赣江上游章水流域水沙变化及其归因分析

随着气候变化和人类活动的加剧,流域水沙情势发生变化,定量分析降水变化和人类活动的水沙效应是当前水科学研究的热点。本文基于赣江上游章水流域1961—2020年的水文、气象观测资料,采用累积量斜率变化率比较法、经验统计分析法定量分析了降水变化和人类活动对水沙变化的贡献率及人类活动的水沙效应对年降水量响应的临界值。结果表明：降水量和径流量均呈非显著下降趋势(P>0.05),输沙量呈极显著下降趋势(P<0.001);降水量和径流量的突变年份均为2003年,输沙量的突变年份为1998年;降水变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为10.7%和89.3%,对输沙减少的贡献率分别为3.5%和96.5%;人类活动的减水、减沙效应对年降水量响应的临界值分别为1170 mm和858 mm。研究成果可为流域生态建设、水土资源优化管理提供科学依据。     

黄土塬区气候变化和人类活动对径流的影响

以黄土高塬沟壑区的黑河流域(泾河支流)为研究区域,基于Mann-Kendall和双累积曲线等方法分离了1972-2000年气候变化和人类活动对径流的影响。结果表明,黑河流域气候趋向暖干而径流减少;以径流突变年份为界将研究时段分为两段(1972-1992年和1993-2000年),后段较前段降水减少75.4 mm、温度升高0.5℃,而径流减少29 mm。气候变化和人类活动均导致黑河径流减少,但贡献率不同,分别为24%和76%。人类活动是导致黑河径流减少的主要驱动力,但气候变化的影响也不容忽视,在进行生态建设和水资源管理时应予以充分考虑。     

呼伦湖流域径流对气候变化的响应

根据呼伦湖流域1961—2010年的气温、降水、蒸发量资料以及1961—2008年径流量资料,利用非参数检验Mann-Kendall法,分析了近50年呼伦湖流域气候变化特征及其对流域径流量的影响。结果表明:呼伦湖流域近50年来气温整体呈显著上升趋势;年降水量受夏季降水量影响最为明显,经历了1961—1964年的上升,1964—1983年的下降,1983—2003年的上升和2003—2010年下降4个阶段;年蒸发量在1973年以前相对平稳,1973—1998年呈下降趋势,1999—2005年呈显著上升趋势,2005年为突变点,出现从高到低突变。夏、秋季节蒸发量趋势在时间段上与夏季降水量有很好的对应关系;径流量基本表现为1961—1965年偏丰,1965—1987年偏枯,其中1975—1980年间表现为显著下降趋势(P<0.05),1987—2002年偏丰,2002—2008年偏枯;在气温普遍升高的前提下,降水量整体呈减少趋势,其变化趋势在很大程度上决定蒸发量的变化,呼伦湖流域暖干化趋势显著。以径流自身的变化特征为时段划分基础,对比径流、气温、降水量和蒸发量的变化过程,经相关统计分析检验,发现夏、秋季气温、降水量和蒸发量是引起呼伦湖流域径流量变化的根本原因。     

基于水文变异诊断系统的黑河流域上中游径流序列变异

目前黑河流域的水文气象要素的时空变异分析已经有了较多研究,但各种水文序列检验方法的特点与优势不同,得出的结论也不尽相同。本文采用水文变异诊断系统将数理统计分析与物理成因相结合,对黑河流域莺落峡、正义峡水文站1960—2008年的年径流序列的趋势和跳跃变异进行综合诊断,并分析黑河流域上中游7个气象站点对应的年降水、气温序列的变化趋势,以寻求年径流序列变化的物理成因。结果表明:在趋势和跳跃变异分析方面,黑河上游莺落峡水文站和中游正义峡水文站的年径流序列分别在1980和1990年发生跳跃变异,各气象站点降水序列和年均气温均呈现一定的上升趋势;在径流序列变化的物理成因方面,气候条件的改变是上游径流量变化的主要原因,1990年后中游地区年径流量减小,则很大程度上与中游耗水量大幅增加有关。     

