采用野外定位实测和室内分析相结合的方法,基于结构方程模型研究了西南典型红壤土石山区4种公路边坡护坡植物根系特征及其对同空间内土壤水分的影响.结果表明:灌木植物根系属V type垂直构型,草本植物为散生须根属M type团网构型,4种植物根系呈浅层化分布,代表根径均为细根,草本植物根系长度、干质量、表面积均大于灌木植物,且分布趋势均随土层加深而减少;根系分布与同空间内土壤水分显著正相关(P<0.01),根系表面积和根系干重等特性对土壤含水率呈极显著的正相关影响,结构方程路径总系数达0.99,根系结构由粗根含量决定,且对土壤含水率存在系数-0.39的显著负相关,对根系特性和根系延伸范围存在总系数-1.50和-1.54的极显著负影响.草本植物对较浅或贫瘠的土壤边坡的适应性更好,其保持土壤水分的作用更好,而土层较深边坡建议选择灌草搭配的方式来达到保水固土的目的.

植物体内水分是影响植物光合作用、呼吸作用、生物量及其他生理生化指标的主要因素之一,植物含水率的调查是植被研究的重要内容,利用高光谱进行典型荒漠植物含水率与冠层光谱的关系研究对荒漠区植被遥感监测具有重要意义。本研究借助ASD便携地物光谱仪实地测定了10种典型荒漠植物的冠层光谱曲线,并采用相关系数法和植被指数法,分析了不同荒漠植物光谱特征及其与冠层含水率的关系,结果显示:1)荒漠植物反射光谱曲线具有绿色植物在可见光-近红外波段的普遍特征,有明显的"绿峰"特征和"红边效应"。2)在954-973,1 184-1

[目的]探究土壤优先流的形成机理,揭示林地土壤水分运移规律,加深对森林调节水文、涵养水源机理的认识,为滇中林区水源涵养、植被生态建设提供理论依据。[方法]以滇中磨盘山云南松林、华山松林、滇油杉林、高山栎林4种林分类型为研究对象,利用染色示踪法和Photoshop CS 5、Image Pro Plus 6.0图像处理软件获取优先流染色区域总面积和染色面积比,分析不同林分类型的土壤优先流特征及优先流染色面积比随土层深度的变化;同时测定各林分类型土壤的理化性质,采用相关分析、主成分分析和通径分析方法,研究影响4种林分土壤优先流特征的土壤因子。[结果]4种林分表层土壤水分运动以基质流为主,染色面积比随土层深度的增加逐渐减小,优先流现象明显,优先流发育程度表现为华山松林>云南松林>滇油杉林>高山栎林。4种林分不同土层深度的土壤理化性质存在显著差异(P<0.05),华山松林地的土壤疏松程度、持水特性、土壤肥力特性均表现最优。4种林分土壤容重均与染色面积比呈极显著负相关(P<0.01),pH、全钾含量与染色面积比呈负相关;除土壤容重、pH、全钾含量外,饱和持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质含量等土壤因子均与染色面积比呈正相关关系。主成分分析和通径分析结果表明,优先流的形成是不同土壤因子直接作用和间接作用的结果,其中土壤容重是引起染色面积比变化的决定性因子,全氮含量对优先流的形成具有限制性作用。[结论]土壤疏松程度、持水特性、土壤肥力特性等共同作用影响优先流的形成与发生,土壤理化性质是土壤优先流形成的重要驱动因素。

委陵菜属(Potentilla)植物具有较强的抗逆性和观赏价值,是我国华北地区极具发展潜力的乡土植物。本研究以绢毛匍匐委陵菜(P. reptans var. sericophylla)、匍匐委陵菜(P. reptans)、匍枝委陵菜(P. flagellaris)和鹅绒委陵菜(P. anserina)为材料,研究了不同土壤含水量对4种委陵菜生长及生理的影响,为这类植物的可持续发展提供参考。本研究设置田间持水量(FC)为25%、50%和75%3个水分梯度,在试验第15天测定其生长及生理指标。4种委陵菜在75%FC和50%FC处理均长势良好。匍枝委陵菜50%FC处理长势最好,75%FC叶片相对含水量降低,过氧化物酶(POD)活性增强。25%FC处理下,绢毛匍匐委陵菜长势良好;鹅绒委陵菜总生物量下降,超氧化物歧化酶(SOD)和类胡萝卜素含量升高;匍匐委陵菜和匍枝委陵菜株高降低,SOD和过氧化氢酶(CAT)活性均增加。结果表明,绢毛匍匐委陵菜因较强的水分维持能力在各处理下长势良好;水分亏缺下,匍枝委陵菜、鹅绒委陵菜及匍匐委陵菜均通过激活抗氧化防御系统缓解水分胁迫。

黑龙江省平原和山区交错带植被受长期的人为破坏,林相差,人为活动频繁,火险等级高,火灾频发。加强该区域可燃物含水率动态和预测研究,有利于提高火险预报准确性。以处于该交错区的黑龙江省庆安县典型地表死可燃物为研究对象,对其含水率和气象要素进行了动态观测,分析了影响含水率的因子,并以气象要素、FWI指标及两者的混合为预报因子分别建立了地表死可燃物含水率的预测模型。结果表明,可燃物不同含水率时,其影响因子不同,低含水率时,受湿度影响大;高含水率时,受降雨影响大。FWI指标,主要是FFMC与全范围的含水率相关,但与≥35%的含水率相关差。该指标可用于预测全范围的含水率,但误差大于气象要素回归法,不适合降雨...

