半干旱黄土丘陵区沙棘和柠条水分利用与适应性特征比较

对半干旱黄土丘陵区坡地多年人工沙棘(Hippophae rhanvnoides)与柠条(Caragana korshinskii)林的土壤水分状况、生产力月动态以及光合生理和水势日变化特征进行比较．结果表明,沙棘与柠条深层土壤均存在不同程度的旱化现象,沙棘林在季节性土壤水分补偿深度和对深层低土壤水分的利用能力方面要强于柠条林．沙棘林的年度生产力大于柠条林．沙棘能够随着土壤水分条件的改善,而提高水分利用效率;柠条具有高光合特别是高蒸腾的光合生理特征,叶片水分利用效率较沙棘低．沙棘与柠条均兼具有御旱性与耐旱性,但沙棘对干旱的适应方式更积极主动．     

海南西部低割龄橡胶林土壤水分季节变化特征及其对气象因子响应研究初报

土壤水分在林木植被生长和林木水分循环中发挥着重要的作用, 其不但是树木植被水分吸收的主要来源, 而且还是养分运转和能量流动的主要介质。土壤水分季节动态及其利用的研究对于认识橡胶林木生长发育对水分变化的响应机制具有重要意义。本文利用连续定位观测数据, 对海南西部地区低割龄橡胶林土壤水分季节变化动态进行分析。低割龄橡胶林土壤水分季节变化特征表现为, 5 月、7-10 月份土壤含水量较高, 11-1 月份次之, 2-4 月、6 月份较低; 低割龄橡胶林土壤水分垂直变化特征表现为, 随土层深度的增加, 土壤含水量逐渐升高, 浅层土壤含水量变化剧烈程度大于深层。回归分析结果表明,降水量是影响低割龄橡胶林土壤含水量季节变化的主要气象因子。     

黄土地区防护林生态系统水量平衡研究

根据黄土地区的防护林生态系统水分循环的特征,提出了防护林生态系统水量平衡方程,通过对１９８８￣１９９２年刺槐、油松、沙棘、虎榛子林地、草地和裸地６种生态系统水量平衡的分析,结果表明降雨是防护林生态系统主要的水分输入量,刺槐和油松林根际层以下土壤水分的上升补给,也是重要的水分输入项,特别是春季的４￣６月份,更是防护林生态系统极为重要的水分来源,刺槐林和油松林平均根际区下层土壤水分上升补给量占降雨量的     

荒漠草原区人工柠条林土壤水分周年动态变化

水分承载力是干旱半干旱区植被重建的重大科学问题之一。在9、16、26年生人工柠条林和天然草地(对照)各选择3个重复样地,在其中1个样地中心埋设300 cm深的土壤水分探管,从2012年4月15日—11月15日,用德国IMKO公司生产的TRIME/T3型TDR按每20 cm分层每半月测定一次;基于研究区人工柠条林土壤水分动态周年监测得出的土壤水分变化时间节点,分别在2012年4月底、8月底、10月初、次年3月初和4月底,采用土钻-烘干法对9、16、26年生人工柠条林和天然草地(对照)3个重复样地0~200 cm土壤水分进行监测。结果表明:(1)人工柠条林和草地的土壤水分的周年节律相同,5—8月为严重失水期,9月是蓄水期,10月至次年2月属于微弱失水期,3—4月失水量开始加速。(2)草地与人工柠条林之间的土壤水分差异并不显著,人工柠条林各林龄之间的土壤水分差异显著。(3)各种植被的土壤水分周年闭合差均出现亏缺。26年生柠条林的土壤水分亏缺最小,反映了其自我调整、适应环境、寻求新平衡的过程。(4)荒漠草原区土壤水分主要受降水分配、土壤性状等环境因子和植物根系分布显著影响,环境因子在土壤水分中的主导作用更明显。     

基于SPAC系统干旱区水分循环和水分来源研究方法综述

土壤-植物-大气连续体(SPAC)是研究植物水分利用与循环的核心,研究其水分传输过程对于旱区植被恢复具有重要指导意义.本文从土壤水分和植物蒸腾两个方面进行阐述,对土壤水分的研究主要涉及热惯量法、中子仪法和时域反射仪法,植物蒸腾则从枝叶尺度、单木尺度、林分尺度和区域尺度4个层面分类总结;并重点介绍了稳定同位素方法在研究植物不同水分来源中的应用.     

