年夏季内蒙古干旱-半干旱区两次极端降水事件对比

2013年夏季,内蒙古中西部干旱-半干旱区多次出现极端降水事件,引发气象灾害.为探寻其特征及成因,选择“6·30”、“7·14”两次典型极端降水事件,从天气尺度系统、中尺度对流系统、热力动力条件、水汽来源等方面进行对比分析,得到以下结论:①“6 · 30”暴雨是华北小高压前的切变线产生;“7·14”暴雨是“北槽南涡”与台风北上共同作用的结果.②两次暴雨都是中尺度对流复合体(MCS)发展的结果.“6·30”暴雨突发性强,具有局地特点;“7·14”暴雨具有列车效应,持续时间长.③两次暴雨水汽来源不同.“6·30”暴雨水汽来源于南海;“7.14”暴雨是“北槽南涡”加上远距离台风输送的结果.④“6·30”暴雨是高压切变线西侧干、东侧湿,在锋区附近产生上升运动促发不稳定能量释放;高空“干侵入”是“7·14”暴雨的促发机制.⑤东亚夏季风偏强,西北太平洋副热带高压脊线位置偏北,是内蒙古中西部干旱-半干旱区极端降水事件的重要原因.     

内蒙农牧交错带家畜品种改良可行性分析——以克什克腾旗经棚镇为例

引入外来品种改良牲畜被作为干旱半干旱地区发展畜牧业的重要手段,但对其在生产基础差、严重依赖自然资源的小农户生产系统中的适用性却缺乏分析,因而,盲目推广改良可能危及牧民生计,进而导致生态破坏。以位于农牧交错带的内蒙古赤峰市克旗的家畜改良为案例,通过入户访谈,在识别其畜牧业生产系统约束条件的基础上,分析了家畜改良的效果、可行性条件及存在的问题。研究表明:在小农户生产系统中,家畜品种改良并不能提高限制性资源的生产率,而且增加了农户面临的生态风险和市场风险,改良是否可行取决于外部环境能否有效地改善其对限制性资源的利用及平衡风险,尤其是提供稳定的饲料和畜产品市场,以及良好的基础设施、技术及金融保障。     

Impact of organic residues and mineral fertilizer application on soil–crop system: II soil attributes

The effects of crop residues alone (Cr⁺) or combined with inorganic fertilizer (FCr⁺) sewage sludge (SS) and humentos (H) on soil properties were studied in a five-season wheat–guar rotation. Incorporation of Cr⁺ and SS significantly decreased pH by 5–9%. Highest organic carbon (OC) was observed in SS plots, whereas Cr⁺ resulted in values threefold that of the control. The added effect of Cr⁺ (46%) combined with fertilizer on total nitrogen (TN) was greater than Cr⁺ by 28%. The fraction of total residue N mineralized was 71%, whereas net N mineralized in Cr⁺, SS, H and FCr⁺ plots at 0–20 and 20–40 cm depths were 39.8, 52.3, 11.4, 66.7 mg kg^?1 and 21.2, 27.9, 8.2, 41.2 mg kg^?1, respectively. Integrated application of Cr⁺ with fertilizer had a synergistic effect on P content (3.49–3.69 units), but soil levels has never exceeded 13 mg P kg ^?1. Sole Cr⁺ significantly increased topsoil cation-exchange capacity (CEC) compared with the control treatment (9.39–21.59%). Application of SS, FCr⁺ and Cr⁺ significantly increased water-holding capacity and decreased bulk density by 9–15% and 8–9%, respectively, suggesting that such practice can restore the productivity of degraded soils and improve crop yields.     

半干旱农牧交错区土壤养分空间变异特征分析——以内蒙古伊金霍洛旗为例

本文以伊金霍洛旗为研究区,通过GIS平台对土壤养分中的有机质、全氮、速效钾的空间插值方法进行了比较并得到了最优插值图。然后分析了该旗土壤养分的空间分布规律,为该地区的农业生产布局和生态环境建设提供了依据。通过比较后认为,在该地区有机质的空间插值用反距离权重法为好,而全氮和速效钾的空间插值以克吕格法的指数模型和高斯模型为好。地统计学分析结果表明:有机质、全氮和速效钾的变程分别为11853m,8932.2m和732.99m,全氮和速效钾具有中等空间相关性,而有机质空间相关性较弱。有机质含量普遍偏低,在91%的面积中有机质含量低于10g/kg,其相对高值区呈离散分布,可能与隐域植被的分布有关。全氮含量与有机质含量分布相似,在70%的面积中低于0.75g/kg,而速效钾含量中等,介于102.04-103.31mg/kg之间。在三个不同的景观亚区中,乌审凹地亚区的土壤养分状况较好,黄土丘陵亚区养分状况最差,毛乌素沙地亚区介于它们之间。     

黄土高原半干旱区退耕地沙棘林密度调控

本文以黄土高原半干旱地区吴起县北部沙棘人工成林为研究对象，定位观测了沙棘林地林木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等，根据水资源承载能力确定退耕地沙棘林适宜密度及其动态调控。结果表明：沙棘林分生长季节内，丰水年土壤贮水量总体为盈余；平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗；枯水年土壤水分明显亏缺。该地区沙棘林稳定群落密度为1445株（丛）／hm^2，初植密度为2223株（丛）／hm^2。造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。     

半干旱区甜菜水分生产函数试验研究

为了研究甜菜的耗水规律和节水方法以达到在半干旱区大面积推广的目的,在具有典型半干旱区气候特征的甘南县,以不同生育期的土壤水分水平作为控制的纸筒甜菜盆栽试验,对甜菜蒸腾量和产量之间的函数关系和生育期耗水规律进行了研究,得出了不同生育期甜菜蒸腾量和产量之间的函数关系.采用Jensen模型进行了水分生产函数的求解,建立了甜菜的水分生产函数模型.试验结果表明,甜菜各个生育期耗水量从小到大依次是苗期、糖分积累期、叶丛生长期和块根增长期,需水高峰期在7月和8月;水分敏感指数的变化规律与甜菜的耗水规律相一致,叶丛生长期的λ值最大,说明这个时期甜菜对水分的需求特别敏感,应该重点进行补水灌溉.     

播期对半干旱区7个燕麦品种产量和品质的影响

为筛选出适宜甘肃陇西半干旱山区种植的优良燕麦(Avena sativa)品种及最佳播期,本文研究了7个燕麦品种在4个播期(5月6日、5月16日、5月26日、6月5日)的生产性能和营养品质,并运用灰色关联度和聚类分析进行了综合评价。结果表明：播期和品种互作对燕麦的干草产量、种子产量和饲草品质具有极显著影响(P < 0.01)。28个处理相比较,5月26日种植的‘梦龙’干草产量最高,为13 550.80 kg·hm?2;6月5日种植的‘莫妮卡’种子产量最高,为2 147.31 kg·hm?2;5月26日种植的‘青燕1号’粗蛋白含量最高,为6.94%。利用干草产量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和可溶性糖含量的相对值进行灰色关联度综合评价得出,5月6日种植的‘陇燕3号’综合表现最好,其次是5月26日种植的‘梦龙’。通过系统聚类将28个处理根据干草产量、种子产量、饲草粗蛋白含量聚为四大类。综上,在陇西半干旱山区选择适宜的播期种植可提高燕麦产量和营养品质,是适宜该地区燕麦草地的管理措施。