采用动态密闭气室分析法,对荒漠草原4种典型植物群落(蒙古冰草群落、赖草群落、甘草群落、沙蒿群落)土壤呼吸进行了测定,运用数理统计的方法得到了枯落物输入对土壤呼吸的贡献量及其与环境因子的关系。结果表明:土壤呼吸日变化呈"单峰"曲线,有枯落物输入的土壤呼吸速率显著高于无枯落物输入的土壤呼吸;4种群落枯落物对土壤呼吸CO2的贡献量依次为:甘草群落(0.095g/(m2·h))>蒙古冰草群落(0.083g/(m2·h))>赖草群落(0.076g/(m2·h))>沙蒿群落(0.041g/(m2·h)),枯落物呼吸日贡献量与地表温度呈线性正相关。枯落物呼吸贡献量的季节变化规律呈"双峰"曲线,2次峰值分别出...

根据时域反射技术原理，研制了测量土壤含水率的一种新型传感器。实验结果表明，其测试精度符合用户需要。

采用生长箱培养法,分别研究700与350μmol/mol CO2浓度下红松幼苗水分生理特征和土壤含水率变化。研究表明:1)初始土壤含水率相同,相同条件培养5 d后高浓度CO2培养苗木土壤含水率较高;2)土壤含水率没有显著差异时,高浓度CO2培养导致苗木气孔导度、蒸腾速率和地上部含水率下降,水分利用效率和叶水势升高;3)随着土壤含水率产生差异,高浓度CO2培养苗木的气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率和叶水势没有发生显著变化,而低浓度CO2培养苗木的气孔导度、蒸腾速率下降,水分利用效率与叶水势升高不显著。

通过室内模拟试验与理论分析,探究4种不同土壤初始含水率条件下深层坑渗灌土壤水分运动规律。结果表明:初始含水率对入渗特性有显著影响。相同入渗时间,初始含水率越大,累积入渗量越小,入渗率也越小;而湿润锋运移距离随初始含水率的增大而增加;初始含水率越大,湿润体也越大,且相同位置的含水率也越大。建立了改进的Kostiakov入渗模型,以及初始含水率与湿润锋运移距离的幂函数关系,对所建模型进行验证,精度较高。

以鲁荷红、藏娇、脂红、胡红4个牡丹品种为试材,研究了土壤含水率对其生理生化特性的影响.结果表明,随着土壤含水率的升高,牡丹叶片的脯氨酸(Proline)含量、叶片电导率、过氧化氢酶(CAT)活性升高;丙二醛(MDA)含量呈先升后降的趋势;蛋白质含量、叶片相对含水量、过氧化物酶(POD)活性下降;SOD变化不稳定.高土壤水分胁迫下,牡丹的叶绿素合成受阻.总体而言,随土壤含水率的升高,牡丹叶片的游离脯氨酸含量、MDA含量、CAT活性3个指标的变化趋势比较一致,可作为牡丹耐土壤含水率的鉴定指标.

准确地模拟地表可燃物含水率动态变化规律,对于预测预报林火发生或林火行为具有重要意义。应用Nelson模型和Simard模型,以5种典型林型(分别为阴坡落叶松林、阴坡落叶松-白桦混交林、阴坡白桦林、阳坡樟子松林和阳坡白桦林)的地表可燃物为研究对象,分析了气象因子与地被可燃物含水率的相关性,用2015年春季防火期实测数据构建了5种不同林型的可燃物含水率预测模型,并用2016年春季防火期监测数据对预测结果进行验证。结果表明:Nelson模型得出5种林分预测结果为:阴坡落叶松林>阳坡白桦林>阴坡白桦落叶松林>阴坡白桦林>阳坡樟子松林。Simard模型得出5种林分预测结果为:阴坡落叶松林>阴坡白桦林>阳坡白桦林>阴坡白桦落叶松林>阳坡樟子松林。2种模型预测阴坡落叶松的含水率准确率均高于其他4种林分。Nelson模型给出的阴坡落叶松平均绝对误差为0.09,平均相对误差(MRE)为0.09,Simard模型给出的平均绝对误差为0.10,平均相对误差为0.10,Nelson模型略优于Simard模型。研究结果可为该区的森林防火提供快速和准确的火险预测预报,进而为有效防控森林火灾提供重要的技术支撑。

云南省是我国重点火险区,准确预测该省可燃物含水率对于提高火险预报准确性十分必要。在2013年防火期,通过对昆明地区8个林分地表凋落物可燃物含水率的连续观测,分析了其动态变化规律和影响因子,并采用气象要素回归法、FWI法和两种方法混合建立了相应的死可燃物含水率预测模型。这些模型采用的预报因子都是现有常规气象站方便观测的气象要素,模型误差在同类研究的控制水平内,可以在该地区的森林火险预报中直接应用。对于<35%的可燃物含水率的预测,采用混合模型的误差最小,考虑到计算的方便,实际中可以使用气象要素回归模型,平均绝对误差(MAE)2.1%~6.0%,平均3.6%;平均相对误差(MRE)11.4%~32...

