塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地土壤及其影响因子分析研究

塔克拉玛干沙漠腹地绿地建设长期使用４．０ｇ／Ｌ以上的高矿　化度地下水及生活污水灌溉，对土壤的理化、生化性质产生了重大影响．通过６年的定位试验　观测，数据表明原沙漠腹地风沙土０～２ｍ内可溶性离子总量下降，２ｍ以下增加；土壤粘粒、　有机质含量增加；土壤容重降低；土壤紧实度除表层以外，各层土壤由紧变松；土壤肥力显　著增强；土壤微生物的数量大幅增加，生物活性趋强．     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物的生态分布特征

对不同立地类型、不同造林年限、不同树种、不同季节的防护林土壤微生物数量及区系组成进行研究 ,结果表明 :咸水灌溉条件下塔里木沙漠公路防护林和人工绿地建成后 ,风蚀作用减弱 ,流动沙丘逐渐固定 ,土壤结构和养分状况得到改善 ,微生物活性大幅度提高 ;在土壤微生物区系组成中 ,细菌占绝对优势 ,放线菌次之 ,真菌最少 ;表层微生物数量远多于下层土壤 ;林地外围距林缘近的土壤微生物活性较强 ,3m以外微生物数量已接近流沙微生物量 ;3类土壤微生物分布具不同的季节性规律 ,且不同立地类型土壤微生物分布差异明显 ;随造林年限的增加 ,防护林的改土作用更加显著。     

微咸水造墒对油葵生长及土壤盐分分布的影响

为了研究微咸水造墒对油葵生长及土壤盐分分布状况的影响,采用盆栽试验与田间小区试验相结合的方式,将底墒水矿化度划分为5个级别,分别为淡水（＜2 g/L）、3、4、5、6 g/L。结果表明：不同矿化度的微咸水造墒对油葵的出苗率及出苗时间有着不同程度的抑制作用;当底墒水矿化度相同时,与盆栽相比较,小区各处理的出苗率较低,出苗时间较长;利用3 g/L的微咸水造墒对油葵的生长非但不会造成抑制,反而还有一定的促进作用,使其株高、叶面积指数、根冠比等参数均大于淡水处理;3 g/L处理盘粒数、百粒重均超过淡水处理,空壳率降低19.7%,增产8.1%,4 、5、6 g/L处理与淡水处理相比分别减产7.0%、14.8%、23.9%;生育期结束时,淡水及各微咸水处理0～20 cm土层土壤平均含盐量均达到底墒水前的初始值附近,无显著的脱盐与积盐现象;20～40 cm及40～120 cm土层土壤均处于不同程度的积盐状态,随着底墒水矿化度的增大,积盐程度逐渐增大,且土层越深积盐量越大。     

咸水滴灌下塔克拉玛干沙漠腹地人工防护林土壤水盐动态

为揭示咸水滴灌下塔克拉玛干沙漠腹地人工防护林的土壤水盐动态规律,研究了4-7月份各灌水周期内土壤水盐的时间变化特征和二维空间分布格局。结果表明:(1)咸水滴灌下的防护林土壤水盐动态具有显著的周期性规律;一个周期内(1~15 d),水分先后经历了快速下降(1~4d)、缓慢变化(4~10 d)和基本稳定(10~15 d)三个时期,整体呈幂函数递减规律(y=8.746t-0.270,t=1,2,3…);盐分则先后经历了脱盐(1~7 d)和积盐(7~15 d)两个阶段,整体变化规律符合抛物线函数(y=0.009t2-0.138t+2.269,t=1,2,3…)。(2)水平0~60 cm空间上的土壤水分呈一元线性递减分布,而盐分呈一元线性递增分布;垂直0~120 cm空间上的土壤水分表现为较明显的单峰曲线,其峰值位于20 cm土层处,而盐分分布满足逆函数模型,并在表土层距滴头45~60 cm处有显著积盐现象,含盐量高达10~20 g kg-1。由于受灌溉、蒸发、气温、降雨、植被等环境因素及土壤自身空间变异性等的影响,具体不同时空尺度上的绿地土壤水盐动态既具有一致性规律又表现出差异性特征。本文可对区域土壤水盐动态预测、盐渍化评估以及灌水制度进一步优化等提供科学支撑。     

