东北地区玉米出苗速度与水热条件的关系及出苗期气象评估

2010-2011年,开展了田间水分胁迫和分期播种双因子组合试验,以揭示土壤水分和气温对东北地区春玉米(Zea mays)出苗速度的影响,建立基于土壤水分和气温的玉米出苗期评估指标和模式.结果表明:玉米出苗速度与土壤水分和气温的关系密切,在土壤水分较充足和气温偏高条件下,玉米出苗快,干旱和低温均推迟出苗期;播种出苗期间0～20 cm厚度的土壤湿度为(S)21％ ～25％、土壤有效水量为(H)50 ～70 mm、平均气温为(T)18 ～20℃玉米出苗快,播种后10d左右出苗;0～ 20 cm厚度的土壤湿度为18％ ～ 21％、土壤有效水量为30 ～50 mm、平均气温为16.5 ～18℃,出苗速度下降,播种后18d左右出苗;0 ～ 20 cm厚度的土壤湿度＜18％、土壤有效水量＜30 mm、平均气温＜16.5℃出苗缓慢,播种后25 d左右出苗,甚至不出苗;玉米播种至出苗间隔日数(D)与S/H和T的关系方程为D=78.017-1.746S-1.642T或D=60.776-0.288H-1.937T.这些上指标和模式可评估和预测出苗期,指导抗旱生产活动和气象服务.     

水分胁迫对春大豆出苗和幼苗长势的影响

为探究春大豆播种至幼苗期干旱对大豆出苗速度、出苗率和幼苗长势的影响及春旱指标,以指导春旱评估和抗旱灌溉,于2017和2018年在吉林省中部开展田间土壤水分控制试验。通过防雨棚和人工喷水控制土壤水分,设置7个土壤水分处理和1个自然雨养处理,观测土壤湿度、出苗期、出苗率、株高、叶龄和生物量等。采用回归方法分析土壤湿度对出苗期、出苗率及幼苗长势的影响,据此建立大豆春旱评估指标。结果表明:大豆出苗期、出苗率、苗期株高、叶龄和生物量与播耕层土壤水分关系密切,在试验处理范围内(土壤湿度24%以下),土壤湿度每下降1%,出苗期延迟1～2 d,出苗率下降1.6%,相对叶龄、株高和地上生物量分别下降6.1%、5.4%、10.2%;土壤湿度20%～23%适宜大豆出苗,21%～24%适宜幼苗生长;大豆轻旱、中旱、重旱和特旱的土壤湿度指标依次为0～10 cm土壤湿度16%～17%、14%～15%、12%～13%和12%以下,0～20 cm土壤湿度依次在17%～18%、15%～16%、13%～14%和13%以下。     

云南香格里拉地区亚高山草甸不同放牧管理方式下的碳排放

青藏高原由于高寒低温限制了有机碳的分解,大量的碳积累在土壤碳库中,对全球升温的反应很敏感.放牧可能会对该区草甸的碳排放产生显著影响.采用闭合箱动态法测定了云南香格里拉地区不同放牧管理方式下的亚高山草甸生态系统呼吸与土壤呼吸.常年放牧草甸与季节性放牧草甸的生态系统呼吸和土壤呼吸均呈现相似且明显的单峰季节变化特征,7月份达最大值,生态系统呼吸分别为9.77、8.03 μmol CO2 m-2 s-1,土壤呼吸分别为8.05、7.74 μmol CO2 m-2 s-1;1月份达最低值,生态系统呼吸分别为0.21、0.48 μmol CO2 m-2 s-1,土壤呼吸分别为0.16、0.49 μmol CO2 m-2 s-1.受一天中气温和土温的影响,常年放牧草甸的生态系统呼吸与土壤呼吸的日变化在夏季与冬季均呈现明显的单峰曲线变化,最高值都出现在14:00左右,最低值出现在凌晨.在夏季6～10月份,常年放牧草甸的呼吸显著大于季节性放牧草甸,表明较高的放牧强度增加了亚高山草甸的碳排放.土壤温度的指数模型F = aebT比土壤水分能更好地解释呼吸的变异性(R2 = 0.50～0.78,P < 0.0001).二元回归模型F=aebTWc比单因子模型的效果更好(R2=0.56～0.89,P < 0.0001).土壤呼吸在整个亚高山草甸生态系统呼吸中占主导地位,在常年放牧草甸与季节性放牧草甸分别为63.0%～92.7%和47.5%～96.4%,地上植物呼吸随生长季的变化而变化,在生长旺季占有较大的比例.生态系统呼吸和土壤呼吸的长期Q10(1a)是短期Q10(1d)的2倍左右.季节性放牧草甸的长期Q10小于常年放牧草甸,表明在温度上升的背景下,放牧压力较小的草甸碳库较为稳定,具有较好的碳截存能力.     

