不同坡位和施肥量对马尾松幼林生长的影响

通过选择立地条件基本一致的林地,采用不同坡位和施肥量进行马尾松幼林生长量对比试验。结果表明:坡位对马尾松幼林生长产生极显著影响,生长量大小依次为:下坡中坡上坡,其中下坡8年生马尾松的平均胸径、平均高分别为8.7cm、7.03m;施肥量多少对马尾松的生长量有影响,生长量大小依次为:施肥2次施肥1次无施肥,但由于在造林初期施肥,对其生长影响未达到显著差异。     

不同坡位杉木林土壤碳储量研究

通过实地调查取样和室内实验测定,比较了上坡和下坡杉木的土壤碳库及其垂直分布差异,研究了坡位对杉木人工林固碳功能的影响。结果表明,杉木上坡和下坡的枯枝落叶层有机碳贮量分别为0.9和1.1t/hm2,坡下的枯枝落叶层有机碳贮量较坡上高出32%。坡上和坡下的土壤有机碳贮量分别为149.9和174.2t/hm2,且表层(0-40cm)碳贮量分别占整个碳贮量(0-100cm)的55%和56%。上坡和下坡的土壤有机碳含量和贮量随土层深度的加深而递减,各土层的有机碳含量和贮量均表现为下坡高于上坡。     

垄作方向对不同坡位红壤坡耕地耕层土壤水分特征曲线的影响

  目的  探讨横坡垄作和顺坡垄作对不同坡位耕层土壤水分特征曲线的影响,为红壤坡耕地垄作方向的选择提供依据。  方法  采用压力膜仪法测定两种垄作方向、不同坡位（上部、中部、下部）耕层土壤水分特征曲线,并以Van Genuchten（VG）模型拟合该曲线,通过VG模型参数分析比较横坡耕作和顺坡垄作耕作后不同坡位土壤持水特点及其影响因素。  结果  红壤坡耕地耕层不同坡位土壤与0 ~ 1000 kPa水吸力对应的体积含水率为 0.36 ~ 0.66 cm3 cm?3,VG模型能够较好地表达两者间数量关系。顺坡垄作上部、中部和下部坡位耕层土壤VG模型参数饱和含水率θs分别为0.59、0.59和0.65 cm3 cm?3,残余含水率θr为0.37、0.38和0.41 cm3 cm?3且随着坡位降低而增大;横坡垄作上部、中部和下部坡位耕层土壤VG模型参数饱和含水率θs分别为0.58、0.56和0.59 cm3 cm?3,残余含水率θr为0.37、0.35和0.38 cm3 cm?3且随坡位降低呈先减小、再增加趋势变化。VG模型参数d、n均为0.11和0.92,随耕作方向、坡位变化不明显。  结论  总孔隙度和砂粒含量为影响不同垄作方向红壤耕层理化性质的主导因素。顺坡垄作上部和中部坡位耕层土壤持水能力不及下部坡位土壤,但就同一坡位比较,横坡耕层土壤的释水能力优于顺坡耕作,说明横坡耕作可改善土壤供水能力。     

不同坡位条件对毛乌素沙地长柄扁桃林地土壤水分的影响

[目的]揭示半干旱区固定沙丘不同坡位条件下土壤水分空间变化规律,为固定沙丘土壤水分合理利用提供决策依据。[方法]在毛乌素沙漠东南缘陕西省神木市生态协会毛乌素治沙造林基地,以固定沙丘12 a龄人工长柄扁桃林地为研究对象,建立土壤水分定位观测小区,使用CNC503DR型中子仪对2018年7—10月0—300 cm土层土壤水分进行测定,并分析不同坡位条件下长柄扁桃林地生长季土壤水分时空变化特征。[结果](1)坡顶与坡上0—300 cm土壤剖面含水量随土层深度的增加呈先增加后减小,之后趋于稳定的变化趋势,而坡中(上、下)与坡底表现为类似S形的变化规律,土壤含水量表现为:坡底坡中(上)坡上≥坡顶坡中(下);(2)坡底土壤含水量表现出强变异性,其他4种坡位条件下为中等变异;(3)不同坡位条件下蒸散发表现为:坡底坡顶坡中(下)坡上坡中(上),坡上属强变异,而坡底则表现出中等变异且变异系数最小。[结论]不同坡位条件对固定沙丘土壤水分及蒸散耗水具有重要影响,坡底土壤含水量及蒸散发量均最大,且具有较强的不稳定性。     