黄土高原植被恢复的水分生态环境研究

水分是制约黄土高原地区植被恢复与生态环境重建的决定性因子,在分析现有关于该区植被建设中的水分生态环境的各项研究的基础上,从水资源,土壤水分背景,土壤水分动态,土壤干层,土壤水分的林草生产力,水分性质分区,林草对策等7个方面,对黄土高原的土壤水分环境进行了阐述,针对该问题的研究现状,指出其中存在的问题,并对今后的研究进展了展望。     

干旱区包气带土壤水分运移能量关系及驱动力研究评述

包气带土壤能量和水分平衡及其驱动因子是维系地下水-土壤-植物-大气连续体(GSPAC)系统中水分运移发生的关键因素。在降水稀少、水资源短缺的干旱地区,开展包气带土壤水分形态、运移过程与能量的耦合规律研究对揭示区域水资源形成和转化机理具有极其重要的现实意义。文章总结了土壤水分运移理论研究进展,探讨了水分参与水文循环过程及干旱环境下土壤水分可能表现形态及其降雨入渗、再分布、渗漏、蒸发、毛管水上升等过程驱动机制,评述了包气带土壤水分与能量过程在不同空间尺度上生态水分效应。在一个非饱和土壤系统中,水分运移受包气带结构,土壤物理特征,植物根系和土壤生化环境的综合控制,物质和能量平衡改变是驱动水分循环的源动力,而土壤环境变化是导致水分运移形态的发生变化根本原因。因此,在气候变化背景下,研究干旱区土壤与大气界面以及包气带与饱和带界面水、汽、热耦合转化形式与能量驱动过程,能够提升我们对包气带土壤水分运移规律机理的深入理解,丰富对区域气候和水文变化认知。为干旱区生态植被恢复建设和水资源精细化管理提供理论向导。     

川西亚高山冷杉林枯枝落叶层的群落学作用

冷杉林每年凋落物量(干重)0.5—4.0吨／公顷,枯枝落叶层(Ao层)干重总量每公顷40吨左右。本文通过观测和实验,探讨了冷杉林Ao层物质循环格式及其在生态系统中的养分和水分循环的特殊重要作用,以及对群落中的植物分布、生长发育的影响。     

内蒙古希拉穆仁草原春季土壤水与水分平衡研究

为了揭示希拉穆仁草原土壤含水量, 水分存在形式, 水分有效性, 水循环和土壤干层等问题, 对该区不同地形草地进行了打钻取样, 对含水量及粒度进行测定与分析。结果显示: 研究区多数土壤剖面中含水量变化在2%-10%之间, 平均含水量多在3%-6%之间。高地采样区土壤水分垂向变化波动较大, 变化趋势不明显; 平地采样区土壤上中部含水量多于下部。研究区土壤水分大部分处于难效水状态, 土壤水分对植被生长具有明显的抑制作用, 但平地采样区在剖面上部0-0.5 m的平均含水量较高地采样区略多, 表明平地采样区植被生长受到土壤水分的胁迫性相对较小。研究区普遍有干层发育且等级较高, 干层分布接近地表。其中, 高地采样区剖面0-0.5 m全部为重度干层, 下部有轻度干层和中度干层发育; 平地采样区几乎全部为重度干层。该区春季5月份土壤水分几乎都以含量很低的薄膜水形式存在, 大气降水被蒸发与蒸腾等全部消耗, 没有剩余水分补给地下水。综上指示该区土壤水分为明显的负平衡, 水循环呈现土壤-植物-大气的水分循环模式, 属于不完整的水分循环类型。     

水平沟耕作对土壤水分动态及水分利用率的调节

分析了水平沟耕作条件下土壤水分动态、水分利用、水分收支平衡,认为水平沟增产的主要作用是减少了坡耕地表径流量而增加了土壤蓄水量。     

黄土区土壤水分循环特征及其对陆地水分循环的影响

黄河中游黄土地区一般系指长城以南、秦岭以北、太行山以西、西宁以东地表覆盖有厚层黄土的地区。包括整个黄土高原及南部海拔低于800米的黄土台源及高阶地区。由于这一地区土壤均发育于黄土母质之上,又同属季风区,所以在土壤水分的性质与循环特征上存在很多相似规律性。过去把土壤水分作为一个肥力因素,研究它的状况、移动及其和作物生长     

