• 民勤青土湖区不同年限退耕地对土壤水分与物种多样性的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:

    采用空间代替时间法,对民勤青土湖地区不同年限退耕地(退耕1 a2 a4 a8 a13 a20 a30 a40 aCK)土壤水分变化与植被演替特征进行了调查与分析。结果表明:(1)随退耕年限增加,土壤含水量整体呈先减少后增加再逐渐趋于稳定。(2)随退耕年限增加,个体数、类群数和Margalef丰富度指数呈波动式下降的趋势;Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数总体趋势先增加后减小,再逐渐趋于稳定;Simpson优势度指数整体变化幅度较小,最终呈稳定的趋势。(3)随退耕年限增加,植物群落经历了地肤盐生草狗尾草骆驼蒿小叶碱蓬黑果枸杞红砂盐爪爪的演替过程。(4Simpson优势度指数和0~20 cm土层土壤含水量呈极显著负相关,Shannon多样性指数和0~20 cm土层土壤含水量呈极显著正相关,但与20~40 cm土层土壤含水量之间相关性不显著;类群数(SMargalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和土壤含水量之间相关性不显著。可见,干旱区植被自然演替取决于0~20cm土层土壤的含水量。

  • 保护性耕作对黄土高原半干旱区农田土壤N2O排放的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:

    一氧化二氮(N2O)是大气中重要的温室气体之一,在全球气候变暖问题中备受关注,而农田土壤是其主要排放源。在影响农田N2O排放的诸多因子中,耕作措施作为关键因素,其对旱地农田土壤N2O的排放规律尚不明确。为此,本试验以传统耕作(T)为对照、布设免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS3种保护性耕作,采用静态箱气相色谱法对春小麦地土壤N2O排放通量进行测定,并对影响N2O排放的相关因子及春小麦产量进行同期测定。结果表明:(1)春小麦地不同耕作措施下土壤N2O累计排放量大小顺序为:T>NT>TS>NTS,其中T处理显著高于其他处理,分别较NTTSNTS处理增加了15.87%28.08%39.58%,另外相比于T处理,保护性耕作有助于表层土壤NH+4 -N含量及春小麦产量的增加,并减少NO-3 -N含量的积累。(2)相关关系表明,土壤温度、土壤含水量及NH+4 -N含量是影响土壤N2O排放的关键因素。其中,土壤含水量、NH+4 -N含量与春小麦地土壤N2O排放量均呈极显著负相关关系,土壤温度与N2O排放量呈极显著正相关关系。因此,以经济效益和环境效益为基础,综合考虑N2O排放量和作物产量,黄土高原半干旱区以NTS处理为最优耕作措施。

  • 祁连山东段山地典型灌丛枯落物及土壤水源涵养功能研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2022-02-11 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:

    为探讨高寒地区灌丛枯落物层及土壤层的水源涵养功能,以祁连山东段6种典型灌丛的枯 落物和土壤为研究对象,采用野外调查与室内浸泡相结合的方法,对枯落物及土壤水文特征进行了研究。结果表明:(16种灌丛枯落物的蓄积量范围为0.23~3.61 t·hm-2,大小排序为山生柳>硬叶>绣线菊>金露梅>头花杜鹃>千里香杜鹃。(2)枯落物最大持水量范围为0.57~10.59 t·hm-2,山生柳最大,千里香杜鹃最小;最大持水率变化范围为 147.30%~293.28%山生柳最大绣线菊最小36种灌丛枯落物的持水量Y)与浸泡时间t符合对数函数关系Y=klnt+bR2>0.967;吸水速率 V)与浸泡时间t)符合幂函数关系V=KtnR2>0.823。(4)最大拦蓄量和有效拦蓄量均为山生柳>叶柳>金露梅>绣线菊>千里香杜鹃>头花杜鹃。(56种灌丛土壤容重范围为0.69~0.95 g·cm-3,山生柳最大,千里香杜鹃最小;土壤总孔隙度范围为60.94%~68.75%,千里香杜鹃最大,绣线菊最小;土壤最大持水量范围为609.44~687.46 t·hm-2,千里香杜鹃最大,绣线菊最小。(6)根据坐标综合评定法分析得出,山生柳灌丛的水源涵养功能最优。

  • 水分对尕海湿地退化演替土壤氮矿化的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:

