【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】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。

通过模拟三峡消落带内的土壤水分梯度变化,设置了4个不同梯度处理,包括轻度水分胁迫(干旱T1)、常规水分条件(对照CK)、土壤水分饱和(半淹T2)与过饱和(全淹T3),测定香附子在不同处理条件下的适应性。结果发现,除表观CO2利用效率表现出一定的负向响应以外,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素等其它生理特性指标受水分梯度变化的影响均不显著。在水淹逆境中,香附子的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点均表现出显著的负向响应,而CO2饱和点及CO2补偿点则出现了正向响应的表现;在轻度水分胁迫条件下,与最大净光合速率和CO2补偿点不同,光饱和点、光补偿点及CO2饱和点表现出正向响应。说明在一定时期内香...

以太行山北部山西五台山中山地区幼林地土壤为研究对象，在阳坡、阴坡和半阳坡三种代表性立地上，从土壤水势、水容量等持水特性和土壤水分季节变化角度，并结合树木抗旱性和生长，研究了该地区土壤水分供应状况及其与造林成活和幼林生长的关系。研究表明，土壤有效水范围为－０．３－－２０ｂａｒ，正常生长水在－０．３－－３ｂａｒ，轻胁迫水－３－－１０ｂａｒ，中胁迫水为－１０－－２０ｂａｒ；土壤持水特性和有效水范围以阳坡最小，半阳坡最大；土壤自然含水率和有效水含量随降水而呈明显的季节变化特征，阴坡全年土壤含水率高，有效水充足，造林成活率高，幼林生长快，半阳坡和阳坡土壤含水率低，有效水较少，林木易于受旱，需选择抗旱树种...

根系周转率可以衡量植物根系的更新能力，对土壤含水率变化的响应敏感。在藏东南东达山高寒草甸选择5个土壤水分梯度设置样地，第Ⅰ、Ⅱ土壤水分梯度为湿润生境(土壤含水率> 25%)，第Ⅲ～Ⅴ土壤水分梯度为干旱生境(土壤含水率<25%)。分别于2017年与2021年取样，分析矮生嵩草(Kobresia humilis)种群根系周转率在生境干旱化过程中的动态。结果表明：1)随土壤含水率的降低，种群盖度显著下降(P <0.05)，地下芽库密度在各土壤水分梯度间差异显著(P <0.05)，但与土壤含水率之间的相关性不显著(P> 0.05)；湿润生境中，两个年度根系生物量的季节动态变化一致，而干旱生境的季节动态变化无规律。2)两个年度根系净增长量、周转率均与土壤含水率极显著正相关(P <0.01)，干旱生境中根系周转率年际差异显著(P <0.05)。3)根系主要由细根(直径≤1 mm)组成，在各土壤水分梯度的占比均大于80%，所占比例与土壤含水率显著正相关(P <0.05)，细根周转率显著大于粗根(直径> 1 mm)(P <0.05)。4)根系周转率与种群盖度显著正相关，根系周转率年际差异与盖度年际差异、地下芽库密度显著负相关(P <0.05)。生境干旱化过程中，矮生嵩草根系更新能力减弱，且根系生物量季节动态、周转率在年际间的差异增大，这种波动不利于种群的生长与更新，干旱胁迫使植物种群稳定性存在下降的风险。

研究土壤水分、生物多样性的空间变异性是认识陆地生态系统对降水变化的响应特征及适应机制的有效途径。论文利用黄土高原自东南向西北的天然降水梯度,采用样带研究方法对47个草地0～3 m土壤水分和物种多样性进行测定,系统分析了草地土壤水分和植物物种多样性在降水梯度上(250～550 mm)的空间分异及二者之间的权衡关系。结果表明:降水自东南向西北递减是控制黄土高原草地0～3 m土壤水分和物种多样性空间异质性的关键因素。随降雨减少,土壤水分呈线性递减趋势,其中浅层土壤水分(0～1 m)与年降水量相关系数最大。物种丰富度指数和物种多样性指数随降水减少呈显著的线性递减趋势,物种均匀度指数在降水梯度上没有明显变化。370 mm年均降水量是物种多样性和土壤水分权衡关系的转折点,转折点以上二者存在协同关系,即土壤水分和物种多样性沿降水梯度以相同速率变化。370 mm年均降水量以下,物种多样性和土壤水分的权衡增大,意味着维持物种多样性以消耗土壤水分为代价。

