南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅶ.丘陵赤红壤-果树-大气连续体中水流阻力的变化及其分布规律

依据田间实测资料,运用水流的电模拟原理,定且分析了南亚热带丘陵赤红壤-果树（荔枝、芒果和龙眼）-大气连续体中水流阻力各分量的大小、变化规律及其相对重要性．结果表明,连续体中的水流阻力主要分布于从叶气孔腔到大气的扩散过程,荔枝、芒果、龙眼叶-气系统的水流阻力Rla占连续体水流总阻力Rsa的比例分别为93.65％～98.03、95.68％～99.03％、90.13％～98.71％;果树植株体的水流阻力Rp居其次,占Rsa的比例分别为1．97％～6．35％、0.97％～4.32％、0．08％～9．87％：土壤阻力Rs最小,占Rsa的比例小到可忽略不计,故叶-气系统的水流阻力是决定连缤体中水流速率的重要因素．     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅱ.丘陵赤红壤水分循环动态特征

根据定位观测资料,阐述了南亚热带丘陵赤红壤水分循环的动态特征。研究结果表明,南亚热带丘陵赤红壤贮水量存在年际变化和显著的季节变化：雨季（4～9月）土壤贮水量相当于田间持水量的90％以上,个别月甚至超过贮水库容量。但旱季月土壤贮水量低,相当于田间持水量的50％～80％,需要补充水分才能及时满足植物所需的水分。     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅰ.赤红壤水库容及其有效性

阐述了南亚热带低山、丘陵、台地赤红壤总库容、贮水库容、通透库容的占有情况。探讨了水库容的有效性以及不同利用方式的赤红壤有效水库容与无效水库容的差异,并对影响赤红壤水分有效性的因素作了分析．结果表明：赤红壤贮水库容小,尤其是有效水库容小;赤红壤水分有效性主要与土壤有机质相关。     

赤红壤贮水量变化过程的聚类分析研究

根据长期定位观测资料．用多元数据分析的有序样本分类中的最优分割法对南亚热带地带性土壤──赤红壤的土壤水分贮水量的变化过程进行聚类分析并进行土壤水分的季节划分，结果表明．赤红壤贮水量最高贮量出现在3～7月，最低出现在1～2月和10～12月，而8～9月为干湿交替变化的过渡阶段．     

雨季红壤坡地油茶林土壤水势变化特征及耗水规律

利用野外定位观测数据,研究了雨季红壤坡地油茶林土壤水势变化特征及耗水规律.结果表明,土壤水势及其变异系数均为坡上大于坡下,坡上深度50cm、坡下深度40cm以上土层显著受到土壤蒸发和植物蒸腾的双重影响,坡上、坡下深度90cm附近土壤水势变化大于相邻层次.土壤物理性质、根系分布对土壤水势影响显著,深度40、90cm分别为黏土层向砾石层、砾石层向网纹层的转变,水分容易积聚,根系易于向此靠近;吸水根(根直径<1mm)根干重与土层深度呈显著指数型相关,且在深度90cm处所占比例最大,达46.95%;吸水根干重所占比例与深层(70-110cm)土壤水势变化量呈明显正相关.通过零通量面分析,雨季持续干旱时段深层水分整体向上蒸发,但深度90cm处水势变化最大,证实土层深度90cm附近为雨季油茶林主要耗水区域.     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅷ.丘陵赤红壤水分循环与平衡数学模型

依据田间实测资料,在分析丘陵赤红壤水分性质的基础上,建立了土壤有效含水量与土壤物理粘粒含量之间的数学模型、土壤水分特征曲线数学模型、土壤月均贮水量与月降雨总量之间的数学模型和径流率与土壤表层初始含水量之间的数学模型,研究了土壤水分循环与平衡数学模型及各分量与参数的确定方法.     

毛乌素沙地SPAC系统中各部分水分状况及其关系的研究

以SPAC理论为指导，用压力室法及烘干法测定了宁夏盐池沙地表征沙生植物油蒿(Artemisia ordosica Krasch．)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia KuangetH．C．Fu)水分生理特征的系列指标——植物水势、组织含水量等，比较了两种植物的水分生理特征；同时用TDR水分速测仪结合烘干法测定了土壤水分参数；通风干湿表和气压计测定大气水分状况。分析了两种植物的水分生理特征与环境的相互关系。结果表明油蒿和中间锦鸡儿有着适应干旱生境的水分生理特征，但避旱的具体方式不同。雨季时期土壤含水量较大，除了10cm左右土层处于难效状态外，其它各土层都处于易效状态。表层干土层的形成利于下层土壤水分的保持。水势梯度明显，时空变异规律明显，不论是油蒿还是中间锦鸡儿的叶水势值和大气水势相关性显著。     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅲ.降雨入渗与地表径流

