土壤梯度温度测定方法模拟试验研究

土壤梯度温度的测定 ,由于测定过程中造成土体结构和地面覆盖物破坏和挠动 ,都可能造成测值的偏离 ,不能反映原态土壤梯度温度的真实情况。采用插入式多温点梯级组合测温探头进行土壤梯度温度的测定 ,是一种实现土壤原态———原位测定的可行方法。

低山丘陵区土壤肥力梯度及其指标对小麦产量、品质性状的影响

为提升旱地小麦产量和品质,明确土壤肥力梯度及其指标与小麦产量、品质性状的相关性,2019—2020年在山西乡宁低山丘陵区开展土壤肥力梯度及其指标对小麦产量和品质性状影响的研究。结果表明,土壤肥力梯度对穗数、穗粒数、千粒重有显著影响。硝态氮、全氮、有机质、速效钾与产量、穗数、千粒重呈正相关;有效磷与产量、穗数呈线性正相关,而与千粒重的相关不显著;硝态氮、全氮、有机质、速效钾、有效磷与穗粒数的相关不显著;不同土肥力指标与产量、产量三因素的相关程度总体表现为硝态氮>全氮>有机质>速效钾>有效磷。土壤肥力梯度显著影响蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、稳定时间、形成时间;土壤全氮、速效钾、硝态氮与蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、稳定时间、形成时间呈正相关;有机质与延展性呈正相关,而与其他品质性状的相关不显著;有效磷与蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、稳定时间、形成时间的相关不显著;不同肥力指标与品质性状的相关程度总体表现为硝态氮>速效钾>全氮>有机质>有效磷。产量与蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、形成时间呈正相关,而与稳定时间的相关性不显著。

呼伦贝尔草甸草原不同土壤水分梯度下羊草的光合特性

为探索气候变化引起的干旱可能对呼伦贝尔草甸草原生产力造成的影响,利用Li-6400便携式光合测定系统对呼伦贝尔草原4个土壤水分梯度下羊草的光合生理指标进行测定。结果表明:羊草叶片净光合速率的日变化在土壤质量含水量为(40±1)%、(20±1)%及(10±1)%的条件下呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和16:00,有明显的光合午休现象,在干旱胁迫(土壤质量含水量为(5±1)%)条件下变化趋势平缓,曲线双峰特征不明显,净光合速率大幅下降;叶片蒸腾速率和气孔导度的日变化趋势均呈双峰曲线;不同土壤水分梯度下羊草叶片胞间CO2浓度的日变化与净光合速率日变化趋势相反。通过光响应的研究表明,土壤水分胁迫使最大净光合速率、光饱和点、表观量子效率以及水分利用效率降低,而光补偿点升高。干旱胁迫降低了呼伦贝尔草甸草原植被的光合生产能力,从而可能导致草地生产力大幅下降。

土壤水分梯度对灰胡杨光合作用与抗逆性的影响

以塔里木盆地珍稀渐危种灰胡杨(Populus pruinosa Schrenk)幼苗为材料,采用盆栽方法研究土壤水分梯度对灰胡杨光合特征及抗逆性的影响。结果表明:(1)灰胡杨净光合速率(P_n)、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和光能利用率均随土壤水分递减而降低,重度干旱比适宜水分依次降低了35.53%、25.32%、48.18%、15.62%和40.92%;而光合午休程度则明显增强,P_n下降主要是由非气孔因素限制造成。轻度干旱能够提高灰胡杨水分利用效率(WUE)3.05%,维持相对较高的P_n和WUE。(2)随土壤水分递降,灰胡杨光照生态幅缩窄,CO_2补偿点升高,RuBP再生受限,光与CO_2利用效率、Rubisco活性和光合效率降低。与适宜水分相比,中度与重度干旱下最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率、光饱和点、羧化效率、光合能力(A_(max))、光呼吸速率、最大羧化效率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率均显著降低(P<0.05),其中P_(nmax)、A_(max)和生化参数分别降低了42.65%、38.26%、57.10%;63.01%、65.88%、73.43%。(3)土壤干旱显著降低了灰胡杨的枝水势和光合色素含量(P<0.01),并且改变了光系统反应中心色素的组成比例,膜脂过氧化程度显著增强(P<0.01)。灰胡杨主要通过积累大量脯氨酸和可溶性蛋白质参与渗透调节来减轻土壤干旱对光合机构的损伤。重度干旱对灰胡杨叶片光合系统造成了不可逆的伤害,严重抑制了其正常生长和光合作用。综上所述,塔里木干旱荒漠区灰胡杨生长适宜的土壤相对含水量为60%—65%符合极端干旱区植被恢复与高效节水的管理原则。

