整地时期对土壤物理性质及苹果幼树的影响

为了提高陕北黄土丘陵沟壑区苹果幼树的栽植成活率和保存率,对3个穴状整地时期的土壤物理性状及苹果幼树生长状况进行了监测研究.结果表明,穴状整地后土壤容重降低,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度提高.雨季前穴状整地提高了春季和幼树生长前期的土壤水分,减小了土壤日温差,提高了苗木成活率,促进了树体生长.但雨季后和春季穴状整地降低了春季和幼树生长前期的土壤水分,加大了土壤日温差,降低了苗木成活率,削弱了树体生长,并且加深了定植当年的地面塌陷深度,降低了苹果幼树冬春季的枝条含水量,提高了枝条抽条指数,降低了苗木保存率.陕北丘陵沟壑区栽植苹果时应该在雨季前穴状整地.     

陕北黄土丘陵沟壑区苹果叶片的吸水能力

为了明确苹果叶片的吸水性能,评价苹果树冠截留及叶片的抗病能力,利用吸水纸吸水和湿棉纱布供水,在陕北黄土丘陵沟壑区测定了富士、秦冠苹果叶片正面、背面及双面的吸水能力。结果表明,2个苹果品种叶片正面、背面、双面的吸水量均随吸水时间的延长而增加,呈一元三次多项式关系;吸水速率则随吸水时间的延长而降低,其中叶片正面的吸水速率与吸水时间均呈一元四次多项式关系,背面、双面均呈一元三次多项式关系,且秦冠叶片正面的吸水速率与吸水时间的相关性较差。富士苹果叶片的正面、背面和双面在0~80min内吸水量及吸水速率较大;秦冠苹果叶片的背面和双面在0~60min内较大,正面在0~240min内变化较小。两个品种叶片的吸水量及吸水速率均表现为双面最高,背面居中,正面最低。富士苹果叶片正面、背面、双面的最大吸水量、最大吸水速率均高于秦冠。     

陕北黄土丘陵沟壑区川旱地不同耕作法的土壤水分效应

利用一元四次方程模型很好模拟川旱地小不同耕作法的土壤水分动态及耗水量动态规律，根据回归曲线将土壤水分动态分为四个阶段，不同耕作法在不同阶段失墒量显然不同。小麦在整个生育期土壤失墒量趋势为：垄沟＋覆盖＞平播＋垄沟。同时认为，小麦生育前期耗水量对产量贡献甚微，生育后期耗水量对产量贡献较大，垄沟耕作在小麦生育前期比平播的水分损耗要多，垄沟的增产作用主要表现在生长后期，为了避免生长前期失墒量及耗水量较大，     

不同栽植模式对河岸带治理效果的影响

通过应用胸径10～20 cm的柳树作为护岸树种,对沿着河流方向、垂直河流方向和品状聚集3种栽植模式进行了研究,同时对品状聚集模式中顶尖朝向对成活率和防护率影响进行了研究。结果表明：品状聚集模式的成活率和有效防护率为最大,其中有效防护率显著高于其它2种栽植模式;品状聚集模式平均淤积深度和冲淤量显著高于其它2种栽植模式;品状聚集模式中,顶尖朝向上游栽植模式成活率、平均淤积深度和冲淤量均显著高于其它2种模式。综上所述,“品状聚集和顶尖朝向上游来水方向”的栽植新模式为河岸带治理最佳模式,其有效防护率和平均淤积深度最大,分别是93%和0.54 m。     

黄土丘陵沟壑区不同植被覆盖对土壤氮素的影响

以纸坊沟的3个不同植被覆盖下的自然坡为对象,研究了氮素沿坡而的变化规律.结果表明:不同植被覆盖下土壤中碱解N含量的变化和全氮的变化基本相同,其基本变化趋势为:刺槐地土壤>柠条>茭蒿,只是全氮的变化幅度更大一些.茭蒿覆盖下的硝态氮含量明显少于刺槐和柠条;全氮和硝态氮在同种植被覆盖下滑坡面变化为坡下>坡上>坡中,铵态氮变化总的趋势没有硝态氮和全氮的变化趋势那么明显;而且,在不同的植物覆盖下的坡间差别也不是很明显,甚至出现了交叉的现象.同时由刺槐的变化可以看出林草结合在防止氮素流失和提高土壤的氮素富集上要比单独一种植被覆盖强的多.     