    水分是湿地土壤氮矿化过程的主要调控因子,对于湿地土壤中氮素循环过程具有重要作用。以甘南尕海湿地为研究对象,设置4个退化程度(未退化UD、轻度退化LD、中度退化MD和重度退化HD)和4个田间持水量(20% FC40% FC60% FC80% FC),通过室内49 d的好气培养,测定各处理条件下湿地土壤在0~10 cm土层的土壤氮矿化特征。结果表明:(1)在各水分条件下,随着培养时间的延长,4种退化程度土壤氨化速率、硝化速率和净氮矿化速率均呈先增大后减小的趋势。(2)土壤净氮矿化量均值随水分的增加先增大后减小,60% FC条件下,各退化程度土壤净氮矿化量均值变化范围为34.91~44.94 mg·kg-1,较20% FC40% FC80% FC分别高出22.31~30.29mg·kg-110.91~19.84 mg·kg-18.57~19.50 mg·kg-1。(3)土壤净氮矿化量均值和净氮矿化速率均值均随湿地退化程度的增加而减小。适宜水分有利于土壤氮矿化,而水分过高不利于土壤氮矿化;同时,湿地退化降低了土壤氮矿化。

  • 大沙鼠(Rhombomys opimus)扰动对人工梭梭林土壤理化性质的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-08-12 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:以人工梭梭林大沙鼠正在使用(有效洞)和已废弃(废弃洞)的洞穴为研究对象,分层测定0~30 cm土壤水分、有机质、全氮等,探讨大沙鼠挖掘活动对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)含水量和容重在0~30 cm土层土壤变化规律相同,表现为废弃洞<有效洞<对照,且随着洞穴深度的增加含水量与容重均增大。有效洞和废弃洞各土层的含盐量均随土壤深度的增加而减小。有效洞各土层的pH增大,废弃洞各土层减小。(2)全氮在各土层(0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm)有效洞比废弃洞含量高0.23 g·kg-1、0.13 g·kg-1、0.22 g·kg-1。相同土层的全磷、全钾表现为:有效洞>废弃洞>对照,0~10 cm含量最高。有效磷在有效洞和废弃洞各土层的变化规律相同,20~30 cm含量最高。有效钾在各土层含量有效洞是废弃洞的1.05倍、1.01倍、1.01倍。有机质在有效洞与废弃洞的总量增加了63.2%、48.8%。综上所述,鼠类活动有效洞的土壤养分普遍高于废弃洞,各土层呈不同程度的增加,说明大沙鼠扰动能改变土壤容重与水分格局,促进养分积累,增加土壤肥力。通过探讨大沙鼠扰动对土壤理化性质的影响,将进一步明确大沙鼠在梭梭林中的生态功能和作用。

  • 红砂幼苗生长及根系形态特征对干旱-复水的响应

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:植物对干旱的适应能力不仅包括干旱胁迫期间的抗旱能力,也包括复水之后的恢复能力,因此,开展干旱复水条件下植物幼苗生长及根系形态特征变化规律的研究,对揭示植物抗旱生理机制具有重要意义。通过盆栽控水进行干旱胁迫和复水处理,测定了干旱-复水条件下红砂幼苗基径、株高、生物量以及根系形态指标,分析了其生长、生物量分配及根系形态特征对干旱-复水的响应。结果表明:(1)与适宜水分相比,干旱胁迫下红砂幼苗基径和株高相对增量以及地上、地下和总生物量显著减小(P<0.01),各干旱胁迫下红砂幼苗基径相对增量随时间增加呈现减小的变化趋势;复水后中度和重度胁迫处理下红砂幼苗基径和株高相对增量较大,表明红砂幼苗在较严重的干旱胁迫下复水时,其地上部分恢复生长更快;(2)与适宜水分相比,干旱胁迫下红砂幼苗比根长显著增加(P<0.01),表明红砂幼苗可通过根系伸长生长以适应干旱胁迫;复水后重度干旱胁迫处理下红砂幼苗总根长、根表面积和总根体积减小,而红砂幼苗根系直径显著增加(P<0.01),表明红砂幼苗在重度胁迫处理下根系恢复力减弱。综上所述,干旱胁迫期间红砂幼苗通过加快基径和根系的生长储存更多物质来应对胁迫环境,从而表现出较强的抵抗力;复水后红砂幼苗通过加快地上部分生长和根系直径与比根长的增大来恢复生长,有助于提高其较强的恢复能力。

