盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作,但目前盐碱区淡水资源短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下,优化调控土壤水肥盐动态是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来,大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施,在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层,显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程,实现了盐碱地质量和产能快速提升,上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展,并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望,以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。

遮荫对盐胁迫下油葵生长和光合生理的影响

盐碱地光伏系统下作物生长受到盐分和遮荫的双重影响,研究双重逆境下作物的生理响应对该系统内作物种植有重要指导意义。本研究以油葵(Helianthus annuus L.)为试验材料,采用盆栽试验,设3个盐分水平(在初始含盐量的基础上外加NaCl含量0 g·kg^(−1)、3 g·kg^(−1)和5 g·kg^(−1))和4个遮荫水平(0%、30%、60%和90%),探究遮荫对盐胁迫下油葵生长、光合特性、叶片解剖结构、生物量积累和分配及籽粒产量等的影响,为盐碱地光伏系统下开展作物种植提供理论依据。结果表明,不同盐分水平下,与不遮荫(遮荫水平0%)处理相比,遮荫会破坏油葵叶片光合反应中心,降低光能转换效率,减小叶片厚度和栅栏组织层,减少光合产物积累,进而抑制茎粗和花盘的生长,影响光合产物分配方向,最终降低籽粒产量;但适度遮荫下油葵会通过增加株高、增大叶面积、提高核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco酶)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC酶)活性等方式提高叶片的光捕获能力,促进光合作用进行。不同遮荫水平下,与无盐分处理相比,轻(3 g·kg^(−1)NaCl)、重(5 g·kg^(−1)NaCl)度盐胁迫均会降低油葵的光合效率,抑制株高、茎粗、花盘和叶片的生长,减少光合产物的积累,最终降低籽粒产量,且不同盐胁迫浓度下油葵生长和光合生理特性在不同遮荫水平的变化规律不一致。其中,30%遮荫水平能显著提高轻度盐胁迫下油葵叶片的Rubisco酶和PEPC酶活性,减小叶片厚度,增大栅栏组织层,提高水分利用效率,进而提高油葵光合效率,促进油葵生长。研究表明弱光环境下油葵会通过改变自身形态、光合酶活性、光合产物分配等方式来应对环境胁迫,且遮荫能在一定程度上缓解盐胁迫对油葵造成的负面影响。其中,30%遮荫水平对缓解轻度盐胁迫引起的油葵光合能力降低和生长抑制的效果较好。

遮荫对滨海盐碱地水盐运移及油葵生长和生理的影响

盐碱地是建设光伏的主要土地类型之一。盐碱地光伏系统中光伏组件的遮荫作用会改变局地微气候进而影响土壤水盐动态,系统内作物的生长会受到遮荫和土壤盐分的双重胁迫,阐明遮荫下盐碱地水盐动态和作物生理响应对指导盐碱地光伏农业开发利用具有重要意义。采用大田试验方法,以油葵(Helianthus annuus Linn.)为试验对象,分别设0%、30%、60%和90%遮荫水平,探究遮荫对滨海盐碱地水盐动态及油葵生长特性、光合特性、叶片解剖结构、生物量、籽粒产量及品质的影响,以揭示遮荫下滨海盐碱地水盐运移规律及作物生长和生理变化。结果表明,与无遮荫相比,遮荫能够显著增加滨海盐碱地油葵全生育期内土壤剖面含水量,降低土壤剖面含盐量。遮荫会显著降低油葵净光合速率,抑制茎粗和花盘的生长,减少籽粒粗脂肪,并提高籽粒粗蛋白。弱光下油葵自身会通过增加株高、提高光合色素含量、降低光合色素比值、提高光合酶活性、减小叶片厚度、改变碳同化产物分配方向等方式来促进光合作用。在遮荫率约为30%—60%时,能够增加18%—38%的耕作层土壤含水量,降低6%—18%的耕作层土壤含盐量,并维持15%—38%的油葵生物量和29%—55%的油葵籽粒产量。以上结果表明,遮荫能够改善滨海盐碱地水盐条件,减轻作物盐胁迫,但油葵作为喜光作物,遮荫会显著抑制其光合作用,影响籽粒产量和品质,因此,建议在光伏组件上限遮荫率约为30%—60%的盐碱地光伏系统内种植油葵,以维持油葵的籽粒产量。

