黄土丘陵风沙区柽柳(Tamarix chinensis)林土壤水储量动态

对甘肃景泰不同种植密度的10年龄人工柽柳(Tamarix chinensis)林地,监测根周及行间土壤水分含量,并对监测资料进行量化分析。结果表明:(1)在垂直剖面上,根周土壤水分含量层次可分为蒸发层0~40cm、活跃层40~180cm和相对稳定层180~200cm;行间土壤水分含量层次可分为蒸发层0~40cm、活跃层40~120cm、相对稳定层120~200cm。(2)林地土壤水分主要靠天然降水补充,土壤水分储量年际变化随种植密度由高到低呈亏空-富余-亏空的变化趋势;综合考虑行距-土壤水分储量回归方程及冠积-行距回归方程,得出景泰地区合理种植密度为1 923株·hm-2。结果可为干旱区生态恢复和退耕还林提供科学依据。     

高寒沙地乌柳(Salix cheilophila)林根系分布特征

对青海共和高寒沙地植被恢复区不同林龄(6年、11年、16年和21年)乌柳(Salix cheilophila)人工防护林根系分布及根量进行了调查、测定,同时测定了土壤有机质含量的垂向变化。结果表明:①不同林龄乌柳林根系主要由中根和细根构成,其数目占土壤剖面根系总数的90%以上,其中又以直径小于2.0mm细根所占比例最高,细根占剖面根系总数的50%以上;②各林龄乌柳根系在0~50cm土层分布较为集中,在30cm以下土层,根量随深度的增加逐渐减少,6年生乌柳林根系垂直分布在0~130cm,20年生乌柳可达200cm,随植被恢复时间的增长,各林龄根量显著增加(p0.05);③各林龄乌柳林有明显发达的垂直主根,属典型的垂直状根系,随植株不断生长,根系表现出深根性;④以不同深度根系重量作为解释变量,以土壤有机质含量作为响应变量,回归结果显示不同林龄乌柳林根系重量显著影响土壤有机质含量(p0.001),这也为评价沙地植被改良土壤功能提供了依据。     

风沙活动对人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林土壤碳氮含量的影响

风沙活动及其物质输移是关键的陆地地表过程,对沙地生态系统影响显著.以石羊河下游民勤县不同林龄人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,研究了固沙造林对0-1m深度土壤碳氮含量的影响以及风蚀和降尘引起的碳氮含量变化特征,探讨了风沙活动对人工梭梭林土壤碳氮库的影响.结果 表明:35 a人工梭梭林0...     

黑河下游不同林龄胡杨水分来源的D、~(18)O同位素示踪

对黑河下游不同林龄胡杨木质部水及其不同潜在水源稳定同位素组成(δD、δ18O)的测定分析,探讨不同潜在水源对胡杨的贡献。结果表明:(1)不同林龄胡杨木质部δ18O差异显著,胡杨幼苗、成熟木、过熟木的δ18O值分别为-5.368 14‰、-6.032 75‰和-6.924 18‰;(2)不同林龄胡杨所利用的水分来源不同,胡杨幼苗主要利用30~50 cm的土壤水,利用率在70%左右,对地下水的利用仅为6%;成熟木主要利用200~220 cm的土壤水及地下水,对地下水的利用最多达85%;胡杨过熟木主要利用100~260 cm的土壤水及地下水,深度范围较幼苗和成熟木都广,对地下水的利用较高,最多达96%,胡杨成熟木和过熟木主要利用的是地下水。     

