【目的】土壤水分是影响我国北方水分亏缺地区植被生长的重要因素，探究不同造林密度和水分管理下毛白杨林分的土壤水分状况，能为华北黄泛平原地区人工林土壤水分维持提供参考。【方法】以不同造林密度（Ⅲ3 m×3 m、Ⅱ3 m×6 m、Ⅰ6 m×6 m）和水分管理（滴灌FI、雨养NI）下的5种（FI_Ⅲ、FI_Ⅰ、NI_Ⅲ、NI_Ⅱ、NI_Ⅰ）毛白杨林分为研究对象，在2021年生长季内（5、6、8和10月），采用烘干称重法测定各处理6 m剖面内的土壤含水量（SWC），研究不同处理土壤水分状况及土壤干层现象。【结果】（1）各处理毛白杨林分浅土层（0～30 cm和30～100 cm）的SWC(5.62%～15.53%)显著低于深土层（100～200 cm、200～400 cm和400～600 cm）(16.50%～27.00%)；林分SWC在0～240 cm垂直剖面内随深度增加而增加，并在240～260 cm(26.37%～30.56%)和360～400 cm(22.79%～33.00%)出现两个峰值，而400～600 cm变化平缓；（2）5种林分土壤均在10月最为湿润，平均SWC为20.16%～23.16%；雨养条件下，不同密度毛白杨林分在6月最干燥，平均SWC为13.11%～14.96%，滴灌减轻了30 cm以下土层SWC的季节变异程度；（3）不同水分管理下，高密度林分中深土层土壤水分状况最好（FI_Ⅲ和NI_Ⅲ深土层平均SWC分别为23.18%和21.13%），但雨季末（10月），NI_Ⅱ土壤水分补偿量最高，达403.12 mm。在高密度和低密度林分中滴灌显著提高了林分0～30 cm土层的SWC，且增加了深土层土壤水分补偿量（FI_Ⅲ较NI_Ⅲ和FI_Ⅰ较NI_Ⅰ的储水量变化量分别提高了84.40%和173.99%），滴灌仅显著提高了高密度林分土壤储水量（P <0.05）;(4)滴灌和降雨均能缓解或消除不同密度林分在2 m深度内出现的可恢复性土壤干层现象。【结论】根据本研究结果，建议在华北黄泛平原毛白杨大径材林培育过程中，以3 m×3 m密度造林且于旱季（4—6月）辅以多频率滴灌充分灌溉，促进杨树人工林在快速生长期（2～4年）的林木生长并改善其深层土壤水分状况。待林分出现密度效应及深层土壤水消耗后，可通过间伐等措施在实现土壤水分维持的同时提高杨树人工林林地生产力。

【目的】明确毛白杨细根对土壤水分的短期响应,充分了解其根系对土壤水分的生态适应策略,并为其人工林水分管理策略的优化提供理论依据。【方法】在栽植砂壤土的2年生毛白杨林分中,设置3个灌溉处理:充分灌溉(FI)、控水灌溉(CI)和对照(CK)。灌溉2个月后,在各处理林分中采用根钻法进行取样,得到不同处理、深度和水平距离的细根生长、分布及形态数据。【结果】垂直方向上,各处理间细根生物量密度(FRBD)在任一土层内均无显著差异(P>0. 05);在各处理间浅土层水分差异较大的区域和整个根区内,细根分布深度表现出CK> CI> FI的特点,该规律在水分差异较小的区域未出现;水平方向上,CK处理下的FRBD呈现出明显的随距树距离增大而逐渐减小的趋势,该趋势在FI和CI处理中较弱;除水平距树30 cm处CK处理的FRBD显著大于FI和CI外(P0. 05);细根分布表现出距树越远垂直分布越浅的特点;灌溉处理下,细根在滴头两侧的浅土层中大量聚集,对照处理下细根则大量聚集在靠近树体的深土层中; 0～50 cm的任意土层内,各处理间细根形态指标(直径、比根长、组织密度)均无显著差异(P> 0. 05);林木平均生长空间内整个根区的细根总量表现出CK> FI> CI的特点。【结论】当浅土层存在短期水分差异时,随着干旱胁迫加剧,毛白杨细根生物量的垂直分布逐渐加深,同时向靠近树体的方向聚集;毛白杨通过调节细根分布而非浅土层内细根形态以适应水分胁迫;就细根总量而言,毛白杨会采取先小幅降低,后显著升高的调节策略。在旱季对毛白杨幼林进行灌溉时,建议采用较高频率的充分灌溉。