农业高效利用盐碱地资源探讨

我国约有9913万hm^(2)盐碱地,其中现代盐渍土约为3693万hm^(2),作为重要的后备耕地资源,盐碱地的综合利用对保障国家粮食安全具有重要的战略意义。经过几十年的研究和实践,我国在盐碱地治理方面已经形成了完善的理论和技术体系,取得巨大的成就,其中淡水洗盐、灌排结合的水利工程措施在盐碱地治理中发挥了关键作用。但是,受水资源短缺和气候条件制约,我国大部分的盐碱地尚未开发利用。近年来,随着社会经济发展和科学技术进步,人们逐渐认识到盐碱地作为自然生态系统的组成部分,其丰富的盐碱土、咸水和耐盐生物等盐碱资源在多元化食物生产、生态保护、人民生活中具有重要作用,迫切需要加强盐碱资源高效利用的理论与技术研究,发展盐碱地资源高效利用产业,推动盐碱区农业高质量发展。本文分析了目前盐碱地治理现状及其面临的问题,结合盐碱地资源高效利用研究进展,重点对盐碱区盐生植物利用、咸水资源的高效利用、肥沃耕层构建高效改土、高品质农产品生产、设施种养空间利用和草牧业发展等六个方面进行了探讨,以期为盐碱地资源高效利用提供参考。

密枝柽柳新品种海柽1号枝叶饲用价值研究

海柽1号是由中华柽柳变异单株选育而成的柽柳新品种。耐盐能力强、枝叶生物量大,是滨海盐碱地植被建设的优良材料,能否利用海柽1号的高耐盐性和枝叶生物量大的特点进行重盐碱地饲草生产尚不得知。为此,对比分析了海柽1号与普通中华柽柳枝叶的饲用价值,以期为滨海重盐碱地饲草生产提供参考。结果表明:营养价值方面,海柽1号的粗脂肪含量较中华柽柳高40.85%;海柽1号的微量元素锌、铁含量较中华柽柳高15.39%、25.17%;海柽1号较中华柽柳的总黄酮含量低26.27%。海柽1号在单糖含量中以葡萄糖为主,中华柽柳以鼠李糖为主。在氨基酸、有机酸、脂肪酸含量组成方面,海柽1号的氨基酸总量低于中华柽柳26.43%;有机酸中海柽1号中丁二酸含量最多,高于中华柽柳1.97%;柽柳中含量最高的脂肪酸是亚油酸,海柽1号的亚油酸含量较中华柽柳低11.87%。由此可见,海柽1号的饲用价值较高,是滨海重度盐碱地理想的木本饲草。

基于日均温度的华山松径向生长敏感温度研究

树干木质部形成周期与温度密切相关,存在影响形成层活动的敏感温度,但是尚未研究尝试从树木年轮中探索影响径向生长的敏感温度。华山主峰的华山松径向生长对气候变化较敏感,且华山西峰的气象站记录了1953年以来气象资料,这为探索树木径向生长与温度的关系提供了宝贵的材料。以华山主峰的华山松年轮资料和日值温度资料为基础,通过分析历年日平均温度的变化过程和年轮宽度、早材宽度、晚材宽度、最小密度以及最大密度的相关性,尝试探索华山松径向生长与日均温度变化的关系。结果表明春季一定温度的初日时间对华山松径向生长有较大的影响,其中3℃和8℃初日时间和持续时间对年轮宽度的促进作用最明显,而3℃对早材宽度影响较大,8℃初日时间对晚材的影响较大;高于11℃的温度会对华山松的径向生长造成限制,其中以11℃的作用最明显;而温度的终日时间对年轮特征影响较小。说明3℃是早材形成的敏感温度,8℃是晚材形成的敏感温度,温度高于11℃会对华山松的径向生长构成胁迫。这证明华山松年轮特征中包含了较多的气候信息,形成层活动和木质部的生长存在阈值温度,通过分析不同温度的生长期与年轮特征的关系可以找到影响华山松径向生长的敏感温度。这些敏感的温度是通过什么生理过程影响木质部的形成尚无法得知,但是这为解释树木生长对全球温度升高的响应以及利用华山松年轮重建历史气候提供了重要依据。

