宁夏河东沙地生物土壤结皮对土壤性质及入渗过程的影响

为了揭示沙漠化治理过程中生物土壤结皮覆盖对土壤入渗过程的影响规律,以宁夏河东沙地人工沙漠治理区4种典型地表覆盖类型：裸沙(BS)、藻类结皮(AC)、藓类结皮(MC)、草本-藓类结皮(H-MC)为研究对象,基于野外双环入渗试验与室内模拟,分析了3种生物土壤结皮覆盖下土壤性质的变化与土壤入渗特征。结果表明：(1)与BS相比,3种结皮覆盖下表层土壤砂粒含量减少2.0%-5.1%,粉粒含量增加3.6%-5.8%,有机质含量增加了5-6倍,AC和MC覆盖下土壤总孔隙度与饱和含水量降低,而H-MC与之相反;(2)平均入渗速率表现为BS>H-MC>AC>MC,1h累计入渗量表现为H-MC>BS>AC>MC,与BS相比,AC、MC和H-MC的初渗速率依次减少了14.3%、37.2%、11.8%,AC、MC的稳渗速率分别降低了14.4%和18.3%,H-MC的稳渗速率增加了4.5%;(3)三种模型中,Kostiakov模型最适用于模拟生物土壤结皮覆盖下土壤水分入渗过程。综上,研究区内不同发育程度生物土壤结皮改变了下层土壤的性质以及土壤的入渗特征,MC与AC阻碍水分入渗,H-MC促进水分入渗。     

宁夏河东沙区刺槐和丝绵木水分利用策略

刺槐和丝绵木混交林是宁夏河东沙区防护林建设的主要模式,了解刺槐和丝绵木的水分利用策略,能为区域植被恢复和防护林林分结构调整提供科学依据。以宁夏河东沙区刺槐(Robinia pseudoacacia)和丝绵木(Euonymus bungeanus)混交林为研究对象,通过监测微气象、树干液流和土壤质量含水量,结合大气降水、土壤水、植物木质部水同位素组成,采用Granier及其校正公式,运用贝叶斯混合模型(MixSIAR)和相似性比例指数(PS)研究2个树种的蒸腾耗水、水分来源和水分利用关系。结果表明：刺槐和丝绵木的蒸腾耗水量在生长季中期较高,前期和后期较小,刺槐的蒸腾耗水量是丝绵木的1.55倍;影响刺槐蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、0—40 cm土壤质量含水量和40—120 cm土壤质量含水量;影响丝绵木蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、平均气温、0—40 cm土壤质量含水量和40—120 cm土壤质量含水量;蒸腾耗水较高时,刺槐主要吸收利用中层土壤水,丝绵木主要吸收利用浅层土壤水,蒸腾耗水较低时,刺槐主要吸收利用浅层土壤水,丝绵木主要吸收利用中层土壤水;在...     

宁夏东部风沙区固定沙丘土壤性质小尺度空间变异特征

随着流动沙丘的不断固定,不同地形部位的土壤机械组成、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量的变化存在差异。为了探明固定沙丘的土壤机械组成与土壤养分空间变异特征,本研究以宁夏黄沙古渡固定沙丘为对象,分析了固定沙丘不同部位、不同土层的风沙土机械组成、SOC和TN特征。结果表明: 各土层土壤机械组成均以中沙和细沙为主。SOC和TN有明显的表聚作用,SOC和TN含量最大值分别为5.781和0.412 g·kg^-1,分布在丘间地,脊线和背风坡含量最少。随着土层深度的增加,背风坡和迎风坡的SOC含量逐渐减少,丘间地的SOC含量先减少后增加。SOC和TN在小尺度上均表现出明显的空间异质性;SOC和TN与粉沙和极细沙含量呈显著正相关,与中沙和粗沙含量呈显著负相关。土壤机械组成对SOC和TN含量有明显影响,而且SOC和TN含量随着细颗粒含量的增加而增加,表明土壤细颗粒对有机质的吸附和积累起着重要作用。     

宁夏河东沙区侧柏冠层气孔导度对环境因子的响应及其模拟

为了解林木冠层气孔导度对环境因子的响应规律,进一步阐释冠层气孔导度调控森林蒸腾的机理,本研究以宁夏河东沙区典型防护林树种侧柏(Platycladus orientalis)为对象,利用Granier热扩散技术,在生长旺季(7—9月)连续监测树干液流,并同步观测小气候;利用Penman-Monteith方程计算获得连续的冠层气孔导度(gc),并采用Jarvis-Stewart气孔模型对侧柏冠层气孔导度变化过程进行模拟。结果表明:环境因子与gc呈极显著相关关系(P0.01),对侧柏gc的影响从大到小依次为大气温度(Ta)太阳辐射(Rs)饱和水气压亏缺(VPD)空气湿度(RH)。典型晴天下,gc与VPD、Ta的关系曲线上升阶段和下降阶段路径不同,呈现"磁滞回环"的特性,且不同时段表现出不同的响应规律。Jarvis-Stewart模型较好地模拟了侧柏冠层气孔导度对环境变量Rs、VPD、Ta的响应过程,采用交叉验证法对模型进行验证和参数率定,可以解释84.4%的变量。     

民勤绿洲白刺灌丛沙堆不同演化阶段表面抗蚀性及其影响因素

通过测定甘肃民勤绿洲外围不同演化阶段灌丛沙堆表面抗剪强度,选取稳定阶段灌丛沙堆,定位观测结皮和植被去除前后灌丛沙堆表面侵蚀速率,研究了白刺灌丛沙堆表面抗蚀性及其影响因素,结果表明：稳定阶段灌丛沙堆土壤抗剪强度最大,在0.31～0.79 kg·cm^-2,雏形阶段最小,在0.06～0.15 kg·cm^-2,稳定阶段灌丛沙堆的土壤抗剪强度显著高于其它演化阶段（P＜0.01）;除退化阶段外,其它演化阶段不同坡位土壤抗剪强度差异均不显著（P＞0.05）.去除结皮和植被后,稳定阶段灌丛沙堆表面抗剪强度迅速下降,去除前后差异显著（P＜0.01）,去除后不同坡位差异不显著（P＞0.05）.保留结皮和植被,灌丛沙堆不同部位均出现堆积;去除结皮但保留植被,灌丛沙堆堆积量开始减小;去掉植被保留结皮,灌丛沙堆表面堆积量迅速减小;去除结皮和植被后,灌丛沙堆表面出现严重风蚀.