塔克拉玛干沙漠腹地的生态条件及植物防沙试验研究

在塔克拉玛干沙漠腹地特殊的生态条件下,通过植物固沙试验,对植物固沙中重要环节的植物种选择、配置、造林密度和造林季节以及合理灌溉问题进行了研究,并对不同灌溉条件下沙地盐分积累状况,以及对植物生长发育的影响进行了比较深入的研究。指出用矿化度>7.41g/L的咸水灌溉,对耐盐性较弱的固沙灌木的生长发育有限制作用。用矿化度<4.13g/L的咸水灌溉,在沟灌条件下对一般固沙灌木生长发育在短期内没有不利影响。而在滴灌条件下,林地盐分积累有逐年增加的趋势,这对固沙灌木的生长发育有一定的影响,可以用定期淋洗的方法来降低盐分的积累。     

再生水灌溉对土壤主要盐分离子的分布特征及盐碱化的影响

通过田间试验,研究再生水纯灌、轮灌、重要时期灌清水等不同灌溉策略对西红柿和黄瓜地块土壤主要盐分离子的分布特征及盐碱化的影响。结果表明:对于西红柿地块,除Cl-和HCO3-在表土中的发生积累外,其他主要盐分离子均强烈受到灌溉水淋溶作用的影响,表现出向土壤深层迁移的特征,但是再生水灌溉未引起土壤剖面盐分的累积。对于黄瓜地块,土壤盐分分布对不同再生水灌溉策略的响应不同于西红柿地块,强烈的蒸发作用造成了主要盐分离子(除HCO3-外)在土壤表层中出现积累,但是未监测到盐分在深层土壤中累积。再生水灌溉对西红柿和黄瓜地块土壤的pH值和SAR值均未产生显著影响,但是较高的pH值(>8.0)说明长期灌溉再生水可能引起土壤的碱化。研究认为重要时期灌清水处理在控制土壤盐分累积方面效果明显,且未引起土壤发生碱化,可作为短期再生水灌溉果蔬菜(西红柿、黄瓜)的有益尝试。     

塔里木沙漠公路防护林咸水灌溉土壤盐渍化状况研究

为了研究塔里木沙漠公路防护林建林后土壤在咸水灌溉条件下的盐渍化状态,本文通过对塔里木沙漠公路防护林建林后沿线土壤盐分分布状况的监测,结合防护林建林前土壤盐分状况普查资料,运用统计分析、相关性分析及灰色关联分析,对防护林沿线的40个监测点的土壤盐离子、土壤盐渍化的现状及驱动力作了初步研究。研究结果表明:塔里木沙漠公路防护林建成后,土壤盐分各离子含量均较建成前有了显著增加,其中,阳离子含量Na++K+>Mg2+>Ca2+,阴离子含量Cl->CO23->SO24->HCO3-;防护林沿线土壤盐渍化类型以氯化物型与硫酸盐-氯化物型为主,分别占到监测点的84.2%与15.8%;有近81.6%的监测点已达到中度盐渍化程度;灰色关联分析结果表明,引起塔里木沙漠公路防护林土壤盐渍化的主要驱动力依次是灌溉年限、地下水矿化度,地下水pH和地下水埋深。     

