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黄土丘陵区柠条人工林土壤水分动态变化特征及降雨特征对其影响被引量:5
2023年
明确黄土丘陵区降雨对土壤水分影响,对准确评估降雨格局变化对生态系统结构和功能的影响具有重要意义。以陕北黄土丘陵区退耕地栽植后自然撂荒23年的柠条人工为研究对象,通过土壤湿度传感器监测不同土层土壤体积含水量,探讨不同土层土壤水分补充增量对降雨特征(降雨量、降雨历时和降雨强度)的响应。结果表明:(1)土壤水分消耗和补充主要集中于0-500 cm土层,其月变化在垂直剖面呈“双峰”(4—5月)、“单峰”(6月)和“双峰”(7—10月),随土层深度增加变化率减弱;(2)当降雨量>4 mm时表层土壤水分得到有效补充,当其超过142.8 mm时补充深度可到达200 cm土层,其中长历时强降雨较短历时强降雨对土壤水分补充增量小,但其补充深度较深,达到峰值时间长,但小降雨长历时则土壤水分补充增量较小;(3)降雨特征对土壤水分影响随土层深度增加而减弱,其中降雨量和降雨历时对土壤水分影响主要在0—50 cm土层,而降雨强度对其影响主要在0—30 cm土层。降雨量(降雨历时)和土壤水分补充增量对数拟合最优,而降雨强度与其则表现为幂函数拟合最优,其可分别解释土壤水分补充增量的39%~76%(降雨量)、0~97%(降雨历时)和1%~91%(降雨强度)。综上所述,降雨量越大,降雨历时越长,对深层土壤水分补给增量越大,且土壤水分消耗和降雨对其补充分别在0—500 cm土层和0—200 cm土层。
孙亚荣陈云明王亚娟刘少华赵敏刘乐卢森堡
关键词:黄土丘陵区降雨特征柠条人工林
黄土高原半干旱区不同柠条人工林土壤线虫群落特征被引量:5
2022年
为了解柠条人工林对半干旱地区脆弱生态环境的改善作用,在黄土高原柠条种植的重点区域——宁夏南部山区,选取4个龄(4、14、24和34年生)的柠条人工林作为对象,调查中土壤线虫群落的组成、结构与多样性特征,并分析它们与土壤理化性质之间的关系,探明黄土高原半干旱区柠条植被恢复过程中土壤线虫群落的演变特征及其环境影响因素。结果表明:龄对土壤线虫数量有显著影响,线虫数量随龄增加呈先上升后降低的变化趋势,在14年生达到峰值;线虫群落组成和营养类群结构在不同柠条中呈现较大分异,杂食-捕食性线虫比例在14年生达到最高(40.3%),而在24年生植食线虫比例占绝对优势(61.3%),食细菌和食真菌线虫比例分别在4和34年生达到最高;土壤线虫群落生态指数也随着龄的增加发生改变,其中线虫成熟度指数、瓦斯乐斯卡指数和结构指数均在14年生达到最大,但在24年生,这些生态指数以及线虫多样性指数和均匀度指数均降至最低,表明土壤生物多样性下降,生态系统恢复状况受到影响;在柠条人工林植被恢复过程中,土壤含水量、有机碳、全氮及微生物生物量碳是影响线虫群落特征的主要环境因子,在不同柠条中它们的变化对线虫数量和群落组成有一定的调控作用,而线虫群落的改变能够有效指示土壤健康与生态系统恢复状况,对综合评价柠条人工林植被的生态环境效应有着重要意义。
王楠黄菁华霍娜黄菁华杨盼盼霍娜赵世伟
关键词:黄土高原半干旱区柠条人工林线虫群落
黄土丘陵区柠条人工林土壤呼吸速率对碳输入方式改变的响应被引量:3
2022年
凋落物和植物根系作为土壤碳储量的主要植物性碳源,其质及量的改变可影响土壤碳汇功能。以黄土丘陵区柠条人工林为对象,设置移除凋落物、双倍凋落物、切根、移凋切根和保持原状5种碳输入方式,利用LI-8100土壤碳通量测量仪测定生长季(5-10月)土壤呼吸速率,以期阐明柠条人工林土壤呼吸速率对碳输入方式改变的响应。结果表明:1)各碳输入方式5-10月土壤呼吸速率呈单峰趋势,均在7月最高,10月最低;相比保持原状,双倍凋落物下5-10月累计土壤呼吸速率增加了22.73%,而移凋、切根和移凋切根的5-10月累计土壤呼吸速率分别减少27.57%、40.90%和33.83%;2)根系呼吸、凋落物呼吸和土壤矿质呼吸对土壤呼吸的相对贡献率由大到小分别为土壤矿质呼吸(68.58%)>根系呼吸(38.41%)>凋落物呼吸(24.65%);3)各碳输入方式下土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关,而与土壤湿度的二次关系不显著;土壤温度和湿度的双变量复合模型对土壤呼吸速率月变化解释率53%~93%,高于土壤温度和湿度的单因子模型对土壤呼吸速率月变化解释率53%~74%和0.6%~23.2%;相比保持原状,去凋、双倍凋落物、切根和移凋切根均降低了土壤温度敏感性。研究表明,柠条人工林地表凋落物的积累过多可能减弱土壤碳汇功能。
赵江平陈峰峰董从国赵敏陈云明
关键词:黄土丘陵区柠条人工林土壤呼吸速率温度敏感性
