半干旱黄土丘陵区小流域横断面土壤水分生态特征

在半干旱地区甘肃榆中北部中连川流域取一横断面,根据地形部位与利用条件布设11个测点,用土钻法监测土壤水分剖面分布与动态,测深到5m。各立地条件年内4月到12月土壤水分动态趋势多样。流域横断面的土壤湿度均较低,2～5m平均值一般都小于10％,其中以坡地苜蓿与半阳坡柠条林地最干燥。该地区土壤干燥化层是普遍存在的,不仅存在于人工植被,也存在于天然植被。径流富集叠加可显著改善土壤水分状况,隔坡水平梯田是其重要途径。退耕还草中要考虑各类草地的比例、苜蓿种植的适宜规模及其持续性问题。     

生物多样性对生态系统功能及其稳定性的影响

生物多样性导致生态系统功能优化学说、组分有机体功能特点决定生态系统功能观点及一些中间观点的提出使生态学界对生物多样性与生态系统功能之间关系的研究结果各异,但关键种的丧失会严重损害生态系统功能是肯定的。对结构多样性的生态系统来说,关键种能稳定生态系统功能,并在一定程度上缓冲波动带来的压力。生物多样性与生态系统稳定性间关系的研究亦未形成共识,一般看法是生物多样性降低会导致生态系统稳定性下降。但也有与之不同的看法,认为多样性与稳定性间无任何关系。对局部多样性、区域多样性及全球范围内生物多样性改变及其相应保护措施的研究比较后认为,应为不同物种提供适合其繁殖条件的局部试验地块,用个体小的物种来控制区域生物多样性及通过各种自然试验方法增加不同范围内的生物多样性。     

田间微集雨技术研究及应用

过去30 a,田间微集雨技术逐渐发展成为黄土高原雨养农业区的主要耕作技术。自上世纪八十年代以来,不同田间微集雨及覆盖（地膜、砂石和秸秆）栽培技术在黄土高原不断更新换代,先后经历了垄沟无覆盖技术、平地覆盖技术、垄沟半覆盖技术和垄沟全覆盖技术等发展过程,特别是沟垄地膜全覆盖技术大面积推广和应用,为西北旱区粮食单产大幅度提高提供了强大的支撑作用。本文综述了田间微集雨技术的演变历程及对农田生态系统的影响及机理,归纳了垄沟和覆盖模式及播种方式对作物产量形成、水分利用效率、作物生理生态、土壤质量、土壤微生物、杂草、病虫害、覆盖物残留和作物物候等的影响,并分析了该技术的高产高效和生态风险以及两者的互作关系。文章最后还对该技术的高效性、可持续性和发展潜力进行了讨论,旨在对雨养农业生态系统的可持续管理提供理论指导。     

坡耕地起垄和埋设地槽对土壤水分和马铃薯产量的影响

在黄土高原坡地采用（1）沿坡地等高线起垄;（2）沿坡地等高线起垄,垄上覆膜;（3）沿坡地等高线起垄,垄间带底下设地槽;（4）沿坡地等高线起垄,垄上覆膜,垄间带底下设地槽等4种不同的集雨方式种植马铃薯,并设置不覆膜的大田比较试验。通过对土壤含水量,土壤温度及作物产量进行分析,发现垄上覆膜结合地槽贮水技术,可降低土壤的容重,大大提高马铃薯的地上生物量、水分利用效率及大中薯率,是黄土高原半干旱区一项有效的节水增产措施。     

缺磷对渗透胁迫条件下春小麦根系生长及活力的影响

利用ＰＥＧ－４０００对春小麦根系进行了不同时间和浓度下水分和磷素胁迫处理,结果表明,根系和叶片干重均随胁迫时间的推移而显著下降,叶片的相对含 水量从处理开始到胁迫２４ｈ明显下降,其后变化呈起优现象。根系中无机磷随胁迫时间的推移呈倒“Ｖ”型趋势,其中,以处理２４ｈ根中磷素的浓度较高,不同浓度处理下,峰值出现在１５％。根系活力随胁迫浓度的提高而下降,在５％￣１５％范围,根系过氧化物同功酶带无显著的变化     