高寒沼泽湿地土壤碳氮沿水分梯度的分布特征

研究了青海省乱海子沼泽湿地土壤碳、氮沿水分梯度的分布特征及其土壤因子之间的相互关系.结果表明青海省乱海子沼泽湿地土壤w(全氮)、w(有机碳)、w(铵态氮)、w(硝态氮)、w(微生物量碳)平均值分别为(14.74±2.72)×10^(-3)、(190.10±28.84)×10^(-3)、(35.95±6.10)×10^(-6)、(58.43±25.09)×10^(-6)、(1.81±0.63)×10^(-3).土壤含水量显著地影响着土壤有机碳、铵态氮和微生物量碳的水平分布,而对土壤全氮和硝态氮的水平分布影响不显著.冻胀丘与冻胀丘底相比较,冻胀丘w(全氮)和w(硝态氮)高于冻胀丘底的.通过相关分析表明,有机碳与仝氮、铵态氮、微生物量碳有着密切的联系,土壤容重是影响土壤有机碳、铵态氮和微生物量碳水平分布的一个很重要的因素.

土壤水分梯度对白三叶(Trifolium repens)光合作用和根系分布的影响

通过对两个品种白三叶Trifolium repenscv.Haifa（海发）和Trifolium repenscv.Rivendel（瑞文德）盆栽试验,模拟3种不同的土壤水分状况（无水分胁迫：保持植株良好的水分供应;轻度胁迫：表层0-20 cm土壤处于干旱状态;重度胁迫：表层0-20 cm土壤处于极干旱状态,20-40 cm土壤处于干旱状态）对白三叶光合作用和根系生长的影响。结果表明,当植株未遭受水分胁迫时,两个品种白三叶的光合作用和根系生长状况没有明显差异;当表层0-20 cm处于干旱状态时,‘海发’在处理后期的净光合速率和水分利用效率升高,根系生长量增大,表现出促进作用,‘瑞文德’受到的影响不显著;当表层0-20 cm处于极干旱、20-40cm处于干旱状态时,‘海发’在处理前期受到轻微影响,随后恢复正常状态,‘瑞文德’则受到较严重的影响。随着干旱程度的加深和时间的延长,白三叶的根冠比逐渐增大。与‘瑞文德’相比,在相同时期相同胁迫程度下,‘海发’的根冠比没有显著差异,但深根数量大大超过‘瑞文德’,因而,‘海发’的耐旱能力强于‘瑞文德’。

土壤养分梯度下黄河三角洲湿地植物的生态位

利用Levins生态位宽度公式和Pianka生态位重叠公式,在土壤有机质、土壤总磷、土壤总氮3个养分梯度上分别对黄河三角洲湿地19个植物种的生态位宽度值和生态位重叠值进行了分析.结果表明:各植物种在3个养分梯度上的生态位宽度值差异不大,优势种柽柳(Tamarix chinensis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、芦苇(Phragmites australis)的生态位宽度值均较大;植物种之间的生态位重叠一般均较小,说明植物种在土壤养分梯度上产生了生态位分化.

土壤水分供应梯度对银中杨扦插生根及苗木生长的影响

对不同土壤供水条件下银中杨插穗萌发、生根及生长进行研究 ,结果表明 :土壤水分状况对银中杨穗条萌发影响不显著 ,但影响生根率和苗木生长。干旱胁迫条件下 ,插穗生根率不如中等供水处理和淹水处理。中等供水处理扦插苗在水分利用效率、苗木生长及生物量方面 ,显著高于淹水和干旱胁迫处理。综合插穗生根及扦插苗生长 ,银中杨扦插育苗以中等供水处理 (土壤含水量 31.7% )

温度势梯度下土壤水平一维水盐运动特征的实验研究

为了分析温度势梯度作用下的土壤水平一维水盐运动特征 ,该文对土柱中存在温度势梯度时不同初始含水率下水盐运动的实验结果进行了分析。通过对瞬态温度变化过程和稳态温度形成特征的探讨 ,研究了温度势梯度存在时水平一维土柱中水盐运动的特点。在温度势梯度影响下土壤水分总体上从暖端向冷端迁移 ,而土壤盐分则以某位置为临界点在暖端累积 ,在该临界位置前后土壤含盐量与初始含盐量相比 ,由高于该值到低于该值 。

