三江平原小叶章湿地土壤中碱解氮和全氮含量的季节变化特征

选择三江平原典型小叶章湿地不同水分带上的两种土壤类型(草甸沼泽土和腐殖质沼泽土)为研究对象,对比研究了二者碱解氮(K-N)和全氮(TN)含量的季节变化特征。结果表明:二者不同土层K-N和TN含量的季节变化特征差异较大,前者0-50 cm土层K-N含量以及0-40 cm土层TN含量的变化最为显著,而后者K-N和TN含量的显著变化仅集中在0-20 cm土层;二者不同土层K-N和TN含量的季节变化与不同生长期植物吸收作用、水分条件、降水、有机氮矿化和硝化-反硝化作用等因素有关。TN含量的季节变化还取决于不同时期根际分泌物的产生量以及枯落物分解与有机氮的矿化平衡;尽管K-N和TN含量的季节变化特征在两种土壤不同土层间差别较大,但均可用四次多项式进行模拟,模拟效果比较理想,基本可反映二者K-N和TN含量的季节变化特征。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤水分盐分变化特征

通过分析2014年11月—2015年3月北疆地区膜下滴灌棉田冻融期土壤盐分、水分与温度变化,探讨了不同土层水热盐在冻融期的变化和耦合关系。结果表明:冻融期土壤表层和深层含水量较高,中间层含水量较低;土壤剖面盐分在0~80 cm呈现层状分布,浅层土壤发生盐分明显累积,土壤盐分变异系数20 cm土层为0.525、40 cm土层为0.257、80 cm土层为1.041。在冻融期,土壤水分盐分沿剖面分布发生明显变化;土水势梯度、土壤温度梯度是冻融期土壤水分盐分迁移的主要因素,土壤水热盐之间变化具有高度的耦合性。     

杨凌区浅层土壤水分与深层土壤水分的关系研究

通过测定陕西杨凌区不同灌水条件下冬小麦的土壤水分变化,研究了浅层土壤水分与深层土壤水分的关系。结果表明:土壤含水量随土层深度的加深,呈先上升,后下降,又上升的变化趋势。在自然降水或灌溉条件下,土壤水分的变化程度随土层深度的增加,呈剧烈—缓和—剧烈—缓和的趋势。表层20、30、40、50 cm各土层含水量分别与0~150 cm各土层含水量的相关性较好,并且土层相邻越近,其相关性越好,说明由表层土壤含水量来推算深层土壤含水量是可行的。基于Biswas土壤水分估算模式,由表层30~40 cm的含水量来推算0~100 cm各土层含水量的精度较高,由表层20 cm的含水量来推算100~150 cm各土层含水量的精度较高。总灌水量及灌水次数对含水量的影响,直接影响到估算模式参数的取值及估算精度。     

退化草原土壤理化性质空间异质性及其对土壤水分的影响

测定分析锡林郭勒盟正镶白旗额里图牧场退化草原草地生态系统0～120 cm土层土壤理化性质(质量含水量、容重、饱和含水率、电导率、pH和有机质),运用经典统计学和地统计学方法探讨其空间异质性及各理化性质对土壤水分的影响。结果表明:退化草原土壤呈弱碱性,电导率、容重和pH随土层加深而增大,而饱和含水率和有机质含量随土层加深而减小,由此可见土壤pH与有机质含量随土层加深呈相反规律,除容重和pH呈弱变异,其余土壤特性指标均呈中等变异,除80～120 cm土层外,其余土层土壤含水量变异系数随土壤含水量的增大而降低;本研究区各土层土壤含水量、有机质、pH表现出强烈的空间相关性,容重由随机性因素引起的变异程度最小,饱和含水率由结构性和随机性因素共同引起空间变异,影响本研究区土壤理化性质的因素较复杂;各土层土壤饱和含水率变程普遍较大,为13. 94～52. 77 km,较长距离其空间连续性较好,0～10 cm土层pH变程最大,有机质变程最小,而80～120 cm土层恰好相反; 0～10 cm和80～120 cm土层土壤质量含水量均与饱和含水率呈显著正相关,10～20 cm和80～120 cm土层土壤水分相对较大,土壤持水力较强,中间土层(20～80 cm)土壤含水量与有机质和pH存在显著相关关系。     

