云雾山封育草原对表土持水性的影响

应用离心机法测定土壤水分特征,研究黄土高原典型草原带退耕地植被恢复演替过程中土壤持水性能的变化特点及趋势。结果表明:土壤含水量与土壤水吸力之间符合幂函数θ=aSb,参数a的变化随着植被的演替呈增加趋势;由于植被的影响,在同一吸力范围内的土壤含水量不同,植被为顶级长芒草(Stipabungeana)群落时,土壤在各吸力段的含水量最高,坡耕地最低;其它群落土壤含水量随着水吸力的增加变化趋于一致;退耕地植被在演替过程中通过提高土壤有机质含量改善结构,降低容重并增加毛管孔隙度,对土壤的储水和持水性能产生作用。

栽培模式、施氮和品种对冬小麦冠层结构和产量的影响

在黄土高原南部半湿润易旱区土垫旱耕人为土上进行大田试验,研究氮肥、品种和栽培模式对冬小麦叶面积指数(LAI)和透光率(DIFN)及产量的影响。结果表明,小麦生长过程中LAI先增大后减小,在开花期最大,成熟期最小,施氮能够显著增加LAI;DIFN的变化规律与LAI相反。不同品种间LAI和DIFN差异显著。全程覆膜和覆膜150 d的LAI极显著大于常规栽培、集雨面栽培和三密一稀栽培模式,DIFN与此相反;施氮后籽粒产量极显著增加。在不同栽培模式下,以全程覆膜、覆膜150 d和集雨面栽培模式的产量较高,但从维持土壤质量角度考虑,则覆膜150 d和集雨面2种栽培模式优于其它几种栽培模式;从冠层结构特征分析,这2种栽培模式更有利于增加群体光合能力。

栽培模式和花后去叶对小麦产量及其构成的影响

在黄土高原南部半湿润易旱区以土垫旱耕人为土为供试土壤,进行大田试验,研究了不同栽培模式下花后去叶对产量及其构成的影响。结果表明,不同栽培模式对穗粒数、千粒重和籽粒产量的影响差异显著(P<0.05),集雨面栽培下穗粒数最多;全程覆膜、覆膜150 d和集雨面栽培模式千粒重显著高于常规栽培和三密一稀栽培;全程覆膜栽培下籽粒产量最高。去叶处理对穗粒数、千粒重和籽粒产量影响差异显著(P<0.05),各去叶处理穗粒数均大于对照。不同去叶处理千粒重均小于不去叶对照。不同去叶处理籽粒产量大小顺序为去全旗叶>对照>只保留旗叶>去1/2旗叶>去旗叶、倒二叶。去叶处理对穗粒数、千粒重和籽粒产量的影响因栽培模式不同而有差异。

黄土高原子午岭天然柴松林种群结构与动态研究

对黄土高原地区子午岭天然柴松(Pinus tabulaeformisf.shekannesis)林种群的结构和动态进行了研究。结果显示:柴松种群结构呈反J分布型,种群处于增长阶段;种群的密度随径级的增加而降低,种群密度与径级呈现出明显的负相关;4个函数(生存率函数、积累死亡率函数、死亡密度函数、危险率函数)估计值说明种群具有前期增长、后期稳定的特点,其存活曲线介于DeeveyⅡ型和DeeveyⅢ型之间;随时间推移,种群中树和大树数量逐渐增多,种群在20 a后开始大量进入成熟阶段。表明柴松在本研究区内生长更新良好,在无人为干扰条件下,柴松可通过自我调节能力而保持种群的稳定性。

子午岭林区白桦-辽东栎混交林光合生理生态特征研究

对黄土高原子午岭次生林区白桦林、辽东栎林和白桦-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性进行了研究。结果表明:(1)白桦-辽东栎混交林地的土壤水分明显改善,其土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,即混交林地有深层次的土壤水分可供利用,并改善了土壤的物理结构;(2)辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为白桦-辽东栎混交林,水分利用率(WUE)为混交林白桦>混交林辽东栎>辽东栎林>白桦林;(3)混交林中白桦、辽东栎的Fv/Fm和Fv/Fo值均较大,与纯林差异不显著;白桦林和辽东栎林的qP和NPQ值均大于混交林。

