摘要:

为探讨干湿交替和模拟氮沉降对高寒湿地土壤CO2排放的规律,以新疆巴音布鲁克高寒湿地土壤为研究对象,通过室内模拟控制试验,研究水分变化下[100%、70%、50%、40%和25%WFPS(土壤充水孔隙度Water filling soil porosity)]氮添加N0(0 kg· hm-2·a-1)、N10(10 kg·hm-2·a-1)和N100(100 kg·hm-2·a-1)处理对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO2排放的影响.研究结果表明:土壤CO2排放速率及累积排放量随WFPS值及氮添加量的增大而增加.一个循环,土壤由干到湿的过程中,初期土壤CO2排放速率最高,随后随着水分减少,土壤CO2排放速率呈降低趋势;首次干湿循环土壤CO2累积排放量最大.土壤TN、NO-3-N、NH+4-N、SOC含量均随土壤水分和氮添加量的增加而增加,而土壤SON随土壤水分和氮添加量的增加而减少.水分与土壤CO2排放速率呈极显著正相关,氮添加与CO2排放亦呈正相关.除了土壤SON、SOC含量与土壤CO2排放速率呈负相关关系外,土壤TN、NO-3-N、NH+4-N与CO2排放都呈现出正相关关系.

摘要:

采用盆栽模拟研究了城市居民区绿地、城区道路绿化带与郊区林地3种土壤类型下的氮素及水分变化对火炬树光合生理生态的影响.随郊区—城区土壤水分含量的减少,火炬树的光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度和蒸腾速率呈明显的下降趋势,而叶片水汽压亏缺增大,不同水分条件下,光合参数变化的幅度不同.在城区较低氮素水平下,随水分含量的下降,火炬树光合速率下降的主要限制因子由气孔限制转变为非气孔限制,表明其叶绿体结构已经受到了破坏.在郊区较高氮素水平下,火炬树叶片的光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度等光合生理指标与城区相比,都有所增加,但蒸腾速率增加的幅度较小,因而水分利用效率也有所提高.随土壤水分的降低,叶绿素a、叶绿素b与叶绿素a+b含量都呈下降趋势;在城区氮素水平下,叶绿素a、叶绿素b与叶绿素a+b的含量与郊区比有显著的降低.

摘要:

通过对祁连山林区云杉林、圆柏林、灌丛林和牧草地等4种主要植被类型土壤水分动态进行长期定位研究,揭示出生长季节内各植被类型的土壤水分动态变化规律.从土壤水分的变化特征,土壤水分有效性等几个方面对祁连山林区主要植被类型的土壤水分条件进行了分析与评价,表明祁连山林区主要植被类型的土壤水分垂直变化可分为:土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层;林地土壤水分的季节变化可分为:土壤水分消耗期、土壤水分补偿期、土壤水分消退期、土壤水分稳定期4个时期.根据土壤水分对植物的有效性,将土壤水分划分为易效水、中效水和难效水三种状态,评价土壤水分有效性认为云杉林水分供应状况最好.

摘要:

为探讨不同的土壤水分含量对白刺幼苗表型可塑性生长的影响,通过盆栽试验,在不同的土壤水分条件下,对白刺的生长特性、生物量积累及分配和叶绿素含量等方面进行研究.结果表明:在土壤含水量为70％条件下,白刺的株高、基茎等生长指标和叶绿素含量均达到最大值;随土壤水分含量的降低,白刺的根干重、茎干重、叶干重及总生物量均呈先增加后降低的趋势,白刺生物量茎的分配指数呈先上升后下降的趋势,叶则相反,根冠比呈增加趋势;随土壤水分含量的降低,叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均呈先增加后降低的趋势.综上分析,土壤含水量达到70％时,是最适宜白刺生长的土壤水分含量;在不同的土壤水分条件下,白刺通过调整形态特征和各器官生物量的分配产生可塑性影响.

摘要:

为探究三峡消落带人工重建植被落羽杉(Taxodium distichum)幼林叶片在不同水文条件下的分解特征及其对土壤-水体磷的贡献潜力,本实验在控制条件下,模拟三峡库区消落带土壤水分变化设置了常规生长水分条件(CK)、轻度干旱水分胁迫(T1)、潮湿(T2)、2 cm水淹(T3)、10 cm水淹(T4)5个不同处理,研究落羽杉叶片分解及磷释放特征.研究结果表明:(1)在整个试验期间(9od),T3、T4两个水淹处理的叶片失重率分别达51％(T3)和55％(T4),显著高于CK、T1、T2三个未水淹处理;(2)未分解残留叶片中的全磷含量在CK、T1、T2三个未水淹的处理组呈现增加趋势,而水淹处理(T3、T4)呈减少趋势;(3)土壤全磷含量在试验过程中呈现波动性变化特征,但至试验结束时,各处理中土壤全磷含量与CK相比均无显著差异;(4)T3、T4处理中叶片添加显著增加了上覆水体中总磷含量,试验过程中呈现出在分解初期迅速上升,在分解10 d时达到峰值,之后逐渐降低并趋于稳定,但试验结束时仍显著较高,分别是对应无叶片组的17.15倍(T3)和5.81倍(T4).这些结果说明水淹通过促进落羽杉叶片的分解从而增加上覆水体中磷的含量,因此有必要在水淹前对消落带的落羽杉幼林叶片进行适时采收,以尽可能减少其对库区水体的磷负荷.