若尔盖高寒退化草地土壤水解酶活性和微生物群落数量特征分析

以若尔盖花湖湿地国家级自然保护区高寒草甸-高寒草原逆向演替为研究对象,结合草地利用现状及微地形分布,遴选5个高寒退化草地区域进行植被概况、害鼠密度、土壤理化性状和三种水解酶活性、微生物群落数量调查并进行相关性分析。结果表明:土壤表层(0~10 cm)土壤脲酶、土壤转化酶及土壤磷酸酶活性的变化范围分别是0.89~1.60mg·g~(-1)·d~(-1)、89.86~134.31mg·g~(-1)·d~(-1)、3.43~4.63mg·g~(-1)·d~(-1),且平地区显著大于坡地区(P<0.01);土壤微生物群落中细菌数量占绝对优势,显著高于放线菌和真菌数量(P<0.01),样地间表现为样地Ⅱ(阴坡)>样地Ⅰ(山顶)>样地Ⅴ(临近湿地)>样地Ⅳ(平地)>样地Ⅲ(阳坡)的趋势,且土壤酶活性和微生物数量均随土壤剖面加深而递减,且各土层间差异明显(P<0.05)。若尔盖花湖退化草地土壤脲酶、转化酶、酸性磷酸酶均保持较高的活性;土壤酶活性、微生物及理化性质在平地区与坡地区差异明显,随土层剖面变化显著;土壤养分与土壤放线菌、土壤酶活性关系密切,鼠类洞穴密度、土壤含水量和磷酸酶活性与土壤微生物关系密切。研究结果将为本地区草地营养循环、退化草地修复及草原旅游承载力提供理论依据。     

水分胁迫对典型草原植物群体光合作用的影响

基于锡林浩特国家气候观象台2016—2017年的群体光合作用及同期土壤水分观测数据,分析了不同水分胁迫状态下典型草原植物群落光合作用的受限程度。结果表明:牧草生长初期及末期,群体光合速率处于较低水平,水分胁迫未对群体光合作用产生明显影响,7月牧草进入旺盛生长期,群体光合速率显著升高,并在8月上旬达到最高值(≥10.89μmol·m~(-2)·s~(-1)),水分限制对群体光合作用的影响显著;在牧草生长的初期和中期,群体光合速率、呼吸速率与10～20 cm土层土壤水分含量相关性最显著,表明植物根系和土壤微生物在该层分布最为集中;0～30 cm各土层平均土壤水分含量与群体光合速率之间存在良好的线性回归关系,方程拟合效果为极显著,表明30 cm以上土层土壤水分含量影响典型草原植物群体光合作用;MK突变检验分析表明,当典型草原0～10 cm土层土壤体积含水量低于9%时(对应重量含水量为6.82%,相对含水量为27.60%)、0～30 cm土层平均土壤体积含水量低于12%时(对应重量含水量为9.57%,相对含水量为39.24%),群体光合速率会受到非常明显的抑制。综合分析,在典型草原干旱预报预警中,可将0～10 cm土层土壤体积含水量低于9%、0～30 cm土层平均土壤体积含水量低于12%视为典型草原发生中度干旱时对应的土壤水分临界值。     

平茬与间伐对古尔班通古特沙漠人工林土壤水分的影响

以古尔班通古特沙漠免灌溉人工林为研究对象,对选取的样地进行不同强度的平茬与间伐处理,观测地表100 cm内土壤的含水量。结果表明：抚育后人工林对土壤水分的利用规律发生了明显的变化,梭梭林经过间伐后各土层含水量的下降减小了,且间伐强度越大这种趋势越明显,甚至在梭梭的生长季内50～70 cm层和70～100 cm层间伐样地土壤含水量升高了。此外,间伐处理使不同月份土壤含水量的变异趋于平稳;沙拐枣林经过平茬后各土层含水量的下降增大了,且平茬处理使不同月份间土壤含水量的变异增大了。因此,对古尔班通古特沙漠无灌溉人工梭梭林进行间伐抚育,有助于对沙漠土壤100 cm土层内水分的保蓄,而对沙拐枣林进行平茬促进了沙拐枣对沙漠土壤100 cm土层内水分的吸收。     