不同砧木对欧李嫁接成活及果实品质的影响

为探讨不同砧木对欧李（Prumus humilis）嫁接成活率及果实品质的影响,本研究以欧李自根苗为对照,对比分析了3种砧木（长柄扁桃、毛樱桃、山杏）嫁接欧李的成活率、根癌病发病率和果实品质性状差异,并通过主成分分析对不同砧穗组合和自根苗进行综合评价。结果表明,欧李/长柄扁桃的嫁接成活率为87.33%,且移栽三年后的成活率为98.00%。不同砧木嫁接欧李的根癌病发病率为0,而欧李自根苗的根癌病发病率为18.41%。与自根苗相比,嫁接苗的单株产量和果实可滴定酸含量有所下降,但其他果实品质得到提升,其中,欧李/长柄扁桃的单果重、果实横径、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、花色苷含量等最高,欧李/毛樱桃的果实钙含量和锌含量最高,欧李/山杏的果实固酸比、类黄酮含量和铁含量最高。利用主成分分析对不同砧穗组合和自根苗的嫁接成活率和果实品质性状进行综合评价,欧李/长柄扁桃D值为0.746,综合评价排名第一。综上,嫁接可以降低欧李的根癌病发病率,改变其果实品质,以长柄扁桃为砧木嫁接的欧李综合性状最佳。本研究结果可为欧李嫁接苗的推广提供数据支持。     

棕壤中长期低剂量铜胁迫对苹果幼树的毒性效应

通过600d的土培试验,研究了棕壤中土壤环境质量二级标准附近的低剂量Cu长期胁迫对苹果幼树（藤木一号/八棱海棠）生长的毒害效应,并利用PAGE同工酶电泳研究了植株的保护性反应。结果表明,苹果树通过增强4条过氧化物酶（peroxidases,POD）同工酶的表达,弥补了6条POD同工酶活性的降低,使POD总活性显著增强（P〈0.05）,叶片细胞膜透性未出现显著变化（P〉0.05）,在一定程度上保护了机体免于长期胁迫致死;但是长期低剂量铜胁迫（160～320mg·kg-1）仍导致苹果树生长迟缓,春梢快速生长期推迟17～37d,土壤施加铜160和240mg·kg-1的苹果树生物量比对照分别降低25.87%和29.84%（P＆lt;0.01）,而且胁迫600d后所有铜处理植株根系均伴有感染真菌病害（白纹羽病）的间接毒害效应。表明长期的、即使是低剂量的铜胁迫仍会对苹果树生长造成显著的毒害效应,土壤铜含量在土壤环境质量标准（果园二级标准为150～200mg·kg-1）附近的果园重金属铜污染问题仍需引起进一步重视。     

农艺措施对苹果幼树长期低剂量铜胁迫的影响及缓解效果分类

为探讨农艺措施对铜胁迫苹果树毒害效应的缓解效果,利用长期盆栽试验（600d）,研究了棕壤上介于我国土壤环境质量二、三级标准间的低剂量铜胁迫下,钙（CaCO3）、铁（FeSO4）、钾（K2SO4）以及半腐熟鸡粪（CM）对苹果幼树生长和果实铜积累的影响。结果表明,320mg·kg^-1的铜胁迫600d导致苹果树春梢萌动迟缓,生物量、果实数量下降,果实铜含量升高（P〈0.05）。施加CaCO3对铜胁迫苹果树的生长（新梢萌发和果实数量）有明显的缓解效果,并降低果实铜含量（P〈0.05）,降低通过食物链危害人类健康的风险。K2SO4虽能够缓解铜胁迫对总生物量的抑制作用,却导致果实数量减少,果实铜含量增高（P〈0.05）。FeSO4和CM对于植株生物量和果实数量没有明显的缓解作用（P〉0.05）,但能降低果实铜含量（P〈0.05）。综合考虑对果树生长和人类食品安全的影响,将缓解效果分为“安全的解毒”、“安全的不解毒”、“危险的解毒”和“危险的不解毒”4类。K2SO4属于“危险的解毒”,在农用棕壤上应慎用;FeSO4和CM属“安全的不解毒”;CaCO3属于“安全的解毒”,具有较好的缓解毒害和降低食品安全风险的效果。     