干旱区苜蓿和沙打旺单混播下土壤水分利用格局的驱动力分析

大田条件下采用生物替代试验对沙打旺和苜蓿单播及混播的一年生人工草地进行了土壤水分利用动态格局调查研究.结果表明,3种密度下土壤水分随生育期变化相似,均呈下降趋势,但随播种密度增大,不同播种方式平均土壤水分利用效率逐渐增大,而2种牧草平均群体水分利用效率比较为混播下苜蓿>单播苜蓿>单播沙打旺>混播下沙打旺.牧草返青后,在中密度下显示出较宽的资源共享生态位,而低密度和高密度显示出稍窄的资源共享生态位.3种密度下整个生育期内苜蓿的相对竞争力均高于沙打旺,其中平均相对竞争力比较为高密度>中密度>低密度,而且随生育期变化苜蓿的相对竞争力持续增强.苜蓿对沙打旺的相对竞争力与混播处理中苜蓿对沙打旺的群体水分利用效率比有显著正相关.由此可见,在苜蓿与沙打旺一年生混播试验中苜蓿竞争力始终大于沙打旺,其中密度效应和水分利用为两者种间关系调节的重要影响因素.2种牧草混播中苜蓿生产力、群体水分利用效率与苜蓿对沙打旺的竞争优势为性状互利关系.因此,旱生环境中苜蓿与沙打旺的水分利用格局可能由2个物种种间竞争关系所驱动的,水分资源利用状况反应了两者对干旱胁迫环境下适应种间竞争的生活史对策.     

长期施肥对土壤生物活性有机碳库的影响

采用土壤培养实验方法,研究了25年施肥对平凉黑垆土土壤生物活性有机碳库(C0)的影响。结果表明:土壤生物活性有机碳库(C0)以施用有机肥处理显著增大,其中以S+NP处理最高,达1071.00μg/g,M+NP处理为940.85μg/g,M处理为776.90μg/g,分别比CK增加1.86倍、1.51倍和1.07倍,单施N肥处理对土壤生物活性有机碳库影响不大,为399.10μg/g,仅比CK增加6.4%,NP配合处理为621.60μg/g,比CK增加65.76%。增施有机肥料可明显增大土壤生物活性有机碳库(C0),NP化肥配合施用也有良好效果,N肥单施无明显作用。土壤生物活性有机碳库(C0)占土壤总有机碳(TOC)的百分比为2.70%～6.34%,生物活性有机碳库的周转速率(K)为0.0223～0.0301d-1,生物活性有机碳库在土壤中的半周转期(T1/2)为22.55～31.09d。土壤生物活性有机碳库(C0)与土壤全氮呈极显著性正相关,与总有机碳(TOC)呈显著性正相关。     

浅论农业生态系统能量研究中不同性质能量的不可加性

本文从认识农业生态系统中各种能量的不同性质入手,讨论了不同性质能量、特别是传递能和辅助能的不可加性,认为这种不可加性是客观存在的,应对其给予充分尊重,而不必味地寻找把它们相加的途径。同时还提出了“传递能量流动分析(研究)”和“辅助能量消费研究”,认为二者共同构成了农业生态系统能量研究的范畴。     

半干旱地区沟垄微型集雨种植马铃薯最优沟垄比的确定

采用沟垄微型集雨种植马铃薯,垄作为集水区,沟作为种植区,采用三种沟垄比和两种下垫面材料。在2001～2002年的试验中,膜垄种植马铃薯平均水分利用效率分别是对照的2.8倍(2001)和2.4倍(2002),土垄种植马铃薯水分利用效率和对照相差不大;由于降雨量和降雨高峰期出现时段的不同,虽然使2001～2002年度沟垄微型集雨种植马铃薯产量有所差异,但在两年试验中,马铃薯增产趋势基本一致,膜垄种植马铃薯产量分别比对照平均提高231%(2001)和153%(2002),土垄种植马铃薯产量分别比对照平均提高58%(2001)和23%(2002)。通过直线回归分析,在半干旱地区膜垄种植马铃薯最佳沟垄比为60 cm∶40 cm,当沟垄比为60 cm∶40 cm马铃薯产量的期望值可以达到最大,该技术是适合于半干旱地区的能较好提高降水利用率和产量的一种种植方式。     

调亏灌溉对春小麦土壤水分动态的影响研究

对干旱环境条件下调亏灌溉春小麦0~20,20~40,40~80,80~120 cm土层土壤水分动态进行了分析研究,并建立了0~120 cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来预测调亏灌溉春小麦土壤水分随时间变化的动态。