红边位置估测玉米叶片叶绿素含量算法的比较

基于两年大田试验数据,系统分析和评价红边位置算法在估测叶绿素时的稳定性。结果表明,最大一阶导数(FD)和拉格朗日内插法(LAGR)受双峰现象的影响不能准确估测玉米叶片叶绿素含量,倒高斯拟合法(IG)、线性插值法(LI)和线性外推法(LE)估测精度较高但普适性和稳定性较差。基于小波变换方法(WT)提取的红边位置模型在预测玉米叶片叶绿素累积量方面表现出色,对叶片叶绿素含量变化最为敏感,预测的精度最高,并且具有更高的稳定性和普适性,可为今后大面积玉米养分精准监测提供理论和技术基础。     

冻融交替对土壤CO2排放影响的研究进展

在全球气候变暖背景下,愈加广泛和频繁的冻融现象将会对土壤碳的生物地球化学循环过程产生深远的影响,因此归纳总结冻融作用对土壤二氧化碳（CO₂）排放的影响,可为科学揭示冻融作用对土壤CO₂排放的影响机理提供理论支撑。在总结相关文献的基础上,系统地分析了冻融格局（冻融温度、循环次数及持续时间等）对土壤CO₂排放量的影响,并从土壤理化性质、土壤微生物等方面归纳总结土壤CO₂排放对冻融作用的响应机制。冻融作用能降低土壤团聚体稳定性,促进溶解性有机碳的释放,并能够使微生物的数量降低,细胞破裂,释放碳氮营养物质以供存活的微生物利用,从而促进土壤CO₂排放的增加,且与冻结温度和冻融循环次数密切相关。但由于生态系统类型、土壤理化性质、冻结温度等的差异,冻融作用也可能会促进土壤团聚体稳定性增加,抑制活性碳的释放和微生物的活性,减少土壤CO₂的排放。虽然目前已有研究能够对冻融作用对土壤CO₂排放的影响及其驱动机制作出初步解释,但由于存在实验参数缺乏原位性、对土壤微生物的研究不够深入和数据难以量化等不足,致使研究结果存在较大的差异和不确定性,因此还需进一步深入研究。     

不同耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响

为探讨耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响,2016年6—9月在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗试验区设置3种耕作方式[深松(SS)、免耕(MG)及常规耕作(CK)],分别采集0～10、10～20、20～30 cm土层的土样,对土壤容重、含水量、土壤渗透速率及土壤孔隙度进行调查。结果表明:3种耕作方式土壤容重及含水量均表现为SS>CK>MG;土壤入渗特征表现为初始入渗率>平均渗透率>稳定入渗率;土壤入渗速率及累计入渗量表现为SS>CK>MG;土壤孔隙度以SS处理下最高且随着月份的增加土壤孔隙度降低。主成分分析表明,初始入渗速率和渗透总量对不同耕作方式最为敏感,可以作为考察东北黑土区农田耕作效应与缓解黑土地退化的评价指标。由综合得分可知,不同耕作方式下土壤性能优劣表现为SS>MG>CK。综上,深松耕作可以有效降低土壤容重,提高土壤含水量,促进土壤渗透能力;免耕更有利于水分的保持,降低土壤的无效蒸发。     

平茬对吉兰泰盐湖花棒防护林植被特征和土壤理化性质的影响

为探究平茬措施对吉兰泰盐湖防护林植被和土壤的影响,以吉兰泰荒漠绿洲过渡带不同平茬年限(1,2,3年)的人工花棒林为研究对象,对比分析不同平茬年限的花棒林植被生长特征和土壤理化性质。结果表明:(1)平茬有利于花棒自我更新。平茬后花棒株高、基径随平茬年限增加而增大,新生枝数与之相反。(2)平茬增加林下草本生物量和草本植物多样性,不同平茬年限花棒林间植物生活型均以一年生植物和多年生植物为主。林下植被盖度、密度、株高、地上生物量、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Margalef丰富度指数均以平茬3年最高。(3)平茬初期的风蚀作用导致地表部分细颗粒被吹蚀,0—30 cm土层土壤机械组成均以细砂和中砂为主,其值为77.63%~88.02%。(4)平茬促进土壤水分蓄积,0—200 cm土层土壤含水量按平茬年限由大到小依次为3年>2年>1年>未平茬,但土壤水分稳定性变差。(5)平茬有利于土壤养分积累,花棒林下土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效磷以平茬后3年最高,较未平茬分别增加6.67%,12.90%,20.00%,115.51%,66.24%。研究结果表明适当平茬可以改善林间生境,但是在平茬初期,需要对地表进行覆盖,防止土壤水分蒸散。     

