与达乌里胡枝子混播下白羊草光合对干旱及短期补水的响应

为揭示黄土丘陵区优良乡土草种白羊草[Bothriochloa ischaemum(L.)Keng]和达乌里胡枝子[Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl.]混播时的光合生理特征及其与土壤水分的关系,采用盆栽控制试验,按照生态替代法设置了白羊草(B)和达乌里胡枝子(D)6种混播比例组合(2︰10、4︰8、6︰6、8︰4、10︰2、12︰0),标记为B2D10、B4D8、B6D6、B8D4、B10D2、B12D0;设置高水(80%土壤田间持水量,HW)、中水(60%土壤田间持水量,MW)和低水(40%土壤田间持水量,LW)3种水分供应条件,并在白羊草拔节期进行短期补水处理:即分别从中水提到高水(MHW)、低水提到高水(LHW)和低水提高到中水(LMW)。连续测定和比较了不同处理下白羊草光合生理特征——净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)的动态变化。结果表明:1)在恒定水分供应条件下,各混播比例中白羊草叶片光合生理参数在HW处理下显著最高,LW处理下显著最低,说明水分是限制其叶片光合作用的主要因子;2)短期补水后,白羊草叶片光合生理参数均是在LHW下增加幅度最大,LMW下增加幅度最小;各混播比例中白羊草光合生理参数在MHW下恢复到稳定水平时间最快,说明较高的补水幅度和土壤前期含水量有利于补水后叶片光合作用提高;3)在B10D2和B8D4混播比例下,白羊草不仅具有较高的Pn、较低的Tr和较高的WUE,且短期补水后Pn和WUE增加幅度较大,Tr增幅较小,说明这两种混播比例有利于改善其光合作用。综合表明,经历短期干旱胁迫后补水,白羊草光合生理活性出现恢复现象,恢复速度和程度与混播比例和补水前土壤水分水平相关。     

白羊草与达乌里胡枝子混播时其叶片叶绿素荧光特性对土壤水分变化的响应

[目的]研究半干旱黄土丘陵区白羊草群落优势种叶绿素荧光特性对土壤水分变化的响应,为进行水土保持林草措施合理配置提供科学依据。[方法]采用盆栽控制试验,设置7个组合比例(白羊草∶达乌里胡枝子,0∶12,2∶10,4∶8,6∶6,8∶4,10∶2和12∶0)和3种水分水平(高水HW,中水MW和低水LW),在拔节期、开花期与结实期将从高水分别降至中水(H-MW)和低水(H-LW)处理,并于水分变化后第0,2,4,6,8 d测定白羊草叶绿素荧光参数。[结果]最大光化学效率(可变荧光/最大荧光,F_v/F_m),实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))和表关量子传递速率(ETR)均随水分胁迫持续出现降低趋势,以结实期从高水处理降至低水处理下的降低幅度最显著;拔节期和开花期的F_v/F_m和Ф_(PSⅡ)显著高于结实期,且多数处理下的F_v/F_m大于0.750;H-MW和H-LW处理下土壤水分降低后非光化学淬灭系数(NPQ)在拔节期呈现升高趋势,而在开花期和结实期出现降低趋势,但光化学淬灭系数(q_p)在3个生育期间呈相反变化趋势;土壤水分降低后第8 d,结实期的F_v/F_m和Ф_(PSⅡ)以H-MW显著高于H-LW,且大多数处理下12∶0组合比例的F_v/F_m,Ф_(PSⅡ)和ETR均显著低于其他组合比例处理。[结论]与达乌里胡枝子混播种植促进了土壤水分阶段降低条件下白羊草的叶片PSⅡ光化学活性。     

不同种植年限山银花根区土壤生物特性

[目的]探索喀斯特山区不同种植年限对山银花产地土壤生物学特性的影响,为促进贵州省山银花的高产优质栽培提供基础数据。[方法]采用野外采集和室内分析的方法,以贵州省绥阳县不同种植年限山银花根区土壤为研究对象,对比研究了不同年限土壤生物特征。[结果]随着种植年限的增加,山银花土壤微生物总数和细菌数量(B)在数值上表现为先增加后减少的趋势,放线菌数量(S)和真菌数量(F)呈不断增加的变化趋势;土壤微生物生物量碳、生物量氮和微生物量磷都表现为先增加,后持续减少的趋势;土壤过氧化氢酶和脲酶的活性均有先增加后减少的趋势,土壤磷酸酶有先减少后缓慢增加的趋势;土壤细菌和真菌数比值(B/F)呈先增加后减少趋势,放线菌数量(S)和真菌数量比(S/F)随着种植年限的增加而增加;土壤微生物的Shannon—Wiener指数随着种植年限先增大后减小,Simpson指数和Shannon均匀度指数均随着种植年限呈减少趋势。[结论]随着种植年限的增加,土壤肥力下降,根区病毒害发病率增大。     

