毛乌素沙地草地种植管理咨询系统的开发

 本研究初步开发了一个用于毛乌素沙地草地种植管理咨询的专家系统ASSG。这个系统将当地生态系统管理专家们的经验知识和对土壤水分动态的理论研究成果结合起来以产生对于土地利用和种植的作物种类及品种的最优管理策略和最适的植被覆盖率。本系统利用3个层次的推理过程和结构化的知识库,通过咨询过程—步步地引导用户得到最优种植管理策略。在每—层次的推理中,本系统提供给用户多重选择,根据用户的意愿进行下一步的推理。这一推理的交互作用机制为用户获得适宜的咨询结果提供了最大的便利性。本系统的主体部分山Turbo Prolog语言完成,该语言是一种用于开发专家系统的描述性语言。基于土壤水分平衡原理的最优植被覆盖率模型由C语言实现,并应用多语言编程技术将之嵌入程序主体中。系统的样本运行结果表明本系统运行便利,并能产生合理的种植管理策略。     

高寒半干旱区沙地植被土壤水分变化特征及其影响因素

为揭示高寒半干旱区不同降雨强度对植被差异下沙化土地土壤含水量变化过程的影响。以青海共和盆地东缘黄沙头乔木、灌木和裸地为研究对象,基于2020、2021和2022年5月-9月植物生长季土壤含水量、降雨量和细根分布监测数据,分析2020年、2021年、2022年各生境0-200 cm深度土壤水分对小雨、中雨、大雨的响应。连续动态监测结果表明,大雨、中雨条件下,随土层深度的增加土壤水分对降雨的响应时间延长。乔木林和灌木林土壤水分对中雨、大雨最大响应深度为70 cm、100 cm,裸地对中雨、大雨最大响应深度为50 cm、100 cm。随土层深度的增加,小雨对乔木、灌木、裸地土壤水分的补充作用逐渐降低;中雨对灌木林土壤水分的补充作用逐渐降低,乔木林与之相反;大雨时乔木林、灌木林变异系数呈现S型变化,因此大雨对其土壤水分的补充存在明显的分层利用现象。不同植被类型土壤水分空间变化差异以及对降雨的响应受植被冠层截留对降水再分配的影响,土壤含水量与环境因子间的主成分分析表明,郁闭度、叶面积指数、150-200 cm土壤容重、细根生物量密度、根表面积密度、根长密度、比根长是反映研究区土壤水分的显著因子(P ＜ 0.05)。研究表明不同降雨强度植被土壤含水量存在明显差异,高寒半干旱区沙化土地乔、灌植被的建植可提升深层土壤储水能力;结果可为沙化土地恢复和水土流失防控提供科学依据。     

宁夏东部荒漠草原灌丛引入对土壤水分动态及亏缺的影响

全球气候变化背景下,荒漠草原人工灌丛引入加速其灌丛化进程,对草原土壤水分产生重要影响。为了解宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤水分动态及亏缺现状,选取了封育草地、放牧草地、不同年限(3a、12a、22a)和间距(40 m、6 m、2 m)灌丛柠条(Caragana korshinskii)地进行土壤水分测定,并利用土壤水分相对亏缺指数(compared soil water deficit index,CSWDI)、样地土壤水分相对亏缺指数(plot compared soil water deficit index,PCSWDI)对土壤水分亏缺进行定量分析。结果表明:灌丛引入过程中不同年限、间距灌丛地0—200 cm土层土壤含水量均显著低于封育草地与放牧地(P<0.05);各样地季节动态均表现为春季返潮、夏季消耗、秋季蓄积的季节规律,但不同年限、间距灌丛地表现为春季返潮微弱,土壤含水量仅为7.80%—10.90%,显著低于封育草地和放牧地(11.90%—16.09%);灌丛引入过程中各灌丛地0—100 cm有效储水量(-16.98—18.69 mm)均低于封育草地(34.67 ...     