不同形态氮肥对苗期玉米镉富集的影响

为了探究不同形态氮肥对苗期玉米生长及富集镉(Cd)的影响,采用室内水培试验,在重金属Cd处理下,分别施加4和8 mmol/L N含量的硝态(NO3-)、铵态(NH4+)、酰胺态(尿素)氮肥培养12 d后,比较不同施氮处理下玉米的生长状况和吸收富集Cd的差异.研究结果表明:与不添加重金属Cd的全营养液培养处理相比,添加重...     

不同耕作方式下黑土区农田中小型土壤动物群落特征

[目的]研究中小型土壤动物群落组成、多样性、动态特征及垂直分布情况,反映土壤环境状况,为探索黑土区农田适宜的耕作方式提供参考依据。[方法]采用改良干漏斗(modified tullgren)法分离中小型土壤动物,分析比较了不同耕作方式下中小型土壤动物的群落结构及分布特征。[结果]从研究样地共捕获中小型土壤动物3 749只,隶属47个类群。其中四奥甲螨科(Quadroppiidae)和等节■科(Isotomidae)为试验区的优势类群。3种耕作方式下,0—10 cm土层中小型土壤动物个体数占总个体数的71%,在垂直分布上具有明显的表聚性。深松处理下中小型土壤动物个体数最多(1 671),CK处理下类群数最多(41)。CK处理下中小型土壤动物多样性指数和丰富度指数最高,分别为(2.81)和(3.81);深松处理下中小型土壤动物优势度指数最高(0.15)。不同耕作方式下土壤渗透总量表现为深松CK免耕;土壤含水量和土壤温度表现为深松免耕CK;土壤容重表现为免耕CK深松。中小型土壤动物个体数与土壤容重呈显著正相关(p0.05);中小型土壤动物丰富度指数与土壤有机质呈显著正相关(p0.05);中小型土壤动物均匀度指数与土壤渗透总量呈极显著正相关(p0.01)。[结论]耕作方式对中小型土壤动物的群落结构有明显的影响,深松耕作后显著提高中小型土壤动物个体数,能够有效改善土壤环境,比免耕和传统耕作更有利于中小型土壤动物的生存与繁殖。     

放牧和刈割对草甸草原中小型土壤动物群落的影响

为了解放牧和刈割对草甸草原中小型土壤动物群落结构的影响,于2019~2020年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原采用自由放牧、刈割和围封3种不同草地利用方式下,研究了内蒙古草甸草原中小型土壤动物群落结构特征。调查研究在草地返青期、生长期和枯黄期3个时期进行,共捕获中小型土壤动物284只,隶属于12目34个类群。结果表明:放牧导致中小型土壤动物数量、类群数和多样性指数降低,而刈割影响相对较轻;返青期、生长期、枯黄期对应的春、夏、秋三季中小型土壤动物群落结构存在明显差异,土壤动物个体数、类群数和多样性指数均在草地枯黄期最多。放牧和刈割利用方式下改变了草甸草原中小型土壤动物在草地生长期Shannon-Weiner指数、Margalef指数、Pielou指数的变化趋势。中小型土壤动物群落表聚性在刈割利用方式中表现最为典型,放牧利用方式下0~10 cm土层中小型土壤动物有向10~20 cm 土层移动趋势;土壤pH和速效钾含量与中小型土壤动物类群有密切关系。     