  • 氮添加和降水变化对红砂生理指标的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:以红砂幼苗为研究对象,测定了不同降水[降水减少30%(W-)、自然降水(W)和降水增多30%(W+)]和氮添加[N0(0 g·m-2·a-1)、N1(4.6 g·m-2·a-1)、N2(9.2 g·m-2·a-1)、N3(13.8 g·m-2·a-1)]条件下红砂幼苗叶片的脯氨酸(Pro)、叶绿素(Chl)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和可溶性蛋白(SP)含量。结果表明:(1)在自然降水量(W)和降水量增加30%(W+)条件下,随施氮量的增加,红砂脯氨酸和叶绿素含量呈增加趋势,说明水分条件适宜时,水氮会发挥耦合效应促进脯氨酸和叶绿素的积累。(2)在无氮添加(N0)和低氮(N1)水平下,自然降水量(W)条件下的POD活性分别显著小于降水量减少30%(W-)条件下的值,中氮(N2)、高氮(N3)水平下则明显相反。说明在低氮水平下,降水量增加抑制POD活性的增加,而中氮和高氮添加极大地减缓这种抑制作用,促进POD活性的增强,表现了氮水间的补偿效应。(3)在自然降水量(W)条件下,随氮添加量的增加,可溶性蛋白含量先增大后减小,而降水量减少30%(W-)条件下,氮添加对可溶性蛋白含量影响不显著。说明在正常水分条件下,适量的氮素添加会促进植物体内蛋白的转化,但当施氮量达到一定临界值时,氮素含量的持续增加将会抑制可溶性蛋白的产生,而水分亏缺时施氮对可溶性蛋白的转化无显著影响。

  • 黄土高原地区人工林营造——混交林模式生态效益研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:为探讨不同类型人工林对土壤理化性质的改良能力,以兰州市南北两山5种典型林分类型(侧柏林、新疆杨林、刺槐林、侧柏刺槐混交林、新疆杨刺槐混交林)为研究对象,对0~80 cm土层的土壤理化性质进行了研究。结果表明:(1)不同林分类型混交林土壤容重、持水量、孔隙度、土壤含水量、渗透速率均好于纯林;两种混交林和侧柏林土壤pH低于刺槐林和新疆杨林;混交林土壤有机质、全氮、无机氮、全磷大于纯林;全钾、速效钾在不同林分类型之间差异不显著。(2)在0~80 cm土层范围内,各林分类型随着土壤深度的增加,土壤容重逐渐增加;土壤持水量、孔隙度逐渐降低;土壤含水量、土壤pH均在土层间无显著差异;土壤有机质、全氮、无机氮、速效磷、速效钾随土壤深度的增加逐渐降低,有表聚效应;全磷和全钾在土层间差异不显著。(3)土壤理化性质相关性分析发现:土壤有机质与土壤全氮、无机氮、全磷、持水量、孔隙度均呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;土壤容重与土壤持水量、孔隙度均呈极显著负相关。混交林较纯林在改善土壤理化性质方面有更好的效果,建议该区域在今后人工林营造中以混交林为主,在现有纯林的抚育管理中可考虑将其改造为混交林。

  • 唐古特白刺抗旱优良家系早期选择研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:为选择抗旱优良的唐古特白刺家系,本实验于2015、2016年和2018年分别对来自兰州和武威试验点的31个唐古特白刺家系进行可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)以及叶绿素(Chl)含量测定,运用主成分分析法和隶属函数法对家系抗旱性进行综合评价选择出抗旱优良家系并进行对比分析。结果表明:运用2种综合评价方法结果重合率在80%以上,以20%入选率选择抗旱优良家系,2试验点的j3-9、jc-8、w3-15、w3-12等4个家系在2015年、2016年均入选,在2018年抗旱性明显优于其他家系,入选家系在不同年份不同试验点的抗旱性表现一致,说明唐古特白刺抗旱优良家系在不同生理阶段不同环境下抗旱性表现稳定,对其进行早期选择具有可靠性。