覆盖措施对咸水结冰灌溉后土壤水盐动态和棉花生产的影响

对咸水结冰灌溉融冰后不同防止返盐措施处理的土壤水盐动态以及棉花的出苗、生长特征和产量进行了研究。结果表明,不同的覆盖措施对抑制土壤表层水分蒸发的效果有显著差异,3月和4月份表层土壤含水量影响5月份的含盐量,而5月份表层土壤的含盐量直接决定棉花出苗率。地膜覆盖和保留前茬旧膜的处理保墒抑盐效果最好,棉花出苗率和产量也最高;秸秆覆盖也有一定的抑盐效果;而翻耕和中耕对土壤保墒抑盐的作用较差;液态膜处理的抑盐效果最差,棉花的出苗率和产量最低。可见保留前茬旧膜是简便有效的保墒抑盐途径。

滨海重盐碱地人工栽植柽柳生长动态及生态效应

柽柳(Tamarix chinensis)是盐碱地土壤改良和植被构建的先锋物种,但仅靠柽柳的自然扩散难以在滨海重盐碱地形成灌木优势群落,对盐碱地的改良作用不明显,因此探索重盐碱地人工栽植柽柳的生态效应有重要意义。本研究以撂荒地为对照,对不同树龄的人工柽柳群落的个体生物量、碳储量动态、植物物种组成及其重要值和土壤特性进行分析,以评估重盐碱地栽植柽柳的生态效应。结果显示:3年生、5年生和7年生柽柳个体单株生物量逐渐增加,群落的植被碳密度分别为4.78 t(C)·hm 2、5.56 t(C)·hm 2和6.89 t(C)·hm 2,而对照撂荒地碳密度只有0.98 t(C)·hm 2;与对照地相比,栽植柽柳显著降低了土壤表层的含盐量,对照地土壤0～10 cm的平均盐分含量高达10.53 g·kg 1,而3年生、5年生和7年生0～10 cm土壤平均含盐量分别为3.35g·kg 1、1.86 g·kg 1和5.54 g·kg 1。栽植柽柳后土壤有机质和有效氮呈增高趋势,有效钾含量显著增加,7年生柽柳土壤0～5 cm和5～15 cm的有效钾含量分别比对照地高出65.59%和28.90%。随着柽柳树龄增加群落中草本植物的丰富度逐渐升高,对照地的草本物种只有8种,7年生柽柳群落达到15种;耐盐物种在群落中的重要值随着栽植的时间逐渐降低,盐地碱篷的重要值由34.8下降到0.7,以种子兼营养繁殖的植物如獐毛和苦荬菜的优势度逐渐增大。这证明,重盐碱地人工栽植柽柳可以快速构建灌木优势群落,固碳作用明显;同时栽植柽柳为生态系统提供了进展演替的动力,灌草结合的群落结构和稳定的群落环境不仅促进盐碱地土壤表层盐分含量的降低,也促进了物种多样性的增加和群落的进展演替,是提高滨海重盐碱地利用率的有效途径。

树木年轮在干扰历史重建中的应用

干扰是影响森林生态系统结构和功能的重要因子,重建森林群落干扰历史可以掌握干扰发生的机制和规律,对森林经营有重要意义。年轮记载了树木逐年的生长历史,利用年轮可以重建不同尺度上干扰的时空格局,具有重建历史长、定年准确和材料容易获得的优点,是森林动态历史研究不可替代的资料。干扰对树木个体的影响可以分为伤害干扰和生长干扰两种类型。不同类型干扰的特点和对树木的生长影响不同所以重建方法也不同,对树干造成直接伤害的干扰可以利用树干的疤痕重建,如火灾和泥石流等;生长干扰对树木的生长势造成影响,可以通过识别年轮中的生长抑制和释放发生和持续时间来确定干扰的时间和强度。但是对破坏性的干扰事件要通过群落中个体的建成时间高峰来判断。欧洲和北美地区利用树木年轮重建森林干扰历史的研究已经很广泛,主要包括火灾、虫灾、地质灾害和气象灾害等干扰类型,在中国利用年轮重建群落干扰的研究还处于起步阶段。探讨了应用树木年轮重建不同森林干扰事件的方法,总结了不同的重建方法和干扰重建取得的进展,并指出了以后研究的方向,为以后的干扰重建提供了参考。