环境因子对大兴安岭南段白桦树干液流变化特征的影响

为揭示半干旱区大兴安岭南段白桦(Betula platyphylla)树干液流变化特征及其对环境因子的响应,以该地区赛罕乌拉国家级自然保护区的主要树种白桦为对象,在2019年6月初至9月末,运用Granier热扩散边材树干液流探针(TDP)对白桦进行树干液流观测,并利用WS1000自动气象站同步监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度等环境因子,分析白桦树干液流特征及其对环境因子的响应。结果表明:各月的日累计液流密度值由大到小依次为7月(70.769 5 cm3·cm-2·d-1)、8月(69.045 9 cm3·cm-2·d-1)、9月(67.955 3 cm3·cm-2·d-1)、6月(57.292 4 cm3·cm-2·d-1)。液流密度日变化表现为单峰曲线,总体变化规律为昼高夜低。液流密度与各环境因子相关系数由大到小依次为太阳辐射Rs(0.837)、空气温度Ta(0.608)、空气水汽压亏缺VPD(0.589)、空气相对湿度RH(0.453),并且均达到极显著检验水平(P<0.01),在7月时液流密度对林内小气候有极显著响应。采用多元线性回归分析建立液流密度与各环境因子的回归方程的决定系数R2=0.747,拟合度较高,总体回归效果显著,且模拟值与实测值动态变化规律较为一致,绝对误差为8.76%。白桦树干液流密度对太阳辐射以及空气温度的变化具有较高敏感性,液流密度与各环境因子之间存在显著线性相关性。     

大兴安岭南段华北落叶松人工林径向生长对气候变化的响应

【目的】华北落叶松是内蒙古大兴安岭南段主要的人工林树种,分析华北落叶松年轮宽度指数的变化以及与气象因子的相关性,以此判断华北落叶松人工林在大兴安岭南段地区的适应性,为可持续经营管理提供理论依据。【方法】赛罕乌拉是大兴安岭南段次生林的典型地段,并且是内蒙古最大的次生林区。在1986年种植的华北落叶松人工林区域内,按国际树木年轮库(ITRDB)的要求,2013年随机采集54棵华北落叶松108根树芯,其中死树14棵。运用树木年轮气候学方法,建立华北落叶松年轮宽度年表,利用相关函数分析1986-2013年的气温和降水气象因子与年表的相关性,揭示华北落叶松径向生长对气候响应规律。【结果】(1)华北落叶松径向生长与上一年5、7月的平均最高温和平均气温呈显著性负相关(P <0.05),与当年冬季11月的降水量具有显著性正相关(P <0.05),和其它月份也均成正相关但显著性不明显,表明华北落叶松主要受到冬季降水量的影响。(2)通过年轮与气象因子的响应分析得出,华北落叶松对气候的响应具有明显的"滞后性",具体表现为,干旱胁迫对当年树木的径向生长量影响不显著,对第2年树木的径向生长量影响显著。2006年发生极端干旱年,发生后的4年内华北落叶松发生死亡现象。【结论】大兴安岭南段华北落叶松人工林的径向生长主要受到当年冬季11月降水量的显著性影响。华北落叶松受到干旱胁迫时有明显的"滞后性",影响体现在第2年即形成窄轮。这可能意味着,随着未来干旱的加剧,冬季降水对华北落叶松的生长变得更加重要。     

玉米间作种植对黑土区农田中小型土壤动物群落的影响

中小型土壤动物对环境变化反应敏感,不同种植方式导致农田土壤空间格局改变将影响中小型土壤动物群落多样性和功能。本文通过玉米单作和间作种植,在玉米生长季的不同月份调查取样,研究玉米单作和间作种植对土壤动物的个体数量、类群数、多样性和不同功能群的影响。结果表明:从试验样地共捕获中小型土壤动物1 473只,隶属于40个类群;玉米间作种植显著降低中小型土壤动物的个体数(P 0. 05),玉米间作种植降低中小型土壤动物类群数,未达到显著水平(P 0. 05),这种降低趋势在不同月份和土层中均表现出来;玉米单作和间作种植下中小型土壤动物总体趋势为腐食性杂食性捕食性+植食性的个体数(P 0. 05);玉米间作种植增加了优势度指数,降低了多样性指数、均匀度指数和丰富度指数(P 0. 05);玉米间作种植改变了不同食性中小型土壤动物的个体数和类群数,腐食性、杂食性和捕食性+植食性土壤动物数量降低,杂食性和捕食性+植食性的土壤动物类群数增加,腐食性土壤动物类群数降低,但个体数和类群数的变化未达到显著水平(P 0. 05)。