南亚热带高温多雨,年降雨量大而分布不均,台风雨季节降雨强度大,全年降雨多集中在4～9月,占全年的80％以上,因而大大地增加了降雨所引起的地表径流,径流也主要集中在多雨季节,特别是在5～8月,占全年降雨径流量的90％左右,形成了南亚热带坡地独特的地表径流特征．南亚热带的降雨入渗对表土层的影响较大,在暴雨过程中,0～30cm土层水分易产生饱和,因而易产生地表径流,从而减少水分入渗．这对作物生长产生不利的影响．     

几种荒漠植物对干旱过程的生理适应性比较

在甘肃临泽实地取样进行试验,比较了胡杨、花棒和梭梭等荒漠植物离体枝条的光合、蒸腾作用对组织水势降低的响应,以探讨其对干旱过程的适应性.结果显示,梭梭在-2～-5.5MPa、胡杨在-1～-4.5MPa的枝叶水势下具有较高的光合速率和水分利用效率,花棒和二白杨则在水势低于-2 MPa时光合速率和水分利用效率均显著下降;同时,梭梭的最大蒸腾速率不足2 mmol m-2 s-1,而同样条件下胡杨和二白杨的最大蒸腾速率则在4～6 mmol m2 s-1.因此,几种荒漠植物中,梭梭最能够适应干旱荒漠环境;胡杨因蒸腾失水较多而对环境水分有较强的依赖性,适应极端干旱的能力不及梭梭;花棒虽具有蒸腾耗水少的特点,但因在环境严重缺水时光合效率低而影响了其对荒漠的适应能力.     

土壤有机质对镉在土壤中吸附-解吸行为的影响

研究了Cd^2＋在红壤、黄泥土、乌栅土及去除有机质后的三种土壤中的吸附-解吸行为．结果表明,有机质的去除显著降低了三种土壤体系Cd^2＋吸附-解吸平衡液的pH值,ApH范围为0．51到3．05．三种土壤中Cd^2＋的吸附量大小为：乌栅土〉黄泥土〉〉红壤,与土壤有机质含量的顺序一致;去除有机质后土壤对Cd^2＋的吸附量均明显下降,尤其是有机质含量高的黄泥土和乌栅土;三种土壤有机质对Cd^2＋吸附的贡献率平均值分别为红壤43．75％、黄泥土544．77％、乌栅土993．76％．Cd^2＋在所有土壤中的吸附均可用Freundlich方程来描述,相关系数均大于0．991,吸附亲和力的变化与吸附量大小的变化一致,n值在0．350到0．975之间变化．三种土壤中Cd^2＋解吸量依次减少,红壤中Cd^2＋解吸率均在50％以上,而黄泥土和乌栅土中解吸率最高为42％和19％;去除有机质后解吸率均在50％以上,且解吸量相差不大．     

三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮水平运移的模拟研究

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上草甸沼泽土和腐殖质沼泽土2种土壤类型作为研究对象，以KNO3为示踪剂，模拟研究硝态氮在湿地土壤中的水平运移过程。结果表明，2种土壤各土层硝态氮水平运移浓度和速率均与运移距离呈极显著负相关（P〈0．01），并随运移距离增加呈一阶指数衰减曲线变化，各土层硝态氮水平运移速率主要受浓度梯度、水势梯度及土壤基质势的控制；土壤各土层中硝态氮水平运移速率与土壤含水量呈显著正相关（P〈0．05），并随土壤含水量增加呈指数增长曲线变化；土壤各土层中硝态氮水平运移浓度与土壤水分扩散率呈极显著正相关（P〈0．01），0—20cm土层硝态氮水平运移浓度随水分扩散率升高呈Boltzmann曲线变化，其他土层则呈指数增长曲线变化；草甸沼泽土比腐殖质沼泽土相应土层更利于硝态氮的水平运移，这主要与土层颗粒组成和孔隙度等物理性质的显著差异有关，而湿地水文条件可能对2种土壤物理性质的塑造有着重要影响。     

南亚热带土壤温度动态变化特征及其意义

根据定位系统观测资料,阐述了南亚热带山地常绿森林区、丘陵旱作区和平原水稻区多种土壤的温度变化与气温的关系。观测研究结果表明：低山常绿森林区温度的三维空间差异比丘陵区、平原区大,丘陵区又比平原区大;南亚热带林区的气温、地表温、30cm土温比中亚热带的高,比热带的低：南亚热带林区的谷地气温高于针叶林、混交林和阔叶林,谷地地表温低于针叶林而高于混交林和阔叶林,谷地20m土温低于针叶林、混交林而高于阔叶林;在气温一致的丘陵区栽植植物不同,其地表温、土温略有差异;在平原水稻土区,年气温、地表温、20cm土温差异不大,但30cm以下土温渐显差异;不同地貌单元的气温、地表温和土温的年际差异、年平均温度、各月及0～12～24时的温度动态变化各具特征。根据气温与植物生长的关系,拟把气温＞22℃的4～10月称热季、气温＜22℃的1～3月及11～12月称作凉季。可因地制宜,根据气温和土温的变化特征与土壤水分和作物生长的关系,采取措施调节温度,以利于作物生长。     