陕北黄土高原植被基本特征及其对土壤性质的影响

本文论述了陕北黄土高原植被的性质,并以土壤分析数据说明植被破坏不仅影响土壤的机械侵蚀,而且使土壤的有机质、氮、磷、含水量等一些重要数值降低,一般程度不等的降低幅度为2一7倍之间;另外,恢复植被不仅能保持水土,防止侵蚀,更重要的是使土壤性质因素向良好方向发展,提高土壤肥力。     

黄土区小流域植被类型对沟坡地土壤水分循环的影响

沟坡作为黄土丘陵区小流域水土流失最为活跃的区域,探究不同下垫面植被类型下的土壤水分循环特征对于沟坡地植被恢复具有重要意义。基于氢氧同位素示踪技术,通过野外水样采集和室内同位素分析旨在揭示植被类型对沟坡地土壤水分循环的影响机制。结果表明:(1)各水体氢氧同位素均遵循:降水刺槐林地土壤水草地土壤水地表水地下水,降水的变异系数最大,地表水和地下水的变异系数较小。(2)草地土壤水主要以降水补给为主,所占比例为59.12%,刺槐林地土壤水则以深层土壤水的上升补给为主,所占比例为60.97%。短阵性暴雨条件下,草地土壤水运移速率较刺槐林地高约1 cm/d,且主要发生在0—50 cm土层。(3)土壤水的垂向运移为地下水的主要补给形式,草地土壤水对地下水的补给比例为51.64%,约比刺槐林地高0.52%。表明植被类型对土壤水分循环特征具有一定的影响,刺槐林对深层土壤水分利用强度较大,可能加剧深层土壤干层化,而草地更有利于降水入渗以及地下水补给,该研究可为小流域沟坡的生态修复和综合治理提供科学依据。     

半干旱黄土丘陵区垄沟集雨对紫花苜蓿人工草地土壤水分和产草量的影响

研究了黄土丘陵区垄沟集雨技术对紫花苜蓿(Medicago sativa)人工草地生产力以及土壤水分的影响。垄和沟的宽度均为30或60 cm,且垄上覆膜的处理水分利用效率分别比平作对照显著提高了13%和41%。垄和沟的宽度均为30 cm且垄上覆膜的处理4年的干草产量和平作对照无显著差异,而垄和沟的宽度均为60 cm,且垄上覆膜的处理干草产量比平作对照显著提高了41%,并且使紫花苜蓿草地产草高峰期提早了1~2年。垄和沟的宽度均为30或60 cm,且垄面裸露的两个处理产草量比平作对照有不同程度的降低。紫花苜蓿草地生长的第三年,深度为150 cm左右的土层是降水补充和水分消耗的平衡点。所有处理在紫花苜蓿生长4年后,200~500 cm 深度的土壤水分已经接近萎蔫系数。     

黄土高原水土流失综合治理技术及示范

黄土高原是我国水土流失严重和生态环境极为脆弱的地区,也是我国"两屏三带"生态安全战略格局的重要组成部分。研发及集成相关技术,建立试验示范样板,为该区生态修复与产业发展提供技术支撑成为亟待解决的重要问题。"黄土高原水土流失综合治理技术及示范"项目(2016YFC0501700)属于国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"专项。该项目通过6个类型区水土流失治理相关技术的研究及区域尺度上的集成研发,阐明黄土高原脆弱区域生态持续恢复与生态安全中的主要学科发展及相关技术问题。     

黄土区深层土壤干燥化与土壤水分循环特征

深层土壤干燥化是黄土高原地区植被建设过程中出现的重大生态环境问题。采用人工和天然降雨试验,研究了黄土高原沟壑区荒草地和裸地的土壤水分循环特征,并分析和探讨了深层土壤干燥化的成因。2002年天然降雨量为459.9mm(多年平均降雨量为584.1mm),属干旱年,土壤水分观测期间(2002年6月13日至11月24日)天然和人工降雨试验小区的天然降雨量分别为305.2mm和236.8mm。人工降雨试验主要在2002年6~8月进行,土壤水分观测期间荒草地和裸地的人工降雨量分别为360.7mm和418.5mm。试验结果表明:干旱年,荒草地和裸地土壤储水量处于负补偿,入渗雨量全为蒸发蒸腾作用所消耗。在强烈的蒸发蒸腾作用下,剖面内(0~200cm)土壤水分的整体移动性能较强,最大蒸发蒸腾作用层深度很快形成。荒草地土壤水分循环强度大于裸地,表现为荒草地最大蒸发蒸腾作用层深度较大,两者分别为200cm和180cm。雨季量少且分散的降雨极易为强烈的蒸发蒸腾作用所消耗,深层土壤由于缺乏降雨入渗的补给而逐渐干燥化。丰水年,荒草地和裸地土壤储水量处于正补偿,但入渗雨量的大部分(80%以上)为强烈的蒸发蒸腾作用所消耗。在相同的降雨量条件下,荒草地土壤水分循环强度高于裸地,表现为荒草地降雨入渗补给深度较小。连续降雨有利于土壤水分向深层的运移,从而部分缓减深层土壤的干燥化进程。近50a来黄土高原地区气候变暖和降雨减少可能是土壤干层形成的直接原因,而植被类型选择失当、群落密度过大和生产力过高则会加剧深层土壤的干燥化进程。     