有机无机配施对旱地春玉米产量及土壤水分利用的影响

通过田间试验,研究夏旱发生年份有机无机配施对旱地春玉米产量及水分利用状况的影响.结果表明,施肥处理显著提高旱地春玉米产量(1.49 ～ 2.63 t/hm2)和水分利用效率WUE(41.3％～72.3％)、降水利用效率PUE(45.7％～80.7％).以有机无机配施的处理产量(5.89 t/hm2)和WUE[13.15 kg/(hm2·mm)]、PUE[14.39 kg/(hm2·mm)]最高.增施有机肥极显著降低了表层(0 ～ 40 cm)土壤容重,增加了土壤总孔隙度,提高了土壤的蓄水保墒能力.在夏旱发生前期,由于降雨和土壤贮水稳定,施肥处理尤其是有机肥处理能够提高表层(0 ～ 60 cm)土壤含水量,60 ～ 200 cm土层土壤含水量变化不明显.随着夏旱发生程度的加剧,0～ 200 cm土层含水量持续降低,各处理的表层土壤含水量无明显差异.同时,施肥处理条件下由于作物生长耗水量持续增加,对深层土壤贮水消耗增加,导致40 cm以下的土壤含水量较无肥处理下降较快.     

直插式根灌的土壤水分时空分布与节水效率

在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm20 cm40 cm60 cm100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d~(-1)、0.19%·d~(-1)和0.17%·d~(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。     

不同覆盖措施对塿土碳氮及水分的影响

通过田间试验,研究了陕西关中塿土区地膜覆盖和秸秆覆盖对表层土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮,以及0~200 cm土壤剖面水分及硝态氮分布的影响。结果表明:与不覆盖(NM)相比,白色全膜覆盖(WF)、黑色全膜覆盖(BF)和秸秆覆盖(SM)的表层土壤有机碳分别降低了19.8%、26.3%和20.9%,土壤全氮也分别降低了4.8%、9.6%和10.6%。与NM相比,覆盖处理(WF、BF和SM)可以提高表层(0~20 cm)土壤硝态氮的含量,增加0~40 cm土层的硝态氮累积量(BF的差异不显著),降低40~120 cm土层的硝态氮累积量,但120~200 cm土层的硝态氮累积量差异不显著。SM和BF显著降低0~200 cm土层的硝态氮总累积量,而WF没有显著差异。与NM相比,地膜覆盖(WF和BF)和秸秆覆盖(SM)均可以提高表层0~40 cm土壤水分含量和储水量,但SM的效果低于地膜覆盖;WF可以降低深层土壤水分含量和储水量,而SM和BF与NM无显著差异。0~200 cm土层的总储水量,SM显著高于NM,而地膜覆盖则与NM无显著差异。各覆盖处理均显著降低了表层土壤微生物碳(MBC)和微生物氮(MBN)的含量,与NM相比,MBC分别降低了27.4%、55.4%和66.5%,MBN分别降低了4.6%、4.8%和6.8%。地膜覆盖(WF和BF)和秸秆覆盖(SM)均能够加速土壤有机碳的矿化分解,降低土壤微生物,减少土壤硝态氮的深层淋溶,其对塿土碳氮和水分的长期影响值得进一步研究关注。     

银川平原草甸湿地土壤养分特征与植物响应

为探究草甸湿地土壤养分特征,阐明草甸湿地土壤养分对植物养分的影响,在银川平原选取3种生境的草甸湿地(沼泽草甸、典型草甸和盐生草甸)作为研究对象,通过野外调查、实验室分析,结合经典统计学方法对土壤养分及植物养分进行分析。结果表明:①水平梯度上,除全磷(TP)外,3种草甸湿地之间土壤养分含量在土层020cm变化显著(P<0.05)。②在垂直梯度上,全氮(TN)、碱解氮(AN)在盐生草甸中垂直变化不显著(P>0.05),但在典型草甸与沼泽草甸垂直方向上波动幅度较大;TP在草甸湿地土壤中垂直变化不显著(P>0.05);速效磷(AP)与速效钾(AK)在草甸湿地表层具有一定程度的富集效应,并且在不同草甸湿地土层垂直方向上变化显著(P<0.05)。③土壤中C、N和P含量的变化趋势一致;AK与土壤P具有显著的相关性(P<0.05)。④草甸湿地植物养分均表现为N限制,其中C∶N、C∶P与土壤养分呈负相关,植物N∶P受土壤有机碳(SOC)、AN影响较为显著。     

