小麦进化材料水分利用效率与氮利用效率间相互关系

利用田间微区试验,在整株水平上研究了10种小麦进化材料水分利用效率(WUE)和氮利用效率(NUE)间的关系．结果表明,小麦在从二倍体→六倍体的长期进化过程中,WUE和NUE均逐渐增加．除法国黑麦外,其余9种小麦进化材料WUE和NUE间呈显著正相关,表明法国黑麦高的NUE可能与WUE以外的其它生理机制有关．     

陕北黄土高原土壤干层的分布和分异特征

以人工刺槐林为研究对象,经大量野外调查和数据分析,研究了陕北黄土高原土壤干层的分布状况和分异特征,结果表明,土壤干层在陕北黄土高原从南到北大范围内普遍分布,根据干化程度可分为4个类型区：1)以宜君为代表的高原沟壑区南部;2)以富县、黄陵为代表的高原沟壑区北部;3)范围较广的丘陵沟壑区,该区又可分为南、西、北3个小区,南区以延安、延长为代表;西区以吴旗、安塞为代表;北区以绥德、米脂为代表;4)以神木为代表的风沙区,受降雨量的影响,土壤干化程度具有明显的水平分异规律,即随着降雨量从南到北的减少,干化程度亦随之加重;受海拔高度、降雨入渗能力的影响,土壤干化程度在小范围的山地呈现明显的垂直分异规律,海拔愈高,干化程度愈严重;因土地类型的不同,土壤干化程度在局地空间上呈现明显的分异规律。     

植被覆盖度和综合治理对纸坊沟流域土壤氮素流失的影响

同小流域土壤侵蚀一样,小流域土壤氮素随洪流流失也受到植被覆盖度的影响,通常经过调整小流域内土地利用结构以达到控制水土流失.该研究以8.27 km2纸坊沟流域和1:400比例流域模型为研究对象,研究植被覆盖度和综合治理对纸坊沟流域土壤氮素流失的影响.结果表明:在模拟降雨下,当流域植被覆盖度分别为60%、40%、20%和0时,流域模型铵态氮流失量分别为87.08、44.31、25.16和13.71 kg/km2,硝态氮为85.50、74.05、63.95和56.23 kg/km2,全氮为0.81、1.18、1.98和7.51 t/km2;在自然降雨下,1998年与1992年相比,全流域年土壤侵蚀量为1 086 t/km2和1 119 t/km2,氮素流失量为8 758.5和7 562.2 kg,减少了15.8%,其中农地减少了52.0%.流域对降水中的矿质氮具有过滤作用,硝态氮的过滤作用明显高于铵态氮.洪流泥沙中＜20 μm微团聚体富集造成了泥沙有机质和全氮的富集.植被覆盖虽能有效地减少流域土壤侵蚀和全氮的流失,却能增加土壤矿质氮的流失.坡地退耕还林草可显著减少流域土壤氮素流失.     

子午岭植被自然恢复过程中植物多样性的变化

黄土高原地区由于强烈的水土流失生态系统处于极度退化的状态,探讨该地区植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义.以时空互代的方法初步研究了黄土高原子午岭弃耕地植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化.结果表明,在近150a的植被恢复演替过程中调查样方内共出现高等植物128种,分属于47科113属,累计出现的科、属、种数(y)随着演替时间(t)的延长呈对数函数变化y=aLn(t)+b,而且在植被恢复的前期增加速度较快,有60%的科属种在前30a出现.杠柳(Periploca sepium)与茶条槭(Acer ginnala)是植被恢复演替过程中出现最早而且持续时间最长的木本植物,具有较宽的生态位,建议作为该地区人工造林树种考虑.在植被恢复演替过程中草本层与灌木层物种丰富度指数(Gleason指数与Margalef指数)、多样性指数(Shannon-Wiener指数)以及Pielou均匀度指数的变化均表现为抛物线函数变化规律y=at2+bt+c.在不同的群落层次植物多样性的变化是不同步的,草本层、灌木层与乔木层植物多样性达到最大的时间依次为70～80a、90～100a与100a以上.森林群落植物多样性在空间上的变化顺序为草本层>灌木层>乔木层.     

黄土区耕作侵蚀及其对总土壤侵蚀贡献的空间格局

耕作能直接造成大量的土壤向坡下运动 ,却在以往土壤侵蚀研究中被忽视。为了定量评价耕作侵蚀以及在坡耕地土壤侵蚀中的重要性 ,通过耕作侵蚀示踪试验及铯 - 1 37示踪的方法对黄土区耕作侵蚀及其对总土壤侵蚀贡献的空间格局进行了研究 ,取得了如下结果 :( 1 )一次耕作造成的单宽土壤搬运量为 2 3.60～ 45 .68kg/m,并从坡地上部和下部向中部逐渐变大 ;( 2 )耕作侵蚀强度主要集中在 70 0～ 2 0 0 0 t/km2 和- 1 2 0 0～ - 2 0 0 0 t/km2 之间 ,分别发生在坡地凸型和凹型部位 ;( 3)总土壤侵蚀强度主要集中在 2 60 0～890 0 t/( km2· a)和 - 2 75 0～ - 3390 t/( km2· a)之间 ,分别发生在坡地凸型部位与凹型部位的上部及坡地凹型部位的下部 ;( 4 )耕作侵蚀占总土壤侵蚀的百分比 ,主要集中在 1 0 %～ 2 8%、- 2 7%～ - 398%和 36%～ 5 4 %之间 ,从坡顶向坡底 ,依次分布在两种侵蚀皆呈侵蚀的部位、耕作侵蚀呈沉积而总土壤侵蚀呈侵蚀的部位及两种侵蚀皆呈沉积的部位。结果表明 ,耕作侵蚀是黄土区坡耕地的一种重要的土壤侵蚀 ,是总土壤侵蚀的重要组成部分 ,水土保持工作中应充分考虑耕作侵蚀及其对总土壤侵蚀贡献的空间格局。     

