分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2022-09-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 土壤盐渍化是限制新疆农业发展的主要因素之一,准确获取土壤盐渍化信息,有利于调节农业灌溉用水 量大与淡水资源相对匮乏的矛盾,对提高农业生产及环境可持续发展具有重要意义。以南疆阿拉尔垦区9块棉田 土壤的pH为研究指标,以EM38-MK2大地电导率仪获取的棉田土壤表观电导率数据及室内测定土壤pH为数据 源,采用全区、分区2种建模方法构建土壤剖面pH与土壤表观电导率间的线性回归模型,利用地统计软件对土壤剖 面pH进行空间分析。结果表明:(1)分区条件下,土壤表观电导率与土壤剖面pH相关系数为0.60~0.95;全区条件 下相关系数为0.28~0.46,均呈极显著负相关,表明EM38-MK2大地电导率仪可用于土壤pH的测定。(2)分区建模 模型0.74R20.93,2.00RPD3.50,RMSE较小,均优于全区模型,表明分区模型精度优于全区模型,且土壤含盐量 较高的棉田,模型反演精度也较高。(3)空间分析结果表明受冬灌、棉花根系及棉花枯枝落叶等的影响,棉田深层土 壤pH均高于表层土壤。研究结果可为土壤pH的快速测定提供思路,对土壤盐渍化的科学管理提供指导。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 快速、无损监测农田土壤水分含量,是智慧农业的重要研究内容。以新疆南疆阿拉尔国家 农业科技园区膜下滴灌棉田为研究对象,运用 EM38-MK2 大地电导率仪快速、高效的获取了 4 组不 同时期的棉田土壤表观电导率数据,并同步采集表层土壤(0~20 cm)样品,通过构建表观电导率数 据与室内测定含水量数据间的反演模型获取了测点的含水量数据,并按照土壤水分干旱分级标准 对研究区土壤水分进行划分,综合利用 GIS 软件和地统计方法对土壤水分的时空变异性进行研 究。结果表明:4 个时期的土壤水分反演模型决定系数均大于 0.80 且均方根误差(RMSE)和平均绝 对百分误差(MAPE)均较小,表明反演模型精度较高,土壤表观电导率与表层土壤水分相关性较 好;不同时期土壤含水量数据表明土壤水分具有很强的时间变异性,变异性由中等变异转变为弱 变异再转变为中等变异;受人为灌溉等因素的影响,变异函数模型也存在差异;半方差分析中 4 个 时期的土壤水分块金值与基台值之比均大于 75%,表明土壤水分在空间上趋近于弱空间相关;高 程反距离权重(IDW)插值图及水分克里格插值图表明微地形是影响土壤水分分布的重要因素。本 研究可为干旱区膜下滴灌棉田土壤水分动态监测提供重要的方法支撑,从而更好地指导农业 灌溉。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-02-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 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(Pn)、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2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,Pn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Pn和WUE。(2)随土壤水分递降,灰胡杨光照生态幅缩窄,CO2补偿点升高,RuBP再生受限,光与CO2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(Pnmax)、表观量子效率、光饱和点、羧化效率、光合能力(Amax)、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Pnmax、Amax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。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以塔里木盆地胡杨、多枝柽柳、胀果甘草为研究对象,应用凋落袋法,研究叶凋落物分解动态,揭示3种植物叶凋落物在干旱生境下分解动态特征,结果表明:① 经过810 d分解,胡杨、胀果甘草叶凋落物质量残留率分别为48.93%、38.07%,经630 d分解多枝柽柳叶凋落物质量残留率为69.55%,分解时间对胡杨、胀果干草、多枝柽柳叶凋落物残留率均有极显著影响,处理(林窗、林下)对胡杨、胀果干草叶凋落物残留率有显著影响、极显著影响。② 处理对3种植物叶凋落物分解系数有显著影响(Pk林下,k胀果甘草>k胡杨>k多枝柽柳,经810 d分解胡杨、胀果甘草叶凋落物t0.95分别为9.15~9.48 a、6.75~7.03 a,经630 d分解多枝柽柳叶凋落物t0.95为13.82~15.05 a。③ 受植物种类的影响,分解时间、处理对C、N、P元素释放进程影响不同。3种植物C元素都表现出释放—富积—释放的变化过程,多枝柽柳、胀果甘草叶凋落物N元素在观测期内表现出释放—富积的过程,而胡杨林下则表现出富积—释放—富积的规律,观测期内P元素释放过程与N元素表现出相似的变化规律。④ 叶凋落物分解系数k值与分解时间、残留量、全氮、全磷、木质素、木质素比氮呈极显著相关(P<0.01),土壤湿度、全碳、C/N均与k林窗、k林下存在极显著差异。干旱区微生境(林下、林窗)的变化对叶凋落物分解有显著影响,凋落物质量与土壤湿度对凋落物分解起主导作用。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 以塔里木干旱荒漠区 2 年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境 5 种水分梯度,利用 Li⁃6400 便携式光合作用系统测定胡 杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用 4 种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响 应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。 结果表明:胡杨净光合速率(Pn)随干旱胁迫加剧呈下降趋势, 同一光强(PAR)下 Pn降幅增大。 中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC>45%)胡杨在高 PAR 下仍能维持相对较高 Pn, 光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟 Pn ⁃PAR 响应过程,但最大净光合速率( Pnmax ) 、光饱和点 (LSP) 拟合值与实测值差异极显著(P指数模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型。 4 种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应 性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它 3 种模型适用于水分条件较好的生境。 光响应 特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。 随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、Pn、LSP 与 Pnmax持续降低,严重干旱胁迫 下暗呼吸速率(Rd )、LCP 反而明显增大。 RSWC>45% 胡杨仍能保持较高的 AQY、Pnmax 、LSP,RSWC<45% 其 Pnmax 、LSP 显著降 低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合 作用。 干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对 策。 因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在 RSWC 50% 左右,符合干旱缺水地区植 物生长和高效用水的管理原则。