贺兰山西坡不同类型草地土壤酶活性特征

以阿拉善左旗境内贺兰山中段（西坡）山前地带的主要草地类型为对象,分析不同类型草地土壤酶活性的分布特征,及其与气候、植被和土壤等环境因子的关系。结果表明：① 随着海拔高度的降低,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性表现为：高山草甸＞山地草原＞山地荒漠草原＞草原化荒漠,且在0～10 cm土层的差异尤其显著;② 各类草地土壤酶活性均沿土壤垂直剖面依次降低,差异呈显著性水平;③ 偏相关及逐步回归分析表明,影响该区草地土壤脲酶和蔗糖酶活性最主要的因素为土壤微生物碳氮、有机碳和全氮,碱性磷酸酶主要受土壤微生物碳和全氮影响,对过氧化氢酶影响最大的因子为土壤微生物碳、pH、全氮和降水量。     

干涸湖床不同类型盐土地表净风吹蚀实验研究

以内蒙古东乌珠穆沁旗及浑善达克沙地区域干涸湖床3种不同形态的盐土原状土为对象,通过风洞模拟实验,研究了干涸湖床不同类型盐土地表的净风吹蚀速率。对比风洞实验测定结果发现,3种盐土净风吹蚀速率依次是:蓬松盐霜盐土(14.44 g·m^-2·min^-1)>普通盐土(1.00 g·m^-2·min^-1)>结皮盐土(0.42 g·m^-2·min^-1)。风蚀过程中,不同类型盐土的近地表物质输移主要集中分布在0~10 cm的高度范围内,初始运动中,实验盐土风蚀颗粒物质以就地滚动和近距离跃移为主。实验观测发现,随着风速的增大,更多、更大的表面物质会受到更强烈的撞击与磨蚀作用,形成较细小的粉尘物质释放于空中,因此,干旱区盐土地表是形成区域盐碱浮尘或含盐沙尘天气的重要物源。不同类型盐土近地表物质输移总量从大到小依次是:蓬松盐霜盐土(3.17 g)、结皮盐土(0.42 g)、普通盐土(0.35 g)。     

巴音布鲁克主要草地类型表层土壤有机碳特征及其影响因素的研究

以新疆天山中段巴音布鲁克主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:分布在盆地海拔最低处的高山沼泽化草甸的土壤有机碳含量最高,而分布在盆地中间海拔的高山草原最低,分布在较高海拔的高寒草甸和高山草原化草甸处于高山沼泽化草甸和高山草原之间。0-30cm土壤有机碳含量与空气相对湿度、草地生产力、植被盖度、土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重、土壤紧实度、土壤pH呈显著负相关(P<0.05),土壤有机碳与温度存在一定负相关,但未达到显著水平。偏相关分析显示,影响表层土壤有机碳含量最主要的因素是土壤含水量、土壤紧实度、草地生产力、空气相对湿度。     

短期增温下青藏高原多年冻土区植物生长季土壤水分的动态变化

以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象,采用红外灯加热的方法模拟全球增温,并利用水分探头,于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据,并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用,但增幅并不显著（P>0.05）,平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势,在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%,在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值;对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层,而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度,表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大,对深层土壤含水量的影响则较小,而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化,在5—8月呈上升趋势,表明在青藏高原北麓河地区植物生长季,8月是其土壤水分含量最充足的月份,到了9月土壤中含水量开始降低,但5个土层深度降幅均不明显;增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。     

高寒矮嵩草草甸植物生长季土壤水分动态变化规律

利用2001年和2003年土壤水分观测资料分析了中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站(海北站)矮嵩草草甸土壤水分的日变化、植物生长季期土壤水分的季节变化及垂直变化规律。结果表明:高寒矮嵩草草甸土壤水分的日变化在各季节表现出早晚高,中午低的U型分布变化;在植物生长季土壤水分的季节变化与植物生长、土壤消融与冻结、气候条件等有很大的联系,少降水年与多降水年变化基本一致;土壤水分随土层深度增厚而降低;根据植物根系对土壤水分利用情况将土层分为根系利用层和根系微利用层。     

