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[期刊] 自然资源学报
[作者]
张钦弟 卫伟 陈利顶 杨磊
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。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王学春 李军 王红妮 郝明德
明确黄土高原地区降水和气温变化对冬小麦田土壤水分和产量的影响,对探索适应气候变化的冬小麦田间管理措施具有重要的现实意义。论文在验证EPIC模型对冬小麦田土壤水分模拟精度的基础上,以历史气象数据为基础,设置TR1、TR2和TR3三个气候情景,采用作物模型模拟的方法,研究黄土高原冬小麦田土壤水分和冬小麦产量对降水和气温变化的响应。结果显示:1)1961—2010年黄土高原降水呈降低趋势,其年际间变化幅度和频率均有所增加。与1961—1970年相比,洛川、长武、运城和延安的年均降水量在2001—2010年间分别
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王学春 李军 王红妮 郝明德
明确黄土高原地区降水和气温变化对冬小麦田土壤水分和产量的影响,对探索适应气候变化的冬小麦田间管理措施具有重要的现实意义。论文在验证EPIC模型对冬小麦田土壤水分模拟精度的基础上,以历史气象数据为基础,设置TR1、TR2和TR3三个气候情景,采用作物模型模拟的方法,研究黄土高原冬小麦田土壤水分和冬小麦产量对降水和气温变化的响应。结果显示:1)1961—2010年黄土高原降水呈降低趋势,其年际间变化幅度和频率均有所增加。与1961—1970年相比,洛川、长武、运城和延安的年均降水量在2001—2010年间分别降低了18.1%、13.6%、18.8%和24.9%,其变差系数分别增加了0.029、0.087、0.02和0.057。1961—2010年黄土高原气温呈波动性增加趋势,其中日最低气温增加幅度大于日最高气温增加幅度。与1961—1970年相比,日最高气温在2001—2010年间增加了0.30~0.84℃,而日最低气温增加了1.00~1.55℃。2)EPIC模型能够较好地模拟黄土高原冬小麦田土壤水分动态变化规律,0~2.0 m土层土壤湿度观测值与模拟值间的相对均方根误差RRMSE值为6.0%~14.0%,R2和模型效率ME值分别为0.824和0.815。3)黄土高原地区降水的减少和最高气温的增加均不利于冬小麦生产,而最低气温的提高对冬小麦生产较为有利。洛川、长武、运城和延安冬小麦产量因年降水量的降低而分别减产了8.5%、7.6%、11.7%和12.3%;因日最高气温的升高分别减产了6.4%、6.8%、7.2%和-3.0%;因日最低气温的提高而分别增加了8.8%、10.2%、1.5%和12.0%。因此,为适应降水减少和日最低气温升高的趋势,黄土高原冬小麦生产区应适当调整冬小麦播期,研究并推广保水节水技术措施,充分利用气候变化对冬小麦生产的有利因素,克服不利因素,确保冬小麦的可持续生产。
[期刊] 草业科学
[作者]
王婷 李建平 张翼 井乐 张茹
为了明确不同降水下天然草地浅层土壤水稳定性团聚体及土壤粒径分形特征的变化,本研究以黄土丘陵区宁夏固原云雾山自然保护区封育12年的典型草原为研究对象,利用人工遮雨装置,对比分析了正常降水(100%降水)、50%降水和150%降水下0–30 cm土层的土壤粒径分形特征及土壤团粒结构性状。结果表明:1)在0–10 cm土层,100%降水下> 3 mm的水稳性团聚体比重显著高于50%降水和150%降水处理(P 0.05);20–30 cm土层,> 3 mm和 3 mm的水稳定性团聚体极显著正相关(P <0.01),相关系数为0.43;其与 3 mm和
[期刊] 自然资源学报
[作者]
肖庆文 倪晋仁 李天宏
选择具有黄土丘陵沟壑区典型特征的杏子河流域为研究区域,在分析流域土地利用现状的基础上,基于GIS的栅格模型将累积土壤水分补给量模型、土壤侵蚀模型和多目标非线性优化模型结合起来,建立了黄土丘陵沟壑区土地利用空间优化模型,并应用此模型探讨了杏子河流域在综合治理过程中的一些特点和规律。研究表明,经济效益随着治理程度的增加而持续增加,生态效益在治理程度达到30%后明显减小。由于综合考虑了土壤水分的空间分布,优化后的经济效益明显增加,生态效益差别不大,但是退耕还林的效果更好。
关键词：
土地利用 土壤水分 土壤侵蚀 空间优化
[期刊] 自然资源学报
[作者]
张秀英 冯学智 赵传燕
土壤水是黄土高原生态环境的主控因素,进行土壤水时空分布的模拟对黄土丘陵区农业生产、植被恢复和土地合理利用及配置具有重要的指导意义。从水量平衡的角度出发,采用GIS软件Arc/Info的GRID数据结构,对定西县安家沟小流域影响土壤水分时空分布的要素:降雨、径流和蒸散(发)进行了空间分布的模拟,并利用实测土壤水分数据进行检验,合格率达到83.146%。结果表明,利用水量平衡原理并对参数进行一定的化简进行黄土高原土壤水分的模拟是可行的。
[期刊] 草业科学
[作者]
石海涛 张大才
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。
[期刊] 林业科学
[作者]
吴裕鹏 许涵 李意德 骆土寿 陈德祥 林明献
沿海南尖峰岭林区海拔梯度设立164块25m×25m样地,分析乔灌木层物种多样性沿海拔梯度的变化规律,同时分析森林采伐对这种分布格局的影响。结果表明:尖峰岭物种丰富,164块625m2样地共记录植株65144个,分属84科253属596种;原始林的物种丰富度沿海拔梯度呈现双峰型的分布格局,主要受尖峰岭地区水热、光照、群落特性等因素控制;径级择伐后森林物种丰富度沿海拔梯度波动上升;皆伐后森林物种丰富度随着海拔梯度剧烈波动;原始林的Simpson物种多样性指数随海拔增高而缓慢上升;径级择伐森林Simpson物种多样性指数首先随海拔增高而平缓上升,海拔800m处最高,之后缓慢下降;皆伐林中Simpso...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈云明 刘国彬 杨勤科
为提高黄土高原人工植被建设成效,依据天然植被呈地带性分布的规律,对比分析不同地带人工林与天然植被对土壤水分利用的差异。结果表明:不同植被地带的人工林下均存在一定程度的水分亏缺和干化层现象,其严重程度为森林带<森林草原带<典型草原带。森林带的水分条件可满足林木成材对水分的需求,林木采伐后土壤水分可得到很好恢复;森林草原带可满足10龄以下林木生长对水分需求,10龄以上林分的水分亏缺严重,林木采伐后土壤水分恢复进程缓慢;典型草原带不能满足人工林生长对水分需求。在此基础上,提出了与地带性水分条件相适应的人工林草植被建设模式。
