亚热带6种老龄天然林及杉木人工林的枯落物持水性能

通过对福建建瓯万木林自然保护区6种老龄天然林:木荷(Schima superba,SCS)、罗桴栲(Castanopsis fabri,CAF)、观光木(Tsoongiodendron odorum,TSO)、浙江桂(Cinnamo-mum chekiangense,CIC)、细柄阿丁枫(Altingia gracilipes,ALG)、米槠(Castanopsis carlesii,CAC)及杉木人工林(Cunninghamia lanceolata,CUL)枯落物现存量和持水特性的研究表明,各林分枯落物现存量分别为木荷7.22 t.hm-2、细柄阿丁枫6.79 t.hm-2、浙江桂6.70 t.hm-2、观光木6.66 t.hm-2、罗桴栲6.57 t.hm-2、米槠5.96 t.hm-2和杉木人工林4.82 t.hm-2.最大持水率平均值是人工林(207.98%)天然林(179.38%).各林分最大持水量分别为木荷13.33t.hm-2、细柄阿丁枫13.32 t.hm-2、观光木13.18 t.hm-2、罗桴栲10.84 t.hm-2、浙江桂10.52t.hm-2、米槠10.30 t.hm-2和杉木人工林9.95 t.hm-2.枯落物平均现存量和平均最大持水量均为天然林(6.65 t.hm-2,11.95 t.hm-2)大于杉木人工林(4.82 t.hm-2,9.95t.hm-2).影响林地枯落物持水量的主要因素是枯落物现存量.各林分主要树种半分解层的枯落物现存量及最大持水量均大于未分解层.     

干旱、半干旱地区乔灌木树种耐旱性及林地水分动态研究进展

干旱、半干时地区人工植被恢复生态学伴随着沙漠科学恙发展而不断进步,为国民经济建设和干旱、半干旱地区沙漠化防治而起重要作用,近年来有关树木耐旱性生理,耐旱性评价指标筛选、蒸腾耗水、土壤水分动态、林地水量平衡、人工植被演替等方面研究取得了重大进展,未来乔灌木树种耐旱性及林地水分研究的重点领域是：树木抗旱性生理基础,良种培育、沙地植被恢复生态学、人工林地研究的系统化和人工造楚的模式化等方面。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室(OTC)模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下(田间持水量为6.5%~12.5%),OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响北大核心CSCD

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室（OTC）模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明：无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下（田间持水量为6.5%~12.5%）,OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

古尔班通古特沙漠南缘风沙土土壤水分特征与毛管水最大上升高度

为确定古尔班通古特沙漠南缘地下水深埋区毛管上升水的最大上升高度,对划分固沙植物水分来源提供理论依据,于2016年3月～2018年11月,采用中子仪法对试验地0～10 m土层土壤含水量进行观测,分析沙丘不同坡位土壤含水量的季节变化情况,并利用最大分子持水量与土壤含水量曲线交会法确定试验地毛管水的最大上升高度。结果表明:沙丘不同坡位0～130 cm土层的土壤含水量受外界气象因素影响较大,随季节变化规律明显;130 cm土层以下至570～760 cm土层为土壤含水量较为稳定的干沙层;而570～760 cm以下土层的土壤含水量主要受地下水水位波动和毛管上升水的影响,其含水量变化上界可看作是毛管水的最大上升高度。试验地的最大分子持水量为0.026 1 cm3·cm-3,且沙丘不同坡位毛管水的最大上升高度分布在250～290 cm之间。     

民勤沙井子地区降水特征及干旱周期分析

利用民勤治沙综合试验站３４年（１９６１～１９９４年）降水的观测资料，对沙井子降水量、降水日数及其季节分配、降水强度、降水变率及降水保证率进行了统计分析，并采用降水变率和湿润指数（ＭＩ），应用最大熵谱方法（ＭＥＭ）对该区的干旱状况作出了周期分析     

滇中轿子山地区地貌结构与特征研究

通过野外实地考察地质结构、地貌发育及室内实验的方法,对滇中轿子山地区地貌结构和发育特征进行了分析,对轿子山及其外围山地的喀斯特地貌、古冰川遗迹及冻土地貌进行了研究.结果表明:轿子山地区主要构造形迹为褶皱与断裂,轿子山地区整体地势中部高,向东西两侧呈阶梯状下降,河谷切割较深,相对高差大,区内构造地貌发育,地貌大格局受构造控制明显,构造地貌、玄武岩台地、灾害地貌、第四纪冰川遗迹残广布,古冰川遗迹冻土地貌较为发育.     

