地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响

在6、7年生三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)纸浆林中研究了地下滴灌(SDI)下不同土壤水势(-25、-50、-75kPa,即灌溉起始阈值)对林木生长及生理特征的影响。结果表明:与不灌溉(CK)相比,SDI使6、7年生林分的生产力分别平均提高24%和28%;其中,-25 kPa使6年生林分的生产力达到39.90 m3hm-2a-1,较CK极显著提高43.5%(P<0.01)。各水势处理间,-25 kPa的生产力在林分6年生时分别较-50和-75 kPa极显著提高20%和31%(P<0.01),在7年生时分别提高13%和14%(P>0.05)。能在毛白杨速生期内(4—7月)大幅提高土壤含水率(20和50 cm处分别平均提高35%和27%)、树干日平均液流速率(46%,SFmean)、黎明前叶水势(41%,ψpd)是SDI促进林木生长的重要机制。灌溉起始水势阈值的差异对毛白杨SFmean和ψpd无显著影响(P>0.05)。3个水势处理中,-25 kPa的平均SFmean和ψpd均最高,且其能使根系活动剧烈的表土层(0—20cm)的水分有效性有最大幅的提高,这可能是其对林木生长有最大促进作用的主要原因。综上,应在毛白杨纸浆林培育中大力推广SDI,并在应用时可将距滴头10cm、地下20 cm处的土壤水势达到-25 kPa作为灌溉起始阈值。另外,在与试验地环境相似地区栽植毛白杨时,应于4—7月灌溉,8—10月一般可不灌溉。     

黄河中游晋陕峡谷延安段新发现的石制品

2018年6月,我们在黄河中游晋陕峡谷陕西一侧延安段新发现5处旷野石器地点,采集石制品556件,部分石制品暴露于黄土地层的剖面上。古人类加工石制品的原料来自于黄河河床和阶地的砾石层,岩性以石英岩为主,其次为石英。除上述两种原料之外,燧石、硅质岩、硅质灰岩、石英砂岩、细砂岩、蛋白石、玛瑙、火成岩等也有少量使用。石制品类型包括石锤、石核、石片、工具、断块和碎片屑,尺寸以小型为主。石核和石片以自然砾石台面者居多。剥片主要采用锤击法直接剥片,少量使用砸击法,可能偶而使用碰砧法和锐棱砸击法。工具多为以石片为毛坯加工而成的中小型刮削器,有少量以砾石为毛坯加工而成的砍砸器。伏羲村、苏亚河、高家畔、延水关4个地点发现的石制品原生埋藏地层为黄河第二级阶地上覆的马兰黄土堆积,该套地层形成于晚更新世晚期,石制品属简单的石核-石片工业,可能属于旧石器时代晚期。衣锦滩地点的石制品分别埋藏于黄河第二级阶地上覆的马兰黄土堆积和黄河第一级阶地上覆的土状堆积中,时代分属于旧石器时代晚期和新石器时代。本次新发现的旧石器地点进一步扩大了黄河晋陕峡谷地区旧石器遗存的分布范围,丰富了该地区旧石器文化的内涵,为未来的研究工作提供了新线索。     

宽窄行栽植下三倍体毛白杨根系生物量分布及其对土壤养分因子的响应北大核心CSCD

三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)是我国华北地区主要纸浆林品种,在该地区多采用宽窄行模式栽植。为基于根系结构特征制定该模式下毛白杨人工林高效水肥管理策略和明确影响其根系空间分布的主要因子,在5年生林分中于8株样树周围挖取2 106个土柱,研究该栽植模式下毛白杨根系生物量的空间分布特征,并分析了细根垂直分布对土壤有机质、速效磷和碱解氮等的响应。结果表明,一维垂向上,宽行内细根根重密度(FRBD)在0–30 cm土层中随深度增加而递减,但在30cm以下土层呈均匀分布(p=0.079);窄行内FRBD呈"双峰"分布,即在0–20 cm(22%)和70–110 cm(31%)土层均有较多细根分布;10–150 cm各土层中,窄行FRBD较宽行高17%–148%。宽、窄行内,随深度增加,粗根根重密度(CRBD)均呈先增后减变化,而细根粗根比(F/C)无显著变化(p>0.05),窄行平均F/C较宽行高60%。一维径向上,宽、窄行内FRBD均呈近均匀分布,而CRBD和F/C均随距离增加分别显著递减和增大。二维尺度上,FRBD在窄行内分布相对均匀,但在宽行内主要集中在表土层且随距离增加细根浅层化程度增强;CRBD在树干两侧呈"不对称"分布;垂向0–20 cm、径向160–300 cm范围是宽行内平均FRBD和F/C较高区域,分别为宽行相应指标总平均的2.8和1.1倍。FRBD在0–30 cm土层中随土壤有机质、速效磷和碱解氮含量的增加而逐渐增大,但在30 cm以下土层中无明显变化趋势。研究结果表明,宽、窄行间毛白杨根系分布的差异性主要体现在细根一维垂直分布和细根、粗根二维分布上。土壤有机质、速效磷和碱解氮是0–30 cm土层中毛白杨细根垂直分布的重要影响因子,但对下层土壤中根系分布无影响。对宽窄行栽植的毛白杨林分灌溉时,灌溉水应供给到窄行区域;施肥时,缓释肥和速效肥应分别浅施在宽行中央附近和窄行内。     