毛乌素沙地南缘不同林龄人工柠条林土壤渗透性研究

为了探讨不同林龄人工柠条林对土壤渗透性能的影响,以天然草地为对照,以土壤初渗速率,稳渗速率,平均渗透速率和渗透总量表征土壤渗透性,运用主成分分析及散点聚类法对毛乌素沙地南缘不同林龄人工柠条(Caragana korshinkii)林地土壤渗透性进行了研究。结果表明:不同林龄人工柠条林地土壤渗透性能大小依次为:15a>24a>36a>天然草地(CK)。即随着人工柠条林林龄的增加,其土壤渗透性能力逐渐减弱,对照天然草地的土壤渗透能力最小。不同林龄人工柠条林地土壤入渗过程回归模拟结果表明:土壤水分入渗过程符合Kostiakov模型,相关系数在0.8003～0.9535之间,且F检验均达到极显著水平。Kostiakov模型是比较适用于干旱、半干旱区的人工柠条林地土壤入渗特征的模型。。     

Soil water and salt distribution under furrow irrigation of saline water with plastic mulch on ridge

Furrow irrigation when combined with plastic mulch on ridge is one of the current uppermost water-saving irrigation technologies for arid regions.The present paper studies the dynamics of soil water-salt transportation and its spatial distribution characteristics under irrigation with saline water in a maize field experiment.The mathematical relationships for soil salinity,irrigation amount and water salinity are also established to evaluate the contribution of the irrigation amount and the salinity of saline water to soil salt accumulation.The result showed that irrigation with water of high salinity could effectively increase soil water content,but the increment is limited comparing with the influence from irrigation amount.The soil water content in furrows was higher than that in ridges at the same soil layers,with increments of 12.87% and 13.70% for MMF9(the treatment with the highest water salinity and the largest amount of irrigation water) and MMF1(the treatment with the lowest water salinity and the least amount of irrigation water) on 27 June,respectively.The increment for MMF9 was gradually reduced while that for MMF1 increased along with growth stages,the values for 17 August being 2.40% and 19.92%,respectively.Soil water content in the ridge for MMF9 reduced gradually from the surface layer to deeper layers while the surface soil water content for MMF1 was smaller than the contents below 20 cm at the early growing stage.Soil salinities for the treatments with the same amount of irrigation water but different water salinity increased with the water salinity.When water salinity was 6.04 dS/m,the less water resulted in more salt accumulation in topsoil and less in deep layers.When water salinity was 2.89 dS/m,however,the less water resulted in less salt accumulation in topsoil and salinity remained basically stable in deep layers.The salt accumulation in the ridge surface was much smaller than that in the furrow bottom under this technology,which was quite different from traditional furrow irrigation.The soil salinities for MMF7,MMF8 and MMF9 in the ridge surface were 0.191,0.355 and 0.427 dS/m,respectively,whereas those in the furrow bottom were 0.316,0.521 and 0.631 dS/m,respectively.The result of correlation analysis indicated that compared with irrigation amount,the irrigation water salinity was still the main factor influencing soil salinity in furrow irrigation with plastic mulch on ridge.     

草地螟滞育和非滞育幼虫抗寒能力的研究

对草地螟幼虫过冷却点和冰点测定的结果表明,光照、温度、幼虫滞育的深度以及虫体含水量均可以影响草地螟幼虫的抗寒能力。长光照(16 h)条件下发育成的非滞育幼虫过冷却点、冰点均显著低于短光照(10 h)发育而成的滞育幼虫;无论是非滞育幼虫还是滞育幼虫,经低温处理后抗寒能力都会上升。经4℃处理1 d的非滞育幼虫冰点为-2.28℃,而处理25 d的则降低到-4.76℃,过冷却点可从-13.97℃降低到-21.47℃;经4℃处理25、35 d的滞育幼虫,其过冷却点分别为-25.82、-26.79℃,冰点分别为-5.59-、9.13℃。滞育幼虫的过冷却点、冰点与其体重不相关,但与其体内的含水量显著相关。