半干旱地区大气颗粒物浓度及粒径谱特征的观测研究

采用兰州大学半干旱气候和环境观测站（SACOL）2007年11月1日至2008年10月31日的APS-3321粒径谱仪的连续观测资料,对该地区大气颗粒物的浓度变化和粒径分布特征进行分析研究。结果表明,该地区颗粒物浓度年变化呈单峰值型,无论是数浓度还是质量浓度峰值均出现在12月,数浓度6月最低,质量浓度9月最低;和其他地区相比,无论数浓度还是质量浓度,均低于污染较严重的城市,但高于内陆清洁地区。数浓度和质量浓度平均日变化均呈单峰值型,都在上午11：00BST左右达到峰值,下午18:00BST左右达到谷值,但质量浓度峰值出现时间随季节而有所差异。颗粒物浓度的年变化和背景风场主导风向的年际变化有一定关系,而局地垂直风速及水平风向的昼夜转换对颗粒物浓度的日变化有较大的影响。数浓度粒径谱分布特征呈单峰值型,主要集中在0.673 μm左右;质量浓度粒径谱分布特征呈双峰值型,第一个峰值出现在0.777 μm左右,第二个峰值出现在5.048 μm左右。降水对大于1 μm的粒子的去除效果非常明显。当沙尘天气发生时,数浓度和质量浓度与背景天气条件下相比增大了22%和127%。     

乌鲁木齐地区夏季气象干旱的变化特征及成因分析

为了更准确的掌握乌鲁木齐地区夏季气象干旱的变化特征并研究其成因,以乌鲁木齐地区5个站点的历史降水资料为基础,统计得到其1961-2015年夏季累积降水在100～250 mm范围内变化,并通过计算Z指数来表征干旱变化特征,利用Mann-Kendall检验和Morlet小波分析归纳了乌鲁木齐夏季气象干旱在1980年代中期的突变特征以及1986年以来12 a左右的周期性变化特征。在此基础上结合NCEP/NCAR再分析资料、JRA海表温度（SST）等数据,通过对比典型旱/涝年的异常特征,对夏季气象干旱发生的成因进行了分析,发现低纬东风输送强时水汽可由80°～90°E向北越过青藏高原影响新疆地区,反之则包括乌鲁木齐在内的天山以北地区可降水量都偏少,并且指出赤道东太平洋SST异常所导致的赤道纬向垂直环流异常是导致这一差异的可能成因。此外还对乌鲁木齐夏季气象干旱与大气环流指数存在的关联进行了讨论。这些结果为乌鲁木齐降水机理研究以及气候预报提供了重要依据,并为人工影响天气和抗旱减灾工作提供了有力支撑。     

环北极沉积盆地结构与构造演化特征——来自环北极地质长剖面的证据

通过对北极地区不同盆地结构的系统研究与对比分析,绘制了环北极沉积盆地群长剖面,剖面全长约13 000 km,涉及季曼-伯朝拉盆地等15个盆地和微陆。由于整个剖面尺度巨大,在若干缺乏详细资料的地区采用将邻近地区的其他剖面平移到本剖面中,或由其两侧的剖面地层和构造形式推测。剖面涉及的盆地多属叠合性质,涵盖克拉通盆地、裂谷盆地、前陆盆地、被动大陆边缘盆地等多种盆地类型;各区域沉积厚度差异显著,最厚的东巴伦支海等盆地沉积了自古生界至新生界的地层,沉积厚度可达近15 km ,而沉积最薄处的拉普捷夫海等盆地则只发育了从中生界上白垩统至新生界的沉积,厚度不超过4 km。以北大西洋—北冰洋洋中脊为界,北极地区分属欧亚板块和北美板块,很多盆地为大陆的一部分或大陆向北冰洋的延伸部分（大陆架）。各盆地的发育主要受波罗的板块、西伯利亚板块与劳伦古陆显生宙以来的构造演化控制;加里东运动、埃尔斯米尔运动、海西运动（乌拉尔运动）及大西洋洋脊自南向北的扩张对环北极盆地均有显著影响,具体表现为造成盆地类型的改变、改变盆地沉降速率等。     