【目的】明确滴灌下林地土壤水分运移规律,以期为林分精准滴灌策略制定提供数据支撑和理论依据。【方法】以砂壤土下进行地表滴灌的2年生毛白杨人工林为研究对象,通过田间试验研究灌水及水分再分布过程中土壤水势(ψ_s)、湿润锋和含水率(θ)的动态变化规律,然后利用田间实测数据评估HYDRUS-2D/3D模拟土壤水分短期运动的精度和可行性,并运用验证后的模型对不同初始土壤含水率(θ_i)下的湿润锋运移进行模拟。【结果】灌溉过程中ψ_s、湿润锋水平和垂直运移距离、土壤湿润体内θ随灌水时长的变化可分别用Logistic函数(R~2=0.99)、对数(R~2=0.99)、幂函数(R~2=0.82)和多项式(R~2=0.99)函数描述;停灌时,湿润锋水平和垂直运移距离分别达到22.9和37.3 cm,湿润体内ψ_s和θ较灌溉开始时分别提高61.6%和30.9%,ψ_s在停灌后约120 h恢复至灌溉起始水平;湿润锋水平和垂直运移距离模拟值与实测值的平均偏差分别为1.3和4.5 cm,停灌时及水分再分布过程中HYDRUS-2D/3D模拟θ的平均RMSE和RMAE分别为0.021 cm~3·cm~(-3)和9.7%;利用HYDRUS-2D/3D模拟,得到试验地不同干旱程度时(土壤水分有效性的40%,60%,73%和80%)θ_i越高,湿润锋的水平和垂直运移均越大,且不同θ_i下的水平运移均略小于其垂直运移。【结论】HYDRUS-2D/3D可用于模拟砂壤土下地表滴灌毛白杨幼林的短期土壤水分动态。不同θ_i下湿润锋水平和垂直运移距离随灌溉时长的变化图,可为砂壤土上毛白杨及相似树种人工林的合理滴灌时长的确定提供参考。

【目的】研究栽植密度对毛白杨Populus tomentosa林地土壤养分的影响。【方法】在3种不同栽植密度[行距×株距分别为2 m×2 m(T_1)、 4 m×3 m(T_2)和4 m×5 m(T_3)]下,对10年生毛白杨速生丰产林试验地0～5、 5～10、 10～20、 20～40、 40～60和60～100 cm共6个土层的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾质量分数进行了分析。栽植密度对土壤养分的影响用单因素分析法,数据间的多重比较用Ducan法。【结果】0～20 cm土层有机质、碱解氮、有效磷和速效钾所占比例分别为69%、 79%、 71%和74%;不同栽植密度下土壤养分质量分数不一致:T_2栽植密度下有机质在0～5 cm处最高,为15.44 g·kg~(-1),显著高于T_1,在5～20 cm土层处3栽密度间有机质差异显著(P0.05)。【结论】10年生毛白杨林地土壤养分富集在0～20 cm土层,栽植密度为2 m(行距)×2 m(株距)的养分低于栽植密度为4m×3m和4m×5m,养分质量分数随栽植密度和不同土层的变化而变化。图5表2参31