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200~500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。

黄土高原旱地连续施用锰肥的土壤效应研究

采用连续浸提形态分级方法,研究了连续施用锰肥17 a后锰的土壤化学特性变化。结果表明:经过长期连续施用锰肥,土壤全锰和DTPA-Mn含量增加不多。土壤DTPA-Mn含量随试验时间的延长呈增加趋势,施锰土壤有效锰提高不多,土壤DTPA-Mn含量只增加了0.4~1.7 mg kg-1。土壤中的锰主要以矿物态存在,占土壤全锰含量的比例为87.3%~91.8%。碳酸盐态、氧化锰态和紧结有机态锰占全锰的比例相当,土壤中各形态锰按含量大致呈矿物态>碳酸盐态>氧化锰态>紧结有机态>松结有机态>交换态的顺序。施入土壤的锰肥有91.1%~98.6%进入碳酸盐结合态、氧化锰结合态、紧结有机态和矿物态,只有很少一部分仍留在有效态锰库中。交换态和松结有机态锰对土壤锰的有效性起着主要作用,可以反映土壤锰的供给状况,碳酸盐态和紧结有机态锰不能反映土壤锰的有效性。

黄土高原不同演替阶段草地植被细根垂直分布特征与土壤环境的关系

研究了黄土区不同演替阶段草地植被细根垂直分布特征与土壤环境的关系,结果表明不同演替阶段草地植被细根生物量、根长密度、表面积、直径和比根长均具有明显的垂直分布特征。细根生物量、根长密度和细根表面积一般随土层加深而逐渐减少,且集中分布于0~40cm土层;随着演替的进行,除20a弃耕地外,0~80 cm土层细根生物量、根长密度和细根表面积逐渐增加;除25a弃耕地外,细根直径随演替进行逐渐减小。0~100 cm土层土壤含水量随演替进行而增加,不同演替阶段深层土壤水分较表层稳定。土壤容重的变化趋势为9<4<15<20<25a弃耕地,根系对表层土壤水分和容重的影响较大,而对深层土壤水分与容重影响较少。不同演替阶段细根各参数和土壤水分、容重差异均达到显著水平。各弃耕地细根参数之间,细根参数和土壤环境因子之间存在不同程度的相关关系,土壤含水量在草本植被的不同演替阶段均是影响其细根垂直分布的关键因素。土壤容重在演替早期对草本植被根系的影响较小,随着演替进行其影响作用进一步增强。

黄土丘陵区农业可持续发展的科学途径

依据黄土丘陵区生态-经济系统演变过程中的正反两方面事例,分析了制约该区农业、经济可持续发展的主要限制因素,探讨了改善该区生态环境、实现农业持续发展的科学途径。并以此认为,退耕还林还草恢复林草植被,是实行农耕制度革命的重要举措,应该与产业结构调整密切结合,实现生态经济可持续发展。

免耕和施肥对玉米光合速率的影响

依据在陕西安塞进行的田间试验,研究了黄土丘陵旱农区传统翻耕和免耕及化肥和有机肥对玉米光合速率和气孔导度的影响。结果表明,免耕措施下玉米的光合速率、气孔导度、水分利用效率均高于传统翻耕,气孔导度的日变化与光合速率显著相关。在黄土丘陵区实施免耕既有利于作物对有限降水的高效利用,提高作物产量,也可促进农田系统生产力可持续提高。

大气沉降核素~(7)Be在黄土高原地被物中的分布初探

7Be具有环境微粒示踪价值,在示踪土壤侵蚀研究中有一定的应用,但是有关地被覆盖物对7Be截留吸收的研究目前还相当少,这直接影响了示踪结果的准确性、示踪模型的建立及应用。本文对不同地被物中的7Be含量进行了分析,结果表明:春季末地表不同地被覆盖物中干枯植物的7Be含量最大,半分解物次之,活植物中含量最少。在整个植物生长期内,植物体7Be累积含量呈增长趋势,尤其在秋季增加更为突出;不同植物中7Be含量差异性很大,变异系数达0.6;从总体上看,不同类型植物中7Be的平均含量分布趋势是草本>半灌木及小灌木>种植作物;和其它同类植物种相比,不同作物种中7Be含量的变异系数相对较大,为0.47。