塔里木沙漠公路防护林咸水灌溉土壤盐渍化状况研究

为了研究塔里木沙漠公路防护林建林后土壤在咸水灌溉条件下的盐渍化状态,本文结合防护林建林前土壤普查资料土壤的盐分状况,运用统计分析、相关性分析及灰色关联分析,对防护林沿线的40个监测点的土壤盐离子、土壤盐渍化的现状及驱动力作了初步研究。研究结果表明：塔里木沙漠公路防护林建成后,土壤盐分各离子含量均较建成前有了显著增加。其中,阳离子含量Na K ＞Mg2 ＞Ca2 ,阴离子含量Cl-＞CO32-＞SO42-＞HCO3-;防护林沿线土壤盐渍化类型以氯化物型与硫酸盐-氯化物型为主,分别占到监测点的84.2%与15.8%;对土壤盐渍化程度的研究表明：有近81.6%的监测点已达到中度盐渍化程度;灰色关联分析结果表明：引起塔里木沙漠公路防护林土壤盐渍化的主要驱动力依次是灌溉年限、地下水矿化度,地下水pH和地下水埋深。     

水分调控降低盐分对夏玉米的影响

环渤海低平原冬小麦夏玉米一年两作种植系统中,冬小麦季微咸水灌溉造成土壤含盐量增加,影响下茬玉米正常出苗。通过水分调控消减根层土壤盐分是有效可行的途径,并利于冬小麦夏玉米一年两作的微咸水安全利用。该研究通过盆栽与田间试验相结合的方法,研究玉米出苗对土壤水盐阈值的响应以及玉米播后灌水对出苗、生长、根层水盐和产量的影响。盆栽试验结果表明:1)玉米在低土壤盐分含量(全盐含量0.8g·kg–1)下,60%田间持水量即可达到正常出苗;2)在高土壤盐分含量(全盐含量3.5 g·kg–1)下,出苗时间延长,出苗率降低;3)土壤盐分对出苗的影响,随着土壤含水量降低而越趋严重。因此在较高的盐分条件下,维持出苗期间一定土壤含水量,更利于缓解土壤盐分对玉米出苗的影响。大田试验中灌溉水盐分梯度为淡水(对照)、3g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1。田间试验结果表明:1)随着灌溉水盐分浓度增加冬小麦收获时0~20 cm土壤盐分含量明显增加;2)淡水、3 g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1灌溉冬小麦,收获期0~20 cm土壤盐分含量分别为1.0 g·kg–1、1.3g·kg–1、1.6 g·kg–1、2.0 g·kg–1;3)夏玉米播种后立即灌溉一次75 mm淡水,玉米出苗期耕层土壤含水量维持在田间持水量的70%以上,土壤含盐量下降到1.0 g·kg–1左右,夏玉米生长进程和产量不受影响。2年(2015年和2016年)淡水、3 g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1微咸水拔节期灌溉冬小麦,下茬夏玉米产量分别为9 510.4 kg·hm–2、9 913.6 kg·hm–2、9 910.6 kg·hm–2、9 986.0 kg·hm–2和9 621.8 kg·hm–2、9 455.3 kg·hm–2、9 460.2 kg·hm–2、9 221.4kg·hm–2,产量差异不显著。考虑该地区降水的时间分布,与玉米生长同期的充足夏季降水的淋洗作用,微咸水灌溉小麦的积盐可得到很好淋洗。因此,该地区在冬小麦生长季实施不超过5 g·L–1微咸水灌溉,利用冬小麦夏玉米关键生育期水分调控,可消减微咸水灌溉土壤盐分积累对玉米出苗影响,结合夏玉米出苗水管理和雨季淋盐,实现周年稳产和水盐平衡,根层土壤不积盐。     