  • 降水变化和氮添加对红砂幼苗根系形态特征的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:水分和氮素是荒漠生态系统植物生长的主要限制因子,了解降水变化和氮沉降加剧如何影响典型荒漠植物根系形态特征,有助于揭示全球气候变化背景下的典型荒漠植物响应和适应机制,为有效进行荒漠植物恢复建设及管理提供理论依据。采用盆栽试验,研究了红砂(Reaumuria soongorica)幼苗根系形态特征对不同氮添加量(0g·m-2·a-1)、4.6 g·m-2·a-1、9.2 g·m-2·a-1和13.8 g·m-2·a-1和降水处理[(70%(W-)、100%(自然降水W)、130%(W+)]的响应。结果表明:(1)降水对红砂幼苗总根长、总表面积、总根体积、根系生物量、比根长和比表面积均有极显著影响(P<0.01);(2)氮添加对红砂幼苗总根体积有极显著影响(P<0.01),对根系生物量影响显著(P<0.05);(3)降水变化和氮添加交互作用对红砂根系形态指标无显著影响(P>0.05)。同一氮水平下,随降水量的增加红砂总根长、总表面积、总根体积、根生物量、比根长、比表面积均呈现增大的趋势,且在降水量130%处理下(W+)各相关指标达到最大值;在降水量70%(W-)和降水量不变(W)的条件下,红砂根系各形态指标随着氮添加量的增加呈现出先增大后减小的趋势,而在降水量130%条件下(W+),各指标随着氮含量的增加大致呈先减小后增大的趋势,且各个指标均在增水、高氮水平时最大。可见,红砂根系生长主要取决于降水,且红砂根系生长存在明显的水氮耦合效应,在高水、高氮条件下,红砂根系生长促进效应最明显。在我国西北干旱和半干旱区,可以在雨季降水量大时通过施入氮肥(N3)来促进红砂根系快速生长、下扎;在干旱少雨时,通过施入适量的氮肥(N1)来促进红砂根系的生长,缓解干旱对红砂根系的限制作用。

  • 祁连山北麓中段青海云杉林土壤水热时空变化特征

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-11-20 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:以祁连山北麓中段青海云杉林为研究对象,利用5套土壤温湿度自动监测系统对海拔2 500~3 300 m的青海云杉连续监测3 a,旨在探讨青海云杉林土壤水热的变化特征及土壤水热间的互作效应。结果表明:(1)7:00~19:00,土壤温度整体上呈升高趋势,8:00土壤均温最低,为1.03 ℃,18:00土壤均温最高,为1.32 ℃;土壤湿度的变化幅度较小,且差异不显著(P>0.05)。(2)冷期(1~4月、11~12月)、暖期(5~10月),各占全年的50%;8月前随月份增大土壤温湿度增大,月份增大1月,土壤均温增大2.21 ℃,湿度增大0.021 m3·m-3,8月后随月份增大逐渐减小,月份增大1月,土壤均温减小3.12 ℃,湿度减小0.017 m3·m-3。(3)土壤温度与海拔之间有负相关关系(R2=0.81,P<0.05);土壤湿度与海拔之间存在二项式相关关系(R2=0.95,P <0.05)。(4)土壤温度与土层深度间呈负相关关系(P <0.05),而土壤湿度与土层深度呈线性正相关关系(P <0.05),土层每增加一层,土壤均温减小0.142 ℃,湿度约增加0.009 m3·m-3。(5)青海云杉林土壤温度和湿度间呈显著线性负相关关系(P <0.05)。

  • 抗旱优良红砂家系的早期选择与评价

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-06-21 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:本实验于武威市凉州区育苗建立试验地,分别在2014、2015、2016、2017、2018年7月,以红砂家系(2a、3a、4a、5a、6a生红砂)叶片为试验材料,测定叶片中可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl a+b)、叶绿素a/b(Chl a/b)和叶绿素荧光等16个指标,连续5 a研究红砂家系抗旱性早期选择可行性及性状表现稳定性,选择和综合评价抗旱优良红砂家系。结果表明:可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸及叶绿素荧光相关指标在77个红砂家系间存在较大的差异,为抗旱优良红砂家系选择创造条件;通过5 a连续观察及测定,2 a、3 a、4 a生红砂家系综合排序逐年表现稳定,重合率逐渐增加至83.33%,5 a、6 a生各层次红砂家系表现稳定,重合率大于83.33%;经过综合分析筛选出小甘沟-3号(XGG-3)、巴彦浩特3-4号(BYHT-3)、乌达-1号(WD-1)、泉眼山-2号(QYS-2)、海石湾-1号(HSW-1)等5个优良抗旱家系,入选率为6.49%。