水分梯度下川西高寒湿地土壤酶活性变化特征

【目的】研究水分梯度下湿地土壤4种酶活性动态特征,为全球变化背景下川西高寒湿地土壤响应特征及科学管理提供理论支撑。【方法】在若尔盖湿地按水分梯度连续变化选取滞水湿地(WT)、湿地中露出水面的泥炭丘(PH)和湿地干旱化后形成的高寒草甸(DG)3类不同的水分生境进行土壤采样,采用微孔板荧光法分析了不同生境下高寒湿地土壤纤维二糖水解酶(CBH)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)和磷酸单酯酶(PME)等4种酶活性的特征。【结果】水分变化对高寒湿地土壤酶活性影响显著,亚层土壤(10~20 cm)酶活性均低于表层土壤(0~10 cm);在湿地干旱化过程中,不同土壤的酶活性表现出一定的差异性,表层土壤中NAG活性在湿地土壤最高,CBH、BG、PME活性均在干旱化草甸土中最高,亚层土壤NAG活性在干旱化草甸土壤最高,CBH、BG、PME活性在泥炭丘中活性最高;在WT、PH和DG表层土壤平均C/N/P比分别为2∶1∶3、3∶1∶10和2∶1∶3,在PH和DG的亚层土壤中分别为3∶0.7∶10和3∶1∶10。【结论】土壤有关C、N、P循环的酶CBH、BG、NAG和PME的活性在湿地干旱化进程中升高,土壤氮有效性退化成为湿地干旱化的显著性特征。

艾比湖湿地梭梭与土壤因子关系的分析

对艾比湖湿地不同土壤梯度环境因子与梭梭(Haloxylon bunge)进行调查研究,并利用国际通用植被数量分析软件CANOCO4.5对其关系进行了冗余度分析(RDA)。结果表明,土壤深度、Ca^(2+)和SO_4^(2-)含量3个环境因子组合对梭梭生长特征变异的解释量达到52.3%,说明这3个变量是影响梭梭生长变异的重要因子,盐分是关键驱动因子。土壤深度与梭梭株高、生物量呈显著正相关,随着深度的增加,梭梭的株高、生物量逐渐增加,梭梭的长势越好,表明了盐分对植物生长的抑制作用。Ca^(2+)和SO_4^(2-)含量与梭梭生长特征呈显著负相关。因此,中度盐碱湿地生态恢复需要重点考虑盐分对植物生长的影响,防治土壤盐碱化和次生盐碱化是湿地生态恢复的重要方面。

城区土壤环境氮素和水分变化对火炬树光合生理生态的影响

采用盆栽模拟研究了城市居民区绿地、城区道路绿化带与郊区林地3种土壤类型下的氮素及水分变化对火炬树光合生理生态的影响。随郊区-城区土壤水分含量的减少,火炬树的光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度和蒸腾速率呈明显的下降趋势,而叶片水汽压亏缺增大,不同水分条件下,光合参数变化的幅度不同。在城区较低氮素水平下,随水分含量的下降,火炬树光合速率下降的主要限制因子由气孔限制转变为非气孔限制,表明其叶绿体结构已经受到了破坏。在郊区较高氮素水平下,火炬树叶片的光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度等光合生理指标与城区相比,都有所增加,但蒸腾速率增加的幅度较小,因而水分利用效率也有所提高。随土壤水分的降低,叶绿素a、叶绿素b与叶绿素a+b含量都呈下降趋势;在城区氮素水平下,叶绿素a、叶绿素b与叶绿素a+b的含量与郊区比有显著的降低。

五道梁地区土壤热状况的讨论

利用五道梁1994-1999年之辐射观测资料及0cm地温资料,结合五道梁附近的较深层的地温观测资料,从土壤温度梯度、土壤热通量、土壤导热率、地表净辐射、季节性冻土的融化深度以及2.0m地温的变化等方面分析了五道梁地区的土壤热状况。通过计算分析,得到(1)该地区土壤温度梯度5至8月份为负,10月份至来年3月份为正;(2)土壤热通量的变化规律与土壤温度梯度一致;(3)土壤导热率呈双峰型,4月份最大,9月份次大;(4)土壤温度梯度与地表净辐射负相关,线性相关系数达-0.95;(5)季节冻融层的融化深度有增大的趋势;2.0m处地温有增大的趋势。