该文采用TDR分层对大青沟自然保护区土壤水分进行定位观测,利用DCCA排序定量分析土壤水分时空梯度与环境因子关系,通过Surfer软件的Kriging插值法绘制土壤水分等值线排序图。结果表明:该地区影响土壤水分生长季节变化的主要环境因子为植被、坡位和坡向。0~60 cm土层平均体积含水率在5~9月沟底阔叶林为29.33%~37.86%;下坡位蒙古栎矮林为6.29%~17.24%;中上坡灌丛为5.45%~12.20%;沙地樟子松林为5.04%~11.20%;沙地疏林草原为4.16%~5.43%。0~15 cm与16~30 cm表层土壤水分排序第1轴与海拔、坡向、坡位、植被有极显著的负相关系;31...

为模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征,作者设置了常规生长水分条件(CK)、轻度干旱水分胁迫(T1)、土壤水饱和(T1)以及水淹(T3)4个不同处理组,研究池杉当年实生幼苗在三峡库区消落带水位变化条件下的光合生理生态响应机理和适应对策。研究结果表明,不同水分处理均显著影响池杉幼苗光合色素、叶片气体交换以及表观资源利用效率。池杉幼苗不仅具有耐水湿的特点,还具有一定程度的耐旱性。在消落带防护林体系建设中,池杉适宜栽植于土壤饱和水或渍水的环境中;在干旱环境条件下应注意浇水抗旱,使池杉保持正常的净光合速率。

树木细根是吸收水分和养分的重要器官,它的生长、死亡、分解在森林生态系统养分循环中起着重要作用。根系对水分和养分的吸收密切复杂地联系在一起,土壤水分和养分有效性对细根生长与发育影响不同,但细根生长的季节动态与土壤水分的季节动态分布规律一致,增加土壤水分显著增加细根生物量;而增加土壤养分对细根生长变化的影响较复杂,多数研究结果认为随土壤养分的增加,细根生物量增加或减少,低级根的根长和直径普遍增大,比根长减小。水肥耦合处理下的细根生物量显著大于灌溉和施肥处理下的细根生物量,并具有明显的季节规律性;水肥耦合会使细根根长密度增大;细根寿命暂时性缩短或延长等。在分析了不同树种在不同立地条件下细根生长规律及...

2007-06—2008-04,采用土钻法在黄土高原地区安塞县和泾川县刺槐人工林调查刺槐细根和土壤水分,发现刺槐细根表面积密度和土壤水含量随土层深度的变化有相似的趋势,建立细根表面积密度和土壤水含量随土层深度和时间(月份)变化的耦合模型S=pesin(π/6 t-m).W a e-bh。经验证,该模型能够很好地描述黄土高原地区刺槐细根生长与土壤水分之间的耦合关系,可反映细根生长和土壤水分随时间的周期性变化;模型参数a的值介于0和1之间,表明刺槐根系生长仅利用了一部分土壤水分,不会造成研究区域刺槐林地土壤的干化。

以未退耕的陡坡耕地作对比,对退耕还林(草)4年后2种草本层模式的三倍体毛白杨林地进行≤1mm细根生物量及土壤水稳性团聚体(WSA)含量的研究。结果表明:2种林地的林木细根生物量均为上层>中层>下层,比值均约为50∶30∶20,黑麦草林地林木细根年平均生物量约为自然草林地的2倍;但就总细根量来说,自然单根系大于黑麦草根系,是黑麦草的4.4倍;林地的水稳性团聚体含量和未退耕地在总量上差别不大,但林地上层和中层大粒级的水稳性团聚体含量明显高于未退耕地;相关性分析结果表明,≤1mm细根能提高大粒级及水稳性团聚体含量及水稳性团聚体总量。