坡位对浑善达克沙地小叶锦鸡儿空间分布影响

坡位对植物种子散布、繁殖和土壤水、热与营养再分配等生态、水文方面各有差异,不适坡位使其生态功能被破坏,造成水土流失、生物多样性降低等失衡生态结构。分析坡位对植物种群的空间分布格局的影响,有助于认识其潜在的生态学过程、种群的生物学特性及其与环境因子之间的相互关系,为合理规划不同坡位植被类型提供依据,对于荒漠化地区意义重大。采用空间格局分析方法,将浑善达克沙地坡位对小叶锦鸡儿空间分布的影响进行了分析。结果表明:(1)在坡上及平地部位,小叶锦鸡儿种群在小尺度上呈现高度聚集分布,随着尺度增大,聚集强度逐渐减弱,最终表现为随机分布,而在坡中及坡下部位,小叶锦鸡儿种群在小尺度上表现为均匀或随机分布;(2)根据冠幅、株高将小叶锦鸡儿分为大苗、幼苗,从坡上、坡中、坡下到平地,小叶锦鸡儿大苗灌丛沙堆与小叶锦鸡儿幼苗灌丛沙堆均表现为负相关关系,随着尺度增大,这种关系逐渐减弱,最后表现为无关联。     

竹林坡位对土壤及竹笋中微量元素的影响

为探讨竹林不同坡位对土壤理化性质、土壤全锌、土壤有效锌、笋中锌、铁、锰、钾及铜元素的影响,本研究以浙江省遂昌县毛竹现代示范生产基地的毛竹林为对象,试验共设置5个坡位,分别为坡顶(S0)、上坡位(S1)、中坡位(S2)、下坡位(S3)和坡底(S4).结果表明:土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量有随坡位上升呈下降的趋势,S4坡位的土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质均与S1坡位达到显著差异.而土壤全锌、土壤有效锌、笋中锌及铁有随坡位的降低而降低的趋势,均以S0为最高.但各坡位处理中的土壤全锌含量均未达到显著差异,S0坡位的有效锌与其他各坡位均达到极显著差异.笋中的锌So坡位为最高,比其他各坡位增加了5.20％、7.25％、85.61％和140.52％,So与S3和S4达到了极显著差异.笋中铁含量也是以S0为最高,为157.16mg· kg-1,与其他各处理间均达到了显著差异(S3除外).笋中锰钾元素则以S1为最高,分别为206.78mg· kg-1和37.14g·kg-1,S1位笋中锰只与S4达到了显著差异,S1位笋中的钾与S3达到了显著差异.笋中铜以S4坡位为最高,其他各坡位均与S2达到了显著差异(S0除外).在其他外界环境相同条件下,随着坡位的升高笋中锌、铁、锰、钾土壤中全锌和有效锌而增加的趋势,而土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和笋中铜的变化趋势则相反.试验结果为竹笋中锌、铁及其他元素的环境风险控制提供科学依据.     