金塔绿洲不同下垫面土壤热状况对比分析

利用"绿洲系统能量与水分循环过程观测试验"2005年夏季补充观测资料,从地表反照率、土壤温度梯度、土壤热通量、土壤导热率等方面对比分析了绿洲、戈壁、沙漠的土壤热状况特征。结果表明:夏季晴天条件下,①戈壁、沙漠、绿洲的日平均反照率为0.230、0.212、0.196;②土壤温度梯度和地表净辐射有很好的线性关系,且通过0.01置信度检验;③5cm和20cm土壤热通量呈同位相变化;④戈壁、沙漠和绿洲5cm土壤导热率分别为0.193、0.317、0.374 W·(m·K)^(-1)。

黄河上游地区辐射收支及土壤热状况季节变化特征

利用"玛曲气候与环境综合观测研究站"2006年7月～2007年5月的观测资料,分析研究了黄河上游地区辐射及土壤热状况年变化特征。结果表明:该地区各辐射分量均存在显著的季节变化,4～9月份显著增加,10月份～来年3月份明显降低,年变化呈典型的单峰结构。地表反照率除冬季降雪期外,季节变化不是很明显,年平均地表反照率约为0.26;其日变化与太阳高度角关系密切。一年中,土壤温度梯度1月份最大,4月份最小。土壤温度梯度和净辐射相关系数为-0.61,通过了0.01的置信度检验。2.5～30cm浅层土壤热通量振荡明显,而30cm以下深层土壤热通量变化缓慢,10月份～次年5月份日平均土壤热通量从地表以下2.5～75cm土壤层几乎均为负值,说明更深层土壤释放热量,上层的土壤吸收热量;而其余月份则为正,土壤热量从浅层向深层传导。冬季由于土壤含冰量的影响,土壤导热率在1月份最大,而3、4月份相对较小;季节平均土壤导热率分别为:春季0.27、夏季0.38、秋季0.55、冬季0.83W·(m·K)^(-1)。

土壤水动力状态的标识特征及其应用

通过土壤水动力状态变化与土壤含水量和水势梯度之间关系试验研究,发现在降水或灌溉入渗过程中,土壤水系统将经历"吸水"(土壤含水量增大)、"过水"(含水量不变,且水通量不等于零)和"脱水"(含水量变小)过程,其总水势梯度大于、等于和小于1.0cmH2O/cm是重要标识特征。上述土壤水动力状态变化特征,在指导农田节水灌溉中具有独特作用。灌溉初期的水势梯度愈大,表明土壤水分亏缺愈严重,需要加大灌溉水量或延长灌溉时间;灌溉初期的水势梯度愈趋近1.0cmH2O/cm,表明土壤水亏缺愈少,应注意调控灌溉水量或限控灌溉时间,避免较多无效灌溉水量的发生。水势梯度等于1.0cmH2O/cm是降水或灌溉入渗过程中土壤含水量饱和的征兆,可作为灌溉节水调控的关键阈值,即当被监测土壤层的水势梯度趋近1.0cmH2O/cm时应结束该次灌溉。

不同土壤水分对虉草光合生理特性的影响

为探讨虉草对不同土壤水分条件的光合生理响应特性,通过温室盆栽控水试验,利用LI-6400便携式光合测定系统,测定了虉草在5个土壤水分梯度下的光合生理指标。结果显示:(1)淹水组、对照组与轻度干旱组之间净光合速率差异不显著;重度干旱组净光合速率最低,与其他各组差异均显著,导致其下降的原因是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果,而其他各组的原因则仍为气孔因素。(2)09:00—09:30,与中度干旱组相比,重度干旱组胞间CO2浓度有所增加,气孔限制值与水分利用效率有所下降。(3)10:30—11:00之间,各组虉草均出现不同程度的光合午休现象,其中净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均有所下降,而气孔限制值与水分利用效率却明显增加。说明为适应不同土壤水分环境,虉草在光合生理特性方面具备一定的适应调节机制。

