黄土高原旱作小麦化感表达在根际土中的时空异质性研究

采用盆栽试验基于统计学方法,对4种不同品种小麦在4个连续生长期根系表层土壤(0~20cm)化感潜势时空异质性进行了研究。结果表明:不同品种小麦之间根系土壤化感潜势差异极显著(P=0.01),随生育期变化,化感潜力的变异与品种有关,一般15cm为普通小麦耕层土壤化感潜力的转折位点。变异函数分析显示,4种小麦根系土壤化感潜势变化是独立、随机、异质性的。"碧玛1号"、"丰产3号"、"宁冬1号"、"小偃22号"变异函数理论模型分别为线形模型、球型模型、指数模型和高斯模型。其中"小偃22号"的化感背景值和化感潜力空间结构比随生育期增大,导致0~20cm表层土壤化感表达具有高度的空间异质性。4种普通小麦的化感表达均存在时空异质性,其中"宁冬1号"的表层土壤化感表达具有很好的分形特征,其空间分布格局的变异存在尺度依赖。"宁冬1号"化感潜势在表层土壤的空间分布趋于离散表达,化感潜力的有效纵向半径和有效延深半径分别为5cm和14cm。这种时空变异格局可能与根系发育特征、根系翻转运动及土壤环境有关,化感实施过程可能为熵增过程。根系表层土壤化感潜势时空异质性的研究可为监测化感作用实施,定位有效化感物质和合理利用土壤化感潜势提供理论...

土壤类型和添加有机物料对铵态氮回收的影响

探讨NH4+-N回收率在不同因素下的变化规律。【方法】以黄土高原从北向南不同地区的典型土壤类型为对象,采用Bremner浸取法,研究了土壤类型、植被类型、施肥模式及添加有机物料对铵态氮回收率的影响。【结果】不同类型土壤及不同类型植被间NH4+-N回收率存在极显著差异(P<0.01)。黄土正常新成土的NH4+-N回收率最高(88.8%),极显著大于其他土壤,土垫旱耕人为土的NH4+-N回收率最低(81.0%),简育干润均腐土和干润砂质新成土介于二者之间;不同类型植被间,林地土壤的NH4+-N回收率(91.0%)极显著高于其他类型植被土壤,其他类型植被土壤的NH4+-N回收率表现为农田(85.5%)>裸地(83.8%)>草地(83.6%),但三者之间差异不显著。添加有机物料后,土壤NH4+-N回收率极显著增加(P<0.01),不添加有机物料对照土壤的NH4+-N回收率为84.3%,添加长毛草和苜蓿后的NH4+-N回收率分别为86.6%和85.9%。长期施肥对土壤NH4+-N的回收率无显著影响(P=0.436 5>0.05)。【结论】NH4+-N回收率与粘粒含量呈弱负相关,与有机质含量呈正相关,粘土矿物对N...

黄土高原沟壑区不同树种的水土保持效益及其适应性评价

研究黄土高原沟壑区不同树种幼林的水土保持效益及其适应性。【方法】以草地为对照,对黄土高原沟壑区刺槐、油松、沙棘、侧柏纯林及其混交林径流小区的产流产沙情况、土壤水分状况及各树种的生理特性进行了分析。【结果】造林初期,各树种及其不同造林方式的水土保持效益均比较差,处于水土保持功能低下阶段,土壤侵蚀的差异主要是由植被的不同覆盖度引起的,二者呈二次多项式关系;回归分析表明,当覆盖度达53%时土壤侵蚀较为轻微。草地和各树种林下0~250 cm土层土壤水分变化较大,其中以刺槐消耗土壤水分最多,其次是侧柏,油松、沙棘和草地之间差异不明显;刺槐纯林与其混交林下土壤水分的差异比较明显,而其他树种不同造林方式下的土壤水分无明显差异。各树种叶片的水分利用效率表现为侧柏>油松≈沙棘>刺槐,油松与沙棘混交造林后两者的水分利用效率都有显著提高;各树种叶片的蒸腾速率表现为刺槐≈沙棘>油松>侧柏,沙棘与油松或刺槐混交后,油松与刺槐的蒸腾速率均有所降低,而沙棘变化不显著。【结论】综合考虑树种的水保效益及其适应性可以发现,沙棘与油松混交可能是黄土高原沟壑区较为适宜的一种造林方式。

黄土高原农业调水增产技术浅析

黄土高原地区水资源严重缺乏,大部分地区年降雨量为250～600mm,地表水平均径流量为136.91亿m~3,人均484.58m~3,仅为全国人均水平的1/3。阐述了黄土高原地区农业调水技术发展状况以及培肥地力以肥调水、轮作倒茬调水、抗旱育种调水、间隙休闲调水、径流农业调水、节水灌溉农业调水和化学技术调水增产技术的作用,为黄土高原发展节水型农业提供理论依据。

