科尔沁沙地土壤水分扩散率比较研究

利用水平土柱入渗法对科尔沁沙地的草地、固定沙丘和流动沙丘0~20 cm土层的土壤水分扩散率(D(θ))与土壤体积含水量(θ)之间的关系进行了测定,并建立了D(θ)和波尔兹曼参数(λ)与θ的定量关系。结果表明:(1)不同类型沙地0~20 cm土壤湿润峰迁移速率以草地的最小,其次为固定沙丘,而流动沙丘的最大,平均值分别为0.38、0.70和1.45 cm min-1;而且三类沙地土壤湿润峰迁移速率随入渗距离呈对数形式递减;(2)随着土壤体积含水量θ的增加,波尔兹曼参数λ逐渐减小,而且当θ达到某一临界值之后,λ急剧减少;(3)三类沙地D(θ)以草地和固定沙丘的较低,平均值分别为1.44和1.43 cm2min-1,而流动沙丘的较高,平均值为2.88 cm2min-1;土壤水分扩散率与土壤体积含水量的关系符合经验公式D(θ)=aebθ;(4)对科尔沁沙地土壤水分扩散率影响较大的土壤理化性质主要是有机质含量和粘粉粒含量。     

不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系特征及产量的影响

【目的】 探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系生长发育、干物质积累和产量的影响,为干旱区合理利用水肥资源提供理论依据。【方法】 2018—2019年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为重度水分亏缺（W1）、轻度水分亏缺（W2）和正常水分（W3）,控制土壤含水量分别为田间持水量的32%—46%、51%—62%、67%—81%,副区为不施肥（F0）、单施化肥（F1）、30%有机肥+70%化肥（F2）和70%有机肥+30%化肥（F3）,分析不同水分条件下施肥对棉花花铃期根系形态特征、根长垂直分布、根系活力、地上部干物质积累和产量的影响。【结果】 水分亏缺抑制了棉花花铃期根系生长,根长、根表面积、根体积、根系活力较正常水分显著降低,地上部干重下降而根冠比增大,单株铃数和单铃重降低并导致籽棉产量的下降,其中W1负面影响最为严重。不同水分条件下各施肥处理对根系形态特征的影响存在显著差异,W2和W3下,施肥显著增加棉花根长、根表面积和根体积,且有机无机肥配施显著高于单施化肥F1处理,其中W2下,根长、根表面积和根体积随有机肥配施比例的提高而增加,F3较F1处理根长、根表面积和根体积两年平均分别提高18.1%、12.2%和35.0%;W3下,F2处理对根系形态的促进效应最为显著,较F1根长、根表面积和根体积分别提高7.6%、17.0%和20.1%;W1下,各施肥对根长和根表面积具有抑制作用,其中F1处理抑制效应最显著。W2和W3水分条件下有机无机肥配施能够促进20—40 cm土层根系的生长,并显著提高根系在该土层的分布比例,较单施化肥能显著提高各土层根系活力,促进地上部和根系干重的增加并降低根冠比,增加单株铃数和籽棉产量,其中W2下F3处理单株铃数和籽棉产量最高,较F1处理单株铃数和籽棉产量分别提高13.2% 和17.2%,而W3下F2处理单株铃数和籽棉产量表现最高,较F1分别提高16.1% 和9.2%。【结论】 有机无机肥配施能够优化根系形态与空间分布,提高根系活力,促进地上部干物质积累并提高籽棉产量,缓解轻度水分亏缺对棉花根系生长发育的影响。不同水分下有机无机肥配施处理中,轻度水分亏缺下70%有机肥+30%化肥（F3）,正常水分下30%有机肥+70%化肥（F2）为最优施肥处理。     

不同强度放牧后自然恢复的沙质草地土壤呼吸、碳平衡与碳储量

通过测定科尔沁不同强度放牧后自然恢复的沙质草地的土壤呼吸、碳平衡和碳储量,结果表明,整个生长季平均土壤呼吸速率表现为轻牧后恢复草地(CO2-C 0.737 g/m2.d)>无牧后恢复草地(CO2-C 0.704 g/m2.d)>中牧后恢复草地(CO2-C 0.641 g/m2.d)>重牧后恢复草地(CO2-C 0.576 g/m2.d);无牧和重牧后恢复草地的碳素输入和输出处于平衡状态,轻牧和中牧后恢复草地的碳素输入显著高于输出,净截存碳分别为84.89和76.51g/m2;植物-土壤系统的碳储量大小为轻牧后恢复草地(1 785.39 g/m2)>中牧后恢复草地(1 494.69 g/m2)>无牧后恢复草地(1 483.61 g/m2)>重牧后恢复草地(1 323.39 g/m2)。研究结果表明,不同强度放牧后的退化沙质草地在采取围封恢复措施以后,有益于大气CO2的截存,而适度(轻度和中度)放牧后的恢复更有利于增强沙质草地的碳汇作用。     

科尔沁沙质草地禾本科植物主要功能类型对连续放牧的反应

为了正确评价连续放牧对禾本科牧草的影响,在科尔沁典型沙质草地,设置不同放牧强度的4块样区,连续放牧4年后对各样区植被中禾本科植物的盖度和高度进行了样方调查,分析了3个禾本科植物功能类型.结果表明:1)禾本科植物的平均盖度对重牧比较敏感,而在中牧区、低牧区和对照区差异较小;2)3个功能类型植物的高度随放牧强度的增加,呈有规律的降低.而且多年生牧草的高度对放牧强度最敏感,一年生优质牧草次之,一年生劣性牧草最不敏感;3)多年生牧草在各样区的相对盖度随放牧强度的增加,逐渐减少,在重牧区仅为0.69%;一年生优质牧草在各样区的相对盖度表现为中牧区＞低牧区＞重牧区＞封育对照区,说明放牧干扰有提高此相对盖度的影响;一年生劣性牧草在各样区的相对盖度随放牧强度的增加,逐渐增大.     