土壤水分对大叶黄杨生长量与光合作用的影响

用盆栽试验研究大叶黄杨(Euonymus japonicus)在4个土壤水分梯度下的生长量、叶片脱落与形态变化以及光合作用。结果表明,胁迫过程中,中度胁迫与重度胁迫较对照极显著降低了(P<0.01)大叶黄杨生长量,并使叶片显著(P<0.01)脱落,影响到大叶黄杨观赏性;不同胁迫对大叶黄杨叶形变化有影响,从叶面积差异来看,随着胁迫梯度的增加,大叶黄杨叶片变小,叶片形状由长条形向卵圆形变化,变化程度依次为重度胁迫(P<0.01)>中度胁迫(P<0.01)>轻度胁迫(P<0.05)>对照;光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、光能利用效率等光合作用指标大体上呈现出相似的变化规律,即随胁迫程度的加强与对照的差异越显著。因此,在园林绿化中应适当减少大叶黄杨的灌水量,有效地控制其生长而又不影响其观赏效果,从而达到园林绿化节约养护用水、减少修剪的栽培目标。

水盐环境梯度下野鸭湖湿地植物群落特征及其生态演替模式

按照水土环境差异及所受干扰情况将野鸭湖湿地自然保护区划分为三个实验区,系统分析了湿地生态系统的生物及其生境因子,三个样区的湿地植物群落呈现明显的分异特征。样区1植被具有典型的成带分布的特点,植物群落形成反映了水深和岸线的带状变化;样区2生境异质性小,建群种占绝对的优势,植物多样性低;样区3退水区域呈旱化趋势,植被呈现出草甸的性质,水盐梯度明显。基于湿地植物群落的分异特征,选择样区3从植物群落在空间维度上的组合这个角度,揭示湿地植物群落演替变化的时间过程,探索野鸭潮湿地植物群落的演替模式和演替机制。野鸭湖湿地常见植物群落随水分、盐分相互作用呈现相应的生态演替模式:水生沉水、浮水、漂浮植物群落(眼子菜+狐尾藻群落Comm.Potamogeton distinctus+Myriophyllum spicatumL.,槐叶苹+浮萍群落Comm.Salvinia natans+Lemna minor L.)、水生挺水植物群落(香蒲+芦苇群落Comm.Typha angustifolia+Phragmites australi)、沼生、湿生植物群落(球穗莎草群落Comm.Cyperus glomeratus L.,扁秆藨草群落Comm.Scirpus planiculmis,绵毛酸模叶蓼群落Comm.Polygonum lapathifolium L.var.salicifolium Sibth.)、盐生、中生植物群落(猪毛菜群落Comm.Salsola collina,柽柳群落Comm.Tamarix chinensis)、中旱生植物群落(红皮柳群落Comm.Salix purpurea L.,牛鞭草群落Hemarthria altissima Stapf et C.E.Hubb)。湿地生态演替模式及机制的分析,为湿地附近水域生态条件的改善,以及湿地恢复和植物物种选择提供了可以借鉴的方案。

黄河源头玛多县高寒草甸地表辐射平衡及土壤热状况变化规律研究

【目的】分析黄河源头玛多县典型高寒草甸地表辐射及土壤热状况的变化特征,为黄河源头极其脆弱的高寒草甸发展方向和宏观决策提供依据。【方法】根据黄河源头玛多县典型高寒草甸观测点2009-11-01-2010-10-31每天5min的观测资料,分析玛多高寒草甸辐射及土壤热状况的变化特征。【结果】玛多地区各辐射分量均存在明显的变化特征,除反射辐射外,总辐射、有效辐射和净辐射均在夏季达到最高值,各辐射分量的日变化呈现典型的单峰结构。春夏秋冬地表反射率变化幅度较小,总体均呈"U"型变化,其日变化与太阳高度角关系密切。土壤温度梯度在1月份最大,7月份最小;10-4月土壤温度梯度为负值,4-9月为正值。土壤温度梯度与地表净辐射的相关系数为-0.815,通过了0.01的置信度检验。土壤热通量在表层(10cm)振荡比较明显,说明表层热通量易受外界影响,而在30cm及以下土层土壤热通量变化幅度较小。【结论】黄河源头高寒草甸总辐射、净辐射、反射辐射和有效辐射均随太阳高度角的变化而变化,最小值出现在夜间而最大值出现在白天。土壤热通量在春季和夏季均为正值,土壤热量从浅层土壤向深层乃至更深层传输,这段时间内土壤是热量的"汇",冬季则相反。