鲁中南山区侵蚀性降雨及典型作物对坡面产流产沙影响研究

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响,基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类,并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应.结果表明:①研究区侵蚀性降雨可以分为Ⅰ型(小雨量、短历时、大雨强)、Ⅱ型(大雨量、长历时、小雨强)、Ⅲ型(中雨量、中历时、小雨强)3类.各降雨频率为67.53%,3.9%,28.57%,占研究期内总降雨量的44.2%,14.02%,41.78%.②各径流小区产流和土壤流失量从大到小依次为大豆、裸地、地瓜、花生,花生和地瓜对径流和泥沙的削减效果相对较好.在Ⅱ型条件下,各小区产流产沙量最大,Ⅲ型次之,Ⅰ型最小;但当Ⅰ型和Ⅲ型雨频率较高时,产流产沙量也较大.③对坡面产流产沙影响最大的因素为降雨量,当作物种类不同时,影响次之的因素有所差别.径流对降雨因素的响应程度高于土壤流失量,控制产流发生可在一定程度上有效降低土壤流失量.

黄河三角洲滨海滩涂不同微地形改造的盐地碱蓬恢复效应评价

为提高植被覆盖率,探索适宜的植被恢复模式,以光滩裸地为对照,在黄河三角洲滨海滩涂地势平坦地段设置S形、条带形、品字形和月牙形4种微地形改造模式,测定分析其工程量、地表粗糙度、植被生长及改良土壤效应指标,并采用主成分及模糊数学隶属函数法分析评价其植被恢复效应。结果表明:微地形显著影响土壤理化性质与植被生长状况(P<0.05),与裸地相比显著降低了土壤容重、含盐量、pH值等,增加了土壤养分,孔隙度,持水量等。4种微地形改造模式中月牙形模式与光滩裸地相比显著降低了44.19%的土壤盐分,并且月牙形改造模式最利于促进植被恢复效果;条带形模式可显著增加土壤养分,其坑底土壤有机质含量为裸地的2.87倍;品字形模式可显著提高土壤孔隙度,显著降低了15.24%的土壤容重;S形模式在植被恢复及土壤改良效应上表现较差。不同微地形改造模式对植物生长和改良土壤效应综合评价结果从大到小依次为:月牙形、条带形、品字形、S形、裸地,建议在黄河三角洲滨海滩涂进行微地形改造时,首先考虑月牙形,其次是条带性、品字形,S形可不采用。研究结果可为黄河三角洲滨海滩涂植被恢复与生态修复提供理论依据与技术支持。

徂徕山植被类型对不同坡位土壤团聚体特征的影响

[目的]研究徂徕山不同植被类型不同坡位的土壤团聚体特征,为北方土石山区植被建设和水土保持提供理论支撑。[方法]采用干筛和湿筛法分析徂徕山板栗林、刺槐麻栎混交林坡上及坡下的土壤团聚体组成与稳定性,并测定土壤固液气三相比及其结构距离。[结果]①机械稳定性团聚体组成中2~0.25 mm粒级所占比例为55.60%~72.76%,0.25~0.053 mm粒级所占比例为25.11%~41.98%,<0.053 mm粒级含量最低,所占比例为0.60%~3.75%。②与板栗林相比,刺槐×麻栎混交林的土壤机械稳定性团聚体的平均重量直径提高10.51%,几何平均直径提高7.51%,不稳定团粒指数降低19.01%,而水稳定性团聚体各指标在不同植被类型及不同坡位均未表现出显著差异。③固液气三相体积比例表现为:土壤固相体积(56.46%~66.15%)>液相体积(21.66%~36.56%)>气相体积(4.40%~12.19%),刺槐×麻栎混交林的土壤三相结构距离与板栗林相比约减少8.87%。[结论]植被类型对徂徕山土壤团聚体结构稳定性的影响大于坡位,其中刺槐×麻栎混交林对土壤团聚体机械稳定性的促进作用显著优于板栗林。固相体积比是解释团聚体组成的关键因子。

黄河三角洲盐碱地不同植被模式的土壤改良效应

黄河三角洲是我国滨海盐碱地的重要分布区,种植植被是盐碱地绿色改良的主要生态修复措施。为探讨滨海盐碱地不同植被模式的土壤改良效应,探索适宜植被模式,选取黄河三角洲盐碱地竹柳+NyPa草、旱柳+NyPa草、柽柳+紫花苜蓿、白蜡+柽柳+紫花苜蓿4种林草措施为研究对象,以纯竹柳为对照,测定土壤水分物理参数、盐碱含量、土壤养分及微生物数量等20个指标,并利用主成分分析、聚类分析和模糊数学隶属函数等统计方法评价了不同植被模式的土壤改良效应。结果表明:林草复合模式可显著改善滨海盐碱地的土壤理化性能,增加土壤孔隙度和贮水量,降低土壤密度,提高土壤有机质、速效养分含量和土壤微生物数量。其中,白蜡+柽柳+紫花苜蓿的乔灌草混交模式在压碱抑盐、增加土壤养分和微生物数量的效果最好,而旱柳+NyPa草的乔草混交模式改良土壤水分物理性能的效果最好。不同植被模式对黄河三角洲滨海盐碱地的综合改良效应表现为白蜡+柽柳+紫花苜蓿>旱柳+NyPa草>竹柳+NyPa草>柽柳+紫花苜蓿。

利用cDNA-AFLP技术分析‘窄冠黑白杨’杂种优势的差异表达基因

本研究以‘窄冠黑白杨’(Populus ‘Zhaiguanheibaiyang’)及其亲本为材料,通过cDNA扩增片段长度多态性分析技术(cDNA-AFLP)构建扩增图谱。从96对扩增引物中筛选出35对可用于条带分析的扩增引物,获得761个修饰位点, 5种基因差异表达模式。回收cDNA-AFLP图谱中分离的19条差异表达的转录衍生片段(transcript-derived fragments, TDFs)进行同源性比对分析,发现其中14条TDFs与杨树基因库中的已知基因同源,如丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STPK)、泛素激活酶(E1)、糖基转移酶(UDP)、ARGOS-like蛋白基因等,在植物生长代谢活动、信号转导调控等途径中具有重要作用。利用实时荧光定量PCR技术检测差异表达TDFs在杂种及父本中芽、叶、茎等不同组织的表达量,发现在叶中表达量有明显差异,这可能与杂种优势密切相关。结果与cDNA-AFLP图谱一致,说明研究结果稳定可靠,为后续杨树杂种优势的研究提供新的见解。