热带增宽及其对中国东部亚热带森林植被的影响

全球气候变暖已是不争的事实,现今气候变暖的趋势已由每百年（1901--2000）增加0．6℃的记录升高为0．74℃（1906—2005）。其中高纬度地区增温特别显著,成为世界关注的热点。与之对比,热带地区的气候变化以及热带森林对它的反应报道甚少。事实上,自1970s中期以来,热带温度是每lO年升高0．26oC;同时气候模型预测到本世纪末热带地区温度将上升2．1-4．5℃。这些预测是有根据的,但究竟不是直接的证据。因此,本文综合了许多专家对热带地球物理学和大气层特性的多年观测、分析和研究的成果,其结论认为：至少自1979年以来许多热带大气层固有的特征发生变化并向地球极地推进和位移,这些根据是：（1）热带高空的哈德利环流增强并向极地扩展;（21位于热带边缘的亚热带射流向极地移动;（3）热带亚热带对流层顶高度和位置的变化;（4）热带高空平流层臭氧柱总量浓度的变化。据上述特征的变化证明数十年来热带向极地增宽纬度2°～5°（～8°）,一般确认为2．5°。由于热带增宽的驱动,广东50年的气温记录表明气候持续变暖,按增暖趋势推算,预估到2020年,现在的雷州半岛南部可能变成中热带;广东东南沿海将由目前的南亚热带变为北热带（占全省面积约1／3）;其余大部分地区为南亚热带;中亚热带基本上将退出广东（仅剩下东北角一偶）。此预测意味着南岭地区将成为南亚热带的边缘地。     

葫芦岛市有色冶金-化工区土壤与植物汞污染

通过对有色冶金-化工区土壤汞、植物汞空间特征的分析,确定不同源对土壤、植物的影响。土壤表层汞含量以锌冶炼厂和氯碱厂及其附近为中心,向外围辐散降低,呈双中心分布,其含量为0.055～14.575mg·kg-1,平均值为1.435mg·kg-1;植物叶汞含量为柳树(Salix)>榆树(Ulmus)>槐树(Sophora)>丁香(Cytisus)>杨树(Populus)>松树(Pinus)>柏树(Cyparissus),其汞含量为0.029～2.700mg·kg-1,平均为0.182mg·kg-1。植物汞的空间分布特征是以锌冶炼厂及其附近为中心,表明大气沉降作用对植物汞的含量有显著的影响,锌冶炼厂是植物汞含量的主要来源,有色冶金-化工区是我国汞污染最重的地区之一,其生态风险应引起重视。     

我国中亚热带人工林水热通量对干旱差异响应的模拟研究

季节性干旱现象在我国中亚热带地区时有发生,为了研究该区域大气-生态系统之间的相互作用关系及其碳水收支状况,2002年起在江西省千烟洲（26.7°N,115.1°E）人工林生态系统建立了通量观测塔。2003年7月该人工林生态系统遭遇了历史上少有的高温少雨天气,本研究应用基于生理生态学过程的EALCO（Ecological Assimilation of Land and Climate Observation）模型及2003和2004年通量观测数据对该生态系统的水热通量进行了模拟,同时分析了干旱胁迫对它们产生的影响。结果显示,模型能够很好的模拟该生态系统的能量通量的日变化,净辐射、显热和潜热通量模拟值与实测值相关系数的平方（R2）及标准差分别为0.99和8.05 W.m-2;0.81和41.02 W.m-2;0.90和31.49 W.m-2,模型可以解释87%的日蒸散量的变化。从模拟结果看,2003年7月下旬（发生较严重干旱胁迫）较2004年同期（干旱程度轻）相比,冠层及土壤水势下降约2倍,植物蒸腾的日变化形式改变,根系吸水滞后冠层蒸腾的时间缩短约半小时,冠层导度下降40%～60%。模拟与观测结果均表明,2003年7月下旬每天正午的波文比大都介于1～2.2,而2004年同期正午的波文比则介于0.2～0.6。EALCO模型通过Ball模型将植物碳水过程耦合在一起,从而可以很好的模拟植物的气孔行为,进而准确的模拟植物水热过程对干旱的响应。土壤水分匮乏对冠层导度的限制是2003年干旱期间冠层潜热通量模拟值下降的根本原因。     