根域水分亏缺对涌泉灌苹果幼树产量品质和节水的影响

为了有效提高山地苹果树的水分利用效率（water use efficiency,WUE）以及合理分配灌溉用水,该文以陕北黄土高原地区山地苹果树为研究对象,通过大田试验,研究了涌泉根灌（surge-root irrigation,SRI）条件下水分亏缺对苹果树生长、产量、品质及WUE的影响。试验于2016—2018年分别在萌芽期（I）设置轻度（L）、中度（M）和重度（S）3个水平亏缺处理,在开花坐果期（II）和果实膨大期（III）分别设置L和M 2个水平亏缺处理,另设全生育期充分灌溉（FI）与不灌水（NI）作为对照,共9个处理。结果表明：苹果树各生育期耗水量由大到小依次为III期、II期、I期、果实成熟期（IV）,其中III期耗水量占全生育期耗水总量的59%~71%,远高于其他3个生育阶段。调亏灌溉与FI相比节水效果显著（P<0.05）,且其一定程度上抑制了苹果树新梢生长,苹果树水分调亏程度大的处理在下一个阶段复水后其耗水量越大。水分亏缺可调节苹果的品质,I期进行水分亏缺对果实含水率、可溶性物质含量和可溶性还原糖含量的影响均不显著（P>0.05）,III期进行水分亏缺可增加果实硬度,降低单果质量、优果率和果实含水率,因此不宜在苹果树III期设置水分亏缺;而在苹果树II期进行水分亏缺使果实硬度略有增加,果实含水率略有下降,同时单果质量、优果率、可溶性物质和可溶性还原糖含量提高,使苹果更甜且易存储。其中II-M处理的苹果产量、品质及WUE均达到较高水平,建议最优的水分调亏应是II-M处理。该研究可为陕北山地苹果水分管理、精准灌溉提供理论与技术参考。     

黄土高原沟壑区种植植物和施肥对土壤矿质氮的影响

[目的]筛选能快速提升黄土高原沟壑区矿山废弃地土壤肥力的适宜恢复植物种类和种植模式,为该区实现资源的优化配置和促进农业的可持续发展提供科学依据。[方法]选取白三叶、草木樨、紫穗槐、柠条、黑麦草5种植物试材,在中国科学院长武农业生态试验站的模拟弃土场上做长期连续定位监测试验,监测不同速效氮处理下各植物小区0—10cm,10—20cm土层的养分含量变化。设3种施肥处理:A:设施有机肥(羊粪),施肥量为30 000kg/hm~2;B:施秸秆,施肥量为9 000kg/hm~2;C:不施肥,作为对照。[结果]与对照相比,单播模式土壤平均硝态氮含量为9.05mg/kg,比对照提高0.44mg/kg;混播模式土壤平均硝态氮含量为9.02mg/kg,比对照提高0.41mg/kg。单播模式土壤铵态氮平均含量为4.49mg/kg,比对照减少了2.06mg/kg;混播模式土壤铵态氮平均含量为7.06 mg/kg,比对照增加了0.51 mg/kg。[结论]不施肥和施秸秆条件下,单播模式对土壤改良效果优于混播模式;而在施有机肥条件下,混播模式对土壤改良效果优于单播模式。     

黄土高原丘陵沟壑区流域不同水体氢氧同位素特征——以纸坊沟流域为例

为系统、全面地研究黄土高原丘陵沟壑区流域降水、地表水、土壤水的氢氧同位素特征,以纸坊沟流域为研究对象,通过测定流域范围内2015年3—9月降水、地表水、刺槐林土壤水和荒草地土壤水的氢氧同位素组成,分析了各水体氢氧同位素的δD-δ~(18) O关系和季节变化特征,阐明了土层深度、植被类型、坡向和坡位等下垫面因素对土壤水氢氧同位素的影响。结果表明:该流域当地大气降水线方程为δD=6.71δ~(18) O~-_3.22(n=18,R~2=0.96),地表水的蒸发线方程为δD=6.77δ~(18) O-5.32(n=13,R~2=0.72),土壤水的蒸发线方程为δD=3.50δ~(18) O~-_34.00(n=756,R~2=0.76);各水体δ~(18) O富集程度为:刺槐林土壤水≈荒草地土壤水降水地表水。降水与土壤水(刺槐林和荒草地)δ~(18) O季节效应明显,浅层50cm土壤水的平均传输时间约为1个月;地表水δ~(18) O变幅较小、组成均一、季节效应不明显,推断其为多次历史降水混合形成;4种下垫面因素对浅层50cm土壤水氢氧同位素影响程度为:土层深度坡向植被类型坡位。其中,土层深度对浅层土壤水δ~(18) O影响达到极显著水平。不同土层间土壤水δ~(18) O差异性随土层深度差值的增大而增大,且深度差超过15cm后呈极显著差异,推断纸坊沟流域地表15cm土层为受降水和蒸发影响的土壤水分活跃区。     