黄土高原旱塬农田生态系统碳氮循环特征

以黄土高原南部长武试区的典型旱塬农田生态系统为研究对象,运用DNDC模型分析其麦田在4种处理下连续6年的碳(C)、氮(N)循环特征,经与已知试验结果和实测数据比较,验证了该模型的适用性,并提出了该区农业发展的主要措施。

基于GIS的区域水土流失评价模型

区域水土流失评价对于水土流失区域治理的宏观决策、规划等具有十分重要的意义 .本文以黄土高原地区为例 ,结合影响水土流失的各个因子 ,分析了该区的自然特征 ,确定了进行区域水土流失评价的各项指标 (模型参数 ) ,并运用 GIS,集成了多种来源、多种比尺和多种类型的数据 ,建立了该区的水土流失宏观定量评价模型

黄土高原土壤元素含量地域分异规律

利用趋势面分析法 ,对黄土高原土壤中 3 9个元素含量的区域分布进行了研究。结果表明 ,黄土高原土壤中的大多数元素含量和黄土母质接近 ,且具有粒度相关型的地域分异规律。土壤发生过程和生物气候环境是影响土壤元素含量地域分异的主要因素。元素的地域分布为黄土高原的风成学说提供了土壤地球化学方面的佐证

基于SHAW模型的黄土高原半干旱区农田土壤水分动态模拟

黄土高原半干旱区土壤蒸发强烈,准确地掌握土壤水分动态对于旱地农业水分管理至关重要。应用基于物理基础的一维水热耦合SHAW(The Simultaneous Heat and Water)模型,模拟了陕西子洲岔巴沟流域1964~1967年土壤水分和土壤蒸发的动态特征,以及神木六道沟流域2006年坡地和梯田土壤水分变化。结果表明,除表层土壤水分模拟结果偏差较大,其他土层模拟值与实测值基本吻合,模拟期土壤水分模拟的相对平均绝对误差(Relatively Mean Absolutely Error,RMAE)为5.2%~11.4%。1964~1967年土壤累积蒸发量模拟值与实测值平均相对偏差为0.8%~6.1%,土壤蒸发的模拟值与实测值较为一致。因此,SHAW模型可以用于黄土高原半干旱区农田土壤水分动态规律研究。

燕沟流域退耕地土壤有机碳、全氮和酶活性对植被恢复过程的响应

本文以黄土高原丘陵区陕北延安燕沟流域为例,研究了退耕地土壤有机碳、全氮和酶活性对植被恢复过程的响应。结果表明,随植被恢复年限的增加,植被盖度、多度和物种数均呈现先增加后减少然后又增加的趋势。同当年对照农地相比,随着植被恢复年限的增加,表层(0~20 cm)土壤有机碳、全氮、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均明显增加,过氧化氢酶活性随植被恢复年限的增加变化不明显。同对照农地相比,表层土壤有机碳、全氮、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性分别增加了35%~184.6%、5.7%~157.4%、89.6%~566%、32.9%~331.2%和0.18%~184.8%。表层土壤有机碳和脲酶活性对植被恢复的响应是在植被恢复初期(0~8年),随植被恢复年限的增加而增加,植被恢复8~29年期间,随植被恢复年限的增加而减少,而植被恢复29 a以后,又随植被恢复年限的增加而增加。而表层土壤全氮、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性对植被恢复的响应是在植被恢复初期(0~16年),随植被恢复年限的增加而增加,植被恢复16~29年期间,随植被恢复年限的增加而减少,植被恢复29 a以后,又随植被恢复年限的增加而增加。表层土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性与有机碳...

密度对三种豆科牧草生产力和水分利用率的影响

研究播种密度对3种豆科牧草生产力和水分利用效率的影响,以探讨其在草地农业系统中的合理优化模式。结果表明:沙打旺(Astragelus adsurgens)在高密区第2年生产力最高(18321 kg.hm-2),第3年开始下滑;苜蓿(Medicago sativa)在中、高密区生产力的增幅和增量差别不显著,以第3年最高(22563和22108kg.hm-2);胡枝子(Lespedeza daurica)在中密区第3年最高(7856 kg.hm-2);加大密度使沙打旺提早进入生长盛期,第2年即达到高生产力和较高水分利用效率;苜蓿以中密区(20~30株/m2)效果最好;达乌里胡枝子的生产力和水分利用率偏低,在黄土塬区草地农业中没有优势。

黄土高原典型小流域综合治理的水文生态效应(英文)

从流域产流规律及水土保持措施改变引起的土壤水分状况和流域蒸散发的变化等方面评价了黄土丘陵沟壑区泉家沟流域水土保持措施变化对流域水分生态环境的影响。结果表明:水土保持与生态建设过程改变了土地利用结构,对小流域水环境变迁具有很大的影响作用,主要表现在:减少地表径流量,径流模数1996～2000年平均较1980～1985年减少了36.1%;不同治理措施土壤水分状况不同,灌木林地、人工草地和乔木林地均存在深度和厚度不等的土壤"干层";不同地貌部位土壤储水差异很大,阴坡的水分环境优于阳坡,沟底优于峁顶,缓坡优于陡坡;林草措施对流域总蒸散量起着决定性作用,1991～1995年流域林草地面积达到最大,总蒸散量也达到最大,与治理初期相比,总蒸散量累计增加了56.3mm。