【目的】可燃物含水率预测是林火预报研究的重要内容,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率在一定程度影响了林火垂直蔓延的持续性及地下火发生的可能性,含水率变化主要是受天气状态和地形特征的影响,而我国关于半腐殖质和腐殖质含水率动态变化及其预测模型的研究较少,分析红松蒙古栎针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质3层可燃物含水率的动态变化,对建立我国林火预报系统有指导作用。【方法】本研究对帽儿山地区红松蒙古栎典型针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率进行每日监测,同步监测林分内气象数据,统计分析气象要素和3层可燃物含水率的相关性,选择气象要素回归法建立3层可燃物类型的含水率预测模型。【结果】在整个监测期内,地表细小可燃物含水率波动最大,最小值为10.99%,最大值为253.30%;半腐殖质次之,最小值为19.21%,最大值为238.07%;腐殖质含水率最稳定,最小值为48.45%,最大值为193.83%,波动最小。地表可燃物含水率变化对气象因子的响应最敏感,多与当日或前一日气象因子相关,半腐殖质次之,腐殖质含水率仅与空气温度相关;建立3种可燃物含水率气象要素回归预测模型,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质的含水率预测模型平均绝对误差和平均相对误差分别为22.2%、23.5%、17.1%和7.1%、14.8%和23.4%,以MRE为15%为界限,细小可燃物和半腐殖质含水率预测模型精度均能达到林火预报精度,腐殖质含水率预测模型精度较差。【结论】综合分析可得,3层可燃物在防火期内有被引燃,进而发展为森林火灾的可能,在今后的林火预报工作中,还应该注意地下可燃物,包括半腐殖质和腐殖质含水率的预报。

基于电流 -电压四端法的“polar- dipole array”形式 ,以壤土作为研究对象 ,对土壤含水率和土壤盐分与土壤电导率之间的相互关系进行了试验研究。结果表明 ,在土壤盐分和含水率 2个相关因素中 ,土壤盐分对土壤电导率的影响较土壤含水率要大得多

【目的】分析加拿大火险等级系统中湿度码预测江西典型地表细小死可燃物含水率的适用性,为该地区含水率研究提供基础数据以及更好的理解湿度码在我国的适用性。【方法】以江西省南昌市茶园山林场典型林分马尾松林(MWS)、杉木林(SM)、柳杉林(LS)和毛竹林(MZ)下地表细小死可燃物为研究对象,在2018年10月23日—2019年1月20日(江西省防火期)以非破坏性采样方法对其含水率动态变化进行监测,并同步监测气象要素,利用Spearman偏相关分析地表细小死可燃物含水率动态变化与气象要素和湿度码的相关性,选择气象要素回归法和湿度码回归法建立地表细小死可燃物含水率预测模型,并进行模型外推分析,得到预测模型精度和外推能力,分析湿度码预测江西典型地表细小死可燃物含水率的适用性。【结果】监测共进行90 d,主要得到以下结果:1)地表细小死可燃物含水率动态变化主要受相对湿度和降雨的影响,此外,马尾松还受空气温度极显著影响,柳杉和杉木含水率与风速呈极显著负相关;2)地表细小死可燃物含水率与细小可燃物湿度码、腐殖质码和干旱码都呈极显著负相关,且相关性逐渐降低;3)直接使用细小可燃物湿度码得到的含水率值与所有地表细小死可燃物含水率实测值均有极显著差异,平均绝对误差和相对误差范围分别为43.717%～80.377%和49.576%～151.698%;4)气象要素回归模型的平均绝对误差和平均相对误差范围分别为20.395%～40.765%和37.417%～59.175%,湿度码回归模型的平均绝对误差和平均相对误差范围分别为19.366%～34.372%和33.895%～47.258%,湿度码回归模型误差显著低于气象要素回归模型;5)气象要素回归模型和湿度码回归模型的外推绝对误差均值分别为50.244%和45.824%,湿度码回归模型外推能力要优于气象要素回归模型。【结论】直接使用湿度码预测江西典型地表细小死可燃物含水率并不适用,选择回归法对其校正,虽然较气象要素回归法显著提高了预测精度,但依旧无法满足火险需要。在今后研究中,还需对湿度码中关键参数:平衡含水率和失水系数等进行校正,提高基于湿度码预测地表细小死可燃物含水率的精度。