不同坡位火力楠林土壤肥力变化特征

对不同坡位的火力楠林土壤肥力动态进行了研究。与2004年相比,2007年火力楠林上坡、中坡和下坡的土壤容重、毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙变化不明显,土壤含水量显著增加;3个坡位的土壤pH值均略有减少,土壤有机质、全氮和全钾含量显著增加,全磷含量减少;3个坡位的土壤碱解氮、速效磷及中坡和下坡的速效钾含量显著增加,上坡的速效钾含量略增。2004和2007年火力楠林的土壤物理性质无明显变化规律。2004和2007年,3个坡位的pH值相近,土壤有机质、全氮和全磷含量均表现为：下坡〉中坡〉上坡。2004和2007年,土壤碱解N含量为中坡和下坡大于上坡,3个坡位的速效磷含量均相近。2004年上坡和中坡的速效钾含量小于下坡,2007年速效钾含量则表现为：下坡〉中坡〉上坡。     

徂徕山植被类型对不同坡位土壤团聚体特征的影响

[目的] 研究徂徕山不同植被类型不同坡位的土壤团聚体特征,为北方土石山区植被建设和水土保持提供理论支撑。 [方法] 采用干筛和湿筛法分析徂徕山板栗林、刺槐麻栎混交林坡上及坡下的土壤团聚体组成与稳定性,并测定土壤固液气三相比及其结构距离。 [结果] ①机械稳定性团聚体组成中2～0.25 mm粒级所占比例为55.60%～72.76%,0.25～0.053 mm粒级所占比例为25.11%～41.98%,＜0.053 mm粒级含量最低,所占比例为0.60%～3.75%。 ②与板栗林相比,刺槐×麻栎混交林的土壤机械稳定性团聚体的平均重量直径提高10.51%,几何平均直径提高7.51%,不稳定团粒指数降低19.01%,而水稳定性团聚体各指标在不同植被类型及不同坡位均未表现出显著差异。 ③固液气三相体积比例表现为：土壤固相体积(56.46%～66.15%)＞液相体积(21.66%～36.56%)＞气相体积(4.40%～12.19%),刺槐×麻栎混交林的土壤三相结构距离与板栗林相比约减少8.87%。 [结论] 植被类型对徂徕山土壤团聚体结构稳定性的影响大于坡位,其中刺槐×麻栎混交林对土壤团聚体机械稳定性的促进作用显著优于板栗林。固相体积比是解释团聚体组成的关键因子。     

黄土丘陵沟壑区红砂灌丛土壤种子库及其自然更新潜力评估

[目的]对黄土丘陵沟壑区红砂灌丛植被土壤种子库的特征及红砂灌丛植被自然更新潜力进行分析和评估,以说明红砂灌丛土壤种子库在植被恢复与重建中的重要作用。[方法]采用土壤种子库"萌发法"(每个地段10个2m×2m样方内分表土层0—2cm和2—5cm土层采集土样)及野外植被调查方法,对黄土丘陵沟壑不同坡位红砂灌丛土壤种子库进行研究。[结果]黄土丘陵沟壑区红砂灌丛植被土壤种子库发芽试验共观察到的4 251株幼苗,分属于9个物种。土壤种子库密度在100~1 000粒/m2,物种数在0.8~1.2种/0.01m2,下坡段的土壤种子库平均种子密度和平均物种数均比上坡段高。3个坡段的2个层次的平均种子密度和平均物种数均随土层加深而减小。3个坡段土壤种子库和地上植被的组成物种多为草本植物和红砂灌丛,地上植被与其土壤种子库的密度及物种数均呈不显著相关;物种组成的Sorensen相似性指数较高,均达到0.60以上,且土壤种子库比地上植被具有更高的物种丰富度。[结论]黄土丘陵沟壑区红砂灌丛具有依靠土壤种子库实现自然更新的潜力,但由于物种组成种类较少,现存灌丛植被一旦遭到破坏,仅靠土壤种子库恢复现存植被是困难的,需要在对自然恢复潜力评估的基础上,积极采取人工保护促进自然恢复的策略。     