基于LPJ-GUESS模型的鸡公山马尾松林生产力和碳动态

应用LPJ-GUESS动态植被模型,模拟未来气候变化条件下河南鸡公山地区马尾松纯林和马尾松阔叶混交林的生产力和碳动态。结果表明:在IPCC特别排放情景报告A2和B2情景下,到2100年该地区马尾松纯林和混交林的生产力和生物量都不同程度增加,土壤呼吸速率逐步升高,土壤碳储量逐步减少,生态系统碳交换量基本保持平衡。LPJ-GUESS模型可较好地拟合亚热带地区马尾松林的生长动态,未来可以在亚热带其他地区推广使用。

北亚热带马尾松净生产力对气候变化的响应

掌握马尾松生产力与气候变化的关系,特别是在马尾松自然分布的北界研究生产力对气候变化的响应具有重要意义,以马尾松自然分布北界的河南鸡公山国家级自然保护区内的老龄马尾松林作为研究对象,根据河南信阳的马尾松生物量与树高胸径的关系,利用样地调查和年轮宽度推算出过去的30a中的生物量和生产力动态,并用当地的温度、湿度、降水、光照以及帕尔默干旱度指数5项气候因子与生产力做相关分析,在此基础上用多元逐步回归得到了气候因子与生产力的回归方程。结果显示:鸡公山马尾松林生物量从1980年的59.00 t/hm2逐步增加到2009年的254.75 t/hm2,30a中平均年净生产力为6.64 t/hm2;气候分析表明年净生产力与气候因子关系较为密切:上年8月降水、当年2月温度、3月湿度以及10月的光照和温度与生产力正相关,当年5月光照、10月的降水和湿度与生产力负相关,当年2月到9月的PDSI都与生产力正相关,并且在6月的相关系数最高。研究表明,北亚热带的马尾松生产力的年际变化主要是气候因素引起的,受当年生长季的长短和生长季的土壤水分可用性限制,在未来该地区升温增湿的条件下马尾松林的生产力可能会升高。

不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系

凋落物的质量、数量及分解速率在一定程度上代表了土壤的营养状况。为了精确估算凋落物分解对土壤碳库的年净归还量及凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,从凋落物基质质量的角度分析了三峡库区不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的作用关系,结果表明:中龄林、近熟林、成熟林马尾松凋落物基质质量中的C、C/N比、C/P比、木质素/N比、木质素/P比差异显著,其中近熟林凋落物叶木质素/N分别比中龄林和成熟林的高33.65%、39.24%,N、P、K、木质素含量差异不显著;但各组织器官的N、P、K含量差异显著,均是皮<枝<叶<杂物,C/N比、C/P比的变化则相反。不同林龄马尾松0—20 cm(0—5cm、5—10 cm、10—20 cm)土壤有机质、总氮、有效磷含量均表现出近熟林<中龄林<成熟林,0—5 cm最大,10—20 cm最小,且随着土壤深度的增加而明显降低,总磷则是中林龄最低,成熟林最大,pH值则各土层均表现为中龄林<成熟林<近熟林,平均pH值为4.55—5.51。凋落物基质质量指标与土壤养分之间冗余分析(RDA)表明:马尾松凋落物基质质量和土壤养分之间关系紧密,N、P、纤维素、半纤维素、木质素、木质素/N比、C/N比对土壤养分影响比较大;凋落物中木质素/N比、C/N比与土壤有机质呈显著负相关,其含量越高越不利于土壤有机质的形成,土壤养分积累的越慢;凋落物基质质量氮含量与土壤氮含量呈显著正相关;土壤pH值、容重与N含量呈显著负相关,与凋落物C/N比、木质素/N比呈显著正相关。马尾松土壤表面有机质、N、P养分含量与凋落物基质质量对应养分含量变化规律一致,土壤养分高,凋落物基质质量相对较高,土壤贫瘠,凋落物基质质量相对较低。