侧柏林土壤呼吸速率对不同模拟降雨量的响应

为了研究不同林龄的森林土壤呼吸速率对不同降雨量的响应规律,选取北京市鹫峰国家森林公园内的30年生和10年生侧柏林作为代表树种,进行了模拟降雨控制试验,并采用碱液吸收法,对5,10,20和50mm降雨量及连续相同频率降雨条件下不同林龄侧柏林的土壤呼吸速率进行了测定。结果表明,林龄对侧柏林的土壤呼吸速率影响有显著差异(p0.05)。30年生侧柏林的土壤呼吸速率总体上高于10年生侧柏林。与对照组相比5,10和20mm降雨量对30年生侧柏林的土壤呼吸速率有促进作用,而50mm降雨量及连续相同频率的降雨对30年生侧柏林土壤呼吸则产生抑制作用。10年生侧柏林与30年生侧柏林相比需水量较小,只有5mm降雨量条件下对其土壤呼吸速率产生了促进作用,其余模拟降雨量均对其产生抑制作用。     

不同盖度羊草地对水土流失的影响

[目的]研究羊草盖度与产流产沙量和风蚀量关系,为羊草种植区水土流失防治提供依据。[方法]通过人工模拟降雨试验和风洞模拟试验,研究5种盖度下羊草地的产沙产流特性和抗风蚀特性,对不同盖度羊草地的水土保持效应进行探讨。[结果]坡度相同时,随羊草盖度的增加产流时间逐渐延后;随着盖度的增加,累积径流量的减少率小于累积产沙量的减少率。当羊草盖度由20%增加到100%时,风蚀量减少96.78%;当羊草盖度从60%增加到80%时,风蚀量的减少率明显大于其他相邻盖度风蚀量的减少率。0~23cm高度内收集到的风蚀物占整体风蚀量的70%以上。[结论]羊草地的产流和产沙特征与盖度有密切关系,随着羊草盖度的逐渐增加,产流量和产沙量逐渐减小;羊草地的风蚀速率与盖度呈负相关关系,与风速呈正相关关系。     

不同降雨量及雨强条件下兰州南山人工侧柏林土壤水分入渗规律

[目的]降雨是干旱半干旱地区土壤水分的主要来源,将野外观测和模型模拟相结合研究降雨入渗规律,可以更系统地掌握土壤水分亏缺状况。[方法]通过定点观测,应用Hydrus-1d模型对兰州南山人工侧柏林土壤水分动态变化进行模拟,评估模型在干旱区的适用性,分析不同降雨条件下土壤水分响应状况和入渗机制。[结果] Hydrus-1d模型在兰州南山人工侧柏林有较好的适用性,且深层模拟效果更优。降雨量<30 mm时,10 cm处土壤含水量对降雨响应最为强烈,30,50 cm处受降雨影响相对较小且有明显的滞后,70 cm以下没有响应;降雨量>8.2 mm时存在湿润峰。模拟期内,最大入渗深度为70 cm,最大入渗量为23.7 mm,入渗深度随时间增加而入渗量和入渗速率却随时间延长而减小。降雨量与入渗量、入渗深度和入渗速率呈显著正相关(p<0.05)。降雨量<20 mm时,降雨强度对入渗量、入渗深度和入渗速率存在显著影响。[结论]使用Hydrus-1d模型可以较好地模拟兰州南山人工侧柏林土壤水分动态变化并计算入渗量、入渗速率和入渗深度,且分析发现降雨量对该地土壤水入渗过程的影响更显著。     

