黄土高原坡耕地植物篱—作物间作系统水分利用特征研究

利用陇中黄土高原典型雨养农业区坡耕地布设田间试验,设置5个处理:裸坡休闲(F)、小麦单作(W)、小麦/甘草(W/L)、小麦/菘蓝(W/I)和小麦/苜蓿(W/A)。通过探讨植物篱-作物间作系统的小麦产量表现及其土壤水分利用特性,明确不同植物篱-作物复合系统土壤耗水特征及影响机制,以期为黄土高原坡耕地适宜植物篱的筛选提供理论依据。结果表明:小麦生育期和休闲期0~200 cm土壤剖面含水量较低,基本接近作物有效水分下限(crop lower limit,CLL)。植物篱-作物间作能够起到积蓄降水的作用,但主要体现在耕层0~30 cm土壤,且以小麦/苜蓿处理效果最佳。不同处理棵间蒸发量和蒸发占总耗水量的比重有一定的差异,其中小麦/甘草处理耗水量最高(250.98 mm),裸坡休闲总蒸发量较大(197.30 mm)。裸坡处理棵间蒸发占耗水量的比例高达80%以上,主要表现为土壤蒸发,而小麦/甘草主要表现为作物蒸腾,说明植物篱-作物复合系统可一定程度有效降低棵间蒸发量和蒸发占总耗水量的比重,增加作物蒸腾量。不同间作系统小麦耗水量与单作耗水量并无差异,但其产量提高了60.00%~83.55%,进而明显提高了小麦水分利用效率。     

植物篱及过滤带防治水土流失与面源污染的研究进展

坡耕地极易发生土壤侵蚀,由此带来的水土流失及农业面源污染严重制约了丘陵地区生态环境质量。坡面构建植物篱或过滤带可通过植物、土壤及微生物的共同作用增强土壤入渗、拦截径流和泥沙、过滤氮磷及污染物,是预防坡耕地水土流失、保护生态环境质量的有效手段。本文在整理分析国内外大量文献的基础上,系统总结了不同植物篱和过滤带对径流、泥沙、氮、磷,以及污染物的阻控效果,分析了该技术阻控效果的影响因素,并深刻阐述了植物篱对水土流失的阻控机理,最后分析了目前存在的问题,提出了进一步的研究建议,以期为植物篱或过滤带技术的理论研究及应用提供参考,为丘陵地区耕地可持续利用、生态农业建设提供依据。     

植物篱模式下小流域退耕还草生态农业可持续发展模式研究

坡耕地是泥沙的主要策源地,虽然25°以上的坡耕地属于国家政策明令退耕区,但由于多数山地农业种植区存在耕地面积不足、农业燃料、饲料紧缺等问题,致使经济发展、农业生产生活与水土保持之间存在资源竞争的矛盾。基于此,提出采用等高固氮植物篱综合技术体系应对这一问题,在此基础上构建了适合小流域在进行25°以上坡耕地退耕还草后生态农业可持续发展的经济模式,并分析了该模式的效益,结果表明,采用植物篱技术进行退耕能够有效地促进山区生态农业的可持续发展。     

云南干热河谷旱坡地南洋樱植物篱水土保持效益研究

对云南元谋干热河谷旱坡地水土流失和土壤退化严重的地区,引进豆科速生树种南洋樱,以30 cm×40 cm株行距、品字形双行等高栽植快速形成植物围篱。结果表明,南洋樱植物篱在元谋干热河谷旱坡地生长良好,并且在种植3年间,治理区径流发生次数明显减少,年径流模数减少了29.13×104m3/km2,减少率76.90%;土壤年退化减少12 986.8 t/km2,减少率76.02%。研究区降水量与径流量间者的相关系数由建植篱前的显著相关变为不显著;有机质和钾流失减少量高达3 111.64 kg/hm2和3276.57 kg/hm2。南洋樱植物篱在控制旱坡地水土流失、减少土壤侵蚀和改善土壤养分等效益显著。     