基于Budyko假设的渭河径流变化归因识别

定量评价河川径流量变化特征,开展其归因识别研究是制定气候变化应对策略与合理利用水资源的基础。以渭河流域为研究区,采用Mann-Kendall趋势检验法、双累积曲线等方法分析渭河流域1958—2015年的气候、水文要素变化特征,采用基于Budyko水热耦合平衡理论的水量平衡法估算径流变化对各驱动因素的弹性系数,定量评价气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明:渭河流域咸阳、张家山、状头站的年径流量呈显著减少趋势,径流深减少速率分别为:-1.520、-0.501、-0.322 mm/a。3个站控制流域面平均降雨量呈非显著性减少趋势,年潜在蒸散发呈非显著增加趋势。剧烈的人类活动如工农业用水、大规模水土保持措施的实施及退耕还林草等引起的下垫面变化是径流量减少的主要因素,渭河干流和泾河流域下垫面变化对径流减少的贡献率均超过了60%,降雨变化贡献次之,潜在蒸散发的影响最小。     

无定河流域不同地貌区径流变化归因分析

分析了无定河流域干流与其支流(黄土丘陵区的大理河和风沙区的海流兔河)的年径流变化(1960—2012)及其成因,并预测了其径流的变化趋势。结果表明:无定河及其不同地貌区支流海流兔河和大理河流域1960—2012年径流量均显著下降,但年降水量未发生显著变化;无定河和海流兔河流域年蒸散量未发生显著变化,仅大理河流域年蒸散量在1990s年代后期显著增加。无定河流域径流变化突变点发生在1979年和1996年,海流兔河流域径流变化突变点在1971年和1990年,而大理河流域径流突变点发生在1971年。人类活动对大理河流域1972—2012年径流减少的贡献大约占50%,对海流兔河流域1972—1990年和1991—2012年两个时期径流减少的贡献率分别为44.4%和82.4%。未来,无定河及其支流年径流量均呈持续下降趋势。归因分析表明大规模的水土保持治理措施减少了大理河流域侵蚀产沙量的同时,也在一定程度上减少了大理河流域的径流量,而过度的农田灌溉引水是海流兔河径流量下降的主要原因。因此,未来在大理河流域要优化现有植被建设布局,减少流域蒸散发,减缓径流下降;在海流兔河流域要进一步退耕还林(草),适当控制农田灌溉面积,提高灌溉用水效率,在减少灌溉用水的同时提高流域水源涵养能力。     

密云水库上游径流变化趋势及影响因素

对径流演变规律的认识和研究是水资源得到有效利用的前提。密云水库是北京市唯一的地表水源地,水库的正常运行对北京市供水安全有重要的意义。2015年9月,南水北调的水开始进入密云水库,对密云水库上游径流量的研究可以使南水北调的水与其相互配合,有效补充密云水库的水资源,研究上游河流的径流变化趋势很有必要。以密云水库白河(张家坟站)和潮河(下会站)水文站1960—2014年的月径流数据为基础,采用年内径流不均匀系数、滑动平均法、Mann-Kendall突变检验法、小波分析方法、双累积径流曲线法分析了密云水库入库径流的年内分配特征和年际变化特征,径流变化周期趋势及降雨和人类活动对径流变化的影响。结果表明:密云水库入流径流量主要分布在7—9月之间,占全年径流量的70%;白河流域年内径流变化较为剧烈。50年来白河与潮河径流量有减少趋势,递减率分别为3.24m~3s~(-1)(10a)~(-1)和1.60m~3s~(-1)(10a)~(-1)。白河流域和潮河流域径流量存在周期为7a的变化特征。利用累积径流曲线分析降雨和人类活动对密云水库上游径流量的影响,结果表明人类活动是影响密云水库径流变化的主要原因,为71.36%—91.39%,其中白河流域受人类活动干扰更为剧烈。     

晋西黄土高原丘陵沟壑区清水河流域径流对土地利用与气候变化的响应

水资源短缺是黄土高原面临的最为关键的一个生态环境问题。研究黄土高原地区河川径流演变对土地利用与气候变化的响应是开展适应性流域管理的基础。该文以黄河流域中游山西省吉县境内的清水河流域(面积436 km²)为研究对象, 采用非参数统计秩检验法(Mann-Kendall)、滑动t检验和跃变参数分析法, 对该流域1959-2005年的年径流量、降水量和潜在蒸发散量进行了趋势分析和突变点验证; 用遥感数据判读和解译的结果分析了该流域不同时期土地利用变化; 在此基础上根据水量平衡原理, 分析了土地利用变化和气候变化对流域径流变化的贡献, 并采用FDC曲线法分析了二者对高、中、低流量变化的影响。研究结果表明: 该流域年径流量在1959-2005年的47年间呈显著下降趋势, 突变点出现在1980年, 但该流域降水量没有出现明显的趋势性变化, 而以Hamon公式计算的流域年潜在蒸发散则呈显著上升趋势, 其突变点出现在1997年。该流域气候变化和土地利用变化对年径流减少的贡献率分别为46.79%和53.21%。综合以上结果可以看出, 潜在蒸发散增加和乔木林地面积增加是导致该流域径流减少的重要原因。     