黄土丘陵区典型植物群落根系垂直分布与环境因子的关系

深入研究植被恢复过程中根系与环境因子的响应规律,对于当前西部地区的生态环境建设中有关林草措施的配置问题具有重要理论意义和实践价值。采用对应分析(CA)和典范对应分析(CCA)方法研究黄土丘陵区4种典型植物群落的根系垂直分布特征及其与环境因子的关系。结果表明,所选群落的根系生物量随土层深度增加而明显减小,0~40 cm土层根系生物量超过总根量的85%。借助CA分析将根系的垂直分布特征分为T1、T2和T3,其中大多数群落属于T1型,即表层根量聚积型,0~20 cm土层根量远高于其他层次;T2和T3型为深根与浅根型根系的组合类型,层次变化相对缓和。群落根系的垂直分布及变化受环境因子的综合影响,T1型分布在硝态氮含量较高且有机质和全氮含量较低的地段;T2和T3型的有机质和全氮含量较高,硝态氮含量较低;土壤水分含量、密度、硝态氮是影响退耕地典型植物群落根系垂直分布特征的主要环境因子。

黄土丘陵沟壑区退耕地植被自然恢复过程——以吴起县双树沟流域为例

采用TWINSPAN分类法对黄土丘陵沟壑区吴起县双树沟流域30个自然恢复草地植被进行分类,并对分类后各植被群落特征和地上生物量进行统计分析。结果表明:在自然恢复条件下,随着退耕年限的不断增加,退耕地植被自然恢复依次经历了猪毛蒿群落—赖草+长芒草群落—赖草+铁杆蒿群落—铁杆蒿群落—铁杆蒿+茭蒿群落5个发展阶段,地带性植被类型铁杆蒿+茭蒿群落在研究区内开始出现,并且已经占有一定优势;随着退耕地植被自然恢复的不断进行,Margalef等丰富度指数以及Shannon-wiener等多样性指数、Pielou等物种均匀度指数和地上生物量都呈现出先减小后增大的发展趋势;在植被自然恢复的稳定阶段,虽然物种丰富度指数和物种多样性指数有一定的增加,但是相对恢复初期来讲还是有所下降,并且有达到与初期相当水平的趋势;物种丰富度指数均在第1恢复阶段最大,而均匀度指数Jsw以及Shannon-wiener指数在第5恢复阶段最高。随着退耕地植被自然恢复的不断进行,植被群落总盖度随着退耕年限的延长而不断增大。

陕北黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局动态变化特征分析

以位于典型黄土丘陵沟壑区的延安赵庄村为例,选取多样性、优势度、均匀度、破碎度和偏离度等主要指标,对村庄尺度上的土地利用景观格局动态变化进行分析研究。结果表明:1)研究期间,研究区景观斑块数与景观斑块密度增加,而平均斑块面积减少;2)研究区2个时期的景观异质性差异显著,景观指数变化表现为:优势度指数与偏离度指数减小,多样性指数、均匀度指数和破碎度指数都有不同程度的增大;3)6年来,随着退耕还林(草)政策的实施,研究区土地利用景观格局有了较大变化,生态环境整体状况趋于改善,农民收入有所增加,产业结构趋向合理,其中,工副业比例增大与种植业、养殖业、果菜比例减小是研究期间农民收入构成的主要变化特点,农民收入以工副业、果菜为主。

延安燕沟流域次降雨泥沙来源分析

延安燕沟流域属于水土流失治理的重点区,退耕还林(草)措施引起的生态环境改善和经济发展带动的山区道路建设压力对本地区侵蚀环境和侵蚀动力机制产生了巨大影响,坡面水土流失与道路水土流失对比关系发生了新变化。在坡面侵蚀得到初步治理的新环境下,道路侵蚀则上升为主要地位。依据燕沟流域2005年7月2日的5年一遇暴雨引起的不同土地利用类型下的侵蚀产沙监测结果,结合流域卡口站测得的流域产沙总量,分析各土地利用类型产沙量对流域总产沙量的贡献,并依据流域土地利用的演变,反演林草植被恢复与道路建设对流域泥沙来源的作用。研究结果表明:在次降雨条件下,道路的产沙强度为支道山路500 t/km2、干道山路3 163 t/km2、运油道路1万3500 t/km2,而农、林、草地的产沙强度为6~184 t/km2;道路产沙强度远大于农、林、草地的产沙强度:占流域面积1%的道路产沙量占总产沙量的42.3%,占流域面积70.5%的草地、灌木林地产沙量仅占流域的26.7%。退耕还林(草)措施使流域坡面产沙量大为降低,流域产沙量减少41.2%,但由于道路产沙量增加,抵消了减沙效益的58.0%,因此,黄土丘陵区植被恢复后,应将水土流失治理重点放在防止...