【目的】研究不同密度配置下的毛白杨人工林在造林4年后根系的空间分布特征，旨在探究不同密度配置是否对毛白杨根系分布存在影响，为毛白杨合理配置提供理论依据。【方法】选取2种造林密度（2 m×3 m和3 m×4 m）的5年生毛白杨人工林为研究对象，采用根钻法，在水平方向30、60、90、120、150 cm处，垂直方向20、40、60、80 cm处依次取样，每株共取得20个根系样品，共选取18株标准木，获得360个样品。对细根生物量、根长密度、根重密度等的空间分布特征进行研究。【结果】1）造林初期密度对树木的树高存在显著影响，胸径影响不显著。2）不同造林密度会对毛白杨人工林细根空间分布特征产生显著影响。株行距为2 m×3 m的细根生物量、细根根重密度均显著高于3 m×4 m密度配置；而比根长、根长密度、根表面积密度则以3 m×4 m密度配置下更优。3）水平方向上，2 m×3 m密度条件下，距树干水平距离0～30 cm处细根生物量显著高于其他水平距离，且0～30 cm细根生物量显著高于3 m×4 m。2 m×3 m密度下比根长、比表面积均随水平距离增加而增加，以120～150 cm处最大，而3 m×4 m密度下比根长各水平距离间均无显著差异。4）垂直方向上，两种密度下生物量、根重密度均呈现随着垂直深度的增加而逐渐减小的趋势，且均以0～20 cm深度处最大。5)3 m×4 m密度下根长密度表层显著高于其余深度土层，而2 m×3 m密度下60～80 cm根长密度分配比例（27.30%）接近0～20 cm处（27.25%），表层及深层均有较大细根分配比例。2 m×3 m较高密度40～80 cm根长密度占整株的53.64%，高于3 m×4 m较低密度40～80 cm的45.62%。【结论】不同密度配置显著影响毛白杨细根的空间分布，2 m×3 m较高密度配置会导致毛白杨根长密度分配比例下沉，即密度带来的竞争关系导致植物细根的向下伸长，吸收更深层次的土壤资源。

为探讨鲁西黄泛沙地毛白杨幼林的农林间作效果,采用田间对比试验方法,观测了不同间作处理的林木生长量、叶片养分含量、土壤养分含量和水分含量及作物产量,并对土壤及树体养分状况与林木生长量进行相关分析.结果表明:幼林期间进行农林间作不仅能改善林地土壤水分状况,提高林地有机质及速效N、P、K含量,也能明显改善树体营养状况,促进林木生长.林分平均胸径生长量与土壤有机质和叶片N、P、K含量呈显著正相关,相关系数分别为0.967、0.955、0.988、0.972.间作西瓜--蔬菜、花生--小麦、大豆处理的林木全株叶面积、冠幅、枝条数、平均枝长分别是对照(不间作)的1.70~3.0倍、2.22~2.47倍、1...

研究落羽杉与池杉幼苗对常规水分处理(C)、轻度干旱(MD)、土壤潮湿(WS)以及水淹(FL)等不同水分处理的生理响应特性。与对照组相比,2树种幼苗在轻度干旱与水淹处理条件下叶片自由水含量显著提高,而束缚水含量则显著降低。2树种幼苗在潮湿处理组的叶片自由水与束缚水含量均未出现低于对照组的现象。轻度干旱、土壤潮湿与水淹处理均未导致2树种叶片电导率与丙二醛含量的显著变化(池杉水淹条件下叶片的丙二醛含量变化例外)。水淹处理能显著增加2树种幼苗叶片的可溶性糖含量,同时降低其脯氨酸含量。轻度干旱与潮湿处理能显著增加落羽杉而降低池杉幼苗叶片的脯氨酸含量。尽管同属的2树种幼苗表现出较多相似的响应特征,二者对不...