冻融期秸秆覆盖量对土壤剖面水热时空变化的影响

为了揭示季节性冻融期秸秆覆盖量对土壤剖面水热时空变化的影响,分析对比了裸地和5种不同玉米秸秆覆盖厚度(5、10、15、20和30 cm)地块的土壤剖面含水率和土壤温度等值线变化特征,采用数理统计分析方法对土壤剖面水热变化进行了统计学分析。结果表明:在季节性冻融期,裸地最大冻结深度为52 cm,土壤剖面水热变化较为剧烈,0~40 cm属于水热变化活跃层,覆盖厚度为5和10 cm时的土壤剖面水热变化活跃层分别为0~20和0~10 cm。秸秆覆盖厚度为15 cm时可平抑土壤剖面水热的变化,并能达到良好的保温效果。秸秆覆盖厚度为5 cm时,在土壤冻融作用和秸秆覆盖的双重效应下,耕作层土壤水分较其他地块高,储水保墒效果显著。当秸秆覆盖厚度大于15 cm时,土壤保墒保温效果不随秸秆覆盖量的增加而增强。从预防冻害和蓄水保墒角度出发,最佳秸秆覆盖厚度为10~15 cm。研究成果对于季节性冻土地区冬春季节农田秸秆覆盖的科学实施具有重要的指导意义。     

间伐对杉木人工林土壤理化性质的季节影响

以南京市溧水林场实施了4种间伐强度（CK:0%、LIT:30%、MIT:50%、HIT:70%）的25 a生杉木人工林为研究对象,探讨了间伐7 a后0—20 cm土层的土壤温度、含水率、土壤全C、全N、全P,C/N和N/P的季节变化。结果表明,间伐对土壤理化性质的影响存在明显的季节差异性。春季,间伐对土壤温度、含水率和全C均无显著影响,MIT显著降低了土壤全N和全P的22%和26%,HIT显著降低了土壤全N的11%。夏季,间伐对土壤温度、全N、全P和N/P无显著影响,但3种间伐强度均显著提高了土壤含水率,平均为22%,MIT和HIT均显著降低了土壤全C和C/N。秋季,间伐对土壤理化性质的各个指标均有不同程度的显著影响。其中,3种间伐强度均显著提高了土壤温度、含水率、N/P,但显著降低了全P。冬季,间伐对土壤理化性质影响较小,除MIT显著降低了土壤温度而提高了土壤C/N及HIT显著提高了土壤全P外,间伐对其余指标均无显著影响。这些结果表明,在评价间伐对土壤理化性质影响时应考虑季节差异。间伐7 a后林内土壤全N和全P在一定程度上有所降低,尤其是土壤全P,建议在春季对LIT施适量的氮肥,对MIT施适量的氮肥和磷肥,在秋季对3种间伐处理施适量的磷肥,以提高土壤肥力促进林木生长。从土壤N和P年平均值来看,HIT最有利于保持林地的氮磷养分,LIT次之,MIT最差。     

西双版纳热带季雨林土壤呼吸变化规律及其影响因素

为了探寻西双版纳热带季雨林土壤呼吸变化规律及其影响因素,分别于2014年不同季节测定了土壤呼吸强度及相关环境因子,同时取相应点表土(0—10cm)测定土壤养分,利用指数模型和线性模型分析土壤呼吸与土壤温度和湿度的关系。结果表明:热带季雨林大气温度的日变化趋势均为单峰曲线;落叶季雨林和半常绿季雨林大气湿度日变化均呈"V"字形变化趋势;0—10cm土壤温度与大气温度变化趋势相一致,在14:00左右达到峰值;土壤湿度均呈"V"字形变化趋势,在14:00达到最低,此后有所回升,局部有所波动。在时间尺度上,2种热带季雨林土壤呼吸均表现为单峰型,且峰值出现的时间基本一致,在14:00左右达到最大,最低值出现在早上6:00,相同时间常绿季雨林土壤呼吸速率高于落叶季雨林。2种热带季雨林土壤呼吸季节性差异显著(p0.05),呈先增加后降低的趋势,均表现为秋季夏季冬季春季。2种热带季雨林土壤呼吸与土壤温度之间关系以指数方程拟合最好,土壤温度可以解释土壤呼吸强度的53.7%~71.0%;落叶季雨林土壤呼吸与土壤湿度之间关系以线性方程拟合最好,常绿季雨林土壤呼吸与土壤湿度之间关系以指数方程拟合最好,土壤湿度可以解释土壤呼吸强度的52.1%~62.3%。通过偏相关分析可知,西双版纳热带季雨林土壤呼吸均与有机质和土壤速效养分含量呈极显著的相关关系(p0.01),与土壤全氮含量呈显著的相关关系(p0.05),而与全磷含量并没有显著的相关性(p0.05),其中常绿季雨林的相关系数均高于落叶季雨林。     