青藏高原高寒草地土壤水分生态特征研究现状

从土壤水分时空异质性、植被覆盖变化对土壤水分的影响、冻土变化对土壤水分的影响、人为活动对土壤水分的影响方面研究了青藏高原高寒草地土壤水分生态特征。在该领域研究中,前人已开始在小尺度采用植物进化学的角度解释青藏高原植被覆盖变化对水分再分配的作用,但是大尺度的研究不足;初步阐明了冻土季节性冻融的生态水文效应,但还缺少其与气候和地质相关的综合性分析;反映出青藏高原全球第三极土壤水分的地理分布的特殊性,但各个区域之间土壤水分特征差异的重要影响因素尚未明确。综上,今后应综合植被类型、冻土环境、地质、气候条件以及人为活动影响,多层次多尺度研究土壤水分变化的过程,从而为研究不同尺度土壤水分变化差异性和格局演变提供科学依据。     

黑土滩人工草地植物量及土壤水分对灌溉的响应

对黄河源区黑土滩上建植的垂穗披碱草人工草地,利用太阳能提灌系统进行喷灌试验,通过50天的灌溉试验后,对人工草地的地上﹑地下植物量和土壤水分进行了研究。结果表明:灌溉区的地上总植物量﹑禾草和莎草均高于对照区(P﹤0.05),而灌溉区的杂类草地上植物量低于对照区(P﹥0.05);灌溉区土层深度在0～10㎝﹑10～20㎝﹑0～50㎝的地下植物量高于对照区(P﹤0.05),而灌溉区土层深度在20～30㎝﹑30～40㎝﹑40～50㎝的地下植物量和对照区相比变化差异不显著(P﹥0.05);灌溉区每个土层土壤水分均显著高于对照区(P﹤0.05)。     

溧阳鸡生长曲线分析与拟合的研究

运用Logistic模型和Gompertz模型对溧阳鸡0~12周龄生长曲线进行了分析和非线性的拟合研究。结果表明,溧阳鸡公、母鸡在3周龄前生长曲线基本一致,之后公鸡则明显高于母鸡,且保持较长时间的快速生长状态。Logistic模型和Gompertz模型均能比较好地拟合溧阳鸡公鸡的生长曲线(R2分别为0.994 4和0.995 3)和母鸡的生长曲线(R2分别为0.996 7和0.997 9),但Gompertz模型在拟合度和预测体重效果方面相对较好。拟合曲线模型中代表极限体重的参数A,公鸡明显高于母鸡,其他参数接近或略有差异。     

黄土丘陵区不同退耕年限草地群落特征及其土壤水分养分效应

采用空间代替时间以及对比分析的方法,根据黄土丘陵区8个退耕年限序列(1~35年)的退耕地的采样数据进行分析,研究在植被恢复过程中,随着退耕年限变化,植被更新与土壤水分养分之间的互动效应。结果表明, 1)黄土丘陵区在退耕35年期间,随着退耕年限的增加,总物种数呈减少-增加-减少-增加的趋势。Margalef指数、Shannon-Wiener指数变化趋势为先增加-减小-增大,而Pielou均匀度指数相反。 2)群落地上地下生物量随退耕年限增大而增大,呈显著正相关关系(P<0.05)。 3)随着退耕年限增加,土壤养分(除速效K外)含量先减少后增加,而土壤速效K含量呈一直下降趋势,土壤水分含量在20~50 cm、50~80 cm、80~100 cm处先增加后减少,在0~20 cm处相反。 4)植被特征指数(除Pielou外)与有机质、全N、全P呈显著正相关,而与土壤养分速效K呈正相关,关系不显著。Pielou指数与土壤养分呈正相关关系,但不显著。     