西鄂尔多斯地区四合木与红砂灌丛的阻沙能力对比研究

[目的] 对比分析西鄂尔多斯地区四合木与红砂灌丛的阻沙能力,为原生草原与荒漠过渡带植物的多样性保护和珍稀濒危物种保育提供理论依据与数据支持。 [方法] 以西鄂尔多斯国家级自然保护区内四合木(Tetraena mongolica)、红砂(Reaumuria soongorica)灌丛沙堆为研究对象,运用典型样方法对四合木和红砂灌丛沙堆形态与生长状况进行系统测定,探讨沙堆形态发育及阻沙能力与四合木和红砂灌丛形态的关系。 [结果] ①四合木和红砂灌丛沙堆均呈半椭球型发育,四合木灌丛沙堆形态参数显著大于红砂灌丛沙堆(p＜0.05); ②四合木、红砂灌丛与沙堆形态参数间(灌丛高度除外)具有显著相关性(p＜0.01)。四合木灌丛沙堆长轴、短轴、半径与高度之间均呈二次函数关系,表明四合木灌丛可能进入衰退阶段,而红砂灌丛沙堆长轴、短轴、半径与高度之间均呈线性关系,表明红砂灌丛沙堆仍在发育; ③当冠幅面积(S_p)≤1.44 m²时,红砂灌丛沙堆的体积大于四合木灌丛沙堆,当S_p＞1.44 m²时,四合木灌丛沙堆的体积一直大于红砂灌丛沙堆。四合木和红砂灌丛单位冠幅面积所拦截的沙物质体积分别为0.13和0.06 m³。 [结论] 可以初步判断四合木的阻沙能力大于红砂。整体来看,四合木对风沙环境的适应性较红砂强,随着冠幅面积的增长四合木灌丛拦截沙物质的能力更强。     

土壤水分胁迫对红砂幼苗生长和渗透调节物质的影响

[目的]探讨干旱与半干旱区受损红砂种群幼苗适宜生长的土壤水分条件,为红砂植被保护、恢复、重建提供理论依据。[方法]采用盆栽试验研究不同土壤水分条件下红砂幼苗生长及渗透调节物质差异。[结果]随土壤水分胁迫程度的加剧,红砂幼苗茎叶总生物量呈明显的减少趋势,其株高呈逐渐降低的变化趋势,而根冠比、根长和根表面积均呈逐步增大的变化趋势,根系生物量呈先增加后减少的变化趋势。随土壤水分胁迫程度的加剧,红砂幼苗茎叶、根组织中脯氨酸含量均表现出明显的增加趋势,而可溶性糖和可溶性蛋白含量的变化相对不明显。[结论]土壤水分胁迫下红砂幼苗可通过调整自身生长和生物量分配来加大根冠比以及通过积累脯氨酸来适应干旱胁迫,维持植株正常生长。     

土壤水分胁迫对红砂幼苗细根形态和功能特征的影响

通过盆栽人工模拟干旱试验,研究了土壤水分胁迫对红砂幼苗细根形态及功能的影响。结果表明:(1)随胁迫程度的加剧红砂幼苗细根直径和体积呈减小趋势,而根长、比根长、表面积、比表面积均呈增大趋势,表明在胁迫条件下,红砂幼苗细根可通过根长、比根长、表面积、比表面积的增加与直径和体积的减小来适应逆境胁迫。随根序的升高红砂幼苗细根直径呈增大趋势,而根长和比根长表现出减小趋势,比表面积呈先升高后降低的趋势。(2)随胁迫程度的加剧红砂幼苗细根全C含量呈降低趋势,而全N含量先呈明显的降低趋势,后呈升高趋势,表明在中度胁迫下红砂幼苗细根呼吸作用明显降低。随根序的升高红砂幼苗细根全C含量呈增加趋势,而全N含量呈下降趋势,表明红砂幼苗较低级根序具有较强的呼吸作用与代谢活性。(3)红砂幼苗细根根长与全C含量之间呈极显著正相关关系;直径与全C含量之间呈显著正相关关系;比根长与C含量呈显著负相关关系。     

