小叶锦鸡儿灌丛对土壤水分下渗及优势流的影响

基于非积水条件下的染色示踪试验,对比分析了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛及其斑块间草地的土壤水分下渗差异。灌丛下最大下渗深度(14.67±2.08)~(37.00±2.82)cm比草地(10.00±1.00)~(32.00±1.41)cm更深,但二者间的平均入渗深度差别不大,表明当相同水量分别进入灌丛和草地土壤中时,其总的渲染范围差别不大,不同的是水分向下运移的路径。对灌丛进行地表刈割处理之后,灌丛与草地间的水分下渗差异仍然存在,这是由于灌丛通过根系网络及改变土壤渗透特性等作用促进了水分的下渗。自然组灌丛的最大下渗深度(14.67±2.08)~(19.67±3.06)cm高于刈割组灌丛(12.00±1.73)~(17.00±3.00)cm,说明保留灌丛地表部分有利于增加土壤水分最深入渗深度,这是由于地表灌丛对降雨的再分配作用改变了降雨达到地表时的空间分配。灌丛的优势流比大于草地的,该比值随着降雨量的增加而减小,表明水分在灌丛下入渗的比草地下更深,同时在自然降雨条件下水分在土壤中的运移以均匀下渗为主,优势流下渗为辅,这与在积水条件下进行的染色示踪试验结论有所差异。     

小叶锦鸡儿灌丛化对退化沙质草地土壤孔隙特征的影响

以内蒙古太卜寺旗地区退化沙质草地为研究对象,对该地区的小叶锦鸡儿灌丛化草地中的灌丛斑块和草地斑块分别取原状土柱各三个进行CT扫描,利用Fiji软件分析土壤孔隙结构特征的差异。研究结果表明,小叶锦鸡儿灌丛化对土壤的孔隙结构有较大影响,灌丛斑块土壤的总孔隙数、大孔隙数、总孔隙度、大孔隙度和孔隙等效直径均大于草地斑块土壤,灌丛斑块土壤的平均大孔隙度是草地斑块土壤的3倍。草地斑块土壤的大孔隙主要分布在0~50 mm土层深度,而灌丛斑块土壤的大孔隙在0~400 mm深度都有分布,这与土壤中灌丛的丰富根系分布有关。     

苜蓿不同器官水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发的影响

为了探讨苜蓿不同器官水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发的化感影响,采用生物测定法,研究了苜蓿根、茎叶不同浓度水浸提液（0.5,1.0,5.0,10.0,25.0 mg/ml）对中间锦鸡儿种子萌发及幼苗生长的化感作用。结果表明,苜蓿不同器官水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发有明显的抑制作用,随着苜蓿各器官水浸提液浓度的增加,抑制作用增强。相同浓度下根水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发的抑制作用大于茎叶水浸提液。当苜蓿各器官水浸提液为1.0 mg/ml浓度时,中间锦鸡儿幼苗的胚根长、胚轴长、苗高均高于对照;而在25.0 mg/ml浓度时,各器官水浸提液对幼苗则表现出显著的抑制作用（P < 0.05）。本文通过研究苜蓿和中间锦鸡儿的化感作用,以期为人工建置灌草间作提供理论基础。     

喷灌对冠层水汽交换的影响

以冬小麦为研究对象,研究了喷灌对冠层内外水汽交换的影响。研究结果表明喷灌影响了冠层内外水汽交换的过程。喷灌对冠层顶部的蒸发力影响不显著,对冠层内的蒸发力影响较大,喷灌冠层内的农田蒸发力小于地面灌冠层内同一高度的农田蒸发力。在地面灌和喷灌同时灌溉的情况下,地面灌农田的土面蒸发量大于喷灌农田;与白天相比,夜间地面灌和喷灌农田的土面蒸发都大大减少。喷灌农田的作物蒸散量通常小于地面灌农田。喷灌小麦晚上出现凝结水的量大于地面灌农田。     