采用盆栽试验研究了日光温室内不同土壤水分处理下 ,生长在黄绵土和沙盖黄土上的 1年生仁用杏苗的水分特征和生长特征。结果表明 ,在 2个土类上 ,叶水势、叶相对含水率和单株耗水量均随土壤水分的降低而降低 ,其中各处理间的单株耗水量差异显著 ;叶片饱和亏、保水力和水分利用率随土壤干旱胁迫的加剧而有所提高 ,各处理间的水分利用率差异显著 ;地径、枝长、根干重、茎干重、茎重比、根重比和生物量等生长特征指标也随土壤水分的降低而呈下降趋势 ,除生物量指标外 ,其余指标各处理间差异不显著 ;土壤含水量达最大田间持水量的5 2 %以上时 ,才有较大的生物量 ;黄绵土较沙盖黄土上的仁用杏耐旱性强 ,生长量大。

采用张力计法测定了毛乌素沙地低吸力段土壤水分特征曲线,并用θ=aψ-b模型进行了拟合,分析了各层次土壤的持水和供水能力。结果显示:0～20cm的土壤持水能力最差,但供水能力最强,40～60cm的土壤持水能力最强,供水能力一般;当土壤吸力达到0 06～0 08MPa,即土壤容积含水率在1%～3%时,比水容量就已达到了10-1级,标志着土壤水分处于难效水阶段,植物利用比较困难;在室内采用环刀法测定了沙地土壤水分的入渗率,结果显示:有植被覆盖的试验区的初始入渗率、稳定入渗率和累积入渗量都比无植被覆盖的对照区大,说明该地区植被对土壤水分的消耗影响显著。

适宜的土壤含水量和植株密度是栽培草地管理的关键因子。本研究采用盆栽试验分析了不同土壤水分(85%～90%、 75%～80%、 60%～65%、 35%～40%的土壤饱和含水量)和植株密度(10、 15、 20株·盆~(-1))互作对紫花苜蓿(Medicago sativa)植株性状和叶片特征的影响。结果表明，紫花苜蓿株高、分枝数、根颈直径、主根长和叶绿素含量随土壤含水量增大，呈先增高后降低趋势，而叶面积和叶片干重表现为增加趋势。紫花苜蓿根颈直径、主根直径、叶面积、叶片干重随植株密度增大，均呈减小趋势，而叶绿素a和叶绿素b呈先增加后降低趋势。土壤水分和植株密度互作仅显著影响了根颈直径(P

"白色污染"问题催生了麻纤维地膜等可降解地膜的研发,其在不同土壤水分等环境条件下的降解特征与应用前景密切相关。为此,采用盆钵埋袋试验,结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,分析麻纤维地膜在土壤含水量为15%、25%和淹水条件下的降解特征,并探讨其与土壤微生物及酶活性的关系。结果表明,麻纤维地膜的降解过程均服从Olson衰减模型(P

【目的】为探究筇竹秆对不同土壤水分和养分条件的适应策略,本论文研究了不同土层厚度生境中的天然筇竹林竹秆解剖结构变化规律,旨在为筇竹工艺材用林培育提供理论指导。【方法】采用冗余分析与蒙特卡洛检验方法,分析了3种土层深度0～40 cm、0～80 cm和0～120 cm筇竹林竹秆解剖结构特征与土壤养分、水分的关系。【结果】(1)随着土壤水分和养分含量的递增,筇竹竹秆基本组织比量、维管束密度呈现显著递减的趋势(P 水解N>速效K>有效P>全P>全N>含水量>有机碳>酸碱度。【结论】土壤水分和养分含量的不同是影响筇竹竹秆的解剖结构可塑性的根本原因,解剖结构可塑性使得筇竹在不同土层厚度生境中形成适应性差异,竹秆维管束的大小和密度呈现的明显可塑性,是筇竹对土壤因子产生的重要适应特征。竹秆解剖特征及其适应可塑性对筇竹适应土层厚度异质性具有重要生态作用。

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱 3种土壤水分条件下研究了刺槐苗木生长及水分利用特征。结果表明 :随着土壤含水量的下降 ,刺槐叶水势、叶含水量、生长速率、光合速率及单叶水分利用效率 (WUE)均显著下降 ;在整个生长季中刺槐枝条快速生长和干物质增加主要集中在 4— 6月份 ;适宜水分下总耗水量和总生物量均为最高 ,但总水分利用效率在中度干旱时为最高 ;刺槐最高耗水月、最高耗水日和一天中最高耗水时间段在 3种土壤水分下均有差异 ,在中度干旱和严重干旱下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高耗水日滞后一个月以上。刺槐的最大耗水月在 3种土壤水分下均在 7月份 ;刺槐日耗水进程在生长季多数月份呈...

