夏玉米群体水分利用效率影响因素分析

在夏玉米全生育期利用CO2分析系统连续测定冠层上方0.5m和2.0m高度的瞬时CO2浓度差,配合波文比装置同步测定总辐射,净辐射,温,湿度等农田小气候特征量,并计算了群体水分利用效率,结果表明,太阳总辐射,净辐射,CO2浓度差,空气饱和差等环境因素以不同机制及过程影响群体水分利用效率;群体水分利用效率与0-60cm土层土壤平均相对含水量呈负相关,土壤相对含水量在30.3%-80%范围内,水分利用效率随相对含水量的增加而降低,在生产实际中,通过秸秆覆盖,喷灌等措施降低蒸腾驱动势,提高水分利用效率,利用人工栽培措施促进根系吸收深层土壤水分,可在不增加用水的同时提高水分利用效率。     

黄土丘陵区不同土地利用类型土壤水分变化特征

土壤水分是制约黄土丘陵区生态建设和土地可持续利用的关键因子,认识不同土地利用类型的土壤水分状况对该地区植被恢复和土地资源的有效利用具有重要的理论和实际意义.本研究采用EC-5土壤水分传感器,对黄土高原园则沟流域坡耕地、梯田、枣园和草地生长季内(5—10月)0~160 cm土壤剖面含水量进行连续监测,探讨这4种典型土地利用类型的土壤水分变化特征.结果表明:在降水常态年和干旱年,不同土地利用方式土壤水分的季节变化、蓄水特征及垂直分布均存在差异.在2015年干旱年,梯田表现出良好的蓄水保墒效果,0~60 cm土层生长季平均土壤含水量分别比坡耕地、枣园和草地高2.6%、4.2%、1.8%(P<0.05),0~160 cm土层储水量分别比坡耕地、枣园和草地高43.90、32.08、18.69 mm.在2014年常态年,枣园0~60 cm土层生长季平均土壤含水量分别比坡耕地、梯田和草地低2.9%、3.8%、4.5%(P<0.05);在干旱年,0~160 cm土层有效水储量仅占土壤总储水量的35.0%.不同土地利用方式下均是表层(0~20 cm)与中层(20~100 cm)土壤水分的灰色关联度较大,且土壤水分变化态势的相似程度表现为梯田>草地>坡耕地>枣园.对于试验区内的坡耕地,可考虑改造为梯田,以提高雨水资源的有效利用、促进生态农业建设;而针对黄土丘陵区旱作枣园土壤缺水严重的现象,需采取适当水分管理措施以降低枣树自身耗水和其他无效耗水,实现枣园可持续发展.     

沙打旺种群对土壤水分的影响及其调节

一、前言结合沙打旺种群地上部分生物量形成的研究,观测了2—7年生沙打旺改良草地的土壤水分变化情况,以探索沙打旺种群对土壤生态环境的影响及调节因子。     

半干旱区垄沟集雨系统点尺度土壤水分动态随机模拟

为揭示土壤水分动态对半干旱区垄沟集雨系统水文和生态过程的影响机理,基于Laio土壤水分动态随机模型(Laio模型),利用中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地2012—2013年垄沟集雨燕麦生长季根系层土壤水分观测数据及2000—2015年日降水资料,分析不同覆盖材料(生物可降解膜、普通塑料膜和土壤结皮)和不同沟垄比(30∶60,45∶60和60∶60cm)对生长季燕麦根系层土壤水分动态的影响,研究点尺度土壤水分概率密度函数特征,并对模型涉及参数进行敏感性分析。结果表明:研究区年降水的季节分配极不均匀,主要集中在5—10月份,占总降雨次数的66.6%;年降雨量的85.32%来源于10 mm的降雨,以暴雨为主;近16年研究区降水量呈缓慢增长趋势。生物可降解膜垄(BMR)、普通地膜垄(CMR)和土垄(SR)临界产流降雨量分别为1.35、0.95 mm和5.31 mm,平均集水效率分别为87.892%、94.203%和27.488%;在燕麦生长季,BMR和CMR的土壤含水量显著大于SR,SR的土壤含水量显著大于传统平作,各处理土壤含水量均服从正态分布;通过Laio模型模拟得到的各处理土壤水分概率密度函数的曲线特征(峰值及其位置、90%置信区间)及数字特征(期望、方差)与观测结果基本一致,CM指数均大于0.5,且可将集雨垄径流量作为单次降水的随机事件处理,说明该模型可应用于垄沟集雨系统土壤水分概率密度函数的模拟,为半干旱区农田水分高效利用管理提供理论依据。     