  • 东祁连山河谷高寒草地植被群落特征及其与土壤性状的关系

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-04-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:为探究东祁连山河谷高寒草地植被群落特征与土壤性状的关系,根据研究区河谷地形地貌及河谷高寒草地分布特征,选取了分布在河谷山地阳坡上部和下部、河谷山地阴坡上部和下部及河谷水平阶地的5类不同植被类型的高寒草地为研究对象。研究草地植被群落和土壤性状特征及相关关系。结果表明:河谷中不同坡向、坡位高寒草地植被群落优势种不同,河谷阳坡高寒草地以嵩草属植物为主,阴坡以蓼属植物为主;阴坡植被总盖度高,阳坡低;河谷阴坡下部草层高度最高,而水平阶地最小;植被群落总科数、总属数和总种数均表现为坡下部高于上部,阴坡高于阳坡;地上生物量依次为:阴坡下部>阳坡上部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地;0~60 cm土层地下生物量依次为:阴坡下部>阳坡下部>阴坡上部>水平阶地>阳坡上部。不同高寒草地土壤性状之间有显著差异(P<0.05)。相关分析表明,土壤含水量、容重、孔隙度和全氮等指标与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度有显著的相关关系。可见,研究区河谷高寒草地植被与土壤之间的影响主要表现为土壤含水量、容重、孔隙度和全氮与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度间的相互作用。

  • 土壤水分胁迫对新疆大叶苜蓿构件生物量分配的影响

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:以新疆大叶苜蓿为试验材料,采用盆栽法揭示不同土壤水分胁迫(田间持水量的85%,65%,45%)下新疆大叶苜蓿构件生物量的变化状况。结果表明:① 轻度水分胁迫下,新疆大叶苜蓿干重生物量最高,主根最长,分枝数、叶片数最多;② 细根数量、干重生物量、构件占比和生长速率均呈现重度水分胁迫>轻度水分胁迫>充分供水的规律;③ 不同土壤水分胁迫使构件生物量的分配占比呈现不同规律,充分供水与轻度水分胁迫下遵循:茎构件>叶构件>根构件>花构件的规律,而重度水分胁迫下遵循:根构件>茎构件>叶构件>花构件的规律;④ 轻度水分胁迫下根茎比和地下与地上部分比最佳,植株适应干旱环境且生长健壮。该结果为揭示作物高效用水机制提供科学依据,为干旱、半干旱地区新疆大叶苜蓿的增产提供理论依据。

  • 水盐胁迫对裸果木种子萌发的影响

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-11-08 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 以裸果木(Gymnocarpos przewalskii)种子为供试材料,在渗透势分别为-0.3、-0.5、-0.7、-0.9、-1.2 MPa条件下,以蒸馏水为对照(0 MPa),分析模拟水分(PEG-6000)和盐分(NaCl)胁迫对种子萌发的影响,以确定其耐旱性和耐盐性。结果表明:两种胁迫均使裸果木种子的萌发受到明显抑制,聚乙二醇(PEG)胁迫使种子的萌发指数、活力指数和胚根长度均显著降低,渗透势≤-0.7 MPa时,萌发率显著下降。NaCl胁迫下萌发指数和胚根长度均显著降低,渗透势≤-0.9 MPa时,萌发率显著降低,萌发指数、活力指数和胚根长度对水盐胁迫敏感,可作为评价裸果木种子萌发耐旱耐盐性的主要指标。等渗条件下,渗透势为-0.7 MPa和-0.9 MPa时,PEG胁迫下种子萌发率、活力指数、胚轴长度显著低于NaCl胁迫;渗透势≤-0.7 MPa时,PEG处理的发芽势、萌发指数明显低于NaCl处理,说明影响裸果木种子萌发的主要因素是渗透胁迫,而不是离子毒害。种子萌发耐受PEG胁迫的临界值为-0.8 MPa,极限值为-1.1 MPa;耐受NaCl胁迫的临界值为-1.5 MPa,极限值为-2.2 MPa,表明裸果木种子萌发期的耐盐性大于耐旱性。