黄土区荒草地和裸地土壤水分的循环特征

在人工、天然降雨条件下,研究了黄土高原地区荒草地和裸地土壤水分循环特征.结果表明,干旱年(天然降雨条件),荒草地和裸地剖面内土壤水分变异系数随土层深度的增加而降低,基于标准差和变异系数两个指标,采用聚类分析可以将土壤剖面水分垂直变化划分为4层.丰水年(人工降雨条件),由于持续降雨入渗和强烈的蒸发蒸腾作用,荒草地和裸地剖面内土壤水分变异系数随土层深度的增加呈现“降-升-降”的变化趋势,且表层土壤水分变异程度明显降低.与裸地相比,荒草地土壤水分循环深度和强度加剧,表现为活跃层、次活跃层深度和蒸散量增大.土壤水分的动态变化主要受降雨和蒸散过程的影响,尤其是浅层,而深层具有相对滞后性.土壤水分的动态变化具有明显的季节性,一般可划分为3个主要时期,如春季失墒期、夏秋增失交替期和冬季相对稳定期.干旱年,土壤水分收支负平衡,入渗雨量全为蒸发蒸腾所消耗;丰水年,土壤水分收支正平衡,但入渗雨量的大部分(＞80%)为强烈蒸发蒸腾所消耗.     

塔里木河下游河岸柽柳林冠层导度变化特征及模拟

冠层导度(G_c)对植被的蒸腾和光合作用具有重要影响。利用涡度相关仪器实测了塔里木河下游河岸柽柳林地的蒸散发,以及气象因子(温度、湿度、总辐射、光和有效辐射),并利用Penman-Monteith公式计算了柽柳林在2013年生长季的冠层导度。结果显示:柽柳林冠层导度日变化过程在8:00左右迅速增大,于10:30左右达到最大值,之后缓慢下降,18:00左右快速降低;柽柳林冠层导度季节变化过程总体显示,展叶期缓慢上升,落叶期迅速下降,生长盛期缓慢波动下降;研究区,叶面积指数(LAI)是影响柽柳冠层导度季节变化的主要因素,其次为温度(T)、光合有效辐射(PAR)、总辐射(S)、空气饱和差(VPD);四元线性回归方程可以较好地拟合冠层导度与各因子的关系,利用2013年奇数天数据建立回归方程,对偶数天冠层导度值进行模拟和验证,RMSE值为0.169 mm/s,NSE值为0.814,达到了较高的模拟精度。     

神木水蚀风蚀交错带主要人工植物细根垂直分布研究

选择位于水蚀风蚀交错带强烈侵蚀中心的神木六道沟流域,通过分层挖掘法调查了6种典型人工植物细根垂直分布特征.结果表明;(1)各树、草种的细根垂直分布特征具有相似性,即浅层土壤中细根分布较多,深层土壤少;(2)细根密度(Fine root density,FRD)垂直分布存在较大差异,0-2 m土层刺槐(Robinia pseudoacacia)总FRD为1.195 m2·m-2,柠条(Caragana korshinskii)为0.927 m2·m-2,沙柳(Salix psammophila)为0.941 m2·m-2,沙棘(Hippophae rhamnoides)为1.248 m2·m-2,沙蒿(Artemisia ordosica)为0.446 m2·m-2,紫花苜蓿(Medicago sativa)为0.631 m2·m-2;(3)细根垂直分布与土壤水分分布存在显著相关性.     

绿洲-荒漠过渡带土壤蓄水量的空间分布及其时间稳定性

掌握土壤水分动态变化规律是绿洲地区水资源管理与生态建设的关键.本文在黑河中游绿洲与荒漠交错地带设置面积约50 km²的研究区域,持续监测2012—2014年间植被生长季节土壤水分含量,利用地统计分析与时间稳定性分析探索土壤水分的时空分布特征.结果表明: 黑河北岸绿洲-荒漠过渡带土壤蓄水量8月最大、10月最小,0～2 m土层土壤平均蓄水厚度约367 mm.绿洲-荒漠过渡带土壤水分梯度除受河流影响外,还与土地利用方式密切相关.不同土地利用类型土壤蓄水量依次为农地>乔木林地>灌木林地>荒漠,农地土壤蓄水量平均高出外围荒漠土壤蓄水量300%以上.研究区内各采样点土壤水分时间稳定性具有明显的空间差异,不同土地利用类型土壤水分稳定程度依次为灌木林地>荒漠>农地>乔木林地.河流对沿岸绿洲土壤水分的直接影响集中在3 km以内,在河岸绿洲与新垦沙地农田之间存在一条土壤水分较为稳定的样带,可以用于指示绿洲生态系统的发展与演变.     

坡地土壤溶质迁移参数的空间变异特性

以氯离子为示踪离子,以41m×5m径流小区为研究区域,采用原状土柱法,通过拟合穿透曲线估计了氯离子在坡地土壤中的迁移参数,并利用经典统计学和地统计学理论分析了溶质迁移参数在坡面的空间变异特征.结果表明,平均孔隙流速从坡上到坡下有逐渐增加的趋势,属于中等程度变异,在坡面的变异具有漂移特征;弥散系数在距坡顶0～20 m范围内变化不大,20 m以下呈逐渐上升趋势,属于中等程度变异,具有空间自相关特征,其自相关特征长度为21 m;弥散度从坡上到坡下有逐渐增加的趋势,属于中等程度变异,具有空间自相关特征,其自相关特征长度为10 m.