生物基可降解沙障对毛乌素沙地表层土壤水分空间异质性研究

采用经典统计学与野外实地调查相结合的方法,对毛乌素沙地铺设的生物基可降解(PLA)沙障内和对照裸沙丘土壤含水量空间异质性对比分析,研究结果表明:铺设PLA沙障后沙丘土壤含水量较对照裸沙丘有明显增加的趋势,土壤含水量在不同深度土层间差异显著;铺设PLA沙障后沙丘土壤含水量变异系数较裸沙丘升高了6%左右,其基台值显著高于裸沙丘,变程由8. 91减少到3. 25,其土壤含水量空间异质性增强,使得土壤水分空间分布趋于离散状态,但两者均属中等程度变异。PLA沙障的铺设对沙丘表面土壤水分保持具有一定固持作用,可为后期天然植被恢复提供有利的先决条件。     

黑龙江省西部土壤风蚀风洞试验研究

针对黑龙江省西部地区2种主要易蚀土壤风沙土和黑钙土,对其风蚀过程中的主导因子对风沙流结构特征及风蚀量的影响特征进行风洞试验。结果表明:土壤风沙流多分布在30cm的高度范围内,风沙土与黑钙土风蚀量分别占总风沙量的99.80%和96.89%;在70cm高度范围内,风沙土风蚀量与高度的关系遵循多项式规律,黑钙土风蚀量与高度关系遵循对数函数规律关系;风沙土风蚀临界土壤含水量为2%,黑钙土风蚀临界含水量为6%,土壤含水量大于临界含水量时土壤风蚀会得到有效控制;相同风速下,2种土样的风蚀量均随含水量的增加而减小,风沙土呈负指函数关系,黑钙土呈二次函数关系。     

不同土壤水分条件下雷公藤的生长及光响应特征

选择2年生雷公藤盆栽扦插苗为实验材料,研究了不同土壤水分条件下(土壤含水量分别为土壤田间持水量的80%、60%、40%和20%)雷公藤的生长及光响应特征,结果表明:在4种水分条件下,雷公藤枝条和叶片的生长量及叶片质量均随土壤含水量的增加而逐渐增加,土壤含水量为80%时生长量较好,叶绿素含量及比叶鲜重、干重均较高,土壤含水量为20%时生长相对较差,与各处理间差异显著;随着水分胁迫的加重,雷公藤的光合和蒸腾速率逐渐降低,不同土壤水分条件下,雷公藤光合与蒸腾的光响应均表现出一致的变化趋势,即随着光照强度的增加,其光合与蒸腾速率均呈先上升后下降的趋势。     

PLA沙障对毛乌素沙地新月形沙丘土壤水分的影响

以毛乌素沙地铺设PLA沙障的新月形沙丘不同部位0-60 cm的土壤水分为研究对象,通过野外实地观测、采样和室内实验分析相结合的方法,对各个采样点的土壤含水量进行测量和分析。结果表明：土壤含水量受地形影响明显,从丘间低地、沙丘底部、沙丘中部到沙丘顶部土壤含水量依次降低;PLA沙障增强了沙丘土壤保持水分的能力,障格内土壤含水量明显高于裸沙丘上的土壤含水量,并且障格内土壤含水量变化趋势稳定,规律明显;PLA沙障对沙丘0-40 cm的土壤含水量影响较大。综合分析认为PLA沙障的配置在本研究区内对沙丘土壤水分保持有一定作用,能为后期的植被恢复提供有利的水分条件。     

固定沙丘土壤水分时空动态变化研究

通过对浑善达克沙地固定沙丘土壤水分的连续观测,研究了沙丘土壤水分时空动态变化规律。结果表明：固定沙丘不同部位生长末期土壤含水量低于生长初期,季节动态变化明显,可分为3个时期,土壤水分积累期（3—5月）、土壤水分消耗期（6～9月）、土壤水分稳定期（10月至翌年3月）;在空间上,各样地土壤含水量均随深度的增加而有所增加,整个土壤剖面自上而下按水分变化规律可划分为3层：表面干沙层、水分活跃层、水分相对稳定层。在不同部位各层的厚度并不相同,固定沙丘不同部位的水分也不相同,总体来说坡脚〉坡腰〉坡顶。     

