Effect of soil pore size distribution on plant-available water and least limiting water range as soil physical quality indicators

Soil pore size distribution(SPSD) is one of the most important soil physical properties. This research investigated the relationships of location and shape parameters of the SPSD curves with plant-available water(PAW) and least limiting water range(LLWR) of the light-textured soils at the Torogh Agricultural Research Station in north-eastern Iran. Soil moisture release curve(SMRC), PAW and LLWR in matric heads of 100 and 330 h Pa for the field capacity and location and shape parameters of the SPSD curves of 30 soils with different texture and organic carbon contents were determined, and the variable relationships were statistically analyzed. The results showed that the median equivalent pore diameter(de), mean de, standard deviation(SD*), and skewness of the SPSD curves were significantly correlated with PAW(PAW330) and LLWR(LLWR330) measured in a matric head of 330 h Pa. Decrease in deand increase in the diversity of soil pore size(SD*) increased PAW330 and LLWR330. The SD* values of all the soil samples were lower than the optimal ranges suggested in literature. Neither PAW nor LLWR values were significantly different in the soils with the optimal modal deand those with non-optimal modal de. Optimal values of median and mean equivalent pore diameters and kurtosis of SPSD curves led to a significant improvement of PAW330 and LLWR330 as soil physical quality indicators. It was recommended to revise the optimal ranges for SD* and modal defor future studies.     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路,预估黄河未来输沙态势与输沙量水平,为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状,采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法,分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势,目前已达企稳状态;黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右,在10%频率下为5.00×10⁸ t左右,未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态,提升水土保持措施质量与标准,补齐“后水土保持”短板,构建完善的水沙关系调控体系,维持黄河下游河道冲淤平衡,是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。     

昆虫滞育诱导中的温周期效应

温周期是指每日的温度循环,它由夜间温度(或低温期)和白天温度(或温期)组成。在全暗条件下,温周期本身通过低温持续期、温周期反应阈值、温周期幅度决定昆虫的滞育发生。在光周期条件下,温周期与光周期的配合方式、温周期幅度会影响昆虫滞育诱导;在有些昆虫中,温周期诱导的滞育个体比恒温诱导的滞育个体表现出更深的滞育强度。     

干旱胁迫下冬小麦产量结构与生长、生理、光谱指标的关系

通过控制生育期水分条件形成不同程度的干旱胁迫,对冬小麦生长、产量及生理指标和冠层高光谱反射率对干旱胁迫的反应进行监测,建立冬小麦减产率与生长、生理及冠层光谱反射率的相关模型。研究结果表明:不同生育期冬小麦干物质积累速度随水分胁迫程度的增大而减小;叶绿素含量与水分条件的关系不同于其他参数,表现为中等水分条件下叶绿素含量最大,严重水分胁迫下叶绿素含量最低;不同水分条件下光合速率呈两种不同日变化特征,且正常供水处理的光合速率明显高于严重干旱处理。光合速率和增强植被指数(EVI)同冬小麦减产率相关性较强,能够建立较好的关系模型用于小麦产量预测。     

枣园蜘蛛群落结构特征的研究

在实际调查的基础上,研究了山西省农科院果树研究所枣园蜘蛛群落的组成,经初步鉴定整理出该枣园蜘蛛隶属于9个科23个种,群落的优势种类为微蛛科（Erigonidae）、狼蛛科（Lycosidae）、蟹蛛科（Thomisi-dae）和平腹蛛科（Gnaphosidae）。并采用丰富度（S）、总个体数（N）、优势度（I）、多样性指数Η′及均匀度（E）等指标对枣园蜘蛛的群落特征进行了初步分析。研究结果表明：只有4,5月上中旬枣园蜘蛛群落的多样性值在1.94-2.10之间,其余时间均低于1.9。多样性值的数据,表明在4,5月枣园蜘蛛群落很不稳定,波动较大。同时还探讨了温度、相对湿度等环境因素的变化对枣园蜘蛛群落的影响,分析表明：温度的变化对枣园蜘蛛群落的影响较大,而相对湿度的变化对其的影响则不显著。用SPSS统计学软件,分别以温度和总个体数N为自变量和因变量进行了曲线拟合。     