黄土丘陵区须根系作物地土壤分离季节变化研究

采用变坡试验水槽的试验方法,研究了黄土丘陵区典型须根系作物玉米和谷子在生长季土壤分离能力的季节变化及潜在影响因素。结果表明:在作物生长季,须根系作物玉米地和谷子地的土壤分离能力具有明显的季节变化(P0.05),并表现出了相似的季节变化模式;两种作物地土壤分离能力的季节变化主要受到农事活动、土壤硬化、水稳性团聚体和作物根系生长的影响;两种作物地的土壤分离能力可以用土壤粘结力、作物根系密度和水流剪切力很好地拟合(R~20.75,NSE0.74)。     

定量分解气候变化与人类活动对季节径流变异的贡献率

变化环境下径流序列可能发生变异。当前径流变异的贡献率分解研究多集中于年尺度,而对季节尺度的关注不足。以黄土高原典型流域——泾河流域为研究对象,应用小波分析方法揭示其季尺度径流序列的演变规律,采用有序聚类法和累积距平法对其径流序列进行变异诊断,最后采用累计斜率变化率比较法定量分解气候变化和人类活动对其四季径流变异的贡献率。结果表明:(1)泾河流域夏季和冬季径流的周期变化均在20世纪90年代左右有发生转变,均由小尺度周期变化转变为较大尺度周期变化;(2)春、夏、秋和冬季径流分别在1969年、1996年、1985年和1990年发生变异;(3)人类活动对春、夏、秋和冬季径流变异的贡献率分别为50.40%,89.69%,39.14%和84.59%,在夏季和冬季人类活动(主要是水土保持措施的不断深入)对泾河径流变异的贡献占主导地位,且干扰影响了径流的周期变化。     

太行山南麓5个林龄侧柏人工林土壤酶活性季节变化

采用时空互代法,以太行山南麓地区20,30,40,50,60年生侧柏人工林土壤为研究对象,研究了土壤蔗糖酶和脲酶活性的季节变化、空间分布特征及其与土壤因子的相关性。结果表明:土壤酶活性有明显的季节变化特征,土壤蔗糖酶的活性呈夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季,脲酶活性的季节动态呈夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,两种土壤酶活性均在夏季最高,冬季最低。土壤蔗糖酶和脲酶活性均随土层深度的增加而显著降低（p<0.01）,从表层0-10 cm至深层30-40 cm酶活性下降幅度均超过46%。相关性分析表明,土壤蔗糖酶和脲酶均与土壤含水率、DOC含量呈极显著正相关关系,且两者之间也存在极显著正相关关系（p<0.01）,但是二者的主要影响因子并不完全一致。逐步回归分析表明蔗糖酶活性的主要影响因子是土壤含水率和砂粒体积分数,二者能解释71.2%的变化;脲酶活性的主要影响因子是DON、土壤含水率、硝态氮含量和土壤容重,四者能解释71.5%的变化,暗示温度和水分可能是该区人工林土壤生物活性的主要控制性因素。     

宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性季节变化研究

为证实典型气象条件下宇宙射线中子法测量区域土壤水分准确性的差异和应用普适性,以季节为时间划分尺度,并选取典型气象条件时段,对比研究山地地形下垫面宇宙射线中子法(CRNS)与频域反射法(FDR)土壤水分连续观测效果差异.结果 表明:山地地形下垫面,CRNS水平测量足迹的季节变化较为稳定,垂直足迹在耕作层范围内有一定波动....     