基于随机森林模型的茹河流域水沙变化及其影响因素研究

水沙关系不协调已成为制约黄河高质量发展的关键问题,揭示径流量与输沙量变化的主要影响因素,对适应生态经济发展条件下的水土流失治理工作具有指导意义。以茹河流域为研究对象,采用M-K检验和Pettitt检验分析茹河流域1989—2019年水沙变化趋势,运用双累积曲线法定量研究了降雨和人类活动对茹河流域径流量、输沙量变化的贡献率,通过随机森林回归分析探索了影响水沙变化的主控因子。结果表明：(1)茹河流域径流量和输沙量峰值对应情况良好,但在2012年之后径流量和输沙量呈现出明显分异,径流量逐渐增加,输沙量平稳减小。(2)茹河流域径流量突变点为1996年和2003年,输沙量突变点为1996年和2004年,影响期的两个阶段中,人类活动对径流量的贡献率分别为95.95%和77.52%,对输沙量的贡献率分别为78.31%和77.91%。(3)显著影响径流量的因子为农作物播种面积、耕地面积、草地面积和人口密度,显著影响输沙量的因子为植被覆盖度、水利环境投资占比、人口密度和工业总产值。(4)农作物播种面积和耕地面积的变化对径流量的影响均呈显著正相关,草地面积和人口密度对径流量响应关系为显著负相关;植被覆盖度...     

山东半岛丘陵区典型流域河流径流的影响因素分析

应用3S技术生成数字高程模型(digital elevation model,DEM),解译出大沽夹河流域范围。采用空间内插法计算流域内年平均降水量,通过选择流域内人类活动的人口数量、GDP、土地利用现状以及气候变化的降水量和气温等9个因子,采用单因子相关分析和主成分分析(PCA)方法,分析了各因素及综合因素对径流量的影响。单因子分析表明,降水量、林地和果园与径流量的相关程度显著。主成分分析表明,人口数量、耕地面积、果园面积、林地面积和水域面积对径流量影响较大,占所有分析因子贡献率的73.96%;降水量对径流量的影响次之,因子贡献率为11.38%。     

施肥和增水对弃耕草地土壤酸中和容量的影响

大气氮沉降增加是草地土壤酸化的主要原因。土壤酸缓冲性能作为评估土壤酸化的重要指标,对氮输入的响应受到降水与其他限制养分含量的影响。本研究以我国北方温带弃耕草地氮、磷、水添加试验13年后的土壤为对象,利用二次多项式模型拟合酸滴定曲线,计算了土壤酸缓冲容量(ABC)以及以pH 5.0和4.0为参比的土壤酸中和容量(ANC)。结果表明: 不增水处理下,单独加氮和同时添加氮磷均显著降低土壤pH,降低以pH 5.0和4.0为参比时的酸中和容量(ANC_pH5.0和ANC_pH4.0);单独加磷对土壤pH、ANC_pH5.0和ANC_pH4.0均无显著影响。增水处理下,加氮及加氮磷显著降低土壤pH、ANC_pH5.0和ANC_pH4.0;加磷显著降低土壤pH,但增加了ANC_pH4.0,而对ANC_pH5.0无显著影响。与不增水处理相比,增水处理对土壤pH、酸中和容量均具有显著的正效应。对于初始pH值不同的土壤,采用土壤酸中和容量比酸缓冲容量能更好地指示土壤抗酸化能力。     

Evidence for a nutritional disorder of Oxalis acetosella L. on acid forest soils; I. Control situation and effects of dolomitic liming and acid irrigation