毛白杨根系液流与水力再分配特征

为确定毛白杨(Populus tomentosa)根系是否存在水力再分配现象,并探究其发生特征与影响因子,该研究以四年生毛白杨为研究对象,利用热比率法对3株样树的共计7条侧根(R1–R7)进行长期液流监测,并对土壤水分以及气象因子进行同步测定。结果显示:毛白杨存在两种水力再分配模式,分别为干旱驱动的水力提升和降雨驱动的水力下降,水力再分配的发生模式与特征受侧根分布深度与直径大小的影响。在整个生长季尺度上,毛白杨根系再分配的水量较低;但在极端干旱条件下,部分侧根再分配的水量可达其日总液流量的64.6%,表明水力再分配会为干旱侧根提供大量水分。根系吸水与气象-土壤的耦合因子(太阳辐射(R_s)×土壤含水率(SWC)、水汽压亏缺(VPD)×SWC、参考蒸散发(ET_o)×SWC)间存在显著相关关系,但水力再分配与所选因子基本不相关。此外,毛白杨浅层根中存在特殊的日间逆向液流现象,其液流量最高可占日液流总量的79.2%(R1)到90.7%(R2),该现象可能对浅层根系抗旱起到重要作用。     

毛白杨茎干不同方位夜间液流变化规律及其主要影响因子

为明确毛白杨(Populus tomentosa)不同方位夜间蒸腾量(Nt)及茎干充水量(Sr)等夜间液流活动的规律, 探究不同方位Nt和Sr的主要影响因子, 该研究使用热扩散的方法监测了宽窄行模式下栽植的毛白杨茎干不同方位夜间液流, 并用图像法区分Nt和Sr。使用自动气象站和机械式张力计监测太阳总辐射(R_s, kW·m^-2)、空气温度(T_a, ℃)、空气相对湿度(RH, %)、风速(v, m·s^-1)、土壤水势(ψ, kPa)等环境因子。通过比较各方位的Nt和Sr等液流活动的大小情况及其与环境因子之间的相关性得到方位间夜间液流的差异性以及各方位夜间液流的主要影响因子。结果显示: 宽行距位于东侧的样树西方位的Nt和Sr均最大, 其中西方位的Sr显著大于其他3个方位; 北方位的Nt显著小于其他3个方位; 其他方位间的Nt和Sr无显著差异; 各方位夜间茎干充水量占夜间液流量的比例(Sr/Q)无显著差异。宽行距位于西侧的样树西方位的Nt和Sr亦均最大, 其中西方位的Sr显著大于东方位和南方位; 南方位的Nt最小, 显著小于西方位和北方位, 其他方位间的Nt和Sr无显著差异; 南方位的Sr/Q显著大于其他3个方位。各方位的Nt和Sr均与水汽压亏缺(VPD)有显著的正相关关系, 部分方位Nt和Sr与T_a和RH有显著相关关系, 没有任何方位Nt和Sr与v和ψ有显著相关关系。Nt和Sr方位间的差异(Nt_CV、Sr_CV)与VPD、T_a、RH、v和ψ均无显著相关关系。此外, Sr受白天的液流活动的影响显著。综上所述, 毛白杨不同方位Nt和Sr等液流活动具有较大的差异, 且西方位是优势方位; VPD是影响各方位Nt和Sr的主要气象因子。     

毛白杨茎干夜间液流时空动态及其环境影响因子

为了更深入地理解树木茎干夜间水分活动机制,该研究针对华北平原典型杨树(Populus spp.)人工林夜间液流和茎干充水的时空动态及其环境影响因子进行探究。该研究以雨养条件下毛白杨(Populus tomentosa)为研究对象,在不同生长时期,利用热扩散法对茎干不同高度处液流速率进行连续监测,对土壤含水率以及气象因子进行同步测定,对比不同时期各高度夜间液流动态及其与环境因子的相关关系。结果显示:雨季前,茎干0.35和1.30m处夜间液流占日总液流量的比例显著高于雨季后,而雨季后茎干7.00 m处夜间液流占比提高了49%。雨季前,茎干各高度处夜间液流速率同步性较高,且随茎干高度增加逐渐递减。雨季后,夜间用水主要来源由根系吸水转变为下部茎干储水,基部夜间液流速率降低66%,不同高度夜间液流的空间特征也发生变化。雨季前后, 4.00–7.00 m茎段为茎干充水的主要发生部位,平均日充水量达4.16 L,而1.30–4.00 m茎段充水量明显低于其他高度茎段,可能主要发挥输水功能。水汽压亏缺、气温和3m深土壤含水率对雨季前后各高度处夜间液流均有显著的正向驱动作用,但这种驱动作用在雨季后明显减...     

毛白杨人工林吸收根判定阈值对其空间分布特征的影响

通过林木根系研究中不同吸收根的判定标准下根系空间分布特征的差异对比，阐明根系分级标准对吸收根空间分布格局的影响，提升根系研究精度，明确林木根系有效“觅食”区域。在7年生毛白杨林分中于5株样树周围挖取780个土柱，选取根系形态指标：根系平均直径(RD)、根系表面积密度(RAD)、根长密度(RLD)和根系体积密度(RVD)研究其垂向与径向的分布动态，并分析不同吸收根判定标准对毛白杨细根空间分布以及各形态指标的影响。结果表明：选取2 mm作为吸收根判定标准确实会导致运输根被误判为吸收根，但其空间分布特征仍能反映吸收根的真实空间分布格局。而且在该判定标准下，判定标准对于实际的细根形态和空间分布情况是否会产生的影响由于监测指标的不同以及研究位置的变化而不同。其中RAD、RLD和RVD的空间分布特征基本相同，但RVD的差值比例远高于其他指标，且深土层的差值比例普遍高于浅土层。因此，以2 mm为吸收根判定标准时，选取RLD和RAD更能准确反映吸收根的真实空间分布格局，且该标准更适用于在进行相对较浅的土层中开展研究，采用2 mm为阈值划分吸收根研究细根垂直分布特征时建议以各形态指标在各个土层所占比例来...