黄土丘陵沟壑区不同土地利用类型水土流失效应

为了探究黄土丘陵沟壑小流域不同类型植被措施的水土保持效益,以地处黄河中游内蒙古段的圪坨店小流域为研究区,建立6个投影面积为5 m×20 m的径流监测小区,基于野外径流小区定位监测和降雨监测数据,分析不同年份降水特征和坡面不同土地利用类型(油松、沙棘、人工草地、天然草地、农田)对产流产沙的影响,并设置裸地径流小区作为对照,采用不同土地利用类型径流系数和单位面积侵蚀量与裸地的比值表征减流减沙效益。结果表明:研究时段(2014—2017年)内,降水集中分布在6—9月。不同土地利用类型的径流量和泥沙量差异显著(p<0.05),径流量最小的是油松林地,为(4.55±3.25)L; 径流量最大的是裸地,为(412.73±97.09)L。不同土地利用类型径流量具体表现为:裸地>农田(玉米)>天然草地(针茅)>人工草地(苜蓿)>沙棘>油松林。泥沙量观测结果与径流量类似,最小的是油松林,为(0.8±0.38)g/L; 最大的是裸地,为(87.36±15.37)g/L。不同土地利用类型径流系数和侵蚀模数差异显著(p<0.05),其中,农田径流系数最高,为12.26%±1.27%,油松林径流系数最低,为0.09%±0.06%,不同土地利用类型径流系数具体表现为:农田>天然草地>人工草地>沙棘>油松林地。同样的,油松侵蚀模数最低,是(0.002±0.001)kg/(m²·a),农田侵蚀模数最高,为(1.49±0.71)kg/(m²·a)。观测时段内,不同土地利用类型侵蚀模数与径流系数表现一致。综上所述,植被恢复能有效控制水土流失,不同植被措施的减流减沙效益有显著差异,具体表现为:油松>沙棘>人工草地>天然草地>农田。研究结果可为黄河中游内蒙古段植被恢复流域综合治理提供依据。     

陕北丘陵沟壑区坝地发展中有关问题的探讨

坝系相对稳定理论是确定坝地发展规模的重要依据,根据典型小流域坝系调查及科研成果推算,陕北丘陵沟壑区坝地发展空间为17.40万~21.75万hm2,扣除现有淤地坝可淤地面积,尚余有发展空间10.20万~14.55万hm2。在编制坝地发展规划时,要充分考虑陕北坝地现状、径流泥沙削减趋势以及坝地从建设到安全运用的时间等问题,同时对现有淤地坝的除险加固配套是在短期内扩大坝地利用面积的有效途径。从合理利用土地资源,农林牧全面发展方面考虑,陕北的基本农田建设仍应走水、梯、坝综合发展的路子。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植物群落土壤抗蚀性能研究

以黄土丘陵沟壑区安塞县的纸坊沟小流域为例,对小流域内退耕地植被恢复后各群落土壤抗蚀性进行了研究,研究结果表明：（1）从土壤有机质含量指标讲,老荒坡和狼牙刺群落抗侵蚀能力最强,其次是刺槐、沙棘等人工林地,以猪毛蒿为优势种的群落和农耕玉米地抗侵蚀能力最弱;（2）从土壤团聚度、分散率和分散系数指标看,刺槐和黄刺梅群落抗侵蚀性能最强,农耕地和以猪毛蒿为优势种的群落抗侵蚀性能最差,人工林地和其它退耕还草地抗蚀性能居中;（3）从土壤生物结皮盖度讲,抗蚀性能为以茭蒿为优势种的群落〉以铁杆蒿为优势种的群落〉以猪毛蒿为优势种的群落;（4）从土壤侵蚀量来看,刺槐和沙棘群落抗侵蚀性能最强,以猪毛蒿为优势种的群落抗侵蚀性能最弱。综合分析得出抗蚀性能为：老荒坡,狼牙刺〉刺槐,黄刺玫,沙棘〉柠条〉白羊草,茭蒿〉铁杆蒿〉猪毛蒿,农耕地。随着退耕时间的延伸,退耕还林还草地的抗蚀性较农耕地不断提高,而与当地老荒坡群落的抗蚀性越来越接近。狼牙刺群落、刺槐和沙棘群落抗侵蚀性能最好,猪毛蒿群落群落抗侵蚀性能最弱,老荒坡各群落抗蚀性能较强,农耕地抗蚀能力有待提高。     