近50年锦州地区降水及旱涝变化特征分析

根据1960-2005年锦州地区降水资料,对年际、春季和夏季降水序列通过线性趋势估计法和谱分析法分析了锦州自20世纪60年代以来降水的演变趋势及周期变化,并且根据降水量和降水量距平百分比统计了锦州近50年旱涝变化特征。结果表明,锦州地区年降水量和夏季降水量呈波动减少的趋势,而春季降水却呈上升的趋势。年、春季和夏季降水序列都存在3-5年的高频震荡。通过旱涝统计,锦州地区平均近2年就出现一次干旱。     

锡林郭勒草原不同植被类型的土壤水分特性

根据压力膜仪测得土壤水分特征曲线,分析了锡林郭勒草原4种植被类型下0～50cm土层的土壤水分特性.结果表明:在中、低吸力段(＜1.5MPa)土壤水吸力与土壤含水量之间存在显著相关关系,且各植被类型不同土层的曲线形状和变化趋势基本相同.4种植被类型下,土壤有效水含量、土壤持水能力和土壤供水能力呈现出多伦克氏针茅草原＞锡林浩特羊草草原＞东乌珠穆沁大针茅草原＞多伦农田.在多伦克氏针茅草原、锡林浩特羊草草原和多伦农田,随着土层深度的加深,土壤质地逐渐变粗,土壤有效水含量、土壤持水能力和土壤供水能力逐渐减小;在东乌珠穆沁大针茅草原,随着土层深度的加深,土壤机械组成先变粗后变细,在20～30cm质地最粗,土壤有效水含量、土壤持水能力和土壤供水能力先减小后增大.     

蓝粒小麦籽粒色素稳定性的研究

以蓝粒小麦麸皮的乙醇浸提色素溶液(pH=2)为材料,分析了蓝粒小麦色素的光谱特性以及pH、温度、自然光、氧化剂(H2O2)、还原剂(Na2SO3和维生素C)、防腐剂(苯甲酸钠)和柠檬酸、食盐、蔗糖等食品饮料添加剂以及常见金属离子(Fe2 、Ca2 、Zn2 、Mg2 、Al3 、Cu2 、Fe3 )等对色素稳定性的影响。光谱性质分析结果表明,在可见光区,蓝粒小麦色素酸性乙醇溶液的最大吸收波长为530 nm。不同因素对蓝粒小麦色素稳定性的影响研究结果表明,色素溶液的颜色与pH有关,pH越小,颜色越鲜艳,在pH≤3时呈现稳定的紫红色;蔗糖、食盐、热和还原剂对色素的影响很小;除Cu2 、Fe3 外,其他常见金属离子均对色素无影响;蓝粒色素抗氧化性较强,光照容易使色素降解。     

设施栽培对土壤结构及水分特性的影响

在测定土壤水分特征曲线和土壤结构的基础上,就设施栽培对土壤水分特性及结构的影响进行了研究。结果表明:设施栽培后土壤水分特征曲线均低于同层露地土壤,土壤持水性降低;设施土壤与露地土壤水吸力与土壤含水量之间均存在显著的幂函数关系,具有良好的拟合性。设施栽培后0～40cm土层土壤总孔度和毛管孔度均有所增加,土壤田间持水量、有效水含量等水分常数显著提高,有利于改善耕层土壤结构。设施土壤和露地土壤供水性随土壤吸力增加呈递减变化趋势,上层土壤供水性优于下层土壤,两种土壤比水容量均在0.06MPa时达到10-2数量级,土壤吸力小于0.06MPa时设施土壤0～20cm土层对作物有效水的供给能力强于露地土壤。