黄土高原长期施肥对小麦产量及土壤肥力的影响

重点分析黄土高原长武试验站长期定位施肥试验地2004年长期施肥对小麦产量、肥料利用率及土壤肥力影响的试验结果,表明:单施磷肥和单施氮肥的产量很低,与对照的产量无明显差异,氮磷钾配施与氮磷配施能显著提高小麦的产量。单施磷肥的磷肥利用率最低,为1%;单施氮肥的氮肥利用率为12.5%;氮磷配施的氮、磷肥利用率均较高,磷肥利用率比单施磷肥提高5.7%,氮肥利用率比单施氮肥提高42.1%。氮磷钾配施较氮磷肥配施的氮肥利用率降低了4.5%,而磷肥利用率升高了2.2%,钾肥的利用率不高,仅为7.3%。单施磷肥只增加土壤磷素含量而降低了氮素含量,单施氮肥能增加土壤中氮素的含量,速效磷含量增加了31%,氮磷肥配施增加了土壤中有机质和氮、磷养分含量。氮、磷配施或氮、磷、钾配施是提高黄土高原小麦产量和土壤肥力的有效措施。

用ANUDEM建立水文地貌关系正确DEM的方法研究

针对区域尺度的径流、水土流失定量评价和植被适宜性评价等研究工作需要,利用1∶25万数字地形图和ANUDEM软件,对黄土丘陵区中等分辨率水文地貌关系正确DEM建立方法进行了研究。结果表明该方法所建立的DEM,可以正确反映地貌梁、沟结构及其与流水线网络的关系,对地形描述的能力优于TIN方法建立的DEM;利用ANUDEM和1∶25万地形图插值建立黄土丘陵区DEM的三个主要参数分别为分辨率50或100,计算迭代次数40,第二糙率系数0.8。

两种施氮水平下不同基因型冬小麦叶片光合特性与形态差异的研究

田间试验研究不施N和施N(90kg/hm2)条件下“NR9405”、“9430”、“偃师9号”、“小偃6号”、“陕229”、“西农2208”、“矮丰3号”和“商188”等8种不同基因型冬小麦中后期生理特性及其叶片形态的差异结果表明,抽穗期倒二叶和灌浆期旗叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及瞬时水分利用效率在不同基因型间存在显著差异,施N仅能显著降低抽穗期倒二叶的蒸腾速率,而对功能叶的其他生理指标无明显影响。小麦成熟期旗叶和倒二叶的长度、宽度及叶面积在不同基因型间也存在极显著差异,施N对这些叶片形态指标有极显著地促进作用,基因型和N肥同时影响灌浆期旗叶的SPAD值,而叶片衰老指数主要受基因型调控。总体上看,冬小麦叶片形态指标同时受施N和基因型影响,而生理指标主要受基因型影响,N肥的影响相对较小。

设施条件下氮肥对大青菜硝酸盐及土壤矿质氮累积的影响

采用田间实验研究了施用氮肥对设施条件下大青菜生长发育和产量,以及对土壤硝酸盐含量累积分布的影响。结果表明,在施氮肥0~500 kg hm-2范围内,氮肥施用量越大,产量越高,但到达一定量时,便不能再促进产量的提高,反而会引起减产。土壤铵态氮含量随着土壤剖面向下不断下降,表层的铵态氮含量较高,土壤硝态氮含量在整个土壤剖面的分布变化较小,但也是从表层向下处于一种缓慢减少的趋势,铵态氮的累积主要集中在上部土壤剖面,硝态氮的累积分布在整个土壤剖面,土壤硝态氮含量随施肥量增加而增加;氮肥施用量对硝酸盐含量有很大影响。在施氮肥0~700kg hm-2范围内,氮肥施用量越多,大青菜硝酸盐含量越高。