【目的】水是植被分布的限制因子,为改善清水河流域的生态环境及土壤生态建设,对该流域典型林分类型下土壤水分状况展开研究。【方法】本文采用土壤剖面水分速测仪(TRIME-FM)对清水河流域立地条件一致的4种典型林分类型(落桦混交林、山杨林、白桦林和华北落叶松林)进行土壤水分的动态监测。【结果】:(1)4种林分的土壤平均含水量差异显著,其大小排序为:白桦林(17.80%)>落桦混交林(14.16%)>华北落叶松林(12.38%)>山杨林(11.45%),8-9月份土壤蓄水量最大的为白桦林(142.40 mm),

为探究土壤水分和种植密度对紫花苜蓿（Medicago sativa）营养品质的影响，本研究采用双因素盆栽试验，分析了土壤水分梯度（W_(1):85%～90%、W_(2):75%～80%、W_(3):60%～65%、W_(4):35%～40%土壤田间饱和含水量）和植株密度（D_(1):10株·盆~(-1)、D_(2):15株·盆~(-1)、D_(3):20株·盆~(-1)）交互作用对紫花苜蓿粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(CA)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、无氮浸出物(NFE)及相对饲用价值(RFV)的影响。结果表明：紫花苜蓿CP、EE、NFE及RFV值在W_(2)处理下显著高于其他处理；CF、NDF、ADF及CA在W_(2)处理下显著低于其他处理；CP、RFV随植株密度的增加而降低；EE、CA随植株密度的增加而升高，EE在D_(1)、D_(2)处理下差异不显著并显著低于D_(3)处理，CA在D_(1)处理下显著低于其他处理；CF、NDF及ADF随植株密度的增加呈先升高后降低的趋势，其中CF在D_(2)处理下显著低于其他处理；NFE随植株密度升高呈先升高后降低的趋势，其D_(1)、D_(2)处理间差异不显著，但显著高于D_(3)；土壤水分和植株密度互作对各项指标均无显著影响。在W_(2)土壤水分下，紫花苜蓿获得较高的CP（22.40%）、EE（3.40%）、NFE（27.04%）和RFV（151.24%），较低的CF（36.26%）、NDF（40.23%）、ADF（30.53%）和CA（10.91%）；在D_(2)处理下，紫花苜蓿获得较高的NFE（27.52%）和较低的CF（37.79%）。综合考虑，当土壤水分在饱和含水量的60%～80%，植株密度为15株·盆~(-1)时，紫花苜蓿营养品质达到最佳。这一结果为紫花苜蓿田通过水分和种植密度耦合管理技术提供参考。

为探寻其生物量分配对不同土壤水分和种植密度互作的响应规律，为生产管理中通过种植密度和土壤含水量耦合管理来调控植物生物量分配，提高水分利用效率和植物生产力，完善植物适应环境因素的机制研究，本研究以紫花苜蓿为材料，通过盆栽试验分析了不同土壤水分85%～90%_(（W1）)、75%～80%_(（W2）)、60%～65%_(（W3）)、35%～40%_(（W4）)的土壤饱和含水量和不同种植密度10_(（D1）)、15_(（D2）)、20_(（D3）)株·盆~(-1)对紫花苜蓿生物量分配的影响。结果表明，土壤水分显著影响紫花苜蓿的叶生物量、茎生物量、单株地上生物量、地上生物量、地下生物量、根冠比（P<0.05），随土壤水分的减少，均呈先增加后降低趋势，峰值均出现在土壤水分含量为土壤饱和含水量的75%～80%时。种植密度显著影响紫花苜蓿单株地上生物量、地下生物量和根冠比（P<0.05），随种植密度增大，单株地上生物量呈先增高后降低趋势，种植密度为15株·盆~(-1)时，地下生物量和根冠比则呈增高趋势。土壤水分和种植密度互作只显著影响了紫花苜蓿的单株地上生物量（P<0.05），在土壤水分为土壤饱和含水量的75%～80%，种植密度为15株·盆~(-1)时，紫花苜蓿单株地上生物量有最大值，为5.00 g。这一结果说明紫花苜蓿可以通过调节地上、地下生物量的分配来适应土壤水分和种植密度条件，提高其水分利用效率和产量，本研究中土壤水分为土壤饱和含水量的75%～80%，种植密度为20株·盆~(-1)时紫花苜蓿的地上、地下生物总量最大，牧草产量最高。

