绿洲化进程中不同利用强度农田对土壤质量的影响

土壤质量研究对于区域土地可持续利用及当地环境维护具有重要价值。以处于极端干旱背景下的塔里木盆地南缘策勒绿洲为研究区,以农田这一重要的土地利用类型为研究对象,探讨在绿洲化进程中不同农田利用强度对绿洲荒漠土壤的影响。2004年根据当地农民耕作习惯建立4块试验农田,分别代表当地典型的农田利用强度。通过土壤粒径分布分形特征,及基于土壤养分指标的土壤质量指数(SQI)、基于生产力数据的产量可持续性指数(SYI)分析,多角度探讨农田在不同利用强度下的土壤质量分异特征。研究表明农田位置与人为管理强度会对土壤质量产生重要影响,在绿洲边缘对农田开发利用应当采取谨慎的态度及合理的管理方式。研究在客观分析并揭示绿洲化进程中农田土壤质量分异的同时,也为绿洲农田可持续利用管理提供科学建议。     

不同利用强度下绿洲农田土壤微量元素有效含量特征

以地处极端干旱背景下的塔里木盆地南缘策勒绿洲为研究区,以绿洲化为视角,根据当地农民耕作习惯于2005年选择4块试验农田,分别代表当地典型的农田利用强度。基于单项指数(Ei)和综合指数(Ec)相结合的评价方法,分析了绿洲农田在不同利用强度下的土壤Fe、Cu、Mn、Zn等微量元素有效性,探讨了土壤微量元素与人为耕作管理措施之间的关系。结果表明:人为耕作管理强度会对土壤微量元素有效含量产生重要影响,绿洲不同位置农田因施肥强度和管理方式的差别,其土壤微量元素有效含量特征存在显著差异。绿洲内部农田土壤有效Fe、Cu、Mn、Zn含量显著高于绿洲边缘各样地,新垦农田土壤有效Fe、Cu、Zn含量均低于对照样地;绿洲内部农田土壤微量元素有效性最高,新垦农田最低;农田土壤微量元素有效性与土壤有机质存在显著的正相关关系。     

灌溉量对苹果园内紫花苜蓿生物量与生理特征的影响

以苹果园内2年生紫花苜蓿为材料,设0.150、0.225(正常水平)和0.300m3/m2共3个灌溉量处理,研究不同灌溉量对紫花苜蓿生物量、光合生理指标、叶绿素含量、脯氨酸含量及电导率的影响。结果显示:(1)灌溉量对紫花苜蓿地上生物量有显著的影响,且随灌溉量的增加而增加;灌溉量大的处理苜蓿吸收根分布有浅层化趋势。(2)不同灌溉量处理的紫花苜蓿叶片净光合速率(Pn)与光合有效辐射(PAR)的变化趋势基本一致,均表现为在低PAR时Pn迅速增加,达到一定PAR后,Pn增幅渐趋平缓;净光合速率均随灌水量的增加而增加。(3)灌溉后土壤含水率和苜蓿叶片叶绿素含量随灌溉量的增加而升高,苜蓿叶片相对电导率随着灌水量的增加而呈现降低的趋势,低灌溉量可导致紫花苜蓿叶片中脯氨酸含量大量积累。研究表明,适当的灌溉可以有效改善苹果园土壤水分状况,提高紫花苜蓿光合生产力。     

干旱区农田不同利用强度下土壤质量评价

基于2005—2007年典型干旱区塔里木盆地南缘的策勒绿洲的试验数据,根据当地农民的耕作习惯选择4种典型的农田利用强度（高投入农田、常规投入农田、新垦农田和绿洲内部农户农田）,利用产量可持续性指数(SYI)、土壤改良指数(SI)和土壤综合质量指数(QI)分析了不同土地利用强度下农田土壤质量的变化情况.结果表明：各样地的土壤有机质（SOM）、碱解氮（AN）和速效磷（AP）含量均存在显著差别;位于绿洲边缘的新垦农田在所有评价中均处于最低水平,而绿洲内部农田则处于相对较高水平.本研究结果不但有利于当地农田的合理开发利用,同时有利于农田生态环境的保护.     