黄土高原地区种子植物区系特征

黄土高原在中国植物区系分区上属于泛北极植物区,中国-日本森林植物亚区的华北地区黄土高原植物亚地区,是东西、南北旱生、中生和水生植物交汇和聚集区域。计有种子植物147科864属3224种,其中裸子植物7科13属41种,被子植物140科851属3183种,具有中国特有属32个,黄土高原地区特有属4个,特有种164个。黄土高原地区种子植物区系的基本特征为:植物种类相对丰富,在全国植物区系上占有重要地位;植物区系起源古老,原始类群丰富;地理成分复杂多样,以温带成分占优势;与周边地区区系的联系广泛,是多种成分汇集和过渡的地区;特有性程度相对低,稀有濒危植物丰富。     

南方东部丘陵区季节性干旱成因及其对策研究

本文着重从气候和土壤两方面探讨红壤丘陵区土壤季节性干旱的成因。研究结果表明,红壤特殊的水分物理性质和该区特定的大气－土壤－植物系统水分运动模式的综合作用是红壤季节性干旱的主要成因。认为丘陵红壤的土壤水分管理应从土壤结构改良和协调气候－土壤关系两方面入手,通过合理的耕作技术和建立合理的利用方式体系,改良土壤结构,利用深层土壤水分,从而达到提高土壤水分利用率和抗旱、避旱的目的。复合农林业和免耕覆盖技术对红壤水分具有显著的调节作用。     

黄土和风沙土藓结皮土壤呼吸对模拟降雨的响应

生物结皮土壤呼吸是干旱和半干旱生态系统碳循环的重要组成部分,但目前其对降雨的响应规律尚不明确。针对黄土高原黄土和风沙土上发育的藓结皮,分别进行2、4、6、10、20、30、40 mm的模拟降雨,并使用便携式土壤碳通量分析仪测定雨前和雨后藓结皮的呼吸速率,对比分析降雨量对藓结皮呼吸速率的影响;同时,在40 mm降雨后的0—24 h连续测定藓结皮的呼吸速率变化,分析藓结皮呼吸速率随雨后历时的变化规律。结果显示,7种降雨量后两种土壤上藓结皮的呼吸速率均显著升高,黄土上藓结皮呼吸速度的增幅为2.89—6.38倍,风沙土上藓结皮呼吸速率的增幅为0.73—4.38倍。0—6 mm降雨中,两种土壤上藓结皮的呼吸速率均随降雨量增加而迅速升高,二者成显著线性正相关关系;6—40 mm降雨中,黄土上藓结皮的呼吸速率随降雨量增加而缓慢升高,但风沙土上藓结皮的呼吸速率随降雨量增加而快速降低。两种土壤上藓结皮的呼吸速率随雨后历时表现出相似的变化规律,即雨后迅速升高、之后逐渐降低,并在24 h左右回归到雨前水平;但黄土上藓结皮的呼吸速率在雨后即刻达到峰值,而风沙土上藓结皮的呼吸速率在雨后30 min左右方达到峰值。黄土上藓结皮的呼吸速率一致高于风沙土上的藓结皮,前者在不同降雨量和雨后历时中平均比后者高150.0%和59.6%。此外,藓结皮呼吸速率与表层土壤含水量存有显著相关关系,在含水量较低(小于约4%)时二者显著正相关,在含水量较高(大于约4%)时二者对于黄土上藓结皮为正相关、对于风沙土上藓结皮为负相关。研究表明,黄土高原藓结皮土壤呼吸对降雨响应快速而直接,但其响应规律对于黄土和风沙土上的藓结皮是不同的,总体而言黄土上藓结皮对降雨的响应更为持久有效。