三峡库区马尾松根系生物量的空间分布

以三峡库区主要植被马尾松人工林为研究对象,用内径为10 cm的根钻,分别在马尾松中龄林、近熟林和成熟林内,据树干0.5、1.0、1.5 m和2.0 m处设置取样点,各样点按0—10、10—20、20—30、30—40、40—60 cm将土壤分为5个垂直层次,对马尾松根系的空间分布格局进行调查。结果表明:(1)三峡库区马尾松总根系生物量(0—10 mm)为中龄林(4.72 t/hm2)显著高于成熟林(2.94 t/hm2)和近熟林(2.40 t/hm2)(P<0.05)。细根(0—2 mm)生物量随年龄增加而递减,差异不显著(P>0.05);(2)马尾松3个林龄中根系生物量表现出一定的水平分布特征,但具体趋势表现各异,细根生物量最大值均出现在距离样木1.0 m处;(3)细根主要分布在土壤上层,其中47.53%—71.73%的活细根集中在0—20 cm土壤深度内,且随土层的加深,其生物量明显减少。粗根(2—10 mm)则主要分布于20—60 cm土层范围内;(4)根系直径越小,受环境变化越明显。马尾松细根生物量分布主要受土壤深度的影响,树龄和不同水平距离对细根分布格局影响不显著(P>0.05),各因素对粗根生物量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。

三峡库区消落带水淹初期地上植被与土壤种子库的关系

采用种子萌发法,研究了三峡库区消落带水淹初期所形成的已淹区段、未淹区段以及留存原有植被的对照样带地表植被与土壤种子库之间的关系。结果表明:三峡库区消落带已淹区段地表植被分属47科71属100种,未淹区段84科163属223种,优势科主要为菊科、豆科、禾本科、蔷薇科、莎草科。地上植被的物种生活型,已淹区段以生长周期短、适应性较强的1年生草本为主,灌木和乔木共占19%;未淹区段中1年生草本占20.45%,多年生草本占36.36%,灌木或藤本占28.18%,乔木占15%;对照样带中1年生草本占23.24%,多年生草本占41.32%,灌木及藤本占32.02%,乔木占17.05%。与对照样带相比,已淹区段地表植被物种多样性指数和丰富度指数都明显降低,未淹区段地表植被却表现出明显增加的趋势,只有Pielou均匀度指数都降低;已淹区段、未淹区段土壤种子库分别具有物种79种和108种,分别比对照样带增加了9种和38种;已淹区段种子库密度为(12667±2225.25)粒/m2、未淹区段为(38013±9796.04)粒/m2、对照样带为(18715±8234.77)粒/m2,与对照样带土壤种子库总密度相比,已淹区段降低了32.32%,未淹区段增加了103.12%,都以草本植物占绝大多数比例,且1年生草本所占比例大于多年生草本所占比例。土壤种子库的生物多样性指数、丰富度指数和均匀度指数与地表植被变化相一致,但变化幅度较小。消落带已淹区段、未淹区段、对照样带地表植被和土壤种子库共同出现的物种数分别为9,40和15种,土壤种子库和地表植被间Sorensen相似性系数分别为0.328,0.241,0.186,表明三峡库区消落带水淹初期区域整体相似系数较低,这与消落带形成时间短有很大的关系。