云杉碳氮化学计量比对土壤水分和氮有效性的响应

以西南亚高山针叶林优势种——粗枝云杉(Picea asperata)为研究对象,探究不同土壤水分状况和氮添加下云杉碳氮化学计量比的变化及其响应过程。采用两因素(水分×氮素)随机区组实验,设置5个土壤水分梯度和3个氮添加浓度,其中土壤水分梯度分别是土壤田间持水量的40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、80%(W4)和100%(W5),氮添加浓度分别为0(N0)、20(N1)、40(N2)gNm^-2 a^-1。结果表明:(1)土壤水分和氮添加显著影响了云杉碳氮化学计量比(P<0.05),具体为:云杉植株和器官碳氮比在N0W4处理下最大值,随土壤水分有效性的降低而减小,随氮添加浓度的增加而降低。(2)随土壤水分有效性的降低,根和叶的碳含量显著升高(P<0.05),茎和叶的碳含量随着氮添加浓度的增加而降低。此外,土壤水分有效性的降低显著提高了根和茎的氮含量(P<0.05),各器官的氮含量随着氮添加浓度的增加而增加。在相同水分和氮添加浓度处理下表现为碳含量:叶>茎>根,氮含量:叶>根>茎。(3)云杉净光...     

我国23个土壤磷素淋失风险评估Ⅱ.淋失临界值与土壤理化性质和磷吸附特性的关系

从13个省（市）采取23个耕地表层土壤,通过室内模拟试验测定其磷素淋失临界值和pH、有机质、＜0.01mm、＜0.002mm、交换性钙镁、活性铁铝、磷等温吸附特性等,以建立土壤磷素淋失临界值与土壤基本理化性质和磷吸附特性之间的关系.结果表明：土壤pH＜6.0时,随土壤pH提高临界值增加,土壤pH与临界值之间呈显著的指数关系;而当土壤pH＞6.0时,随土壤pH提高临界值减小,在pH6.5左右土壤磷素淋失临界值最高.土壤磷素淋失临界值与土壤有机质、活性铁（铝）、交换性钙之间存在显著的相关,而与交换性镁、CEC、＜0.01mm、＜0.002mm、K、Qm的相关性受土壤酸碱度影响.可以通过测定土壤有机质或活性铁的含量,来计算土壤磷素淋失临界值,评价土壤磷素淋失的风险.供试的23个土壤,除了采自湖北潜江的20号水稻土存在比较大的磷素淋失风险,其余土壤发生磷素淋失的风险很小.     

遗传绝对距离差异显著性检验方法

G regorius提出的用于比较等位基因差异的遗传绝对距离方法可用来比较两个种群或群落的差异,也可比较两个样地是否来自相同的总体。该方法由于能够给出两个分布的具体差异量而在林分直径分布比较中得到广泛应用。在分析G regorius遗传绝对距离应用于群落结构比较的可能性的基础上,提出了该遗传绝对距离的差异显著判别标准,当两个分布的差异dxy≥dα=dm ax.(1-1/k).-0.2 ln(α/2)时,差异显著。为检验所提出的判别差异显著性方法的有效性,特给出了40个模拟林分的直径分布并用K-S检验进行了验证,结果表明所提出的方法与K-S检验的符合率达100%。研究还指出,遗传绝对距离方法可有效进行群落结构比较,它既可进行直径分布检验也可对物种的相似性做出判定,自然也可以用于等位基因的分析。结合研究提出的差异显著性检验方法,从而使度量结构差异量和判断此差异量显著与否的林分结构分析与比较一体化。     