秦王川灌区种植春小麦与披碱草对耕地风蚀的影响差异

为探寻防治秦王川灌区耕地风蚀危害的可行措施,以春小麦和披碱草及其下方土壤为研究对象,通过测定植物(或根茬)的盖度、高度和地表生物量及耕地地表的粗糙度、湿度、土壤含水量和细颗粒物损失量,比较了不同处理下耕地土壤受风蚀危害的差异。试验结果表明:种植披碱草的地表植被盖度、高度和地表生物量均显著大于种植小麦地(P0.05);而地表粗糙度、湿度和土壤含水量在各处理间的大小顺序均为:披碱草地小麦地裸地;在风蚀期间,耕地受到的风蚀均表现为:秋末冬初风蚀较大,冬季减弱,春季又明显加重的"U"形曲线模式,在此期间的3~5月份风蚀最严重,但秋末的风蚀危害也不容忽视;在风蚀最严重的春季,小麦地与裸地的地表细颗粒物损失量相近;而种植披碱草可显著降低耕地风蚀危害、降幅可达43%。     

彰武北部沙地不同植被覆盖下土壤水分状况研究

通过对彰武北部沙地乔、灌、草、农田、沙丘的土壤水分和物理性质研究得出:沙土表层(0~50 cm)含水量受降雨影响显著,100 cm以下影响不明显;地表植被不同则对水分的保持效果、水分在土壤中的垂直分布(0~300cm)、水分有效性和土壤下渗影响有所不同。     

水蚀风蚀交错区典型人工林土壤水分亏缺特征

为充分了解水蚀风蚀交错区典型林地土壤水分差异性及其生态水文效应,选择陕西省延安市吴起县水蚀风蚀交错区长城镇退耕还林后形成的典型人工林(小叶杨、山杏、山桃、柠条、河北杨和沙棘林)为研究对象,采用烘干法测定土壤含水量,分析0~300 cm土层土壤水分季节变化特征、贮水量特征和土壤贮水亏缺程度。结果表明:在0~300 cm土层,6种林地土壤水分具有明显的垂直变异特征,即随着土层深度的增加,土壤含水量先升高后降低;6种林地各土层的土壤含水量均具有明显的季节变化特征,且变异系数在表土层较大,随着深度的增加而减小;6种林地土壤水分活跃层存在一定的差异性;其中,沙棘林土壤水分活跃层最深(0~80 cm),其它林地相对较浅(20~40 cm);在0~100 cm土层,各林地土壤贮水量垂直变化趋势差异较大,且小叶杨、河北杨与沙棘林差异显著(P<0.05),沙棘各季节土壤贮水量随着土层深度的增加呈现先增大后减小的趋势。不同植被类型土壤贮水亏缺度存在差异,土壤水分亏缺度在季节上表现为秋季>春季>夏季。     

土壤含水量和光照对祁连圆柏光合生理指标的影响

采用人工控制土壤水分的方法,测定不同土壤含水量条件下祁连圆柏苗木的蒸腾速率、净光合速率和水分利用效率等指标,分析祁连圆柏在不同土壤含水量和光照条件下光合生理响应特征及其变化规律。结果表明:祁连圆柏的蒸腾速率、净光合速率均随着土壤含水量的增加呈先上升后下降的趋势。光合有效辐射在400-2 000μmol/(m~2·s)范围内,祁连圆柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率均呈现最高值。土壤水分含量在17.04%、15.54%和11.77%时,祁连圆柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率达到最高值,土壤含水量11.7%-17.04%是祁连圆柏生长最适宜的土壤水分区间。     