森林自然更新研究进展

森林自然更新是一个复杂的生态学过程,它保证了种群的繁衍、维持了群落结构稳定,对森林群落的发展具有重要意义,是森林生态学研究的热点。伴随着森林经营向多目标化和生态系统经营模式的转变,人们逐渐开始强调自然过程所达到稳定的森林生态系统,对自然更新的研究也开始关注在自然状态下的更新过程。综述了森林自然更新的方式以及影响森林自然更新的生物和非生物因子,讨论了火、采伐和林窗等干扰对森林自然更新的影响。对森林自然更新的研究大多从野外调查资料和现象对自然更新过程进行描述性分析,很少从生理生态方面揭示森林自然更新的机制。研究对象多是主要的森林类型,局限于林窗的更新及森林群落的建群种,主要以种群为研究对象。对干扰频发森林中的萌生更新重视不够,促进自然更新困难树种更新的对策研究不足。森林自然更新的范围和深度尚待扩展和加深。对森林自然更新的研究应加强以下几个方面:(1)综合研究各种因子的作用;(2)扩展自然更新的研究尺度;(3)深入研究萌生更新的生理机制和生态作用;(4)重视加大更新困难树种以及珍惜濒危物种和生态脆弱区的更新研究力度;(5)开展种子幼苗对于二氧化碳浓度升高,水热条件变化的生理响应;(6)加强各种类型不同强度和频度干扰对种子幼苗影响的研究。(7)加强森林群落更新与生物多样性的关系研究,进一步揭示森林群落的更新规律。总结了森林自然更新研究的现状和问题,并为今后的研究提出了建议,旨在为森林经营和生态恢复准备理论,为林业生产应对气候变化以及珍稀濒危植物的保护提供参考,为森林的可持续利用、维护生态系统平衡和保护生物多样性提供依据。

三峡库区植被不同演替阶段的土壤养分特征

用空间替代时间的方法分析三峡库区植被在不同演替阶段的土壤养分特征。结果表明:随着植被正向演替,土壤pH值逐步降低;土壤有机质和速效磷含量表现为常绿阔叶林>针阔混交林>落叶阔叶林>灌丛>针叶林,水解性氮含量表现为针叶林>灌丛>针阔混交林>落叶阔叶林>常绿阔叶林;有机质、水解氮和速效磷含量在植被演替过程中表现出较强的表聚性;相关分析表明有机质含量、水解性氮含量和速效磷含量3者之间存在极显著正相关,且都与土层极显著负相关;植被演替进程与土壤pH值极显著负相关、与水解性氮含量显著负相关、与速效磷含量极显著正相关。

三峡库区消落带水淹初期土壤种子库月份动态

干湿交替往往导致土壤种子库产生剧烈变化,严重影响着地上植被的自然恢复和生长。采用垂直空间梯度代替水淹时间梯度,研究了消落带水淹初期土壤种子库月份动态变化。结果表明:消落带内不同土地环境类型土壤种子库具有不同的月份变化趋势,分别是采伐迹地土壤种子库密度逐渐增加,弃耕地则逐渐降低。随着垂直空间梯度的升高,5、7、9月份消落带土壤种子库密度都表现为逐渐增加,说明水淹时间越长越不利于土壤种子的储存。不同月份共同出现的优势物种包括地果、黄鹌菜、具芒碎米莎草、毛马唐、婆婆纳、匍茎通泉草、鼠曲草、水田碎米荠、雾水葛、细穗腹水草、香附子、一年蓬、知风草、苎麻,这些物种构成了消落带土壤种子库的主要组成部分。各月份土壤种子库的物种生活型非常接近,主要以1年生草本和多年生草本为主,相对缺少乔灌木,且生活型百分比例在不同海拔梯度存在差异。结合土壤种子库物种水分生态功能,将其划分为湿生植物、湿中生植物、中生植物、旱中生植物,发现其主要以中生植物为主,高海拔区段旱中生植物比例相对较高,低海拔区段湿中生植物比例相对较高,而湿生植物比例则变化较小,水淹导致种子库植物呈现向中生和湿中生植物类型的变化趋势。消落带土壤种子库植物具有较高的生物多样性,但不同海拔区段植物变异性较高,没有形成绝对优势的物种,植被群落明显处于演替早期。研究认为,消落带水淹初期,土壤生境、物种组成以及种子储量都发生着剧烈的变化,仅依靠土壤种子库进行消落带植被恢复与重建是不现实的,必须要给予更多的人为干预。