土壤水分遥感反演研究进展

土壤水分精确反演对于理解和解决农业生产、生态规划以及水资源管理中的科学与实际问题至关重要。目前,大量的反演算法被广泛用于土壤水分估算,全球土壤水分遥感反演产品不断发布,反演算法与产品数据集的应用前景亟待系统梳理。基于不同谱段遥感探测技术中的土壤水分反演方法存在各自的特点、优势和局限性。除反演方法研究外,土壤水分遥感反演研究热点可被归纳为遥感土壤水分产品评估、在相关领域的应用、数据同化3个方面。大量研究表明土壤水分遥感反演产品在生态、水文、干旱等研究中表现出巨大的潜力,且在部分研究中已经得到应用。但目前土壤水分的遥感观测与应用需求仍存在一定的差距,因此最后对土壤水分遥感反演在探测的精度和准确度两个方面及其解决方案进行了总结与展望。     

额济纳绿洲胡杨（Populus euphratica）酚类物质含量和分布及其与土壤水分的关系

采用分光光度法测定了额济纳绿洲胡杨(Populus euphratica)的披针形叶、卵圆形叶、嫩枝、枝(D《5 mm)、枝(5～10 mm)、主干树皮、根(D《2 mm)、根(2～5 mm)和根(5～10 mm)9类器官中的总酚、黄酮和缩合单宁含量.结果表明,总酚含量较高的器官为皮(27.93 mg/s),叶、根、枝中总酚含量分别为17.64 mg/g(两类叶均值)、16.72mg/g(三类根均值)、12.19 mg/g(三类枝均值);黄酮含量较高的器官为皮(51.30 mg/g),叶、根、枝中黄酮含量分别为28.45 mg/g(两类叶均值)、39.99 mg/g(三类根均值)、23.67 mg/g(三类枝均值);根中缩合单宁含量较高,三类根均值为22.10 mg/g,皮、叶、枝中缩合单宁含量分别为8.41 mg/g、4.03 mg/g(两类叶均值)、4.47 mg/g(三类枝均值).披针形叶和卵圆形叶中酚类物质含量没有显著性差异(P》0.05);随着枝不断成熟,嫩枝、枝(D《5mm)、枝(5～10mm)中酚类物质逐渐减少;随着根直径减少,根中缩合单宁逐渐增加,细根(D《2mm)中的缩合单宁含量最高(25.95 mg/g).分析胡杨各器官中酚类物质含量与土壤水分的关系,结果表明卵圆形叶中酚类物质含量与土壤水分含量成显著负相关关系(P《0.05,总酚:r=-0.949;黄酮:r=-0.923;缩合单宁:r=-0.944).研究揭示了极端干旱地区胡杨各器官中酚类物质的变化规律,及其与环境因子的相互作用关系.     

金沙江干热河谷土壤含水量对台湾青枣生长和产量的影响

比较了4个水分梯度3年生台湾青枣(Zizyphus mauritiana Lam.)的树高生长动态、地径生长动态、新梢生下量、枝粗生长量、叶面积、叶面积指数、座果率、平均株产量、叶片含水率和根系含水率等,通过主成分分析法和R型因子综合分析法确定了适合台湾青枣生长的最优土壤含水率。结果表明第3种水分处理(土壤含水率为田间持水量的70%~85%)的台湾青枣对水分的响应最好,对水分的响应排序值是56.147;其次是第4种水分处理(土壤含水率为田间持水量的85%~100%),其值为41.506;最后是第1种水分处理(土壤含水率为田间持水量的40%~55%),其值为34.545。由此可以得出,在金沙江干热河谷地区种植台湾青枣的最佳土壤水分是土壤含水率达到田间持水量的70%~85%。     