耕作方式对华北寒旱区燕麦田杂草群落结构的影响

为了明确不同耕作方式对燕麦田杂草群落结构及作物生产的影响,依托华北寒旱区定位10年的免耕、深松、翻耕田间试验,并设置10年免耕后翻耕和10年深松后翻耕处理,监测了2种土壤类型下燕麦田不同耕作方式的杂草总密度、优势杂草种类、杂草多样性指数和生物量以及燕麦产量.结果表明: 区域杂草群落结构以狗尾草为主;长期免耕下燕麦田不同生育期杂草密度为翻耕的2.20～5.14倍,而长期免耕或深松后翻耕处理的杂草密度与翻耕差异不显著.免耕下砂质栗钙土与壤质草甸栗钙土燕麦田的杂草Shannon多样性指数分别达0.429和0.531,免耕下杂草生物量是翻耕处理的1.35和2.26倍,而燕麦生物产量较翻耕处理减少22.3%和46.2%.表明耕作方式与土壤类型共同决定杂草群落特征.华北寒旱区长期免耕具有促进农田植物群落自然演化、容蓄多年生宿根类杂草的特征,而翻耕具有降低一年生杂草密度、灭除浅位性宿根杂草、激发深位性宿根杂草的特征;杂草多样性与作物高产性相悖演化.     

水分和温度对若尔盖湿地和草甸土壤碳矿化的影响

土壤碳矿化及其温度和水分敏感性是研究生态系统碳循环的重要指标。本文以若尔盖高寒湿地和草甸为对象,在不同水分（70%,100%,130%饱和含水量（SSM））和温度（5,10,15,20,25℃）培养下定期测定土壤碳矿化速率（或土壤微生物呼吸速率）,探讨水分和温度对高寒湿地和草甸土壤碳矿化的影响,为揭示未来暖干化对若尔盖地区碳贮存及其碳汇功能的潜在影响提供科学依据。实验结果表明：增温显著促进了高寒湿地和草甸土壤碳矿化,而水分过高会抑制土壤碳矿化;此外,高寒湿地土壤碳矿化速率高于高寒草甸。土壤水分和草地类型对土壤碳矿化温度敏感性（Q10）的影响比较复杂。高寒草甸Q10随水分升高而显著升高,培养7天时的Q10变化趋势为70% SSM（1.21）< 100% SSM（1.76）< 130% SSM（2.80）,培养56天的Q10从1.17上升为4.53。高寒湿地的Q10在培养7天差异不显著,但整个56天培养期内Q10随水分升高而显著增加。在评估暖干化对若尔盖地区碳贮量和碳汇功能的影响时,应更加重视高寒草甸和高寒湿地Q10对水分和温度变化的不同响应。     

退化草场砂质暗栗钙土的土壤水份状况及不同改良措施对它的影响

在干旱与半干旱地区。草场退化现象十分普遍,据报道,内蒙古自治区退化草场的面积已占到可利用草场总面积的43.8%。草场退化不仅使产草量降低,而且会对土壤产生一定的不良影响。本文探讨了退化草场砂质暗栗钙土的土壤水分状况及几种改良措施对它的影响。     

不同土壤水分状况对杨树、沙棘水分关系及生长的影响

在盆栽条件下对杨树、沙棘进行了3种土壤水分处理,研究结果表明：沙棘的叶含水率在同一土壤水分下比杨树高、而水势低,说明沙棘叶的抗旱保水能力强于杨树;沙棘单叶的光合速率能够长时间维持在较高的水平,蒸腾速率却并非如此。杨树无论在生长初期,还是生长中期其单叶WUE均高于沙棘。以新生枝生物量／耗水总量计算的整体WUE在3种土壤水分条件下,杨树的WUE分别是沙棘的2．4倍、2．3倍、2倍,其差异达极显著水平,但在3种土壤水分条件下2个树种都以中度亏缺下的水分利用率最高。整个生长季节处在严重干旱下的杨树和沙棘的生长均受到显著影响,沙棘生长受干旱影响程度小于杨树,从整个生长趋势上看杨树适宜于良好水分下的生长,沙棘在适宜水分和中度亏缺下均可良好生长。     