我国中亚热带人工林水热通量对干旱差异响应的模拟研究

季节性干旱现象在我国中亚热带地区时有发生,为了研究该区域大气-生态系统之间的相互作用关系及其碳水收支状况,2002年起在江西省千烟洲(26.7°N,115.1°E)人工林生态系统建立了通量观测塔。2003年7月该人工林生态系统遭遇了历史上少有的高温少雨天气,本研究应用基于生理生态学过程的EALCO(Ecological Assimilation of Land and Climate Observation)模型及2003和2004年通量观测数据对该生态系统的水热通量进行了模拟,同时分析了干旱胁迫对它们产生的影响。结果显示,模型能够很好的模拟该生态系统的能量通量的日变化,净辐射、显热和潜热通量模拟值与实测值相关系数的平方(R2)及标准差分别为0.99和8.05 W.m-2;0.81和41.02 W.m-2;0.90和31.49 W.m-2,模型可以解释87%的日蒸散量的变化。从模拟结果看,2003年7月下旬(发生较严重干旱胁迫)较2004年同期(干旱程度轻)相比,冠层及土壤水势下降约2倍,植物蒸腾的日变化形式改变,根系吸水滞后冠层蒸腾的时间缩短约半小时,冠层导度下降40%～60%。模拟与观测结果均表明,200...     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅴ.丘陵土壤蒸散量的估算

根据系统实测资料,利用根层土壤水的变化量,按水量平衡公式反算求得观测年、季及旱月的土壤蒸散量.以三年平均及旱年土壤吸入水量减去蒸散量的结果显示,两个观测试区0～100cm土层蒸散量大于吸入水量;若以月平均计,则每月蒸散量大于土壤吸入水量3．84～8．60mm,土壤水的吸入略小于消耗,一年内土壤水量接近平衡．     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草坡、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了不同植被恢复阶段土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及相互关系。结果表明:(1)随着植被由低级向高级的演替,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著升高(p<0.05);土壤pH值、容重及根土比显著降低(p<0.05);速效氮和速效钾变化不一致;(2)灰色关联分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度,通径分析表明,土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间相互调节,相互制约,间接调控着微生物量碳的形成。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

退化沙质草地恢复过程土壤颗粒组成变化对土壤-植被系统稳定性的影响

通过对不同恢复程度的6个退化沙质草地群落样地的土壤取样,分析了土壤颗粒组成,进行了饱和持水量和土壤粘结力与结持性能的室内试验与测定.结果表明:在退化最为严重和沙漠化程度最高的群落1,土壤颗粒组成以0.25～0.10 nm的细砂和0.50～0.25 mm的中砂等粗粒成分为主,其质量分数分别为77.62%和19.02%;而0.10～0.05 mm的极细砂和<0.05 mm的粘粉粒等细粒成分的质量分数极低,分别为1.65%和1.67%.土壤颗粒组成的这种特征是沙漠化过程土壤各级颗粒受到强烈分选、土壤组成粗粒化的反映.退化沙质草地恢复过程土壤颗粒组成的变化主要表现为:粘粉粒和极细砂质量分数显著上升,在恢复程度最高的群落6分别达到了16.27%和27.38%;细砂质量分数则显著降低,在恢复程度最高的群落6下降到33.85%.极细砂和粘粉粒能够提高土壤持水能力,其质量分数每提高1%,相当于使土壤饱和持水质量分数分别提高0.18%和0.32%;增强土壤的粘结力和抗风蚀能力,是土壤基质的稳定剂,其质量分数每提高1%,相当于使土壤粘结力分别提高0.078 3 kg·cm-2和0.1363 kg·cm-3.退化沙质草地恢复过程土壤颗粒组成变化是土壤-植被系统互馈作用、良性发展的指示器,其生态意义在于:引起水分人渗和分配变化,使表层土壤截存的降水量增加,有利于浅根系草本植被发育,而深层土壤水分补给减少,沙地旱化;使土壤基质的黏结力和结持性能增强,稳定性增强,抗风蚀能力提高,进一步推动土壤-植被系统的良性发展,加速恢复进程.     

红壤丘陵区晚稻生长期间CO2的排放与固定规律

采用静态箱法对红壤丘陵区稻田生态系统CO2排放与固定进行定位观测.结果表明,晚稻生长期间稻田生态系统CO2通量的日变化随天气条件(晴天、雨天、阴天)的变化而变化,CO2日净固定量在晚稻生长期间波动性很大,最高达10.35 g·m-2·d-1,在晚稻成熟期表现为CO2负固定,为-0.92 g·m-2·d-1;整个晚稻生育期,稻田生态系统CO2累积排放量和土壤呼吸CO2排放量分别为20.4和6.3 t·hm-2,稻田生态系统CO2累积排放量与水稻生物量之间存在极显著幂函数关系.在整个晚稻生育期,稻田生态系统从大气中吸收碳量为3.85 ～4.00 t·hm-2.