亚热带地区典型林分氮保留能力的差异及δ~(15)N空间垂直分异特征

δ~(15)N空间垂直分异特征可以有效指示森林生态系统土壤氮保留能力。以中国亚热带典型林分(天然林、格氏栲人工林、杉木人工林、闽粤栲人工林、闽楠人工林)为对象,通过对比其当年生叶片、凋落物及不同深度的土壤氮稳定同位素,研究林分类型对植物、土壤氮稳定同位素的影响及森林生态系统垂直空间氮稳定同位素分异特征,并探讨了不同林分土壤氮保留能力的差异。结果表明:不同林分当年生叶片、凋落物及0~10 cm和10~20 cm土壤δ~(15)N均具有显著差异,其中杉木人工林中这些δ~(15)N值显著高于其他4种林分类型,δ~(15)N在0~40 cm土层随深度的增加而显著增加,40~100 cm各土层δ~(15)N差异均不显著。另外,不同林分叶片~(15)N富集指数(EF)存在显著差异,呈现出杉木人工林的EF值较接近于0的趋势。研究表明,与阔叶人工林相比,杉木人工林由于较高的土壤净硝化速率、硝态氮含量及叶片、凋落物、土壤δ~(15)N值和较接近于0的叶片~(15)N富集指数,其土壤氮保留能力较阔叶人工林和天然林更差。     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系

为阐明祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林分布带对其土壤碳、氮含量的影响,以分布在祁连山东段和西段的典型青海云杉林为研究对象,通过野外取样和室内分析,论述了青海云杉林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系。结果表明:(1)祁连山东、西段土壤剖面有机碳含量均随土壤深度的增加而减小,但不同土层差异显著性不同,0~40cm含量分别为73.57±17.17g·kg-1和45.85±11.93g·kg-1;东、西段土壤剖面有机碳储量没有明显的变化规律,0~40cm有机碳储量分别为205.51±39.44t·hm-2和134.93±25.80t·hm-2。(2)祁连山东、西段土壤全氮含量随土层深度变化和不同土层差异显著性变化规律同土壤有机碳含量,0~40cm全氮含量分别为4.56±0.88g·kg-1和2.81±0.66g·kg-1;东、西段土壤全氮储量亦同土壤有机碳储量变化规律,0~40cm储量分别为12.77±2.08t·hm-2和8.38±1.56t·hm-2。(3)祁连山东、西段土壤剖面不同土层C/N比差异显著性变化规律相同,其C/N值分别为15.92±1.24和16.10±2.07;C/N比值大小主要取决于有机碳含量;线性分析表明,土壤有机碳与全氮含之间呈极显著的正相关关系,可用乘幂曲线模型Y=aXb较好地描述(p0.01)。上述研究结果可为祁连山水源涵养林建群种青海云杉林的经营和管理提供理论依据和数据支撑。     

珠海淇澳岛红树林、互花米草沼泽和光滩土壤有机碳含量及其影响因素

于2018年6月2~5日,在珠海淇澳岛不同林龄的无瓣海桑(Sonneratia opetala)群落区、秋茄(Kandelia obovata)群落区、桐花树(Aegiceras corniculatum)群落区、无瓣海桑+桐花树群落区、无瓣海桑+木榄(Bruguiera gymnorrhiza)群落区、互花米草(Spartina alterniflora)沼泽和光滩中,调查植物的群落特征,采集0~15 cm和15~30 cm深度土样,测定土样的有机碳含量,分析其主要影响因素。研究结果表明,随着林龄的增长,无瓣海桑群落下0~15 cm深度土壤有机碳含量逐渐增大;无瓣海桑+木榄群落下0~30 cm深度土壤有机碳含量最大,秋茄群落区、无瓣海桑+桐花树群落区、15 a林龄的无瓣海桑群落区、10 a林龄的无瓣海桑群落区、桐花树群落区、5 a林龄的无瓣海桑群落区、互花米草沼泽和光滩0~30 cm深度土壤有机碳含量依次减小;在各采样地,随着土壤pH增大,0~30 cm深度土壤有机碳含量减小;随着土壤全氮含量增大,其也增大;总植物密度是影响0~30 cm深度土壤有机碳含量的主要因素。     