不同砂石覆盖量对土壤水分及冬小麦生长过程的影响

为探讨不同砂石覆盖量对土壤水分运动和冬小麦生长的影响,进行了2014—2015年和2015—2016年遮雨棚下4种砂石覆盖量(0,23,46,69kg/m~2)的土箱试验研究。采用精度较高的重力传感器建立小型蒸渗仪观测系统,测定土壤水分动态变化。无麦和有麦情况下砂石覆盖量从0~69kg/m~2的处理名分别记为NW0、NW23、NW46、NW69及W0、W23、W46、W69。结果表明:(1)土壤贮水量随着砂石覆盖量的增加而增大,逐月土壤蒸发量、逐月蒸腾量、累积土壤蒸发量和累积蒸发蒸腾量均随砂石覆盖量的增加而减小。有麦的各处理土壤贮水量整体比无麦的低,有麦的各处理逐月蒸发蒸腾量比无麦的逐月土壤蒸发量高,累积蒸发蒸腾量亦比无麦的累积土壤蒸发量高。无麦情况下,第一、二年度3个覆盖处理比不覆盖处理的累积土壤蒸发量分别减少了11.6%~18.1%和28.5%~47.5%;有麦情况下,累积蒸发蒸腾量分别减少了2.2%~3.7%和0.7%~3.6%。(2)冬小麦的株高、叶面积指数、有效穗数、产量及水分利用效率均随着砂石覆盖量的增加而增大。第一、二年度3个覆盖处理比不覆盖处理的最大株高分别增长了5.3%~17.2%和1.0%~5.8%,最大叶面积指数分别增大了17.9%~74.6%和7.9%~28.2%,产量分别增大了6.6%~14.2%和12.3%~44.6%,水分利用效率分别增大了8.0%~16.2%和15.6%~67.1%。最适宜冬小麦生长的砂石覆盖量为69kg/m~2。进行砂石覆盖能够将冬小麦生长前期增加的土壤储水有效用于生长后期,从而对提高冬小麦产量和水分利用效率做出了重要贡献。     

不同自然降雨等级下不同郁闭度马尾松林的水土流失特征

为揭示南方红壤侵蚀区不同郁闭度马尾松林水土流失的规律,以长汀红壤侵蚀区不同郁闭度(0.2,0.4,0.6,0.8)马尾松林为研究对象,采用标准径流小区观测的方法,利用在2015年观测的37场自然降雨事件构成一个降雨梯度,分析不同郁闭度马尾松林水土流失随降雨等级的变化规律,以及产流产沙量与降雨因子之间的相关性。结果表明:(1)不同郁闭度马尾松林产流产沙量均随降雨等级的增加呈逐渐增大的趋势,且暴雨下增加更为明显;(2)在中雨、大雨和暴雨3种降雨等级下,郁闭度0.2和0.8马尾松林产流产沙量均高于郁闭度0.4和0.6,且郁闭度0.4和0.6马尾松林产流产沙量随降雨等级增加变化较小;(3)在自然降雨梯度下,不同郁闭度马尾松林产流产沙与降雨量和降雨侵蚀力显著相关(P<0.05);(4)逐步回归分析发现,不同郁闭度马尾松林产流回归方程的主要变量是降雨量和最大30 min雨强,而产沙回归方程的主要变量是降雨量和降雨侵蚀力。综上,马尾松林郁闭度过高或过低不利于水土保持,长汀红壤侵蚀区郁闭度0.6马尾松林防治水土流失效果最佳。     

庐山杉木林与黄山松林的土壤层水源涵养能力和土壤侵蚀敏感性探究

森林的水土保持效益包含水源涵养能力和土壤的侵蚀敏感性,为探讨基于坡面尺度林分因子对水土流失的影响,进一步揭示森林植被的水土保持效益机制,采用环刀法、EPIC模型等分别计算黄山松林、杉木林的水源涵养能力和土壤侵蚀因子.结果表明:(1)黄山松林的土壤容重在垂直剖面无明显差异,变化范围为0.66～1.10 g/cm3;杉木林...     

黄土区两种植物篱不同部位土壤持水特征对比

[目的]研究植物篱不同部位土壤持水性能的分异特征,指导植物篱系统的设计与经营管理。[方法]在测定柠条、山杏两种典型植物篱土壤水分物理参数的基础上,利用van Genuchten模型比较分析植物篱系统带内、带间的土壤水分特征曲线及其参数。[结果](1)两种植物篱在土壤总孔隙度、水稳性团聚体含量、渗透系数等方面均高于耕地(对照),其中柠条植物篱带内土壤总孔隙度(66.36%)、水稳性微团聚体含量(35.50%)和有机质含量(44.1g/kg)比带间分别高7.34%,1.95%和25.64%。山杏植物篱的这3项指标带内比带间分别高11.93%,29.33%和21.48%。(2)柠条、山杏植物篱带内土壤脱湿过程中凋萎系数分别是耕地的7倍和3.25倍,田间持水量分别是耕地的1.46和1.25倍,柠条植物篱土壤保水优势更明显。(3)在相同的土壤水吸力下,土壤吸湿与脱湿过程中带内土壤的水分含量均明显高于带间,带内土壤的持水性更高,这与带内较高的黏粒含量相一致;柠条带内土壤水分含量高于山杏带内,二者均高于耕地。[结论]植物篱的二相结构能明显促进带内黏粒、微团聚体和养分的富集(有机质),进而提高带内土壤的持水性能和饱和渗透性能。