黄土高原丘陵沟壑区植被恢复过程对土壤剖面矿质氮累积影响--以纸坊沟流域试验区为例

根据不同植被类型和不同植被恢复年限,在位于半干旱黄土高原丘陵沟壑区延安安塞纸坊沟流域采集68个剖面样品,探讨植被恢复过程土壤剖面中残留矿质态氮的变化;同时采取该流域连续14年施用不同肥料处理的坡地长期定位试验剖面土样,研究连续施肥对农田土壤剖面残留NO3--N累积的影响。结果表明,NH4 -N在土壤剖面中的分布和累积基本不受植被恢复及植类型的影响,但NO3--N在土壤剖面中的累积量随植被恢复而下降。林地、草地和农田0～50cm土层平均累积的NO3--N分别为17 4kg/hm2,14 9kg/hm2和39 9kg/hm2;林地和草地剖面中NO3--N累积量所占矿质氮总累积量比例远小于NH4 -N,而对农田土壤,剖面中NO3--N累积量所占比例与NH4 -N所占比例基本相当;农田土壤剖面中NO3--N累积量所占比例显著大于林地和草地。长期定位试验结果进一步证明了在农田连续施用氮肥会显著增加土壤剖面中残留NO3--N累积,当农田退耕还林还草后,累积的这一部分NO3--N因植物吸收利用、土壤生物固定和损失等途径而下降,最终达到低而稳定的水平。     

半干旱黄土丘陵沟壑区几种不同人工水土保持林枯落物储量及持水特性研究

通过对土桥沟流域SW33-SW75坡向的4种类型人工水土保持林（油松纯林、刺槐纯林、侧柏纯林、油松刺槐混交林）林下枯落物储量的调查结合室内持水试验,运用数理统计的方法分别得到4种林分林下枯落物的储量、最大储水量、吸水速率等水文特征参数。结果表明:①4种林分的单位面积枯落物蓄积量2.35～3.32 t/hm²,其由大到小的排列顺序为:油松林>油松刺槐混交林>侧柏林>刺槐林;②4种林分枯落物的最大持水量存在一定的差异。油松刺槐混交林、油松林、刺槐林、侧柏林的枯落物最大持水量分别相当于0.739,0.73,0.663,0.524 mm的降雨。这4种林分枯落物最大可吸收其自身重量2.11～2.90倍的降雨;③4种林分枯落物的未分解层和半分解层的持水量与时间呈线性相关,在浸水的前2 h内,吸水速度较快,随着时间的延长趋势逐渐变缓,当枯落物在水中浸泡8 h时,持水量基本上达到最大值;④枯落物未分解层和半分解层的吸水速率与时间之间存在一定的相关关系,在浸水的前0～2 h,吸水速率较快,4～6 h后下降速率逐渐减缓。     

黄土高原丘陵沟壑区不同植被类型土壤水分动态

在黄土丘陵沟壑区选择典型植被油松林（Pinus tabulaeformis）、柠条（Caragana microphylla）、人工草地（Clover）、农田、荒地和裸地,对其土壤水分进行观测分析。得出结论:观测期内林地和草地的土壤储水量最低,农田和灌木的储水量较高。与荒地和裸地相比,灌木的耗水量少,其次是草地、农田,林地最次。灌木和草地的水分补偿程度较高,其次是农田,而林地是负补偿。这些结果为该地区植被恢复中的植被选择提供了科学依据。     

黄土丘陵沟壑区坡体稳定性影响因素分析

选取黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域为研究区,利用高精度遥感影像(分辨率0.068 m)和DEM (分辨率0.34 m)数据,结合野外调查,对崩塌、滑塌、滑坡、脱落和陷穴等失稳体进行识别,通过统计学、敏感系数方法,利用识别失稳体数据,分析不同类型失稳体空间分布状况,定量研究不同类型失稳体的影响因子敏感程度,揭示不同类型失稳体的主控因子,进一步阐明流域坡体失稳体的空间分布规律和影响坡体稳定性的主控因子。结果表明:(1)利用高精度遥感影像,获取流域失稳体,主要是以小规模和浅层的脱落、崩塌和滑塌为主,三者面积合计为0.417 km²,占流域总面积的5.04%。(2)评价因子内部中,土壤母质的红黏土、土地利用的天然灌木林地和草地、地貌部位的沟坡、坡度＞35°、地形起伏度为0.74~3.34 m是坡体失稳发生的高敏感区域,也是崩塌、滑塌、脱落和陷穴发育共有的敏感区域。(3)影响坡体稳定性主控因子权重由大到小为土壤母质、地形起伏度、坡度、土地利用和坡向。崩塌、滑塌和脱落的主控因子与整体坡体稳定性的主控因子相同,但因子内部权重存在差异。崩塌与整体坡体稳定性影响因子顺序分布一致。滑塌主控因子权重由大到小为土壤母质＞地形起伏度＝坡度＞土地利用＞坡向＞地貌部位。脱落主控因子权重由大到小为土壤母质＞土地利用＞地形起伏度＞坡度＝坡向＞地貌部位。滑坡的主控因子为坡度和地形起伏度。陷穴的主控因子权重由大到小为土壤母质＞地形起伏度＞坡度＞坡向。