极端干旱区咸水滴灌林地盐结皮对土壤蒸发的影响

由于长期使用高矿化度咸水滴灌,土壤盐结皮在塔里木沙漠公路防护林带内广泛发育,它会对林带土壤蒸发过程产生重要影响。采用田间取样分析和微型蒸发器（MLS）人工控制试验相结合,分别研究了一个灌溉周期内盐结皮影响下林间裸地和防护林带内的土壤蒸发过程。结果表明,土壤水分蒸发量自表层向下层逐渐减少,且有盐结皮的土壤蒸发量小于无盐结皮土壤;土壤日蒸发量随着含水量的降低而逐渐减小,有盐结皮土壤前期高于对照,而后期低于对照;土壤累积蒸发量随着时间的变化逐渐增大,但增加量逐渐减小,有盐结皮土壤累积蒸发量小于对照;盐结皮对土壤蒸发的抑制效率随着时间的变化而不断降低,但裸地的降低速度高于林地;盐结皮抑制土壤水分蒸发的效果明显。     

塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候的差异性

[目的]开展塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候差异性研究,通过观测数据的解析,反映出沙漠与绿地区之间小气候变化的互馈机制,为沙漠区域人工绿地的可持续发展提供理论支持。[方法]利用塔克拉玛干沙漠腹地流动沙丘—人工绿地不同下垫面4个气象站的同步加密观测资料,分析自然沙面与人工绿地的小气候特征差异,初步探讨产生这些差异的原因。[结果]沙漠区对气温的升降速率响应快,绿洲区对气温的变化幅度响应显著;四季在增温时段绿洲相对于沙漠属冷岛,降温时段属热岛;夏季比湿最大,冬季最小,绿洲区相对于沙漠区在秋季湿岛效应持续时间最长,强度最大;春、夏、秋季凌晨至日出时段,绿洲上游边界呈现湿岛效应特征,绿洲下游边界四季全天均表现为湿岛效应;沙漠区域风速日变化极值出现时间早于绿洲区,风速变化范围沙漠区最大,绿洲区最小,在春、夏季,绿洲核心区风速递减率大于绿洲上游边界。[结论]下垫面的差异对小气候影响是十分显著的,绿洲区存在较强的"冷岛效应"和"湿岛效应"。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地生长季的小气候特征

利用小气候观测资料,分析了塔里木沙漠腹地人工灌溉林地小气候特征及其影响因素,并与林地外原始流沙地进行了对比.结果表明,人工灌溉林地具有调节地表温度和贴地层气温,缩小温差,提高大气湿度等重要生态作用.人工灌溉林地地表温度与流沙地差异极显著,白天林地的地表温度低于流沙地而夜间相反,林地土壤温度的日较差比流沙地低18.26℃;在09:00-15:00期间,林地的气温高于流沙地,平均温度高1.44℃,其它时段,林地的气温低于流沙地,平均温度低3.22℃;两者之间温差夜间大于白昼,林地的气温日较差较流沙地高4.41℃.全天林地绝对湿度和相对湿度均大于流沙地.不同树种的林地温湿度存在差别,但是差异不显著.不同覆盖度林地地表温度、空气温湿度都表现出不同的特征.研究结果对于进一步探讨极端干旱条件下人工灌溉林地近地层物质和能量交换具有重要意义.     

塔中沙漠地区Guilspare~抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急。对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare的保水效应进行了试验研究。结果表明,Guilspare可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义。（1）Guilspare对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21．06mm,初始抑制效率达70％左右;（2）Guilspare对O5cm层土壤含水量的影响较大,对5cnl以下土层影响相对较小;（3）一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善。     

塔克拉玛干西南缘风沙前沿防护林对条田的防护作用

[目的] 研究不同疏透度防护林对塔克拉玛干沙漠绿洲边缘条田的防风效能,为当地网格条田可持续发展提供理论指导。[方法] 选取塔克拉玛干南缘县城——新疆叶城县恰其库木管理区城郊防护林为研究对象,通过野外实地观测,对比研究不同疏透度防护林对塔克拉玛干沙漠绿洲边缘条田的防风效能。[结果] ①叶城县恰其库区防护林内条田里离防护林10—15 m范围是防风效果最佳区域,可种植防风能力较差农作物。②3种结构防护林总体而言,防护林1.5 m高处防风效能最佳,2 m处防风效能最低。本研究区条田内,种植生长期总株高小于1.5 m以下的农作物,可有效避免风害导致的损失。③疏透结构林带固沙效率最佳,通风结构次之,紧密结构林带固沙效率最差,其固沙效率排列顺序为：58.39%＞57.99%＞36.29%。[结论] 要发挥防护林的固沙作用,林带疏透度应控制在疏透结构为宜,可以使其达到较好的防风效果。疏透结构防护林周围的条田内可种植抗沙能力较弱农作物。     