关键词：
土壤水分 地带性特征 对比分析 人工林
[期刊] 林业科学
[作者]
张岩 朱岩 张建军 卢路
采用EnviroSMART土壤水分定位监测系统于2008-05-14至2008-10-11及2009-05-05至2009-08-05对晋西黄土区刺槐人工林、油松人工林(水平条整地)、天然次生林0～150cm土层的土壤水分进行实时监测。以这些监测数据为基础,分析SWUF模型参数的敏感性,进行参数率定,验证SWUF模型在晋西黄土高原水土保持林地的适用性。结果表明:SWUF模型中的蒸发参数、产流参数、非饱和水流参数属于高度敏感性参数,使用SWUF时必须对这些参数进行率定;SWUF模型对刺槐人工林20～150cm各土层、油松人工林和次生林0～150cm各土层土壤水分动态模拟效果较好,模拟值与实测值相...
[期刊] 林业科学
[作者]
王延平 韩明玉 张林森 毛晨鹏 雷玉山
采用定点监测法,对陕西省不同区域、生长年限、立地类型以及乔矮化果园的土壤水分分异特征进行研究。结果表明:陕西苹果园由南向北土壤贮水量逐渐降低,土壤水分亏缺加重;在干旱季节,北部丘陵沟壑区果园土壤水分亏缺度高达18.5%～47.5%,黄土残塬区为7.8%～20.3%,关中平原仅有1.2%～6.3%;在生长季内,随土壤深度增加,土壤含水量变异程度减弱;北部丘陵沟壑区的变化主要发生在2.2m以上土层内,CV值达12.67%～35.32%;黄土残塬区主要在1.8m以上土层内,CV值11.72%～24.54%;关中平原主要在1.2m以上土层内,CV值13.63%～20.76%;同一区域的果园土壤剖面贮水...
关键词：
陕西黄土高原 苹果园 土壤水分 土壤干化
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李军 邵明安 张兴昌
在EPIC模型介绍和模拟精度验证的基础上,利用EPIC模型对黄土高原旱塬地冬小麦水分生产潜力和土壤水分动态进行了中期(12a)和长期(30a)评价定量模拟研究。结果表明:(1)在12a实时气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力随降水量变化呈现波动性降低趋势,3m土层土壤有效含水量也表现为剧烈波动性和逐渐下降趋势,土壤干燥化趋势明显;(2)在30a模拟气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力呈现波动性轻微降低趋势,3m土层土壤有效含水量季节性和年际间波动性显著,但土壤干燥化趋势并不明显;(3)综合分析认为,在降水量减少幅度不显著的情况下,旱塬地麦田土壤干燥化只是一种短期现象,不会导...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘旭 程瑞梅 郭泉水 肖文发
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...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
梁方晖 赵凌平 谭世图 魏楠 赵芙蓉
[目的]比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异,探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响,为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。[方法]以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象,采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系,比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异,并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。[结果]在0～80 cm土层,灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层,随着土层深度增加,灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势,而全磷含量变化不明显;在同一土层,灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置,植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看,灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%,90.79%,92.91%,说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中,灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明,灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量,0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。[结论]在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长,提高土壤水分和养分含量,有利于退化草地的恢复。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王海珍 梁宗锁 韩蕊莲 韩路
以黄土高原大叶细裂槭、虎榛子、白刺花、辽东栎4个常见乡土树种幼苗为试验材料,用盆栽方法模拟土壤干旱条件,研究各树种在不同土壤水分条件下的耗水规律。结果表明,不同土壤水分处理下,各树种的耗水量依次是适宜水分>中度干旱>重度干旱;耗水量在各月的分配规律为:4,5,10月耗水少,6～9月耗水多。因土壤水分条件不同,4个树种在生长季的耗水规律也有差异,随土壤水分含量的减少,不同树种的最大耗水时期、最高耗水日及日耗水高峰有提前的趋势,总耗水量在各月份的分配比例各不相同,不同树种的耗水规律具有其自身的特点。大叶细裂槭对水分的反应较敏感,适应性强;白刺花属高耗水高水分利用效率的树种,耗水量在4个树种中最高...
关键词：
黄土高原 乡土树种 耗水特性 水分利用率
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