三峡库区消落带水淹初期土壤物理性质及金属含量初探

选取三峡库区消落带内的两种植被类型,沿海拔梯度划分为已淹区段、未淹区段以及对比样带,对其土壤的物理性质和重金属含量进行研究。结果表明:水淹区段内,土壤含水量降低、土壤容重增加、土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度减少、土壤通气度较差,说明季节性水淹导致土壤结构被破坏、土壤质量逐渐变差;土壤pH值整体呈现微酸性,但水淹有使土壤pH值增大,且呈中性的趋势;水淹区段与未淹区段、对比样带相比较,全铜、全铁、全锰、全锌等重金属的含量分别降低了54.97%,2.19%,17.86%,35.29%和66.62%,11.29%,40.93%,18.41%,说明经过水淹后,土壤释放的重金属含量大于从水中吸附的含量,重金属元素流失严重;水淹区段的碱性金属如:全钙、全镁、全钠的含量分别比未淹区段升高了9.1%,8.0%,21.15%;全镁、全钠的含量比对比样带升高了4.5%,25.7%,全钙的含量降低了30.4%。方差分析表明,三峡库区土壤的理化性质随海拔梯度和土壤层次都没有表现出显著的差异性,并且没有形成一致的变化趋势。相关分析表明,4种重金属之间表现为极显著的正相关;3种碱性金属没有表现出相关性;pH值与重金属之间都表现出极显著的负相关。

三峡库区栲属群落主要乔木种群的种间联结性

对三峡库区栲属群落主要乔木种群的重要值、方差比率、χ2统计量、共同出现百分率PC和联结系数AC等种间联结性指标进行测定。结果表明:小叶栲是三峡库区栲属群落常绿阔叶林的建群种;三峡库区栲属群落19个主要种群的总体种间关联性呈不显著负相关,反映了该群落处于不稳定的演替阶段;19个优势种群构成的171个种对中,12个种对具有显著正相关,7个种对具有显著负相关,而绝大多数种的联结关系未达到显著水平,种对间的独立性相对较强。

咸水结冰灌溉改良盐碱地的研究进展及展望

冬季咸水结冰灌溉技术是滨海区高矿化度咸水利用和盐碱地改良的有效手段,该项技术依据咸水结冰融化过程中咸淡水分离的基本原理,基于区域气候特点、土壤水盐运移规律以及作物生长发育规律,在冬季抽提当地高矿化度地下咸水对盐碱地进行灌溉,并在冬季低温作用下迅速冻结成咸水冰,春季咸水冰层融化过程中,咸淡水分离入渗,其中先融化的高矿度咸水先入渗,而后融化出的低矿化度微咸水和淡水的入渗对土壤盐分具有较好的淋洗作用,以上过程实现了春季土壤返盐期的土壤脱盐,结合春季地表覆盖抑盐措施和夏季降雨淋盐,土壤的低盐条件得到保持,保证了作物和植物整个生长期的正常生长。该项技术改变了滨海盐碱区土壤水盐运移特征,使春季土壤积盐期变为脱盐期,咸水结冰灌溉后,春季耕层土壤盐分由最初的12g×kg^(-1)迅速降低至4 g×kg^(-1)以下,脱盐率达到66%以上,实现了棉花、油葵、甜菜等作物在滨海重盐碱地中的种植,提高了柽柳、枸杞、白蜡等盐生植物和耐盐植物的扦插移栽成活率,咸水结冰灌溉当年便获得了籽棉产量3 t×hm^(-2)、油葵1.5 t×hm^(-2)、甜菜60 t×hm^(-2),以及90%以上的盐生植物和耐盐植物的扦插成活率,促进了滨海盐碱区盐碱地的开发、农业发展和生态环境建设。近年来,通过系统的研究,我们探明了咸水结冰灌溉过程中咸水冻融咸淡水分离规律,明确了咸水结冰灌溉对土壤盐分的淋洗效果,构建了冬季咸水结冰灌溉改良盐碱地技术体系,确立了冬季咸水结冰灌溉的灌溉时间、灌溉水量和水质等指标体系。本文在以上研究基础上,对盐碱地咸水利用的研究进展进行了总结,并对咸水结冰灌溉基本原理、影响因素以及土壤盐分淋洗效果等方面进行了概述,系统分析了冬季咸水结冰灌溉在盐碱地区农业生产、植被恢复以及咸水利用等方面的作用,并就其未来发展趋势进行了展望。