基于GIS与RS的北方防沙屏障带生态系统格局演变

研究北方防沙屏障带生态系统格局演变特征,对加强屏障带建设、改善生态环境具有重要意义。以北方防沙屏障带为研究区,根据2005、2010、2015年MODIS遥感影像,将北方防沙屏障带生态系统类型划分为森林、草地、湿地、农田、城镇、荒漠和裸地7类。采用空间统计、转移矩阵、景观指数分析法、PNTIL模型等方法,对北方防沙屏障带2005—2015年生态系统类型时空演变特征进行分析。结果表明,2005—2015年北方防沙屏障带生态系统整体呈稳定状态;从分屏障带看,内蒙古防沙屏障带荒漠面积明显减少,塔里木防沙屏障带森林面积迅速增加,而河西走廊防沙屏障带草地面积明显增加;从正/逆转换方向来看,屏障带内农田、城镇、荒漠及裸地生态系统正向转换率高于逆向转换率。10年间,在景观水平上,北方防沙屏障带斑块数量、斑块密度呈减少趋势;在类型水平上荒漠景观整体呈现破碎化萎缩的趋势特征,森林、草地向形状简单化的方向发展。研究表明,2005—2015年,北方防沙屏障带生态总体向好,治沙效果明显,但局部仍面临较大压力。     

Determining reference values for stem water potential and maximum daily trunk shrinkage in young apple trees based on plant responses to water deficit

The use of plant water status indicators such as midday stem water potential (Ψ_stem) and maximum daily trunk shrinkage (MDS) in irrigation scheduling requires the definition of a reference or threshold value, beyond which irrigation is necessary. These reference values are generally obtained by comparing the seasonal variation of plant water status with the environmental conditions under non-limiting soil water availability. In the present study an alternative approach is presented based on the plant’s response to water deficit. A drought experiment was carried out on two apple cultivars (Malus domestica Borkh. ‘Mutsu’ and ‘Cox Orange’) in which both indicators (Ψ_stem and MDS) were related to several plant physiological responses. Sap flow rates, maximum net photosynthesis rates and daily radial stem growth (DRSG) (derived from continuous stem diameter variation measurements) were considered in the assessment of the approach. Depending on the chosen plant response in relationship with Ψ_stem or MDS, the obtained reference values varied between −1.04 and −1.46 MPa for Ψ_stem and between 0.17 and 0.28 mm for MDS. In both cultivars, the approach based on maximum photosynthesis rates resulted in less negative Ψ_stem values and smaller MDS values, compared to the approaches with sap flow and daily radial stem growth. In the well-irrigated apple trees, day-to-day variations in midday Ψ_stem and MDS were related to the evaporative demand. These variations were more substantial for MDS than for midday Ψ_stem.     

Differential HSP90α expression in fish hepatocytes from polluted estuary during summer

The molecular chaperone, heat shock protein 90α (HSP90α), plays an important role in protein folding, degradation of denatured proteins and steroid activation. It is essential for the maintenance of cellular integrity and survival when induced in response to environmental, physical and chemical stresses. In the present investigation the effect of environmental stress on HSP90α expression was examined in grey mullet Mugil cephalus living in either a contaminated (Ennore) or uncontaminated (Kovalam) estuary over two seasons: Hepatocytes were isolated from grey mullet of both estuaries. Oxidative stress was determined along with HSP90α in these fish. Additionally, immunohistochemical changes were studied to confirm the HSP90α expression. Comparison of the results revealed enhanced hepatocyte oxidative stress and HSP90α expressions in fish from Ennore to a significant extent than fish from Kovalam. Also, the results showed significant seasonal variations with maximum expression observed during summer compared to the monsoon season. Overexpression of HSP90α in hepatocytes exposed to chronic environmental stress by pollutants may confer differential effects on cell survival by protecting against oxidative stress induced changes. The results also indicate that seasonal variations have significant effect on the HSP90α expression.