不同土壤水分对信阳五月鲜桃光合作用日变化的影响

为探讨土壤水分变化对信阳五月鲜桃光合作用日变化的影响,以2年生信阳五月鲜桃幼树为试材,应用Li-6400光合作用测定系统,测定5个水分梯度下信阳五月鲜桃叶片光合参数的日变化过程。结果表明:当土壤相对含水量大于74.9%时,信阳五月鲜桃光合速率、蒸腾速率以及水分利用效率都维持在一个较高的水平。当土壤相对含水量为92.5%时,光合速率和蒸腾速率均有所下降,这主要是由于气孔因素的限制引起的。当土壤相对含水量为55.7%时,光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均表现出了较好的变化趋势,但依然低于高水分状态下的光合蒸腾值。当土壤相对含水量低于24.1%时,光合作用降低的主要因素转为非气孔限制因素。信阳五月鲜桃最适的光合作用和最高的水分利用效率的土壤相对含水量为74.9%左右。     

不同土壤水分条件下保水剂对杨树水分利用效率的影响

比较了不同保水剂使用量下土壤有效贮水量,设置3种土壤水分条件(田间持水量的70%、55%和40%)研究了保水剂对杨树水分利用特征的影响。结果表明,随着保水剂用量的增大,土壤有效贮水量增加;随干旱程度增加,叶片水势和生物量降低。三种土壤水分条件下,随着保水剂用量的增加,灌水量显著减少;同一保水剂用量情况下,中度土壤干旱条件下水分利用效率最大;随着保水剂用量的增加,各干旱条件下水分利用效率相应上升。     

利用氘同位素研究太行山南麓枣树水分利用的季节性变化

通过测定水中氘同位素的比值来研究枣树在不同水分条件下水分利用的季节性变化.试验结果显示:深层土壤δD值比较稳定,表层土壤水因蒸发而产生氢同位素的分馏,氘同位素富集,旱季表层土壤δD值与土壤含水量呈极显著负相关(R2=0.69,P＜0.01).枣树枝条δD值与表层土壤δD值呈极显著的正相关(R2=0.75,P＜0.01),与深层土壤δD值相关性不强,表明来源于表层土壤的水分能显著地影响到枝条δD值变化.雨季的降水不但增加表层土壤水分含量,也促使表层新根的生长.其根长比旱季增加621.46%,尤其是细根(平均直径0.16mm),从而提高根系对表层土壤水分的吸收.枣树枝条中的水分有一半以上来自于深层土壤,表层土壤水分的贡献决定枣树体内的水分平衡和受胁迫的程度.枝条中的δD值与枝条栓塞程度、叶片水势和光合速率显著相关,枝条δD值可以作为水分生理状态的一个指标.利用枝条δD值来量化植物水分欠缺程度,可以为植物水分利用效率研究提供参考.     

祁连山2种植被下冻土的季节变化及数值模拟

[目的]探究祁连山地区冻土的季节性变化以及植被对祁连山季节冻土的影响,建立冻土深度与温度的关系。[方法]对比观测了祁连山排露沟小流域的阴坡青海云杉林下土壤和阳坡草地土壤冻结融化过程,定量分析土壤冻结层随季节的变化。[结果](1)祁连山区季节性冻土每年10月中下旬开始冻结,4月冻土层上界面开始融化,8月消融完毕。该冻结融化过程可划分为单向冻结、单向融化和双向融化3个阶段段。(2)青海云杉林内土壤的冻结起始时间与草地土壤基本相同,但冻结速率比草地快,最大冻结深度比草地大;青海云杉林土壤冻结层融化阶段的起始时间亦与草地基本相同,融化速率相近,但青海云杉林下冻土融化持续的时间更长。(3)积温决定土壤冻结融化进程,当冻结小时积温达到约-460℃·h,土壤开始冻结;当小时积温达到约62℃·h,土壤冻结层的上界面开始融化。[结论]土壤冻结层深度与小时积温的相关系数达到0.9以上,可用于预测预报冻土的冻结状态。     