摘要:

模拟三峡库区消落带土壤淹水变化特征设置了常规生长水分条件(CK组,土壤含水量为田间持水量的60%～63%)、轻度干旱水分胁迫(T1组,土壤含水量为田间持水量的47%～50%)、土壤水饱和(T2组,土壤表面一直处于潮湿状态)以及水淹(T3组,苗木根部淹水超过土壤表面1 cm) 4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗根部次生代谢物质含量与生物量的变化(均以干重计).研究表明,不同水分处理对落羽杉幼苗主根、侧根和根部苹果酸、莽草酸含量以及生物量的影响程度有所差异,其中以T3组受到的影响最为明显.主根苹果酸、莽草酸含量在整个试验期的总体平均值,T3组显著低于CK组,分别达28.0%和16.4%;相反侧根苹果酸、莽草酸总体平均含量T3组则极其显著地高于CK组分别达105.7%和152.6%,根部平均值T3组显著地高于CK组分别达32.7%和26.2%.与之形成鲜明对比,主根、侧根和根部苹果酸、莽草酸含量在整个试验期的总体平均值,T1、T2与CK组相互之间分别均无显著差异.各处理组之间主根生物量没有显著差异;与CK和T1组相比,T3组侧根生物量分别降低38.3%和40.8%,根部生物量分别降低31.9%和31.1%,但与T2组相比均未达到显著差异.主根苹果酸含量与根系各部分莽草酸含量和生物量之间均无显著相关性,相反侧根、根部的苹果酸与莽草酸含量以及二者与生物量相互间均表现出显著或极显著相关性.在三峡库区消落带土壤含水量变化条件下,落羽杉幼苗将充分利用侧根增强代谢适应调节能力,通过产生大量苹果酸和莽草酸、减少根部生物量积累适应根部水淹环境,通过维持与CK组同样水平的代谢和生长而适应轻度干旱与饱和水环境.

摘要:

为三峡库区消落带植被恢复建设进行适生树种优选,本研究模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征设置了常规生长水分条件、轻度干旱水分胁迫、土壤水饱和以及水淹4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗光合特性以及生理生态适应机理.研究结果表明,不同水分处理均显著影响落羽杉幼苗光合色素、叶片气体交换以及资源利用效率.其中,水淹处理组光合色素含量一直处于最低,受到的影响最大且最为明显;与轻度干旱组和水饱和处理组在干重条件下的光合色素含量和对照组并无显著差异形成鲜明对比.各组叶绿素a与b比值介于2.043～2.691之间,叶绿素与类葫萝卜素含量比则介于3.079～4.514之间.在轻度干旱水分胁迫环境下,落羽杉幼苗表现出较低的光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率,其净光合速率比正常下降24.9%;相反在土壤饱和水与水淹环境下,其光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率并未受到显著影响,仍保持与正常生长条件下一致的水平.在整个实验期,落羽杉幼苗各组的水分利用效率均随时间延长而持续增加,以水淹组增幅最小,常规生长组最大.研究证实落羽杉树种具有喜水和耐水淹生理学特性,完全可以考虑将落羽杉树种列为三峡库区消落带防护林体系建设树种之一,但应避免将其置于干旱环境之中.

摘要:

[目的]探明人工桉林的土壤孔隙状况及水分含量变化影响因子,为华南红壤丘陵区桉树种植生产中土壤水分利用提供参考依据.[方法]在相同气候区内,按上中下不同坡位,采集表土层(A)、淀积层(B)和母质层(C)3个不同剖面发生层的土壤,测定人工桉林、天然林、松林的土壤孔隙度和水分,并在垂直和水平方向分析土壤水分含量的差异状况及影响因子.[结果]A、B、C三层的人工桉林、天然林与松林的土壤孔隙度平均值分别为45.9％和41.4％、55.3％,水分平均值分别为13.3％、13.4％和15.5％,这3种林分的土壤水分在剖面上和坡位上不存在显著差异(P＞0.05),但不同林分间的表层土壤水分存在显著差异(P＜0.05);在水平方向上,总盖度与土壤水分存在极显著正相关.[结论]冠层及草本、落叶层的总盖度是林分表层土壤水分变化的主控因素之一.

摘要:

以极端干旱区胡杨林为研究对象,探究不同水分条件下胡杨林土壤水分运动规律和胡杨生态耗水特征.结果表明:HYDRUS-1D模型对极端干旱区胡杨林土壤水分运动和蒸散发过程具有良好的模拟效果.不同水分条件下胡杨林土壤水分运动特征和生态耗水变化差异明显.随着下垫面水分条件趋于湿润,土壤水分含量和湿润锋入渗深度均出现增加,入渗深度分别达到100,120,150 cm.下垫面水分条件改变导致土壤水分存蓄情况发生变化.下垫面水分补给增加的同时胡杨林蒸散发呈明显增加,其中植被蒸腾增加显著.随着水分条件逐渐湿润植被蒸腾占总蒸散比例由55％升至65％.研究显示,随着下垫面水分条件逐渐湿润,极端干旱区胡杨林生态耗水量逐渐增加,其中植物蒸腾消耗是造成水分耗散增加的主要原因.

摘要:

[目的]探明人工桉林的土壤孔隙状况及水分含量变化影响因子,为华南红壤丘陵区桉树种植生产中土壤水分利用提供参考依据.[方法]在相同气候区内,按上中下不同坡位,采集表土层(A)、淀积层(B)和母质层(C)3个不同剖面发生层的土壤,测定人工桉林、天然林、松林的土壤孔隙度和水分,并在垂直和水平方向分析土壤水分含量的差异状况及影响因子.[结果]A、B、C三层的人工桉林、天然林与松林的土壤孔隙度平均值分别为45.9％和41.4％、55.3％,水分平均值分别为13.3％、13.4％和15.5％,这3种林分的土壤水分在剖面上和坡位上不存在显著差异(P＞0.05),但不同林分间的表层土壤水分存在显著差异(P＜0.05);在水平方向上,总盖度与土壤水分存在极显著正相关.[结论]冠层及草本、落叶层的总盖度是林分表层土壤水分变化的主控因素之一.