塔里木沙漠公路防护林带土壤入渗研究

为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10cm,10-15cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40cm,40-60cm层土壤饱和导水率较其他层大。用常用的入渗模型对入渗过程进行模拟,可以发现通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,Kostiakov模型也较适用,Horton模型在该区域土壤入渗研究中适用性相对较差。     

古尔班通古特沙漠腹地土壤水分时空分异研究

古尔班通古特沙漠土壤水分补给以积雪融水和雨水为主，土壤水分是维系古尔班通古特沙漠荒漠植被发育最主要的制约因子。选取沙漠腹地典型沙垄为研究区，并分地貌部位布设了土壤水分监测点、植物监测样方以及沙面蚀积监测铁钎和气象观测站，从而形成以土壤水分监测为主的综合监测场。通过野外标定，利用中子水分仪对典型沙垄的不同地貌部位土壤水分动态进行系统监测，结果表明：土壤水分受季节性积雪、降雨、地貌部位、地形起伏、植被盖度等因素的影响而出现明显的空间分异与时间变化。土壤水分的空间差异整体表现为垄问土壤水分高于垄顶，坡下高于坡上。土壤水分的时间变化表现：3～4月为土壤水分的补给期，5～6月为土壤水分快速损耗期，7～10月土壤水分最低，11月～次年2月表层土壤水分积累，而次表层、深层土壤水分相对稳定。     

微咸水滴灌条件下沙穴种植的土壤水盐二维空间分布规律

河套灌区重度盐碱土具有结构性差、导水率低的特点,且该地区淡水资源短缺,为提高土壤水入渗性能,合理开发利用微咸水资源,可在滴头下方设置沙穴并利用微咸水灌溉。为探明不同矿化度微咸水滴灌的沙穴种植条件下二维土壤水盐分布规律,采用室内50 cm×50 cm二维土槽模拟试验,设置蒸馏水(0 g/L),2.0,3.0,4.0 g/L 4种不同矿化度处理,试验历时100 h。结果表明:在深度5 cm距滴头两侧15~20 cm及滴头下方25 cm的盐碱土处,土壤含水量较高,沙土土壤含水率随着矿化度的增加而增加,盐碱土土壤含水率随着矿化度的增加呈现先增加后降低的趋势,采用3.0 g/L灌溉水滴灌时,盐碱土含水率最大(变异系数为7.64%),说明利用3.0 g/L微咸水灌溉可有效提高沙穴种植条件下土壤含水率;入渗100 h后盐分主要聚集在滴头下方25~30 cm处,沙穴结构试验中,灌溉水矿化度为4.0 g/L的情况下土壤平均电导率最大(变异系数为50.59%),水平方向盐分淋洗效果优于垂直方向,且灌溉水矿化度越低,淋洗效果越显著,蒸馏水处理脱盐率为13.99%,灌溉水矿化度为2.0,3.0,4.0 g/L时积盐率分别为7.93%,14.57%,30.05%,脱盐半径随矿化度的增大而减小,3.0 g/L与2.0 g/L积盐量差异不显著(P=0.460>0.05),与4.0 g/L处理下积盐量差异显著(P=0.024<0.05)。结合土壤水盐空间分布规律,利用3.0 g/L微咸水可提高盐碱土土壤含水率,控制沙穴种植结构土壤积盐量,提高根系层土壤保水性。