修剪与覆盖对黄土丘陵区枣林土壤干层的修复效应

【目的】探究修剪与覆盖对黄土丘陵区旱作枣林土壤水分的影响,为该区林地土壤干层修复提供科学依据。【方法】2012—2015年,以典型黄土丘陵区枣林及农田为研究对象,设计10种试验处理:常规(PI-1)、轻度(PI-2)、中度(PI-3)、重度(PI-4)修剪;林下秸秆、石子覆盖、地膜覆盖、林下裸地;PI-4+塑料膜覆盖;农地。并采用中子水分仪定位监测土壤剖面水分含量,探讨不同处理下的土壤水分状况。【结果】与相似条件下的旱作农地相比,15龄旱作山地枣林土壤干层深度达560 cm,年均耗水量高出农地19.7 mm;不同修剪处理间,枣林土壤含水量存在显著差异(P0.05),4种修剪处理土壤含水量表现为PI-1PI-2PI-3PI-4;在常规修剪情况下,采取林下秸秆、石子覆盖和地膜覆盖的枣林地土壤水分含量都显著增加(P0.05),分别比林下裸地土壤储水量增加31.8~43.1、69.9~71.4和84.0~92.7 mm;地膜覆盖储水量在枣林休眠期达339.45 mm,显著高于石子覆盖和林下秸秆处理(P0.05);PI-4+塑料膜覆盖处理土壤水分与农地土壤水分在枣林生育期无显著差异(P0.05),但在休眠期枣林土壤含水量高于农地。【结论】增加枣树修剪强度可明显减少林地耗水;全年林地覆盖更有利于生育期土壤水分储存并可有效降低林地休眠期土壤水分损失;适度修剪+全年地膜覆盖可有效防治林地土壤干层加重或发生。     

黄土丘陵区土壤水分对山桃光合及蒸腾等生理参数的影响

应用英国PPS公司生产的CIRAS-2型光合作用系统,在半干旱黄土丘陵沟壑区,测定了3年生山桃苗在不同土壤水分条件下叶片光合及蒸腾等生理参数的日变化特征.结果表明:不同土壤水分条件下,光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的日变化过程呈现不同的变化规律.土壤相对含水量为57.3%、70.1%、80.2%时,光合速率的日最大值分别出现在13:00、9:00、13:00,分别为10.51、12.52、9.25 μmol·m-2·s-1,日均值分别为6.83±4.92、6.40±4.43、5.66±3.44 μmol·m-2·s-1;在其它水分条件下,光合速率有明显午休现象.蒸腾速率的日变化过程与光合速率相似,土壤相对含水量为57.3%、70.1%、80.2%时,最大值均出现在13:00,日均值分别为1.91±1.03、3.27±2.09、2.90±1.70 μmol·mol-1.在所测水分范围内水分利用效率上午时段的最大值大部分出现在7:00或9:00,下午时段最大值出现的时间相差较大.当土壤相对含水量大于57.3%时,山桃光合速率下降的主要原因是气孔限制引起的,在其它土壤水分条件下,山桃在上午时段(13:00以前)以气孔限制为主,而下午时段(13:00以后)转变为以非气孔限制为主.依据光合速率、蒸腾速率和水分利用效率与土壤水分的定量关系,在半干旱黄土丘陵沟壑区,维持山桃正常生长的适宜水分范围是土壤相对含水量为30.9W.3%,应选择阴坡或半阴坡进行栽培.     

水分胁迫下实生桑苗光合特性的研究

以1 a生实生桑为试材,采用盆栽控水法,设置了4个土壤水分处理(土壤相对含水量分别为75%~80%、65%~70%、45%~50%和25%~30%),研究水分胁迫对光合作用的影响,意在为不同立地条件下栽培实生桑提供理论依据。结果表明,除土壤含水量为25%~30%处理外,净光合速率日变化均呈现"双峰"型,有明显"午休"现象;在土壤水分胁迫下,叶绿素含量(CHL)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均随土壤含水量下降而下降,胞间CO2浓度(Ci)在土壤相对含水量45%~50%前后呈先下降后上升的趋势;光合参数间相关性随土壤相对含水量的下降而逐渐下降。     