砂田退化对土壤温度和蒸发影响的模拟研究

根据砂田不同耕作年份实地取样,并进行粒径分析,结果表明,砂层中混入的土含量随着砂田耕作年限增加而逐步增加;参照实地取样后粒径分析,以砂层混入土的不同重量百分比梯度设置处理T1-5%、T2-10%、T3-20%、T4-25%、T5-30%、T6-40%,并设对照CK1(纯砂砾覆盖)和CK2(无覆盖裸地),进行温度变化和蒸发效应的模拟研究。结果表明,5 cm、10 cm的土壤温度在8:00和20:00均随着退化程度的加重而降低,而在中午则呈横置S状;与对照纯砂砾覆盖CK1相比日高温延时性随退化程度加重而逐步减弱,日积温减小且昼夜温差增大;蒸发强度随着砂田退化程度的加重而逐渐增强,无覆盖处理蒸发量约是纯砂砾覆盖蒸发量的3倍,而严重退化的处理T5 、T6分别是纯砾石覆盖的2倍,即严重退化砂田年蒸发量要比CK1多110 mm。     

荒漠地区地表反照率与土壤湿度相关性研究

本试验分别对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区流动沙丘和1964年建植的人工固沙植被区生物土壤结皮的地表反照率和土壤湿度进行了同步测定。分析了该区这两种地表类型的反照率与太阳高度角和土壤湿度的相关性,分别提出了地表反照率与太阳高度角和土壤表层(0～2 cm)湿度的经验拟合关系式。结果表明,地表反照率随太阳高度角增加呈指数递减;排除太阳高度角的影响后,地表反照率随土壤湿度的增加也呈指数递减关系;流沙地表反照率对土壤湿度变化的响应要比生物土壤结皮地表敏感。     

干旱半干旱区山地土壤水分动态变化

水分是干旱半干旱区山地植物生长的主要限制因子，在这些地区开展土壤水分动态变化研究对农业生产和生态恢复的重要性是不言而喻的。近年来土壤水分测定技术有了很大进步，中子水分仪和时城反射仪已成为常规测量仪器，新型仪器不断出现，总的趋势是仪器的精度和自动化水平不断提高。土壤水分有其时空变化规律，一方面土壤水分随季节变化而变化，另一方面土壤水分随土壤深度和水平位置的变化发生相应变化。降水是影响干旱半干旱区山地土壤水分的最重要因素，气温、太阳辐射等其它气象因子对土壤含水量也用一定影响。此外，坡向、坡度、坡位等地形因子以及土壤特性、地表植被、土地利用情况等对土壤含水量空间分布也有重要影响。总之土壤含水量的时空变化是各种环境因子综合作用的结果。目前土壤水分动态变化的研究重点是对其影响因子的研究。就我国而言，宜加强干旱河谷区土壤水分动态变化的研究，促进土壤水分动态变化研究工作全面深入地开展。     

橡胶-大叶千斤拔复合生态系统中的植物生长与土壤水分养分动态

对橡胶-大叶千斤拔复合生态系统和橡胶纯林进行连续3 a的对比观测研究,结果表明在橡胶林里种植大叶千斤拔能促进橡胶生长,橡胶平均基径、平均胸径和平均树高分别比橡胶纯林高出11.0%、9.62%和3.78%.与橡胶纯林相比.混作后土壤含水量的季节变化较为缓和且旱季含水量较高;且0～10 cm和10～30 cm的土壤容重每年分别约下降0.03 g/cm3和0.01～0.02 g/cm3.随着种植年限的增加,土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量都呈现出先降后升的趋势,而在对照中土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量均呈现不断下降的趋势.表明混作后植物的生长及土壤养分状况比橡胶纯林都有所改善.     

沙漠-黄土南北样带土壤物理性质区域分异特征

采集了沙漠-黄土南北样带从北到南的沙漠区、过渡区、黄土区的土壤样品,测量和分析了不同区域土壤容重(D)、粒度特征。结果表明：①D沙漠区>D过渡区>D黄土区,土壤容重的平均值依次为1.53 g·cm-3、1.51 g·cm-3、1.41 g·cm-3,过渡性明显;②沙漠区以中砂和细砂为主,过渡区以细砂为主,黄土区以细砂和粉砂为主。从沙漠区到黄土区,土壤颗粒逐渐变细,粘粒含量增加,分选性变差,偏度均属正偏,且在增大,峰态从常峰态向窄峰态类型变化,过渡区和黄土区属于双峰态,沙漠区属于单峰态。     