以三倍体毛白杨不同密度试验林为研究对象,采用随机区组试验设计研究了4 a生长期内5个不同密度(2 m×2 m、2 m×3 m、2 m×4 m、2 m×5 m和3 m×4 m)试验林的0 20、20 40、40 60 cm土壤层次的理化指标(pH值、有机质、全N、碱解N、全P、有效P、全K和速效K含量),结果表明:(1)4 a生长期内,三倍体毛白杨各密度试验林3个土层的pH值均增加,尤其是低密度(3 m×4 m)试验林增幅最大,且随土层加深碱性增强。(2)各密度试验林3个土层有机质含量呈先降后升的变化,高密度(2 m×2 m、2 m×3 m)试验林有机质消耗量显著比其它密度的大。(3)土壤全P和...

【目的】分析不同施氮量和灌水水平对毛白杨林地土壤矿质氮动态的影响,以提高林地生产力和水氮利用效率,降低氮素损失,为林地长期施氮和灌水水平的合理选择提供理论依据。【方法】通过田间试验探究单次施氮周期内,4种施氮量(N0、N1、N2、N3分别为0、101.6、203.2、304.8 kg·hm~(-2))和3种灌水水平(W1、W2、W3分别表示土壤含水量下限为田间持水量的45%、60%、75%)下土壤矿质氮含量、氨挥发速率和脲酶活性的相关关系。【结果】单次施氮周期内,0～100 cm土层硝态氮平均含量为4.84～29.02 mg·kg~(-1),铵态氮平均含量为3.18～13.22 mg·kg~(-1)。硝态氮和铵态氮含量均随土层加深先增大后降低,随时间推移先增大后降低,分别于施氮后第7天和第3天达最大值(26.64～62.34 mg·kg~(-1)和26.61～51.32 mg·kg~(-1))。林地0～100 cm土层硝态氮和铵态氮累积量分别为55.39～331.99 kg·hm~(-2)和31.45～254.21 kg·hm~(-2),土壤矿质氮素主要以硝态氮形式累积,且累积量显著低于农田和果园等,铵态氮含量相对较低且稳定(除表层外)。林地土壤矿质氮含量和累积量与施氮量呈正相关,W3处理更易引起硝态氮向深土层运移。土壤氨挥发总量与施氮量和灌水水平呈显著正相关,且主要发生在施氮后10天内,于施氮后1～2天达到峰值(0.96～3.46 kg·hm~(-2)d~(-1)),单次施氮周期氨挥发损失量为1.57～18.29 kg·hm~(-2),损失率为14.05%～18.97%。土壤脲酶活性受施氮量和灌水水平影响极显著(P<0.01),随施氮量和灌水水平增大而增大,随时间推移先增大后降低,于施氮后第3天达最大值(3.14～4.48 mg·g~(-1))。偏相关分析表明,土壤表层硝态氮含量与铵态氮含量呈显著负相关,铵态氮含量与氨挥发速率呈显著正相关。【结论】不同施氮量和灌水水平显著影响毛白杨林地土壤硝态氮和铵态氮动态、氨挥发特征和脲酶活性。为减少林地氨挥发损失、降低硝态氮淋失风险,建议施氮量为203.2 kg·hm~(-2),土壤含水量控制在田间持水量的60%～75%。