This paper reports on the mean cover, biometric and vitality parameters and mineral nutrient status of wood-sorrel (Oxalis acetosella L.) on the control and experimental plots of a mature Norway spruce stand on acid soil (Höglwald Experiment).On the control plot Oxalis showed relatively poor leaf growth and chloroses on young and older leaf blades. Mineral analyses in the Höglwald and comparative studies on other forest sites indicated a very good to good supply of N and P, a moderate Ca nutrition and very high Mn concentrations of the leaves.The input of dolomitic lime led to a drastic propagation and vitalization of the wood-sorrel. The long-lasting effect of treatment was independent of pH dynamics in the root zone. The leaf chloroses of Oxalis disappeared completely after that treatment. The level of Ca and Mg supply clearly improved, whereas the concentrations of P, N, Mn and Zn diminished. Surprisingly, the K nutrition also improved after liming.Oxalis reacted to acid irrigation (sulfuric acid; pH 2.7-2.8) in comparison to normal watering (pH 5.0-5.5) with a continuous decrease in cover, but without visible leaf necroses. The concentrations of total sulphur, SO₄-S and S_org were raised, while the concentrations of Ca, Mn and Zn of the leaf blades decreased. After termination of acid input a recovery of nutrition occurred and a slow recolonization began. Preceding lime application prevented the growth-inhibiting effect of the acid irrigation.The study leads to the working hypothesis, that Ca nutrition may be the controlling factor for leaf growth and vegetative propagation of Oxalis in the Höglwald Experiment.     

石山稀有濒危植物在迁地保护后的性状变异

本文对比研究了7种石山稀有濒危植物在石灰岩土壤以及迁移到酸性土壤后的外形特征,生长发育习性及化学元素含量,结果表明,7种石山稀有濒危植物迁移到酸性土壤后发生了以下变化：1）外形变化主要表现为叶片变大变薄,有的植物种子或叶形有变化;2）迁移后开花,结实,落叶期晚1周以上,在气候条件相同的地区,营养生长期没有变化;3）植物体内的化学元素N,Zn,B,Al的含量增加20％以上,而Ca含量减少10％;4）Al的含量虽增加很多,但仍远低于酸性土壤中的植物;Ca的含量虽然减少,但仍高于酸性土壤植物;5）元素K,B的生物吸收系数在石灰岩土壤高于酸性土壤,其他元素N,P,Ca,Mg,Fe,Al,Mn,Zn的生物吸收系数则是酸性土壤高于石灰岩土壤。     

不同生态系统土壤氨基酸氮的组成及含量

采集于内蒙古白音锡牧场、陕西澄城、杨凌、宜川和太白山等地不同生态系统的 1 2个土样 ,用 6 mol/ L HCl水解 ,经 H型酸性阴离子交换树脂柱纯化后 ,用 Beckman 1 2 1 MB型氨基酸分析仪测定了 1 7种常见氨基酸。测定结果表明 ,不同生态系统土壤酸解氨基酸含量有很大差异 ,表现为草甸土壤 (氨基酸含量为 2 2 83.9μg N/ g) >森林土壤 ( 1 733.6μg N/g) >草原土壤 ( 85 6 .3μg N/ g) >农田土壤 (平均为 2 4 8.5± 37.8μg N/ g) ,并且氨基酸氮与土壤全氮有极显著的正相关关系 ( p<0 .0 1 ) ;在氨基酸中以中性氨基酸所占比例最大 ,平均为 5 3.99% ,其次为碱性和酸性氨基酸 ,分别为 2 4 .94 %和2 0 .5 9% ,含硫氨基酸最少 ,仅为 0 .4 8% .游离氨基酸以草甸土壤最高 ,为 1 4 .5 8μg N/ g,其它土壤在 1 .1 4～ 8.6 7μg N/ g之间 ,大部分在 2～ 3μg N/ g。游离氨基酸不仅数量低 ,而且种类也比酸解氨基酸少。不管是酸解氨基酸 ,还是游离氨基酸 ,在 0～ 2 0 cm土层的含量均大于 2 0～ 4 0 cm土层 ,从不同土壤样品的平均结果看 ,对酸解氨基酸 ,0～ 2 0 cm土层为96 0 .9μg N/ g,2 0～ 4 0 cm土层为 5 2 8.9μg N/ g ;对游离氨基酸氮 ,0～ 2 0 cm土层 6 .2 8μg N / g,2 0～ 4 0 cm土层 2 .2 2μgN/ g。施用氮     

腐植酸肥料对生姜土壤微生物量和酶活性的影响

设4个处理:空白对照、等量腐植酸、等量无机养分和腐植酸复合肥.通过小区试验,研究了腐植酸肥料在生姜不同生育时期对土壤微生物量和3种重要酶活性的影响.结果表明:与不施肥处理比较,施用腐植酸使前期的微生物量碳增加、脲酶活性降低,后期的微生物量碳减少、脲酶活性提高;施用腐植酸增加土壤活跃微生物量、提高酸性磷酸酶活性、降低蔗糖酶活性,全生育期平均土壤活跃微生物量和酸性磷酸酶活性分别提高17.34%和11.40%、蔗糖酶活性降低10.57%.与施用等量无机养分处理比较,施用腐植酸复合肥也使前期的微生物量碳增加、脲酶活性降低,后期的微生物量碳减少、脲酶活性提高;施用腐植酸复合肥增加土壤活跃微生物量、提高酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,全生育期平均土壤活跃微生物量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性分别提高18.61%、10.07%和7.61%.     