疏叶骆驼刺母株与子株间的水分整合

在未灌溉的土地上, 疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)通常不能进行有性繁殖, 克隆繁殖是其种群维持和延续的唯一方式。因此, 克隆性及其相关克隆性状(如水分整合)在疏叶骆驼刺自然种群的维持过程中可能扮演了极其重要的角色。该文通过疏叶骆驼刺母株和子株之间的间隔子切断和给母株补充水分的方法, 研究了母株和子株在各处理下的水势、叶形态和植株生长变化情况。结果表明: (1)间隔子切断后, 疏叶骆驼刺母株和子株正午水势均明显增大(p < 0.01), 说明间隔子切断使得母株和子株水分亏缺值都增大。(2)给母株补水后, 间隔子切断组和间隔子相连组中的母株水势均有明显增加, 同时间隔子相连组的子株水势明显增加(p < 0.01), 而间隔子切断组子株水势没有明显变化(p > 0.05)。(3)间隔子切断组的子株叶片含水率明显低于间隔子相连组子株, 而其株高、冠幅、分枝数和基径的增长量都明显小于间隔子相连组的子株(p < 0.01)。疏叶骆驼刺母株和子株间存在水分整合, 母株会通过根系向子株传输水分。研究成果对塔克拉玛干沙漠南缘的植被恢复以及水资源的合理利用有着重要的意义。     

新疆绿洲杨树的生理生态学研究展望

绿洲是一类独特的生态系统,它具有独特的结构和功能。杨树是构成新疆绿洲防护林体系的主要树种。本文在对策勒绿洲杨树生理生态学特性研究的基础上,从水分生理和光合作用两方面对国内外研究杨树生理生态学特性的一些方法和手段进行了初步评述,以期这项工作在独特的绿洲系统内广泛开展,从而为优选绿洲防护林树种、优化防护林体系及确保绿洲的可持续发展提供一定的理论依据。     

柽柳的水分生理特性研究进展

研究和了解柽柳的水分生理特性,是对柽柳合理利用和科学管理的重要前提。在对柽柳水分生理特性多年综合研究（P－V曲线、清晨水势及水势日变化和蒸腾速率）的基础上,对国内外研究柽柳水分生理特性的一些方法和手段进行了评述,以期尽快掌握柽柳的生态特性,为干旱、半干旱区域柽柳的恢复和保护提供一定的理论依据。     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠--绿洲过渡带骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)水分关系的研究表明:骆驼刺在夏季保持了正的膨压,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好,植物得到了较好的水分供应;在7月,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在.骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上,表现为饱和枝条的渗透势(Πo)和膨压消失点的渗透势(Πp)的差值(ΔΠ)和相对含水量(RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比(WCsat)和膨压消失点的相对含水量(RWCp),以及较低的共质体水在总水分中的相对含量(RWCsym).但形态学上的特征,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径.非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助.     

自然状况下头状沙拐枣对水分条件变化的响应

 对塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带前沿人工植被头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)水分关系的研究表明：头状沙拐枣在生长季节中一直保持着正的膨压,水分亏缺的发展并不严重,植被所受水分胁迫在正常范围内,因而在现存条件下干旱引起的水分胁迫不足以威胁植被的存在。在生长进程中,随着环境胁迫的加剧,头状沙拐枣依然维持了比较高的水势和渗透势,实验结果也显示植株体内可溶性物质(NsDM)的累积程度并没有升高,因而其生理过程仍然在比较宽松的环境中进行。相对含水量（RWCp）在生长季节一直保持很高的水平,这对植株保持体内水分防止水分过度损失有利。头状沙拐枣在干旱胁迫下表现出的这些生理特点说明,植物对干旱环境的生理适应类型属于抵抗型。在叶水平上植株对干旱胁迫的水分生理适应主要表现为质外体水比例的增高,细胞壁弹性的增加,持续较高的相对含水量（RWCp）以及灌水后RWCp和枝条水分比值（WCsat）的增加上。夏季的引洪灌溉有助于头状沙拐枣水分状况的恢复,并很可能是植被免于严重水分胁迫的原因之一。     

不同灌溉量对头状沙拐枣幼苗生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,分析了不同水分梯度下(田间持水量的30%、40%、50%、60%和85%)头状沙拐枣幼苗的干物质累积分配特征及生理生化特性,以探明头状沙拐枣幼苗能够良好生长的土壤水分条件。结果表明:(1)随灌溉量增加,沙拐枣幼苗同化枝的干物质累积量显著增加,但在最高灌溉量下同化枝出现严重病害。(2)在生长旺季,增加灌溉量后,同化枝的干物质分配比例也均显著增加,平均可占整株的39.5%;季末,分配比例受灌溉量的影响明显减弱,平均占整株的12.3%。(3)在整个生长季同化枝的全氮和硝态氮含量均处于较高水平,随灌溉量增加全氮含量有降低趋势,硝态氮含量则波动变化。(4)灌溉量对植株同化枝生理特性的影响主要表现在生长旺季。在最低灌溉量下,同化枝丙二醛含量明显较高,但植物可通过大量累积脯氨酸和可溶性糖来降低体内水势,以提高植物抗旱性;在最高和最低灌溉量下,同化枝硝酸还原酶活性和叶绿素含量均显著下降。研究认为,沙拐枣幼苗虽具有较强的抗旱性,但灌溉量过低或过高对同化枝的生长、氮素还原和叶绿素累积均有明显的抑制,因此中等灌溉量(田间持水量的50%~60%)对头状沙拐枣幼苗生长更有利。