三江平原湿地小叶章群落沿土壤水分梯度物种组成及多样性变化

水分是影响湿地生态系统植物多样性的重要因素之一。以三江平原湿地小叶章群落为对象,研究了沿土壤水分梯度的典型草甸、沼泽化草甸和沼泽3种生境中群落物种组成及多样性特征。结果表明,3种生境均以小叶章占优势,但是伴生物种组成分化明显,其中,典型草甸指示种为二歧银莲花和垂梗繁缕,沼泽化草甸指示种为灰脉苔草和五脉山黧豆,沼泽指示种为漂筏苔草和毛果苔草;非度量多维尺度分析结果表明,草甸的物种组成差异更大,而沼泽和沼泽化草甸的物种组成差异较小。随土壤水分含量增加,小叶章的优势度逐渐降低,群落物种丰富度和Simpson优势度均呈逐渐降低的趋势,而Shannon-Wiener多样性与Pielou均匀度均呈逐渐上升的趋势;群落相似性系数(CJ、CS)呈现逐渐升高的趋势,二者的最大值分别出现在沼泽化草甸和沼泽,最小值分别出现在典型草甸和和沼泽化草甸,而Cody指数的变化格局呈现渐低的趋势,群落间共有物种数逐渐减少,物种替代速率降低。研究认为,三江平原小叶章湿地植物群落物种组成、Pielou均匀度、Simpson优势度和Shannon-Wiener多样性的变化格局与水分密切相关,β多样性的格局与水分联系紧密,物种丰富度的变化格局与水分无相关性,可能与物种自身的生物学特性以及其它环境因子有关,尚需进一步探讨。     

人类活动对锡林郭勒地区主要草原土壤有机碳分布的影响

 内蒙古锡林郭勒地区3类主要草原土壤有机碳含量呈现规律性变化,其顺序为：黑钙土>栗钙土>棕钙土。同时,有机碳沿土壤剖面自上而下逐渐降低,且主要分布在0～15cm处。草甸草原植被下的黑钙土不同层次有机碳含量因农垦分别损失34％～38％,损失主要发生在0～35cm处。分析结果表明,放牧强度在短时期内对典型草原植被下的栗钙土有机碳含量没有显著影响。     

模拟贝壳砂水分变化对旱柳光合特性的影响

为探讨贝壳堤岛旱柳叶片光合特性的水分响应规律,以2 a生旱柳苗木为材料,模拟设置贝壳砂生境系列水分梯度,测定分析不同土壤水分条件下旱柳叶片的主要光合生理参数。结果表明:（1）直角双曲线修正模型可较好模拟旱柳叶片净光合速率的光响应过程,维持旱柳较高光合作用的土壤相对含水量（RWC）为50.1%～94.4%,适宜光强为800～1 600 μmol·m^-2·s^-1,水分对光强利用的补偿效应显著。（2）随土壤水分的降低,旱柳叶片净光合速率、光饱和点、表观量子效率及最大净光合速率均表现为先升高后降低;干旱和渍水胁迫条件下,旱柳叶片的光补偿点升高,光饱和点降低,光照生态幅变窄,光能利用效率降低,水分胁迫抑制光能效应明显。（3）随土壤水分的降低,旱柳叶片瞬时和潜在水分利用效率均表现为先升高后降低,分别在RWC为45.7%、40.6%时达到最大值,适度干旱胁迫可显著提高旱柳叶片的水分利用效率。（4）干旱和渍水胁迫均显著降低旱柳叶片的叶绿素含量和叶片水势,随土壤水分降低两者均表现为先升高后降低,叶绿素含量和叶片水势分别在RWC为58.9%、50.1%达到最高值。研究发现,贝壳砂生境旱柳叶片光合生理参数对土壤水分表现出一定的阈值响应,维持旱柳较高光合能力和水分利用效率的适宜土壤水分相对含量为50.1%～77.7%,表现为耐水湿不耐干旱的水分特性。