基于EPIC模型的四川丘陵区黑麦草生长过程及其土壤水分动态变化模拟

明确黑麦草田土壤水分变化规律,对提高四川丘陵区人工草地管理水平具有重要的现实意义;校验EPIC模型,有利于改进并提高模型对黑麦草的模拟精度,对推进作物生产系统模拟与决策技术在草粮轮作系统的应用具有重要的实践意义。本研究通过田间试验与计算机模型相结合的方法,研究了四川丘陵区黑麦草生长过程及其土壤水分动态变化规律,明确了EPIC模型对黑麦草生长过程及土壤水分变化规律的模拟精度。结果表明,1)四川丘陵区黑麦草田土壤有效含水量在3-5月较低,深层(0.4~0.6 m)土壤水分在5-10月间可以得到较好恢复,适当增加氮肥投入,可以显著提高黑麦草最大叶面积系数和饲草产量,在刈割4茬的条件下,氮肥施入量不宜低于75 kg/hm²,且不高于225 kg/hm²;2)黑麦草田0~1 m土层土壤有效含水量模拟值和观测值间的r值为0.86~0.95,RRMSE值为6.0%~17.2%,土壤水分剖面分布动态变化的模拟值和观测值间的r值介于0.57与0.92之间,且大部分大于0.85;3)EPIC模型模拟的黑麦草叶面积系数和株高与观测值间的r值均大于0.90,在统计范围内模拟值和观测值间差异不显著;黑麦草产量模拟值和观测值间的r值大于0.90,ME值和R²间差异小于0.02。总体而言,EPIC模型能够较好地模拟黑麦草生长过程,对黑麦草田土壤水分动态变化规律模拟较为准确,可以用来评价四川丘陵区以黑麦草为主的草粮轮作系统对当地气候条件的适应性。     

格姆滩“黑土滩”退化草地植物量和土壤水分研究

通过对格姆滩“黑土滩”退化草地和中度退化草地植物量和土壤水分的研究,结果表明：“黑土滩”退化草地植物群落以阏叶型杂类草为主,中度退化草地以莎草科为主。地上总植物量“黑土滩”退化草地〉中度退化草地。0—30cm地下总植物量“黑土滩”退化草地〈中度退化草地。两样地0～20cm土层土壤含水量变化趋势总体上为先增高,后降低。各个时期土壤各层及平均含水量均为中度退化草地〉“黑土滩”退化草地。0—20cm土壤水分垂直变化“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大,中度退化草地随土层深度的增加而减小。     

保护性耕作下陇东春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统土壤水分动态及水分利用效率

在黄土高原西部连续5年定位观测了4种耕作措施[传统耕作(T);传统耕作 秸秆覆盖(TS);免耕(NT)和免耕 秸秆覆盖(NTS)]下春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中的水分动态及其水分利用效率,结果表明:土壤含水量受降水的影响较大,年内和年际的变率大,200 cm内土壤含水量在350～600 mm变动;土壤贮水量5-7月上旬因作物利用迅速下降,在雨季得到补充,到冬季缓慢下降;水保耕作措施对玉米Zeamnys、小麦Triticum aestivum和大豆Glycine max生育期200 cm土体耗水量影响不大,但秸秆覆盖能有效增加玉米-小麦-大豆轮作系统的水分利用效率;与传统耕作相比,免耕没有造成轮作系统的减产和水分利用效率的降低,免耕、秸秆覆盖可增加农民收入;在土地利用强度极高的玉米-小麦-大豆轮作系统,改大豆为利用营养体的豆科牧草,可提高系统的水分和光能利用率.     

草本植物在防治水土流失和改良土壤中的应用

应用草本植物防治水土流失、改良土壤盐碱化、治理荒漠化是一条很好的生物防治途径 ,能有效地改善生态环境。同时 ,草本植物还能改良土壤、增强土壤肥力 ,有些草本植物还可以净化土壤     

地膜覆盖对高寒地区燕麦＋豌豆人工草地土壤温度和水分的影响

通过对高寒牧区燕麦＋豌 工草地在地膜覆盖条件下不同时间、不同层次土壤温度和土壤水分的连续观测,得出结论,高寒牧区人工草地地膜覆盖不仅可增加前期的土壤温度和地温积温、而且对增加土壤浅层的温度效果明显。同时,地膜覆盖后土壤浅层的含水量和保墒能力显著大于露睦对照,在降水量低较时差距更加明显,地膜覆盖后地温的增加与太阳辐射呈正相关。地膜覆盖有效地缓解了５月、６月间水温不同期的矛盾。     