祁连山鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛冠层降雨再分配特征

以祁连山排露沟小流域的鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛为研究对象,2014年6—9月观测了38场降雨的林外降雨量、穿透雨量和树干茎流量,分析了鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛冠层降水再分配特征及影响因素。结果表明:(1)鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛冠下的穿透雨量、树干茎流量、截留量分别为175.2,20.8,182.6mm和239.1,15.1,113.4 mm,分别占总降雨量的46.3%,5.5%,48.2%和65.0%,4.1%,30.9%;鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛群落截留量占年降水量的29.3%和18.6%。(2)穿透雨量、树干茎流量和截留量均与降雨量呈显著线性正相关(P0.01),穿透雨率和截留率均与降雨量呈对数函数关系(P0.05)。(3)鲜黄小檗和甘青锦鸡儿灌丛产生穿透雨的临界降雨量分别为1.2mm和0.9mm,2种灌丛产生树干茎流均需要2.0mm的前期降雨量。(4)灌丛截留率9月份最大,其次是7月份,6,8月份最小;树干茎流率6—8月份变化平缓,9月份明显减小。     

草冠层覆盖率对地表径流的影响

草地水文状况受植被特性的影响。美国土壤学家M .L .Self .Davis为了研究草的种类及冠层覆盖率对小区径流和入渗影响效果 ,选择了 1种草皮草和 4种簇生草 ,利用人工降雨的方法进行了研究。研究结果表明 :对同一种草而言 ,有冠层的小区比无冠层的小区径流量少 ,但整个研究期内统计上差异不显著 ;对异种草而言 ,高羊茅与其它 4种草相比 ,在 4次模拟降雨中径流量有 3次明显降低 ,其它 4种草在任一降雨事件中没有明显的差异。高羊茅小区的入渗量比其它 4种草小区平均增加 19%。因此 ,草的冠层覆盖率不是估算径流量和入渗率的重要因子。在农田的边缘 ,可种植簇生草—高羊茅来控制侵蚀 ,增加入渗。     

水分亏缺对冬小麦冠层温度影响的研究

采用不同方法模拟冬小麦缺水状况,测定冠层温度日变化过程及不同处理叶面温度变化的结果表明,水分亏缺使冠层温度升高１．５～２．０℃。长期干旱使作物生长不良,冠层温度对土壤水分亏缺敏感程度下降。     

遮荫对水稻冠层叶片SPAD值及光合、 形态特性参数的影响

SPAD（soil-plant analysis and development）计是一种快速、 方便、 非破坏性的诊断植物叶片相对叶绿素或氮含量的仪器,与传统的氮营养诊断方法相比,此仪器节省时间、 劳力和资源。本试验通过未遮荫和遮荫的方法观察水稻冠层叶片SPAD值、 叶绿素含量、 叶绿素荧光、 光合参数、 叶片厚度和比叶重（叶片干重除以叶片的面积）等生理形态指标的变化,建立SPAD值与光系统II（PSII）最大量子产量（Fv/Fm）之间的回归关系。结果表明,遮荫条件下,甬优9号(YY9)和丙9363(B9363)冠层叶片变薄、 SPAD值、 叶绿素a/b、 比叶重、 电子传递速率（ETR）降低,但快速光曲线的初始斜率无明显变化; 同时, 遮荫导致了叶片的呼吸速率、 最大净光合(Pmax)、 量子效率、 光补偿点和饱和点降低,表明水稻叶片为适应弱光环境, 降低光合能力、 减少呼吸消耗, 以增加对有限光能的利用。不同光照条件下,水稻冠层叶片SPAD值与PSII的Fv/Fm的回归方程呈指数式关系（YY9 R2=0.896; B9363 R2=0.833）, 表明SPAD计可以快速、 无损、 有效地评估水稻冠层叶片的光合作用进程,当SPAD值小于35时,其光合过程可能处于受损状态。     