森林生态系统土壤CO2释放随海拔梯度的变化及其影响因子

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环的关注。土壤CO2释放作为土壤-大气CO2交换的主要途径之一,成为了各国生态学家研究的重点内容。通过对1800～2155m海拔梯度上森林生态系统土壤CO2释放进行研究,揭示了较小空间尺度上土壤CO2释放的变化规律及其控制机制。在研究区域内,随着海拔梯度的增加,森林土壤CO2释放由(1.94±0.06)μmolm-2s-1逐渐增加至(2.22±0.07)μmolm-2s-1。土壤温度、土壤水分、土壤有机碳(SOC)、全N、全P与土壤CO2释放呈显著正相关(n=14,P<0.05);土壤容重与土壤CO2释放速率呈显著负相关(n=14,P<0.05);土壤pH对土壤CO2释放影响不显著。作为一个复杂的生态学过程,环境因子及其交互作用对土壤CO2释放产生影响,为了减少因子共线性影响,逐步降低因子维数,采用主成分分析(PCA)揭示了土壤温度、土壤水分、SOC、全N、全P、容重6个因子的联合作用,其累积贡献率达到了57%以上;进一步运用逐步回归分析方法,探讨了影响土壤CO2释放沿海拔梯度分布的主导因子,结果表明土壤水分是研究区域森林生态系统土壤CO2释放沿海拔梯度变化的主导因子。     

不同保护性耕作措施对旱作农田土壤水分的影响

研究了黄土高原西部旱农区传统耕作措施和五种保护性耕作措施对土壤水分垂直分布、动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量的影响。结果表明,不同保护性耕作措施对表层0~10cm土壤水分含量影响较大,免耕秸秆覆盖(NTS)在作物播种期可以显著增加播种期表层土壤含水量。0~200cm土壤剖面贮水量年变化分春夏作物旺盛生长失墒期(5月中旬~7月中旬)、夏秋雨季增墒期(7月中旬~10月下旬)和冬春稳墒期(11月~翌年5月上旬)3个阶段。尽管不同保护性耕作措施对0~200cm剖面贮水量影响不大,但作物耗水量却存在显著差异。免耕秸秆覆盖在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量以及水分利用效率。地膜覆盖在有些年份也有利于降水的高效利用和作物产量的提高,但与秸秆覆盖相比不利于土壤肥力的持续提高。而且,如果种植小麦,出苗前若一次性降水较多时地膜覆盖将造成严重板结,影响出苗,进而降低产量和水分利用效率。因此,在黄土高原西部旱农区实施免耕 秸秆覆盖的保护性耕作措施,既有利于作物对有限降水的高效利用,提高作物产量,也可以促进农业可持续发展。     

三峡库区消落带土壤水分变化条件下池杉幼苗光合生理响应的模拟研究

三峡水库为了长期保持绝大部分有效库容, 采取/ 冬蓄夏排0的水库运行方式。在每年汛期(6-9 月), 将库区水位降至 145m; 而在汛期后, 将库区水位升至 175m。这种水库调度方式, 使得水位落差达 30m, 由此形成的消落带长度在2000km 以上, 面积达 298km2 1。三峡库区因水位周期性常年变化, 使得消落带土壤含水量呈现出一年中从干旱状态到全水淹状态的一系列梯度性变化, 由此引起对消落带植被体系的建设和保护难度加大。消落带土壤含水量的这种梯度性变化 势必 影响 到适 生造 林 树种 池杉 ( Taxodium ascendensBrongn.) 的生长发育及其生理生态学特性, 尤其是该树种的光合特性。国内外对池杉树种已经开展了一些研究, 主要集中在生物学特性2、 生长量和产量 3、 造林密度 4、 木材物理学性质5等方面, 但缺乏从生理生态学角度对池杉树种更深层次生命机理的认识。对于不同土壤水分条件特别是三峡库区消落带土壤水分变化条件下池杉树种的光合生理生态学特性却鲜有报道。