科尔沁沙地几种灌木对根际微生物的影响

通过对科尔沁沙地五种典型灌木(小叶锦鸡儿、小红柳、差巴嘎蒿、达乌里胡枝子和冷蒿)根际与非根际土壤微生物的研究表明,根际土壤微生物数量远高于非根际土壤,差异显著。五种灌木根际细菌和放线菌数量表现为:差巴嘎蒿>小红柳>小叶锦鸡儿>冷蒿>达乌里胡枝子;真菌为:小叶锦鸡儿>小红柳>差巴嘎蒿>达乌里胡枝子>冷蒿。灌木根际细菌所占微生物总数的比例高于非根际,放线菌所占比例较低。五种灌木微生物根际效应R/S:小红柳>冷蒿>差巴嘎蒿>达乌里胡枝子>小叶锦鸡儿。根际效应R/S是比根际微生物数量更好的反映沙地灌木对根际微生物影响的指标,它从根际与非根际两方面综合对土壤进行评价,具有更深刻的研究意义。     

从叶片光合作用分析绿豆和谷子对科尔沁沙地光照条件的适应能力

科尔沁沙地大田种植的绿豆和谷子两种作物,叶片净光合速率(Pn)日变化曲线虽然均为单峰曲线,但Pn峰值出现的时间不同,且8:00后,谷子的Pn总是大于绿豆的。分析认为,谷子对强光的适应性比绿豆高。非气孔因素造成6:00～10:00绿豆Pn的降低,而10:00～12:00谷子Pn的降低主要是气孔导度下降引起的。与净光合测定同步的叶绿素荧     

中国北方农牧交错带植被动态研究进展

通过回顾植被动态研究的历史,简要概述了植被动态的发展。综述了我国北方农牧交错带历年来植被动态的研究现状。研究指出植被动态变化与农牧交错带内气候、自然环境演变、农牧业经营方式的转变及土地利用有着密切的关系。结合前人的研究,根据农牧交错带内存在的生态环境问题,提出应从北方农牧交错带植被动态与生物多样性、生态环境、生态系统健康以及对全球变化响应的关系进行研究,揭示其受损及恢复机理,为农牧交错带受损的生态系统恢复与重建、区域可持续发展提供理论依据。     

沙漠化对科尔沁沙质草地大型土壤节肢动物群落时空变化的影响

为揭示草地沙漠化对土壤大型节肢动物群落时空变化的影响,在2008-2009年春、夏、秋3个季节采用空间-时间转换的方法分层调查了科尔沁沙漠化草地0～30 cm土壤节肢动物群落的类群丰富度、密度和优势类群的变化.结果表明:草地沙漠化导致土壤节肢动物类群丰富度和密度明显下降,下降幅度为夏季＞春季＞秋季,且以轻度和严重沙漠化阶段下降最为显著；草地沙漠化过程中,土壤节肢动物群落的季节变化模式和土壤剖面中的垂直分布模式也发生明显改变,其中季节变化模式由夏季最高、春季＞秋季逐步转变为夏季最低、秋季＞春季,土壤剖面中土壤动物的分布模式由从上层向下层递减逐步演变为上层下层相近,中间层最低；草地沙漠化还导致土壤动物群落优势类群的不断更替,其演替速率是夏季大于秋季和春季,中层土壤大于上层和下层土壤.草地沙漠化过程中,土壤节肢动物群落的变化主要受制于植被退化和土壤环境恶化的影响,特别是植被盖度、凋落物量、土壤有机碳和养分含量的降低.     

科尔沁沙地旱作农田土壤退化的过程和特征

在一个较小的时空尺度上对科尔沁沙地典型旱作农田土壤物理和化学特性在风蚀沙化过程中的演变特征及其退化过程进行了的探讨。结果表明 :旱作农田由于周边沙质草地的开垦而发生风蚀沙化 ,3～ 5年的时间就会使 5 %～ 15 %的细粒物质吹蚀 ,表土粗化 ,向风沙沉积特征发展 ,土体结构破坏 ,容重增加 0 .0 5～ 0 .15 g/ cm3,总孔隙度降低 3%～ 5 % ,持水性能变劣 ,养分也随之丧失 ;<0 .0 5 mm的粘粉粒吹蚀 1% ,土壤有机质和全氮含量下降 0 .2 5 9g/ kg和 0 .0 16 4 g/ kg;土壤退化的演变 ,既有系统本身的自然属性决定的内在原因 ,更重要的是人为的外部干扰体系的驱动 ;退化的过程既有渐变型 ,又有跃变型