水分胁迫对短梗大参生理生化特征的影响

为了探索短梗大参对水分胁迫的适应性,提供其引种驯化和园林栽培依据,以2年生短梗大参苗木为试验材料,采用盆栽试验和称重控水法进行土壤水分胁迫(设置土壤相对含水量分别为田间最大持水量的80%、70%、60%和50%,以田间最大持水量100%为对照),研究不同水分胁迫对短梗大参生理生化特征的影响。结果表明:短梗大参叶片相对含水量随着土壤水分胁迫程度加强而降低,最大降幅达34.50%;质膜在水分胁迫下易遭受破坏,在严重水分胁迫下相对质膜透性高达79.85%,丙二醛(MDA)含量增幅达121.07%;渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖的含量在水分胁迫下增加,至土壤相对含水量70%时达到最高,分别比对照升高34.73%和40.39%,而可溶性蛋白质含量下降;总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量在水分胁迫下降低,而叶绿素a与叶绿素b的比值升高。     

冻结红松和大青杨湿木材内部水分存在状态及含量测定

为对立木在冬季冻结时内部水分存在状态及含量进行研究,采用差示扫描量热仪(DSC204)分别对红松和大青杨湿木材试样进行降温(20℃到-60℃)和升温(-60℃到20℃)扫描测试,通过DSC曲线观察木材中水分冻结和融化所产生的放热峰和吸热峰位置,并采用积分法计算吸热峰面积,估计木材中水分存在状态及含量。结果表明:1)采用DSC能够对冻结木材中水分存在状态、含量进行比较清晰的判定,从DSC曲线可知,冻结湿木材中含有冻结自由水、冻结结合水和非冻结水3种类型水分;2)温度降低时,红松和大青杨中自由水冻结产生的放热峰位置约为-13℃和-18℃;温度升高时,冻结结合水和自由水融化所产生的吸热峰位置分别约为-0.4℃,6℃和0.8℃,9℃;3)温度-60℃时,红松边材晚材、边材早材、心材晚材和心材早材试样中冻结水占木材总含水量的80.3%,75.8%,75.2%和77.3%,而大青杨分别为69.4%,68.5%,63.3%和89.0%。     

土体冻结对采煤塌陷区风沙土含水量的影响

通过测定和计算毛乌素沙地南缘补连塔采煤塌陷区和非塌陷区风沙土春季解冻前后土壤含水量,研究土体冻结对采煤塌陷区风沙土含水量的影响.试验结果表明:在土体冻结及有积雪时,2005、2004年塌陷区质量含水量比对照区分别降低了4.3%和3.5%;土体解冻后,2005、2004年塌陷区容积含水量比对照区分别降低5.2%和6.2%.说明土壤冻结与积雪有利于缓解采煤塌陷区水分亏缺.     

秦王川灌区种植牧草抗风蚀及减少养分流失效应研究

为了探究种植牧草对秦王川灌区土壤风蚀和养分的影响,试验以种植春小麦和无芒雀麦地及裸地(CK)为研究对象,通过测定植被地表的盖度、高度、地上生物量以及地表湿度、粗糙度、土壤含水率和地表风蚀量,比较了不同处理对地表土壤细颗粒物和土壤养分流失的差异。结果表明:裸地风蚀量最大、达1.7 kg/m~2,小麦地次之,雀麦地最小、仅为0.8 kg/m~2;小麦和雀麦地土壤有机质分别比裸地提高近5.5%和7.3%,土壤有机质损失量大小顺序为裸地小麦地雀麦地;植被盖度、地表湿度、地表粗糙度和土壤含水率等指标的大小顺序均为:雀麦地小麦地裸地。在风蚀季节,秦王川灌区裸地的风蚀量和有机质流失量均为最大,种植雀麦可显著减少耕地土壤风蚀危害,减少土壤有机质流失。