大豆冠层对降雨再分配的影响

[目的]研究农作物冠层的降雨再分配特征,为区域水土流失治理和生态环境建设提供科学依据。[方法]以大豆作为研究对象,采取人工模拟降雨法以及喷雾法观测大豆不同生育期(幼苗期、始花期、盛花期、结荚期和始粒期)以及降雨强度(40,80 mm/h)下的茎秆流量、穿透雨量以及冠层截留量,探究大豆全生育期的冠层截留分异特征及叶面积指数和降雨强度对大豆降雨再分配的影响。[结果]大豆生育期内,茎秆流率平均值为15.02%,穿透雨率平均值为83.94%,冠层截留率平均值仅为1.04%。表明冠层截留所占降雨再分配的比例很小,其对降雨空间分异的影响所占比例较小。随着叶面积指数的增加,大豆的茎秆流量及茎秆流率,冠层截留量及冠层截留率均显著增加,然而穿透雨强度及穿透雨率显著减小。当降雨强度由40 mm/h增大到80 mm/h时,大豆的茎秆流量显著增加,但茎秆流率随雨强的变化并无显著差异;穿透雨量随着雨强的增大而增大,且随着雨强的变化存在显著性差异,但穿透雨率随降雨强度的变化并无显著差异。[结论]大豆冠层对降雨的再分配主要体现在茎秆流以及穿透雨,冠层截留所占比例很小,且叶面积指数与降雨强度均对降雨再分配有着重要的影响作用。     

甘蔗冠层对降雨再分配的影响

[目的]研究作物植被对于土壤侵蚀的防治作用,为砖红壤区土壤侵蚀预报模型的建立提供作物参数。[方法]通过室内人工模拟降雨试验,测定了甘蔗不同生育期不同降雨强度条件下的穿透雨量、茎杆流量和冠层截留量,分析叶面积指数对于降雨再分配的影响。[结果]穿透雨量、茎杆流量和冠层截留量分别从甘蔗幼苗期的94.7%,5.1%,0.3%变化为成熟期的49.4%,47.3%和3.4%。[结论]叶面积指数与穿透雨量呈显著负线性相关,与茎杆流量和冠层截留量呈显著正线性相关。     

磷营养胁迫对冬小麦冠层光谱的影响

因为磷素重要的营养作用,其胁迫的存在影响冬小麦的正常生长。借助地面遥感仪器获取冬小麦在磷营养胁迫下的多个生育期里的冠层光谱数据并对其影响特征进行了分析。利用因子分析方法提取主因子与含有丰富信息的光谱变量,并结合极显著水平(0.01)的均值比较与检验过程考察了冬小麦冠层光谱,确定了对磷营养胁迫敏感的光谱波段:760nm,810nm和870nm与950nm,并在此基础上结合冬小麦对磷素的吸收利用特征选定了运用冠层光谱敏感波段反射率探测和区分磷营养胁迫的关键生育期:拔节期。结果同时表明,对冬小麦磷营养胁迫而言,近红外区间(760nm~1100nm)光谱反射特征的区分能力要强于可见光区。本文同时指出了研究与发展利用遥感技术进行营养胁迫监测的方法和着重点。     

水分亏缺对冬小麦冠层温度影响的研究

采用不同方法模拟冬小麦缺水状况,测定冠层温度日变化过程及不同处理叶面温度变化的结果表明,水分亏缺使冠层温度升高1.5～2.0℃。长期干旱使作物生长不良,冠层温度对土壤水分亏缺敏感程度下降。     

玉米冠层对喷灌水量空间分布的影响

作物冠层对喷灌水量分布的明显影响，为了弄清楚作物冠层对喷灌水量分布的影响作用，该文以春玉米为研究对象，进行了多组试验，初步探讨了在不同生育期玉米冠层上部与下部水量的分布情况。田间试验结果表明，玉米冠层对喷灌水量近地表附近分布均匀度有很大影响。喷灌水量到达玉米冠层后，通过4种途径落向地面，即：秆径流水量、叶尖水量、叶下水量和行间水量。这4部分水量在其分布点上的均匀程度很高，但作为一个整体，其水量的连续分布均匀性则很差。可见冠层对喷灌水量分布的影响不容忽视，有必要进一步弄清它们之间的影响机理，这将为喷灌制度的设计提供重要依据。     