半干旱黄土高原苜蓿草地撂荒过程土壤水分变化特征

土壤水分是黄土高原植被恢复和生态建设的主要限制因子,明确土壤水分随植被演替的变化规律是阐明黄土高原植被与水分相互作用机制的重要基础。以半干旱黄土高原小流域苜蓿草地撂荒过程为研究对象,通过对2016-2018年生长季苜蓿群落、苜蓿+赖草群落、赖草群落和长芒草群落四种草地群落0-1.8 m土壤水分进行动态监测以及0-5 m深度土壤水分测定,分析不同演替阶段苜蓿草地土壤水分的动态特征,探讨土壤水分对苜蓿草地撂荒过程的响应。结果表明：（1）在苜蓿草地撂荒演替过程中,土壤水分随群落恢复时间的延长呈先增加后降低的变化,降水的年际动态显著影响不同演替群落的土壤水分响应;（2）0-0.4 m土壤水分主要受降水影响,使得各草地群落在这一层次没有显著差异（P>0.05）,而1 m以下的土壤水分含量则主要受植被类型的影响,各草地群落之间存在显著差异（P<0.05）;（3）0-5 m深层土壤水分随群落的演替,1 m以下各土层土壤水分含量逐渐增加,表明撂荒过程中使土壤水分得到了一定程度的恢复。研究结果揭示了苜蓿草地撂荒过程土壤水分的变化规律,可为黄土高原生态恢复提供理论依据。     

环境因素对薇甘菊开花结实影响初探

2001—2002年度在广东东莞市选取不同的自然小生境,研究土壤肥力、土壤水分和生境郁闭度对薇甘菊(Mikania micrantha H．B．K)开花结实的影响,结果表明：土壤肥力较高,花数较多,花期较长,结实率较高,种子千粒重较大;但土壤肥力过高,虽然种子千粒重大,花期长,但花数少,结实率低。在开阔的生境中,薇甘菊花数多,花期长;在林荫处花期短,花数少,但种子千粒重反而有所升高;植株在郁闭度为10％-20％的生境中结实率最高,高于20％或低于10％结实率均有所降低,过强或过弱的光照均不利于结实。土壤湿度虽然对种子千粒重无明显影响,但对薇甘菊花数、花期和结实率的影响显著,土壤湿度大,花数多,结实率高,花期长。在自然生境中,三种因素的影响既相对独立又相互制约。     

土壤水解酶类催化动力学研究进展

土壤水解酶是存在于土壤中的一种重要的酶类,参与了土壤中为数众多的重要生物化学反应,与土壤中多种营养元素转化密切相关其催化反应的动力学研究常用来阐明其催化过程的特性、酶的本质属性及其对环境变化的响应等,研究土壤水解酶动力学特征对探讨其来源、性质及影响因素,对进一步调控多种营养元素参与的反应过程有着重要意义。文中概述了土壤水解酶的种类及其参与的生物化学反应;探讨了土壤水解酶动力学研究的理论基础;综述了土壤水解酶催化动力学研究的进展和影响因素,在此基础上,对今后研究提出了几点建议。     

黄土丘陵区坡面整地和植被耦合下的土壤水分特征

水分是干旱半干旱地区植被恢复的主要环境制约因子。在黄土高原小流域,合理整地能够有效截留降雨补给土壤水,进而促进植被恢复。选择地处甘肃定西的半干旱黄土小流域为研究区,基于野外实测数据,分析不同植被和整地方式(柠条水平阶、山杏水平沟、侧柏反坡台,油松反坡台)综合影响下的土壤水分特征。采用最优分割法将不同整地方式土壤水分垂直层次划分为活跃层,次活跃层和相对稳定层。结果表明:生长季不同整地方式土壤水分的变化与降水量的变化密切相关,不同月份以及不同深度各整地方式土壤水分之间差异显著(P0.05)。根据土壤水分垂直变化特征,山杏水平沟水分活跃层与次活跃层为0—80cm,其深度范围均大于其他3种整地方式,而柠条水平阶土壤水分均在30 cm以下较为稳定,其深度范围均小于其他3种整地方式。不同整地方式土壤水分含量具体表现为:山杏水平沟侧柏反坡台柠条水平阶油松反坡台。