地面不同垄沟形式对土壤水分的影响

针对半干旱地区沟垄集雨种植马铃薯沟中水分富集叠加的可行性,将膜垄、土垄与平作的土壤水分进行比较,同时采用圭尔夫入渗仪测定了土壤水分入渗速率。用沟垄集雨种植技术,垄作为集水区,沟作为种植区,采用3种沟垄比和2种下垫面材料为处理,平作为对照,研究不同垄沟表面处理对土壤水分分布及入渗的影响,结果表明：在集雨各时期,膜垄处理之间或土垄处理之间土壤水分相差不显著。集雨前期,由于土垄结皮厚度相对较薄,土垄与平作之间的土壤水分差异不明显;集雨中期,随着土垄结皮增厚,产生径流和减少蒸发,土垄沟中土壤含水量显著大于平作;在集雨后期,随降水减少和作物耗水增大,土垄沟中土壤水分与平作差异不显著。土壤贮水量差异层出现     

河北柴鸡1～16周龄生长曲线分析与拟合的比较研究

对河北柴鸡1～16周龄生长曲线进行了分析和非线性曲线拟合研究。结果表明:Logistic模型、Gompertz模型和VonBertalanffy模型都能很好地拟合河北柴鸡的生长曲线(R2分别为0.99598、0.99837和0.99809),其中Gompertz模型在拟合度和预测体重效果方面最好。     

植被与水土流失

本文着重从定量关系出发,综述了植被丛冠层、枯枝落叶层、根系层防止水土流失方面的作用,包括植被覆盖度与降雨截留量土壤流失量和拦沙强度等,有效根密度与土壤抗冲性,有效深度、有效幅度与土体抗剪强度等的定量关系。     

第四纪红壤侵蚀区优良水土保护草本植物的选择与评价

在江西德安的第四纪红壤侵蚀区选择10种草本植物进行3年的定位试验,通过对出苗率、成活率、平均分蘖数、覆盖度、地上部分浸水容重、根系鲜质量、地上部分生物鲜质量、有机质等指标进行观测,并采用层次分析法和模糊数学方法对试验品种进行评价,从中优选出生长良好的百喜草Palspalum notatum、画眉草Eragrostis pilosa、黑麦草Lolium perenne、狗牙根Cynodon dactylon、假俭草Eremochloa ophiuroides、宽叶雀稗Paspalum wettsteinit和苏丹草Sorghum sudauense 7种草本植物,适合推广种植.     

人工栽培灌丛对牧草生长及水土保持效果的研究

对湟水河源头荒山荒坡上人工栽培的沙棘、柠条等灌丛带的牧草地上部与地下部产量进行测定分析,结果表明：在该地区的荒山荒坡上人工栽培沙棘、柠条等灌丛,牧草地上产草量平均提高23.7%,地下根量平均提高18.2%,水土流失减少1 300 t/hm2。     

青海刚察县山地草甸草原植物种类和土壤吸附水与海拔高度的关系

根据实地调查资料,研究了青海省三角城种羊场高寒草甸植物种类组成、高度、地上植物量的空间分布特点以及土壤吸附水的时空分布特征。结果表明:随海拔升高,植被种类组成发生明显变化;植物高度和地上植物量与海拔均成负相关关系;在不同海拔和不同土壤深度,达到等吸附水量的时间不同。     

再生水灌溉对绿地植物及土壤环境的影响

为探讨再生水短期灌溉对绿地植物生理指标、矿质元素及土壤理化性状的影响,用清水、混合水和再生水分别对沟叶结缕草、海滨雀稗、叶子花及黄金香柳进行了为期3个月的灌溉试验。结果表明:混合水灌溉增加了草坪草的叶绿素含量,对草坪草电解质渗透率、丙二醛含量和矿质元素及土壤环境无显著影响。再生水灌溉降低了土壤pH,增加了土壤电导率、速效K及Na含量,对Cu和Zn含量无显著影响,而全N和速效P含量在不同土壤中存在一定的差异;其次,再生水灌溉对4种草坪草均未造成显著伤害,增加了部分植物电解质渗透率、丙二醛含量、叶片全N和Na含量,但对草坪草叶绿素含量、速效P、速效K、Cu及Zn含量无显著影响。因此,混合水可以做为城市绿地灌溉的优质水源,再生水亦可短期用于城市绿地灌溉。