蚯蚓活动对土壤氨基酸组分及含量的影响

通过室内培养试验,研究了赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和威廉环毛蚓(Metaphire guillelmi)对土壤氨基酸组分及含量的影响,并探讨了两种不同生活型蚯蚓作用效果的异同。结果表明:蚯蚓活动可显著改变土壤氨基酸含量,爱胜蚓作用下土壤酸解氨基酸和游离氨基酸分别增加5.08 g/kg和7.72 mg/kg,环毛蚓作用下土壤酸解氨基酸和游离氨基酸分别增加3.86 g/kg和4.44mg/kg。各处理酸解氨基酸均以中性氨基酸所占比例为最大(平均51.9%),酸性氨基酸次之(平均23.3%),而含硫氨基酸(平均14.4%)及碱性氨基酸最少(平均10.4%)。各处理游离氨基酸同样以中性氨基酸为主,平均54.4%,而以碱性氨基酸含量最少,平均仅为7.2%。蚯蚓活动并未改变土壤氨基酸可检出种类,各处理分别检测出16种酸解氨基酸和14种游离氨基酸。土壤酸解氨基酸和游离氨基酸组分含量在蚯蚓作用下均有明显改变:加入爱胜蚓后土壤酸解氨基酸组分中天冬氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、赖氨酸和甘氨酸增幅较高,均在85.7%以上,缬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、亮氨酸、酪氨酸和组氨酸增幅较小在40.7%—62.7%间波动;加入环毛蚓后土壤酸解氨基酸组分中甲硫氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、酪氨酸和丙氨酸增幅较大,均在71.9%以上,甘氨酸、精氨酸、异亮氨酸增幅适中,分别为56.8%、55.6%和54.9%;丝氨酸、亮氨酸、苏氨酸、谷氨酸、组氨酸和苯丙氨酸增幅最小,均在40%以下;游离氨基酸组分中组氨酸、精氨酸、甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和丙氨酸在加入爱胜蚓后增加的幅度较大,增幅在150.0%以上,增幅较为缓和的氨基酸组分有天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、缬氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸,介于58.8%—92.1%之间;环毛蚓作用下,天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸和异亮氨酸增幅最大,分别为184.2%、173.3%、163.0%和116.6%;苏氨酸、亮氨酸、缬氨酸和甘氨酸增幅较缓,介于52.3%—92.7%之间;谷氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸和甲硫氨酸增幅较低,均在33.1%之下;而半胱氨酸在蚯蚓作用下显著降低,降幅为11.8%。对比两种生活型蚯蚓作用效果可知,土壤氨基酸总含量及各组分含量在爱胜蚓和环毛蚓作用下的增加或减少趋势相同(土壤酸解氨基酸组分缬氨酸除外),但改变幅度却存在明显差异,总体而言,爱胜蚓作用效果优于环毛蚓。     

Changes in soil pH across England and Wales in response to decreased acid deposition

Analysis of data from the National Soil Inventory of England and Wales obtained between 1978 and 2003 shows widespread increases in soil pH – i.e., soils became less acid – across both countries during the survey period. In general, soil pH increased under all land uses. At least part of the increase and its regional variation could be explained by decreased sulphur deposition from the atmosphere. Changes in liming practices on arable land probably also contributed. The effect of decreased sulphur deposition was moderated by land use, soil properties – particularly soil pH and organic carbon content – and the level of past sulphur deposition.     