欧洲鹅耳枥幼苗对盐胁迫的生长及生理响应

[目的]探讨欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus)对盐胁迫的响应及其耐盐性。[方法]以两年生欧洲鹅耳枥幼苗为材料,用不同浓度NaCl(0%,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)溶液处理幼苗,研究不同盐分胁迫对其幼苗生长及生理生化指标的影响。[结果](1)随着盐胁迫的加剧,欧洲鹅耳枥幼苗受到损害程度逐渐加重,相对苗高生长、相对地径生长和总干重均呈下降趋势,而根冠比则逐渐增大;(2)叶片相对含水量随着盐胁迫程度的增加而下降,且盐浓度越高,时间越久,变化幅度越大;(3)叶片叶绿素总量、SOD活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量随着盐胁迫程度的增加表现出先升高后降低的趋势;(4)随着盐浓度的增加和盐害时间的持续,幼苗叶片MDA含量、相对电导率和脯氨酸含量总体上呈增大趋势,并在胁迫末期达到最大值。[结论]欧洲鹅耳枥幼苗在0.1%~0.2%盐胁迫下能通过调节保护酶活性和渗透调节物质来减轻危害;而在0.3%胁迫下,幼苗自我调节能力受影响,0.4%~0.5%胁迫对其造成严重的损害,表明欧洲鹅耳枥耐盐性较弱,不宜在滨海地区生长。     

基于CT扫描研究青海湖流域高寒草甸不同坡位土壤大孔隙结构特征

以青海湖流域的高寒草甸土壤为研究对象,对该高寒草甸的坡上、坡中和坡下土壤分别取原状土柱进行CT扫描,利用Fiji软件分析土壤大孔隙结构特征的差异。结果表明:坡位对土壤的大孔隙结构有较大影响,坡上土壤的大孔隙数量、大孔隙度和大孔隙等效直径均大于坡中土壤,坡中土壤的大孔隙参数大于坡下土壤,坡上土壤的平均大孔隙度是坡中和坡下土壤的15.5和46.5倍。坡上土壤的大孔隙主要分布在150~400 mm土层深度,而坡中土壤的大孔隙主要分布在0~150 mm深度,坡下土壤的大孔隙主要在0~200 mm深度分布。坡上和坡中土壤的大孔隙形成主要是在土壤团聚体的作用下形成,植物根系在坡下土壤的大孔隙形成中占主导作用。     

基于空间分布的草原化荒漠地区红砂种群水分利用策略研究

[目的]研究区域尺度上荒漠灌木水分适应与分布格局相呼应关系,揭示干旱半干旱地区植物种群对环境响应的过程与机理,为深入理解植物与环境协同进化规律提供依据。[方法]采用点格局分析方法和氢氧稳定同位素示踪技术,分析了红砂(Reaumuria songarica)种群的空间分布格局、水分利用策略。[结果](1)在完全空间随机零模型下,红砂种群在<3 m尺度内均匀分布,在>32 m尺度内聚集分布,种群内部生态关系由竞争向促进转变;消除生境异质性后,种群在>30 m尺度下呈现随机分布,种内生态关系呈现减弱的趋势。红砂种群空间分布格局的形成过程中生境异质性在大尺度上起到了重要作用。(2)随着多年平均降水量的减少,红砂种群的水分利用深度由0—20 cm加深到60—100 cm;红砂种群的密度与多年降水呈现极显著负相关(p<0.01),样地的植被盖度变化主要受草本盖度影响,红砂植被盖度变化不显著。[结论]随着多年平均降水量的减少,红砂种群的分布格局受环境异质性影响。通过增加植株密度,红砂可以利用更深层的土壤水分适应环境胁迫。     

