广西不同石漠化等级下SPAC水势梯度及其环境效应

以野外观测为基础,对广西不同石漠化等级(无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化)下土壤-植被-大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum,简称SPAC)系统中的水势日变化、气象因子日变化过程进行了研究。结果表明:随着石漠化程度的增加,大气水势降低,大气水势对不同石漠化程度的反应敏感。岩溶区石漠化等级下植物和土壤水势较低,不同石漠化条件下的植物叶水势在-7.79±0.43~-2.68±0.11 Mpa之间,土壤水势在-4.00±0~-0.08±0.04 Mpa之间,重度石漠化等级下植物处于萎蔫状态。植物在正午受到的水分亏缺程度为:重度石漠化中度石漠化无石漠化轻度石漠化。无石漠化下植物叶片水势与大气温度呈正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系,轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化下植物叶片水势与大气温度呈负相关关系,与大气相对湿度呈正相关关系。水分在SPAC系统中运移,其能量消耗主要集中在叶片-大气的过程。叶-气水势差差值大小为:中度石漠化重度石漠化轻度石漠化无石漠化。随着石漠化程度的增加,SPAC水势梯度提高,各介质层水势差的增大,提高了水分循环和能量交换的强度。     

CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

太行山区典型植被对土壤水势动态的影响研究

植被对土壤水动态的影响研究对认识水循环机理和合理确定土地利用方式具有重要作用。论文以崇陵实验流域为研究对象,利用负压计对太行山区的3种典型植被荒草、刺槐和侧柏覆被下的土壤水势进行观测。通过土壤水势的动态变化可以看出,土壤水势在年内存在明显的季节变化,土壤水势在3~6月缓慢下降,7~8月波动上升,9~10月下降,且3种植被在丰水年的土壤水势差异大于枯水年。从土壤水势剖面可以看出,荒草地土壤水蒸散发消耗集中在0~50cm土层,刺槐林地在0~90cm都有较大水分消耗,侧柏林地在整个土壤剖面上具有较小的水分消耗。通过降水后土壤水势的变化可以看出,刺槐林地土壤对降水入渗的反应时间最快,侧柏林地土壤在雨后的持水性最好。     

南亚热带丘陵土壤水分循环及其有效性的研究──Ⅵ.丘陵赤红壤-果树-大气连续体中能量的变化及其分布规律

依据田间实测资料,分析了南亚热带丘陵赤红壤-果树-大气连续体中的能量变化及其分布规律、结果表明,土壤基质势的年度变化特征说明南亚热带丘陵赤红壤存在明显的湿季和旱季．果树叶水势随土壤基质势、大气水势、气温及大气相对湿度的变化而变化,荔枝、龙眼叶水势的变化比芒果叶水势的变化大.以荔枝、芒果和龙眼作为供试植物,水分从土壤到达植物根表皮、进入根系并通过植物茎到达叶片,其能量降低分别约为0．9063～1.7428、0．2818～0．6979和0．2904～1．8707MPa;水分从叶部汽化扩散到大气中,其能量降低分别达15．1491～57．3669、15．4491～58．4036和14．5824～56．9536MPa,说明水流在南亚热带丘陵赤红壤-果树-大气连续体中运移时,其能量主要消耗在由叶部到大气这一环节上。     

水势与用氮量对土壤中石油降解的影响

研究了石油降解过程中，土壤有效氮的动态变化，不同用氮水平在两种土壤上对石油降解速率的影响，以及石油降解的土壤水势条件。结果表明，石油对土壤的污染没有影响土壤水势；在土壤水势为－１００～－２０ｋＰａ范围内，水势的降低没有影响石油分解，而当土壤水势为－１０００ｋＰａ时，石油降解速率与对照相比下降了１０％～３５％。在壤土上，肥料氮添加在碳（石油中碳）氮（肥料中氮）比为９０时，石油降解最快；过多施用肥料氮会降低石油的分解速率。     

额济纳天然胡杨林水分利用效率动态变化研究

黑河下游的额济纳绿洲是我国西北地区重要的生态屏障,也是当地人民赖以生存的自然资源,然而由于种种原因,这片绿洲正在衰败并且有消亡的危险.胡杨是典型的潜水旱中生植物,它虽然有较强的耐大气干旱、耐盐碱能力,其生长发育与水分条件的优劣有着十分密切的关系.本文通过研究额济纳天然胡杨的叶水势、蒸腾速率、光合速率的变化规律,综合分析其水分利用效率与叶水势的相关关系,了解胡杨树体内水分运移关系,为揭示胡杨生存现状和合理利用水资源提供理论依据,为合理保护额济纳绿洲胡杨林提供科学支持.     

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。     

黄土窑洞构造防水技术的工程试验研究

介绍了利用土壤水动力学中止水势在层状土中的阻水原理，以防止黄土窑洞在50a一遇的降雨过程中，产生渗漏雨导致坍窑成灾的工程试验。讨论了双层或三层结构在3a的实验观测中防水减渗过程方面的有效性和适用性。     

塔克拉玛干绿洲外围胡杨林的水分特征研究

塔克拉玛干沙漠南缘地区年均降水量不足50mm,胡杨在这一地区绿洲外围自然植被中占有重要地位.对塔克拉玛干沙漠绿洲外围胡杨林水分特征的研究表明,在生境地下水含量较稳定的条件下,胡杨林受到的水分胁迫程度不大,干旱胁迫未对胡杨林的持续存在构成主要威胁.胡杨的水分生理特点显示植物更加依靠稳定的水分供应来应对极端干旱的环境条件,并且在蒸腾作用中形成了细胞水平上的生理适应策略.因此,保持地下水的稳定是维持绿洲前沿天然胡杨林持续存在的关键因素.     

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...