不同沙埋深度对当年生柠条锦鸡儿种子萌发及幼苗生长的影响

在自然条件下设置1、2、3、4、5 cm和6 cm 6个沙埋深度处理,对柠条锦鸡儿种子萌发和幼苗生长进行了全生长季观测,以说明种子成熟当年不同沙埋深度下柠条锦鸡儿种子萌发,幼苗存活情况以阐述实现种群更新的机理。结果表明:柠条锦鸡儿种子萌发率随着沙埋深度的增加呈减小趋势,萌发最佳沙埋深度为1 cm,萌发率为55%,当沙埋深度增加到4~6 cm,萌发率降低到4%~6%;种子萌发天数随着沙埋深度的增加而增加;幼苗存活率随着沙埋深度的增加而增加,1~4 cm沙埋深度出土幼苗存活率为50%~58%,而6 cm柠条锦鸡儿出土幼苗存活率为100%。对于当年生柠条锦鸡儿种子,1 cm沙埋深度下种子产生的自然更新最大,25%的种子可以萌发并成功产生更新,而随着沙埋深度增加,大部分当年生种子不能萌发而进入土壤种子库,当沙埋深度达到6 cm时,96%的种子进入土壤种子库,这对于种群更新和土壤种子库补给有重要的作用。     

埋藏深度对梭梭(Haloxylon ammodendron)种子萌发及幼苗生长的影响

研究了不同沙埋深度对于梭梭(Haloxylon ammodendron)种子萌发和幼苗生长、存活的影响,判断梭梭种子萌发后,幼苗能否成活以实现梭梭种群的更新。在自然条件下设置0、1、2、3、4、5cm深度沙埋处理,每个处理5个重复,对梭梭种子萌发和幼苗生长进行了全生长季观测。结果表明:梭梭种子为喜光种子,种子萌发率随着沙埋深度的增加呈减小趋势,萌发最佳沙埋深度为1cm,萌发率为39.2%,4cm已是萌发的最大沙埋深度;幼苗存活率随着沙埋深度的增加而增加,4cm沙埋深度出土幼苗存活率为100%,而0cm萌发出土的幼苗成活率为0;综合考虑种子萌发率和幼苗存活率,2cm为最佳沙埋深度,这个沙埋深度出土的幼苗对于梭梭种群更新贡献最大。幼苗生长高度受沙埋深度的影响显著,在1~4cm沙埋深度范围内,浅层沙埋出苗快但生长慢,而深层沙埋出苗慢而生长快,幼苗最大生长高度在4cm沙埋,第一年生长季最大生长高度为21.5cm,幼苗最小生长高度在0cm,第一年生长季最大生长高度仅为2.76cm。     

民勤绿洲外围不同林龄人工梭梭林的土壤水分特征

 2009年6月到9月,每月中旬在民勤绿洲边缘不同林龄(2 a,5 a,10 a,20 a,30 a)的人工梭梭林内测试不同深度(20 cm,30 cm,50 cm,100 cm,150 cm和200 cm)的土壤含水量变化情况。分析结果表明,不同林龄的梭梭林内土壤含水量与时间和深度有关。土壤表层含水量主要受自然降雨控制,8月底发生比较大的自然降雨后,9月不同林龄梭梭林内20 cm和30 cm的含水量显著高于其他3个月。土壤50 cm以下的含水量比较稳定,当降雨少,土壤表层含水量低时,可以作为梭梭利用的水分来源。在7月和8月,5 a梭梭林内土壤含水量最低,表明梭梭对土壤水分的消耗最多,栽植密度过大,因此,需要间伐减少植株数量才能维持其稳定性。     

Effect of plant species on shrub fertile island at an oasis–desert ecotone in the South Junggar Basin, China