极端高温对冬小麦冠层碳同化的影响

以涡度相关通量观测系统对山东禹城冬小麦农田碳通量进行11年(2003—2013年)连续观测,定义该11年内灌浆期日最高气温(Ta_max)的第95百分位数(30.58℃)为极端高温(EH)阈值。选择2004年和2012年中两个典型EH日和非极端高温(non-EH)日,对比分析EH对净生态系统生产力(NEP,白天)的影响特征与机理。结果表明:2004年EH日Ta_max比non-EH日高3.10℃,白天NEP总量低3.25 mg(CO2)?m?2?s?1,降低比率19.77%;2012年EH日Ta_max比non-EH日高3.17℃,白天NEP总量低6.04 mg(CO2)?m?2?s?1,降低比率19.17%。两年中,EH日与non-EH日的光合有效辐射(PAR)与NEP均呈显著二次曲线关系,但在PAR1 000μmol?m?2?s?1时段(该时段NEP总量占白天NEP总量的52.31%以上)则没有显著相关关系。随着PAR的增强,EH日和non-EH日的NEP差距有扩大趋势;在PAR1 000μmol?m?2?s?1时段,两者差异显著。无论全天还是仅PAR1 000μmol?m?2?s?1时段,空气相对湿度(RH)与NEP均没有显著相关关系。在4个观测日中,0~20 cm土壤含水量(SWC)均为田间持水量的80%左右,在冬小麦灌浆期适宜的土壤含水量范围内,对冠层碳同化无抑制作用。从全天看,EH日和non-EH日的气温(Ta)与NEP相关性均不显著,但在PAR1 000μmol?m?2?s?1时段,Ta与NEP则有显著负相关关系,Ta上升1℃,NEP降低7.28%~9.53%(2004年)和6.94%~10.42%(2012年)。因此华北平原冬小麦灌浆期极端高温(30.58℃)对冠层碳同化有显著抑制作用,在EH日,Ta对NEP抑制的贡献率为59%~83%,Ta升高1℃,白天NEP总量降低6.05%~6.37%。     

夏玉米茎流速率和茎直径变化规律及其影响因素

为了揭示夏玉米茎流速率和茎直径的变化规律及其影响因素,该研究对夏玉米生育中期的茎流变化和茎直径微变化过程进行监测,分析了二者的日变化过程及相关关系、茎流速率与环境因子之间关系、茎直径随土壤含水率的变化规律。结果表明：茎流速率日变化过程呈单峰曲线型,其变化受太阳辐射、饱和水气压差、风速等气象因子的影响显著,通过对实测数据的分析得到了茎流速率与上述气象因子的线性回归方程,为今后利用气象因子预测夏玉米的叶面蒸腾量提供了基础;茎直径微变化的日变化过程也呈现明显的昼夜变化规律,白天收缩,夜晚复原,每日茎直径最大值随土壤含水率的降低而减小,二者之间呈线性相关关系,依据这一关系可利用茎直径微变化诊断作物缺水状况。     