植物残茬对土壤酸度的影响及其作用机理

土壤强酸性是作物生长的最主要限制因子之一,某些植物残茬可以有效地提高土壤pH,降低活性铝含量,提高作物产量。植物残茬改良土壤酸度的效能因种而异,最高土壤pH升幅可达4.53个单位,多种豆科植物材料可使土壤pH提高2个单位以上,当pH>5时,土壤溶液活性铝降至极低水平,从而消除铝害。植物残茬改良土壤酸度的效能受植物残茬自身特性与土壤特性的影响,而且pH的上升通常在几个月后消失,但这种效能对当季作物有效。植物体内有机酸根的去羧化作用被认为是pH上升的主要机理之一,去羧化机理存在的主要证据是,随着土壤pH升高,植物材料内的可溶性有机成分下降,CO2排放与pH上升高度相关,以及杀菌条件下土壤pH上升速度显著减慢。超量碱机理是植物残茬导致pH上升的又一可能的重要机理,亦即有机盐的作用,有机盐分解转化为碳酸盐,其作用与石灰完全相似,有机盐水解也可导致土壤溶液的碱性反应。铵化作用与硝化作用是高氮植物材料影响土壤酸度的重要机理,有机氮的铵化直接消耗质子,铵的硝化则产生质子,pH的变化与这些氮过程高度相关。含硫植物材料及有机物质分解过程产生的氧化还原条件的变化,也可对土壤pH产生影响,但它们的作用较小。综合来看,去羧化作用机理基于间接证据,没有得到严格验证,超量碱机理可能是土壤pH上升的主要原因,超量碱只能转移,不能制造,含超量碱高的外源性有机材料施入耕地,将是改良土壤酸度,提高作物产量的一种有效途径。     

重庆酸雨区马尾松纯林改造对土壤酸化特征及团聚体稳定性的影响

马尾松对酸沉降危害极其敏感,生产实践中往往通过林分改造来应对酸沉降危害。为掌握酸雨区马尾松纯林改造对土壤酸化环境的影响及科学指导经营管理,采用空间代替时间的方法,对重庆铁山坪林场的马尾松纯林及其阔叶化改造后的香樟林、木荷林、马尾松×香樟混交林和马尾松×木荷混交林土壤养分、酸化特征及团聚体稳定性进行研究。结果表明：（1）除木荷混交林的腐殖质层土壤有机碳和全氮含量显著增加外,其他森林类型总体均减少（P<0.05）;香樟林及其混交林的各层土壤全磷和全钾含量均增加,但木荷林及其混交林均减少（P<0.05）。（2）改造为香樟林及其混交林能显著提高土壤pH值、交换性盐基离子含量和盐基饱和度,降低交换性Al³⁺含量,但改造为木荷林及其混交林则总体对土壤酸化特征影响不明显（P>0.05）。（3）木荷林及其混交林淀积层的水稳性大团聚体含量增加,香樟林及其混交林则是微团聚体含量增加（P<0.05）。（4）改造对各森林类型腐殖质层和木荷林淋溶层及淀积层的土壤团聚体稳定性均无显著影响,但能增强马尾松混交林和香樟林淋溶层或淀积层的土壤团聚体稳定性（P<0.05）。综合来看,改造能改变土壤酸化环境,但各森林类型的影响不同,改造为香樟林或其混交林的改善效果总体好于木荷林或其混交林。因而对酸雨区马尾松纯林改造,还应根据改造树种特性及林分特征,科学确定相应的改造方法,尤其应注重改造林分的全过程抚育经营,以营造良好的林下环境。     

Changes in root morphology of white lupin (Lupinus albus L.) and its adaptation to soils with heterogeneous alkaline/acid profiles

The ability of Lupinus albus L. to adapt to a heterogeneous soil profile containing acid subsoil below limed topsoil of the same type, and to utilize nutrients by significantly altering its root system structure, was investigated using specially constructed soil profile tubes. Plants grown in homogeneous acid profiles had the fastest growth while those grown in homogeneous limed-soil profiles showed the slowest growth and exhibited some chlorosis after 19 days. Limed topsoil combined with an acid subsoil profile initially retarded plant growth similar to that in a homogeneous limed soil. However, after 68 days significantly greater growth had occurred in the limed/acid soil treatment relative to the homogeneous limed soil, indicating plants had benefited from the acid subsoil stratum. Plants in the homogeneous limed soil profile had lower concentrations of P, Fe and Mn in shoots compared with those in heterogeneous soils. In contrast, the concentration of Ca increased by 74%, due mainly to an increase in the water-soluble Ca fraction. When grown in a heterogeneous limed/acid soil profile, concentrations of P, Ca, K, Mg, Fe, Mn and Zn in shoots were comparable to those grown in a soil with a homogeneous acid profile. Although total root production was lower in the homogeneous limed-soil profile compared to the acid-soil containing profiles, cluster root mass was maintained at a level comparable with that in acid soil. The roots in heterogeneous soil profiles exhibited extensive plasticity, demonstrating a root-type specific, morphological response to the soil conditions. Within the acid subsoil of a heterogeneous profile, there was a large increase in cluster root mass compared with non-cluster roots. The proliferation of cluster roots in acid soil below limed topsoil may enhance the plant's ability to exploit this soil and facilitate the cultivation of L. albus on limed soil. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.