干旱胁迫对黄土高原不同质地土壤长柄扁桃和沙柳幼苗生理生态特征的影响

通过盆栽控水试验,研究了干旱胁迫对黄土高原不同质地土壤(砂土、壤土)长柄扁桃和沙柳幼苗光合特性(净光合速率P_n、气孔导度G_s、胞间CO_2浓度C_i、内禀水分利用效率WUE)、蒸腾速率T_r及叶片水势Ψ_w的影响。结果表明:干旱胁迫下不同质地土壤长柄扁桃和沙柳P_n、G_s、WUE及T_r均呈现先上升后下降的趋势,而C_i和Ψ_w分别表现为上升和下降趋势。土壤质地显著影响长柄扁桃和沙柳对水分亏缺的敏感性,在相同干旱程度下,壤土中长柄扁桃P_n和G_s均显著高于砂土,而沙柳P_n和G_s表现为砂土显著高于壤土(p0.05)(重度干旱除外)。当土壤含水量降至中度和重度干旱时,长柄扁桃和沙柳WUE在不同质地土壤间具有显著差异(p0.05)。壤土中长柄扁桃生长优于砂土,而沙柳则相反。因此,黄土高原植被恢复与生态建设过程中不仅应根据土壤水分状况选择造林树种,还应考虑植物在不同质地土壤上对干旱胁迫的不同响应。     

不同配方生物炭改良盐渍土对小白菜和棉花生长及光合作用的影响

针对盐渍土壤理化性质差、肥料利用率低和作物长势弱的问题,利用不同配方生物炭进行土壤改良。采用盆栽试验的方法,以小白菜和棉花为研究对象,设置5个不同的处理:不施肥(对照CK0)、常规施肥(CK)、常规施肥+生物炭(C1)、常规施肥+生物炭+硝化抑制剂(C2)和常规施肥+生物炭+硫酸钙(C3),研究不同配方的生物炭处理对小白菜和棉花生长及光合作用的影响。结果表明,与常规施肥比较,C3处理效果更明显。小白菜的株高和株重分别增加32.7%和112.0%,叶绿素含量与净光合速率分别提高45.5%与32.9%;胞间CO_2浓度和蒸腾速率分别下降15.0%和59.2%。光谱分析表明,C3处理反射率更高,叶片组织更完好。与CK比较,生物炭处理同样促进棉花生长,显著提高叶绿素含量,降低叶片中丙二醛含量和过氧化氢酶活性,增强抗逆性,减少棉花损伤。同时,降低了棉花叶片中胞间CO_2浓度,提高水分利用率。土壤分析表明,生物炭配施改良剂能显著改善土壤理化性质,与常规施肥相比,C2处理的土壤有机质、速效磷和碱解氮含量分别提高57.3%,22.9%和40.8%,而对土壤速效钾和pH影响较小,C3处理对土壤电导率有较大提高。因此,实践中在改良盐渍土壤时,需注意改良剂的合理施用,防止土壤盐分的进一步积累。     

不同土壤水分条件下侧柏幼苗的生理活动及氮素分配策略

以北京地区3年生侧柏幼树为研究对象,采用温室内盆栽试验,设置5个不同土壤含水量水平,采用15N同位素自然丰度法研究不同水分条件下侧柏幼苗的生理活动、生物量分配及氮素吸收和分配情况。结果表明:(1)在水分胁迫下,侧柏单株净光合速率、呼吸速率、蒸腾速率均表现为最低值,随着干旱胁迫解除,含水量增加到正常值,各指标分别增加为原来的4.86,3.74,7.29倍,叶片含水量和叶面积分别增加了24.37%,23.69%;之后当土壤含水量超过正常值时,随着土壤水分含量的进一步增加,各指标略有下降。(2)在水分胁迫下,生物量分配和氮素分配受到抑制。随着含水量增加,生物量分配表现为地上部分>地下部分;氮素分配率表现为根>叶>茎,随着土壤含水量增加根和叶的氮素分配向茎转移。(3)侧柏幼苗在土壤含水量达到70%~80%的田间持水量时,其生长发育表现为最佳状态。