基于冠层上下部温差的冠层阻力计算

为了研究交替隔沟非充分供水下玉米冠层阻力的计算方法,于2009—2010年在中国农业科学院农田灌溉研究所作物需水量试验场进行了田间试验.根据实测资料分析了玉米气孔阻力与各环境因素的关系,基于 Jarvis (1976)多因子冠层阻力模型,引入冠层上、下部温差变量(ΔTc),提出了交替隔沟非充分供水下玉米冠层阻力的计算方法,即基于ΔTc的冠层阻力法,并分别与Jarvis(1976)、Ortega-Farias(2004)和Brisson et al(1998)法作对比研究,验证其准确性.结果表明,Javias(1976)、Ortega-Farias(2004)、基于ΔTc的冠层阻力法和Brisson (1998)的日平均冠层阻力计算结果分别为355.93、318.75、300.61和253.42 sm-1.其中,Ortega-Farias(2004)法和Javias(1976)法模拟结果分别偏高9.70%和22.50%;Brisson(1998)法模拟结果偏低12.78%;基于ΔTc的冠层阻力法计算结果比实测值偏高3.46%,二者的相关性最好,其计算结果与实测值间的平均绝对误差(MAE)、标准差(SD)和拟合度(d1)值分别为2.42、6.77和0.89,R2为0.86,计算精度优于Jarvis(1976)、Ortega-Farias (2004)和Brisson et al(1998)模型.基于冠层上、下部温差的冠层阻力计算法,考虑了作物、土壤、气候3大因素,模型的模拟范围、数据获取和精度都优于其他方法,能够较准确地表达交替隔沟非充分供水下的玉米冠层阻力.     

中间锦鸡儿4个Fad2蛋白的比较与分析

对中间锦鸡儿(Caragana inwrmedia)4个fad2基因编码的4个蛋白质进行生物信息学分析,结果表明,4个蛋白中只有Fad2-2B有信号肽,其余3个蛋白都没有信号肽剪切位点.Fad2-2A和Fad2-1A二级结构相似,以无规卷曲为主,含少量直链,间或有α螺旋;Fad2-2B和Fad2-1B相似,主要以无规卷曲和直链为主.Fad2-2A蛋白半衰期是220h,其余蛋白的半衰期仅为30 h或31 h;蛋白翻译相对效率Fad2-2B为1,其余都是5.Fad2-1A和Fad2-1B的棕榈酰化位点分别是5个和4个,Fad2-2A和Fad2-2B的棕榈酰化位点分别是8个和9个.4个Fad2蛋白信号肽分析、蛋白质二级结构、磷酸化位点数量、稳定性和蛋白翻译效率、棕榈酰化位点数量等都有所不同,为进一步研究基因分工、调控方式,以及为实现对锦鸡儿属植物脂肪酸成分直接、精确调控提供了信息.     

中间锦鸡儿四个fad2蛋白的比较与分析

采用RT-PCR和RACE的方法从中间锦鸡儿中克隆了四个fad2基因,对其编码的四个蛋白质进行生物信息学分析表明,这四个fad2蛋白跨膜区域、信号肽分析、蛋白质二级结构、磷酸化位点数量、棕榈酰化位点数量等都有所不同。这为进一步研究基因分工、调控方式打下了基础,为实现对锦鸡儿属植物脂肪酸成分直接、精确调控提供了保证。     

植物冠层对氨的吸收研究进展

植物冠层吸收大气中的NH3是植物与大气NH3交换的一个主要过程。本文对植物冠层吸收NH3的吸收机理、研究方法和影响因素、以及大气NH3浓度升高对植物N循环的影响进行了总结,对植物冠层吸收NH3研究中存在的问题进行了讨论,并介绍了水稻冠层吸收施肥后挥发NH3的最新研究结果。     

青海云杉茎流特性及其影响因子研究

选取黄土高寒区青海省大通县青海云杉纯林地,于2008年采用热扩散法茎流技术对该区主要乔木树种青海云杉树干液流进行长期连续观测,并用自动气象站记录试验地的太阳辐射、气温、空气相对湿度、降雨量以及风速等气象因子.结果表明,不同胸径树干茎流速率有很大差异,20 cm胸径的样树比10cm胸径的茎流速率大;20 cm胸径各月茎流速率变化相似,没有太大差异,而10 cm胸径各月茎流速率差异明显,5月和8月大,6月小,7月介于中间,说明胸径越小的树木受外界环境影响越显著,茎流速率变化越剧烈,大胸径受环境影响小,具有很强的自身调节能力,环境适应性强;4个月总降雨量为409.1 mm,接近于多年平均降雨量,总蒸腾量为386.45 mm,5月份缺水38.71 mm,6月份余水74.68 mm,7月份余水20.92 mm,8月份余水45.76 mm.