干旱沙漠地区小麦田土壤水分变化的数值模拟

利用SWAP模拟程序模拟沙漠地区小麦土壤水势变化、水分利用的结果,无论是灌淤土,还是流动沙丘沙土,即使是在最低灌溉标准(土壤水分含量保持田间持水量的40%),小麦作物仍不受干旱威胁。由于每次灌溉水量偏大,以及土壤的高渗水特性,流动沙丘风沙土深层渗漏损失率高达60%~90%,而灌淤土也达30%~70%,这种损失随灌溉量增加而增加,这表明在这一地区将灌溉量降到目前的最低标准(6 490 m³·hm^-2)以下是值得考虑的。实验区土壤养分含量较低,且施肥改良土壤水肥保持能力的效果不能立即表现,在目前的施肥标准下,施肥量对土壤水势、以及水分利用率没有显著影响。流动沙丘沙土的灌溉量远高于灌淤土,但根系区土壤水势平均值、最低值均相对较高,特别是最低值是灌淤土的2~3倍。相比两种土壤,除在表土层、根系层土壤水势有明显差异之外,临界层以下土层并无显著差异。     

荒漠人工植被区浅层土壤水分空间变化特征分析

研究土壤水分的空间变异及时间动态特征有助于在水文过程与生态格局之间建立定量的联系,由于土壤水分对整个地球系统的重要性,它的时间和空间变化日益引起水文界的广泛关注。干旱荒漠区年降水量稀少,土壤水分在整个生物过程中的作用就显得尤为重要。试验于2005年4月到10月在中国科学院沙坡头沙漠试验研究站人工植被区进行,主要观测1956年植被区表层（0—15 cm）和亚表层（15—30 cm）土壤水分的空间格局与动态分布及其相关影响因素。结果表明:人工植被区表层土壤水分含量明显高于亚表层,其空间变异程度为中等,空间分布的时间差异性显著;降雨是引起干旱沙地表层土壤水分空间变异的决定因素,植物根系是引起亚表层水分空间变异的重要因素。从不同微地形来看,土壤水分含量值表现为丘间低地＞背风坡＞迎风坡,变异程度丘间低地小于迎风坡和背风坡;地形是决定背风坡表层和亚表层以及迎风坡亚表层土壤水分空间分布的主要因素,而迎风坡表层土壤水分变化受风力等环境因子的影响较大。     

青海省东部农业区旱地土壤水分演变特征分析

根据青海省东部农业区具有代表性的互助农业气象观测站观测资料,分析了多雨年、干旱年和历年平均土壤湿度特征,研究了旱年和多雨年土壤0~20 cm、0~50 cm、0~100 cm土层有效水分储量年际变化,得出了大气降水在土壤中各层次垂直和水平输送规律和演变特征。     

甘肃旱作农业区降水对土壤水分的影响

利用甘肃旱作区35个气象站1961-2007年日降水量和13个农业气象观测站从建站到2007年逐年4-10月旬土壤重量含水率资料,分析了旱作区土壤湿度与降水量的关系。采用REOF把甘肃旱作区年降水量划分为4个气候子区域:陇东、陇中西部、陇中东部和陇南。结果表明:①在0～100 cm各层土壤中,耕作层0～30 cm土壤湿度与降水量的关系最好。②旱作区降水量和耕作层土壤湿度存在着一致的年际振荡趋势。各地土壤增湿时间与旬降水达到20 mm的时间基本一致。③耕作层土壤湿度与降水量有极显著的正相关关系,土壤湿度对降水量的敏感性随深度逐渐降低,陇中土壤湿度对降水的敏感性大于陇东南。④不同级别的降水对土壤湿度有不同的影响。不同级别降水之间,土壤湿度的差异极其显著。降水级别从“较强-强”,土壤湿度增幅最大。建立了土壤湿度与不同级别降水的关系式。     

干旱区新垦绿洲人工防护林土壤物理特性及其生态意义

结合灌溉量和树种特征,分析了新垦绿洲克拉玛依农业开发区3个不同树种人工防护林带下土壤容重、总孔隙度、饱和含水量和含水量变化。结果表明,各树种防护林带下土壤物理性质存在垂直变异,其中土壤容重基本呈随着土层深度增加而逐渐增加的趋势,树种种类对土壤容重的影响不大;饱和含水量随着土层深度增加基本呈逐渐降低的趋势,树种种类对土壤饱和含水量影响不大;土壤总孔隙度在不同土层间均存在显著差异。俄罗斯杨和胡杨林带下土壤含水量均呈现出随土层深度增加而增加的趋势。在灌溉量相等且灌溉后经过相同时间的条件下,不同树种林带下在同一土层的土壤含水量存在差异,而在同一树种林带下,灌溉量大小对土壤含水量有影响。从改良土壤结构的角度来说,在选择构建绿洲防护林体系树种时,俄罗斯杨、榆树、胡杨林这3个树种具有同样的优势;从节约用水的角度来说,在防护林树种选择中胡杨比俄罗斯杨的优势大。