Shrub fertile islands are a common feature in arid ecosystems. To examine the effect of plant species on the spatial patterns of soil chemical and physical properties surrounding individual shrubs, two deciduous shrub species with different morphologies (Tamarix spp. and Haloxylon ammodendron Bge.) were studied at an oasis–desert ecotone in South Junggar Basin. Soil samples were collected under the shrub crown (canopy), at the vertically projected limit of shrub crown margin (periphery), and in the space between shrub crowns (interspace) at two depths, 0–10 and 10–20 cm, to analyze their physical and chemical properties. The results show that the fertile islands of Tamarix spp. are enriched with more soil nutrients (significantly higher, P<0.05; soil organic matter (SOM); total nitrogen (TN) and available nitrogen (AN); to a deeper depth (>20 cm) and in a larger area (beyond the canopied area) compared to that of H. ammodendron (significantly higher, P<0.05, soil nutrients detected only for AN; <20 cm in depth; smaller than the canopied area). Soil texture patterns surrounding the shrubs of the two species are even more different, with more coarse particles under the Tamarix spp. canopies compared to the interspace between shrubs but fewer under the H. ammodendron canopies compared to the interspaces. These variations are attributed to the difference in morphology of the two studied species: the Y-shaped crowns of H. ammodendron are less capable of capturing and maintaining litter under them than the hemispheroidal crowns of Tamarix spp., which leads to the less well developed fertile islands surrounding H. ammodendron shrubs.     

大赖草(Leymus racemosus)结实格局

连续2年对新疆阿勒泰地区荒漠植物大赖草(Leymus racemosus)居群(公路附近沙丘平坦处,P1;农田周围沙丘平坦处,P2;周围积水沙丘中下部,P3;多个沙丘中间平坦处,P4;多个沙丘中间隆起处,P5)、小穗间和小穗内的结实格局进行了比较研究。结果表明:(1)2011年大赖草的穗长、穗宽、总花数、结实率和大种子比率都高于2012年,小种子数低于2012年;2年的结实率在5个居群间均表现为P2P3P1P5P4。(2)每花序内不同小穗的穗宽、总花数和结实率表现为中部下部上部。(3)每小穗均有3.7±0.56朵花、0.6±0.09粒种子,小穗基部的结实率较高。大赖草结实率在年际和不同环境下波动较大,水分和温度是影响其结实格局的主要因素;小穗间及小穗内的资源分配符合资源竞争假说。大赖草花多果少的结实格局是适应荒漠资源贫瘠、干旱少雨气候条件的一种生殖保障。     

高光谱指数法用于确定多枝柽柳(Tamarix ramosissima)蒸腾速率

蒸腾速率(Tr)是植物生理生态学研究中表征蒸腾耗水的常用指标,研究植物的蒸腾耗水有助于了解当地生态系统稳定性和水资源的可持续利用,但在遥感应用尤其在干旱区遥感应用中很少被使用。本文以古尔班通古特沙漠南缘的主要建群种多枝柽柳(Tamarix ramosissima)作为研究对象,应用高光谱指数法对其Tr日变化过程进行研究,寻找和确定最佳的Tr光谱指数。选择的6个光谱指数判定系数R2介于0.06~0.73,其中简单比值(SR)光谱指数有最高的判定系数(R2=0.73)、较低的均方根误差(RMSE=0.24)和较为简单的形式,光谱范围处于近红外波段(1 645~1 655nm)/(1 775~1 785nm)。SR作为Tr最佳光谱指数,对植被水分关系变化敏感,能够较好地记录和监测Tr日变化过程,有益于揭示光谱指数物理和生理机制。     

不同生境下红砂(Reaumuria soongorica)的生理生化特征及适应性

测定了荒漠地区超旱生小灌木红砂在3种生境(山前荒漠、山前戈壁和中游戈壁)下的叶片水分状态、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,以探讨荒漠植物在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端环境的适应机制。结果表明:在3种生境下,红砂叶片相对含水量和叶片水势随着土壤含水量的下降而下降,叶绿素含量随着土壤含水量的下降而升高。随着生境土壤干旱的加剧,超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,而过氧化氢酶活性下降。在土壤含水量较少的戈壁生境,渗透调节物质含量上升。SOD和POD活性的升高是红砂抵御干旱环境的主要抗氧化保护机制;渗透调节在红砂叶片适应干旱胁迫的过程中发挥着重要作用,高的渗透调节能力使红砂在水分不足的条件下维持较低的渗透势,有利于植物吸水,从而增强其耐旱性。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)叶片气孔导度与气体交换对典型降水事件的响应

