不同土层土壤粒径及有机质含量空间变异的相关性研究

为了探讨土壤粒径和有机质空间分布特点及其相互关系伴随土层的变化规律,本研究以内蒙古河套灌区沙壕渠分干渠灌域为研究目标,以灌溉区域内间隔1 km等间距77个取样点共308个样本为基础进行综合探讨,结果表明:土壤粒径及有机质不同土层及其相互之间均存在极显著的相关性(P0.01),且相关性随着土层间隔的增大而减小,同时有机质含量与黏粒含量的相关性最高,相关系数为0.583。土壤粒径及有机质在剖面上的层次组合及分布主要是成土过程和母质沉积过程所致,不同土层的空间变异性相关程度较高。而同一土层黏粒含量与有机质的空间变异性呈现出较强的正相关性;粉粒及砂粒含量体现出较强的负相关性。     

不同坡位下柠条根系分布特征及其与土壤含水量的关系研究

【目的】探究生态脆弱区不同坡位样地柠条（Caragana korshinskii）根系分布特征及其与土壤含水率的关系,为生态脆弱区人工植被建设与管理提供参考。【方法】以内蒙古自治区西部包头市达茂旗作为研究区,于2021年8月在研究区内选择生长在同一坡面（坡度约为6°,坡面为西北坡）的柠条（林龄为17年）林地作为试验地,分别在坡面的上、中、下选取样地,分析3个坡位样地中柠条不同径级（细根（0~2 mm）、小根（>2~5 mm）、中根（>5~20 mm）、大根（>20~50 mm）根系形态特征（长度、体积和表面积）和土壤含水率在水平、垂直方向的分布特征,且对不同坡位样地中柠条根系形态指标与土壤含水率的相关性进行了分析。【结果】在各样地中,柠条根系形态指标和土壤含水率均表现为坡下＞坡中＞坡上。柠条细根、小根、中根、大根的根长、体积和表面积均表现为随着与柠条标准丛根基处水平距离和土层深度的增加而总体减少。在水平方向上,土壤含水率随着与距柠条标准丛根基处水平距离的增加而逐渐减少;在垂直方向上,土壤含水率随着土层深度的增加而减少。柠条根系的总长度、总体积和总表面积与土壤含水率均呈极显著正相关。【结论】不同坡位下柠条根系特征和土壤含水率均存在明显差异,柠条根系部分形态指标在一定程度上能够反映土壤含水率的大小。     

基于MaxEnt模型的内蒙古自治区樟子松潜在分布研究

【目的】优化樟子松已有种植区的布局以及科学推广引种其适宜种植范围。【方法】采用环境因子和地理分布数据,结合ArcGIS与MaxEnt模型,分析影响樟子松分布的主导环境因子以及预测其潜在地理分布。【结果】(1) MaxEnt模型在樟子松潜在生境模拟中,AUC=0.821,有较好精度。(2)最潮湿月份的降水量(BIO13)、等温性(BIO3)和最潮湿季节的平均温度(BIO8)和最干燥季节的平均温度(BIO9)为影响樟子松分布的主导环境因子。(3)研究区樟子松适生区总面积为86.997 8万km²,其中高适生区面积为30.811 7万km²,占内蒙古总面积的25.76%,主要集中在呼伦贝尔、兴安盟、锡林郭勒盟、赤峰和呼和浩特等地区。【结论】东北地区樟子松潜在分布范围最广,且气候因子是樟子松分布的主要影响因子,该研究结果可为各地区加强樟子松防风固沙林建设提供依据。     

植物生长调节剂对榆叶梅生长及叶绿素荧光参数的调控效应

【目的】筛选对榆叶梅(Prunus triloba)幼苗生长发育起促进作用的植物生长调节剂种类及质量浓度,为榆叶梅的壮苗提供依据。【方法】以1年生榆叶梅幼苗为试验材料,采用盆栽试验,蘸根施用多效唑(PP333)、生根粉(GGR6)2种药剂,质量浓度均设50,100,150,200mg/L 4个梯度,分别记为P50、P100、P150、P200和G50、G100、G150、G200处理,以清水处理为对照(CK),测定不同处理榆叶梅生长指标(株高、冠幅、基径)和生理生化指标(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素总含量(Chl(a+b))、电子传递效率(ETR)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭(qP)、非光化学猝灭(qN)、最大光化学效率(Fv/Fm)),研究2种药剂对盆栽榆叶梅生长发育的影响,对所测的指标进行相关性分析,并利用隶属函数对不同处理榆叶梅测定指标进行综合评价。【结果】PP333抑制了榆叶梅幼苗株高的生长,当其质量浓度为150mg/L时,对榆叶梅幼苗株高的抑制程度最大;GGR6促进了榆叶梅幼苗株高的生长,当其质量浓度为100mg/L时,对榆叶梅幼苗株高的促进程度较大。PP333和GGR6均能明显促进榆叶梅幼苗基径增粗及冠幅的增加。随着PP333和GGR6质量浓度的增加,榆叶梅幼苗的叶绿素含量及叶绿素荧光参数ETR、ΦPSⅡ、qP、Fv/Fm均呈现先增大后减小的趋势,且PP333和GGR6质量浓度分别为150和100mg/L时达到峰值,均与对照(CK)有显著差异(P0.05);qN呈现先减小后增大的趋势。相关分析表明,Chl a、Chl b、Chl(a+b)与叶绿素荧光参数ETR、ΦPSⅡ、qP、Fv/Fm呈现极显著正相关关系(P0.01),与qN呈现极显著负相关关系(P0.01)。各处理隶属函数平均值大小顺序为G100 P150 P200 P100G50G200G150P50CK。【结论】榆叶梅最佳促进剂为GGR6,且当其质量浓度为100mg/L时,对榆叶梅幼苗生长发育的综合促进作用最佳。     

模拟干旱和氮沉降对唐古特白刺根系生长特征的影响

为深入了解氮沉降和干旱胁迫对植物生长特征的影响,本试验选择荒漠植物唐古特白刺（Nitraria tangutorum）,设置对照（田间最大持水量）与干旱（田间最大持水量的20%~40%）两个水分梯度以及0,6,36,60 mmol·L^-1 4个氮素浓度处理,研究模拟干旱和氮沉降对其根系生长特征的影响。结果表明：正常水分条件下唐古特白刺根系生长状况均优于干旱条件（P<0.05）;根直径和根尖数随着氮素浓度的增加而增加（P<0.05）;当氮素浓度为36 mmol·L^-1时,唐古特白刺的各项生长指标均表现为最佳状态。白刺各根系生长指标间相关分析表明,白刺总根长、根系平均直径、总表面积和总体积之间在水分和氮素交互作用下互相呈极显著正相关关系（P<0.01）。因此,本试验得出干旱胁迫抑制了氮素对根系生长的促进作用,而氮素的增加在一定程度上可缓减干旱对唐古特白刺的影响;在乌兰布和沙漠,干旱条件下氮沉降可能对唐古特白刺存在一定的补偿作用。     

改性木质纤维素/蒙脱土对Pb(Ⅱ)的吸附研究

以木质纤维素(LC)为原料,利用巯基乙酸改性LC得到巯基木质纤维素(SLC),通过溶液插层复合法再与蒙脱土(MT)反应制备得到了巯基改性的木质纤维素/蒙脱土纳米复合吸附材料(SLM)。研究了SLM对水体中Pb(Ⅱ)的吸附过程,探讨各吸附因素对SLM吸附效果的影响。分析了吸附动力学和吸附等温特性,并采用FTIR和SEM/EDS表征对吸附机理进行研究。结果表明,SLM对Pb(Ⅱ)有良好的去除效果,SLM对Pb(Ⅱ)离子的最佳吸附条件为SLM用量0. 050 0 g,Pb(Ⅱ)起始浓度3. 52 g/L,pH4. 75,温度45℃,时间120 min,最大平衡吸附量173. 81 mg/g。SLM对Pb(Ⅱ)的吸附行为符合准二级动力学方程和Langmuir等温模型。FTIR和SEM/EDS分析显示,Pb(Ⅱ)和SLM表面的活性官能团进行了单分子层的化学吸附。     

基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征

为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0~80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明:砂粒含量与多重分形参数(D_0、D_1、α_0)之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层(0~10 cm)土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。     

巨菌草留茬沙障防风固沙效益及其适宜模式研究

基于对乌兰布和沙漠刘拐沙头黄河沿岸相近株距(10~15 cm)、不同行距(1 m,2 m)、不同留茬高度(10cm,30 cm)巨菌草的防风阻沙试验的观测数据分析。结果表明:(1)巨菌草留茬沙障的防风固沙效益与沙障的高度和行距有直接关系,高度一定,行数越多,带距越小,防护效果越好,但所需材料增加。(2)巨菌草留茬沙障内输沙量主要集中在地表15 cm以下,近地表0~5 cm处沙障对风沙流的阻碍能力较强。沙障行距为1 m、2 m时,高10 cm的沙障分别经9带、12带后风速降至起沙风速以下;高30 cm的沙障对风的阻碍能力增强,分别经7带、9带后地表无流沙运动。(3)沙障的设置应在保证高效的前提下降低成本。行距2 m、高30 cm的巨菌草留茬沙障,气流经过9个条带(18 m宽)后,风速可降至起沙风速以下,此设置模式宜在干旱地区推广。     

土壤水分对植物根-土界面相互作用特性的影响

为研究不同土壤水分下不同植物根系与土壤界面的摩阻特性,使用直剪仪对内蒙古中西部的5种典型乡土植物(柠条、沙棘、杨柴、紫花苜蓿和沙打旺)的根系在不同土壤含水率下进行根-土界面直剪摩擦试验。结果表明:当土壤含水率在4.5%~24.5%时,5种植物根-土界面摩擦系数均大于素土的土-土界面的值,且随着土壤含水率的增加,根-土界面和土-土界面摩擦系数均呈下降趋势,其中沙棘根-土界面的摩擦系数和黏聚力均大于其他4种植物的值,表明仅从根系与土壤间的相互作用特性来看,沙棘根系固土抗蚀的作用明显优于其他4种植物。根-土界面和土-土界面黏聚力均随着土壤含水率的增加呈先增后减的变化特征,且植物种不同黏聚力峰值出现时对应的土壤含水率亦不同。     

农牧交错带柠条锦鸡儿根系与土壤水分空间关系研究

以内蒙古农牧交错带柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,在秋季对其根系分布特征及土壤水分采用四分之一圆法分层采样分析,研究了柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率空间分布规律。结果表明:(1)柠条锦鸡儿根系呈浅层化分布,根系主要集中在0~60 cm土层;(2)根系生物量与土壤水分的空间分布规律基本一致,且根系分布与同空间内土壤水分存在正相关关系,均表现为随着土层深度的增加而逐渐减少;(3)在垂直、水平方向,各实验地柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率均呈显著相关,构建根系生物量与土壤含水率的经验模型,验证发现该模型可以很好地说明二者的关系。研究结果旨在为干旱区人工柠条林的栽植管理及植被恢复提供理论依据。