C4植物以其较高的水分利用效率而表现出较强利用荒漠环境有限降水的能力,但对其气孔行为和气体交换对降水响应的理解并不深入。本研究选择荒漠区沙丘上6~7年生的梭梭(Haloxylon ammodendron),利用自制的降水拦截设施,将每次降水事件后样地中接受的降水量分别减少和增加10%、20%和30%,形成包括对照在内的7个降水梯度,研究梭梭气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)对典型降水事件的响应。结果表明:6~12mm的降水对土壤水分的补给集中在50cm土壤深度范围内。降水量每增加10%,Gs和Pn分别增加9.17%和4.17%;Gs和Pn在降水前后呈现先增加后降低的单峰型趋势,峰值出现在降水后第1天,两者与土壤水分含量(SVWC)、空气相对湿度(RH)以及水汽压差(VPD)显著相关。降水后梭梭黎明前叶水势在-2.08~-2.74 MPa时叶片气体交换主要受气孔因素影响,而当叶水势降至-3.16MPa以下时主要受非气孔因素控制。     

干旱沙区典型人工植被群落下土壤剖面CO_2浓度变化特征及其驱动因子

对人工固沙植被区柠条(Caragana korshinskii)群落和油蒿(Caragana korshinskii)群落下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型人工植被区下土壤CO2浓度的变化特征及土壤温度和土壤水分对其的影响。结果表明:柠条和油蒿群落0~80cm处的土壤空气CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,并且在0~40cm,油蒿群落下的土壤CO2浓度值大于柠条,而在40cm以下则相反。其平均值分别为1 229.3μmol·mol-1和1 242.7μmol·mol-1,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值978.9μmol·mol-1。土壤水分与二者的土壤CO2浓度变化趋势在年际尺度上具有一致性,浅层40cm内油蒿群落下的土壤CO2浓度和土壤水分含量的相关性明显大于柠条和流沙。而在40cm以下,则表现为柠条油蒿流沙。土壤温度对土壤CO2浓度的影响程度一般为流沙油蒿柠条,特别是流沙,在表层达到了极显著的水平,之后随着土壤深度的增加而降低。而土壤温度对油蒿和柠条样地土壤CO2浓度的影响较为复杂,呈现出先增加后减小的趋势。在年际尺度上,土壤水分含量是不同植被群落下土壤剖面CO2浓度的关键限制因子,而在日尺度上,土壤温度则为主要限制因子。据粗略估计,在0~80cm内,柠条和油蒿根系呼吸所占的比例约为30.7%和33.3%。     

毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)灌丛穿透雨量特征及影响因素

于2012年5—9月观测了毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)灌丛的穿透雨量,分析了其变化特征及影响因素。结果显示:油蒿灌丛的平均穿透雨量占降雨量百分比(Th%)为72.3%,其中有枯枝灌丛的Th%平均为69.3%,较无枯枝灌丛的75.3%低,这可能是油蒿灌丛老化后土壤水分条件变差的原因之一。油蒿灌丛下穿透雨量及其空间分布受到有无枯枝和距主干辐射距离远近的影响,且受到降雨量和风速风向等气象条件作用明显。     

不同种植方式下丁香酚对2种作物根系形态的影响

通过盆栽试验,研究浓度为300×10^-6 mol·kg^-1的丁香酚对小麦（Triticum aestivum）间作蚕豆（Vicia faba）、单作小麦和单作蚕豆根系形态的影响,以期探讨通过间作弱化化感抑制作用的可能性和机理,为间作群体的化感物质调控提供理论依据。结果表明：丁香酚对单作小麦和间作蚕豆单株根鲜重、干重、根长都有抑制效应,但对间作小麦和单作蚕豆的单株根鲜重、干重、单株根长有促进效应。具体表现在间作复合群体中,经丁香酚处理后,小麦的单株根鲜重、干重、体积以及根长较单作有明显的增加,同时单株蚕豆根鲜重、干重、体积以及根长较单作显著减少,说明小麦间作蚕豆能有效缓解小麦根际丁香酚的累积,同时产生它感作用,对蚕豆根系生长产生明显的抑制效应。