生长季不同月份平茬对柠条人工林地土壤细菌群落特性的影响被引量:3
2022年
柠条是豆科锦鸡儿属植物栽培种的通称,其中,中间锦鸡儿是中国西北地区重要的生态恢复型柠条灌木,平茬是促进柠条植株再生的重要手段。为了探讨生长季不同月份平茬对柠条人工林地土壤细菌群落结构和多样性的影响,基于Illumina Hiseq测序平台对宁夏盐池荒漠草原人工柠条生长季不同月份平茬土壤细菌16S rDNA基因V3~V4区片段进行了序列测定,结合土壤理化因子,分析了人工柠条生长季不同月份平茬土壤细菌群落多样性与土壤理化因子的相关性。结果表明:变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门是生长季4-10月平茬的柠条人工林地土壤的优势细菌门,7个不同月份平茬分组之间在变形菌门、放线菌门、芽单胞菌门、己科河菌门、硝化螺旋菌门存在差异,其中第一优势细菌门变形菌门排序为:Y9>Y8>Y4>Y5>Y7>Y6>Y10,9月最高,为29.74%,显著高于10月(P<0.05),其他各月之间差异不显著(P>0.05);5月平茬的放线菌门相对丰度最高,且显著高于4、6、7、8、9月(P<0.05);9月平茬的酸杆菌门丰度最低。土壤细菌多样性指数也在不同月份平茬之间具有一定差异,细菌群落丰富度指数依次为:Y8>Y7>Y4>Y5>Y6>Y9>Y10,多样性较高的是4、6月平茬,9月平茬显著低于其他各月(P<0.05)。冗余分析(RDA)表明,不同月份平茬影响柠条人工林地土壤细菌分布的主要土壤环境因子是全磷、速效氮、有机质。放线菌纲、酸微菌纲与土壤pH正相关;α变形菌纲与土壤有机质正相关;δ-变形菌纲与含水量、全钾呈显著正相关;γ-变形菌纲、芽单胞菌纲与有机质、速效氮、全磷呈显著正相关。综合分析,平茬各月土壤细菌群落特性存在差异,土壤细菌优势菌群分布丰富、土壤养分含量较高的柠条旺盛生长季的4-8月平茬优于生长期末的9-10月,对于维持柠条的生态效益和开发利用柠条饲草料具有实际参考价值。
田英许喆朱丽珍王俊温学飞
关键词:土壤细菌
黄土丘陵区柠条人工林不同深度土壤呼吸速率对土壤温湿度的响应被引量:8
2022年
明确气候变化背景下生态脆弱区土壤呼吸速率特征和土壤温湿度对其影响,对准确评估和预知该区碳收支具有重要意义.以陕北黄土丘陵区自然撂荒地22 a柠条人工为研究对象,通过CO_(2)分析仪和温湿度传感器测定不同土层(10、50和100 cm)CO_(2)浓度平均值和土壤温湿度,采用Fick第一扩散系数法计算土壤呼吸速率,探究不同土层土壤温度、土壤湿度和土壤呼吸速率的动态变化特征,并进一步分析不同土层土壤呼吸速率对土壤温湿度的响应.结果表明,土壤呼吸速率日变化随土层深度增加显著降低(P<0.05),峰值出现时间存在滞后现象,相邻土层间(10、50和100 cm)土壤呼吸速率由上至下均滞后1 h;6~9月土壤呼吸速率月变化为多峰曲线,其中10、50和100 cm土层土壤呼吸速率最大值分别在7月25日、8月6日和8月10日,达13.96、2.96和1.47μmol·(m^(2)·s)^(-1);土壤温度对土壤呼吸速率影响随土层深度增加而减弱,50 cm及以下土层土壤温度对土壤呼吸速率无显著影响(P>0.05),10 cm土层指数拟合最优,R^(2)=0.96,50 cm和100 cm土层拟合较差,R^(2)分别为0.00和0.01,温度敏感系数Q_(10)随土层深度增加而减小;不同土层土壤湿度对土壤呼吸速率影响均显著(P<0.05),二次拟合表现为50 cm(R^(2)=0.35)>10 cm(R^(2)=0.22)>100 cm(R^(2)=0.31);10、50和100 cm土层土壤温度与土壤湿度的综合作用可解释土壤呼吸速率的96%、6%~50%和22%~24%.综上所述,黄土丘陵区柠条人工不同深度土壤温湿度对土壤呼吸速率影响存在差异,10 cm土层土壤呼吸速率受土壤温湿度的综合影响,但土壤温度的相对贡献更高,50 cm土层及以下土壤湿度为关键因子.研究结果有助于更好地预测未来气候变化对该区陆地生态系统碳循环影响,为温室气体调控提供理论依据.
孙亚荣王亚娟赵敏薛文艳梁思琦刘乐刘超陈云明
关键词:土壤呼吸速率土壤温度土壤湿度
宁南山区柠条人工林生物多样性和生态系统多功能性的关系研究
生物多样性与生态系统功能的关系一直是生态学研究的核心议题。早期关于二者关系的研究大多侧重于探索植物多样性与单一生态系统功能的关系,而忽视了生态系统能够同时提供多种功能和服务,即具有生态系统多功能性(Ecosystemmu...
王楠
关键词:柠条人工林生物多样性生态系统
文献传递
柠条人工林下草本植被特征与土壤特性相关性研究被引量:8
2020年
为探索黄土丘陵沟壑区最佳的柠条(Caragana Korshinskii)平茬措施,本研究以该区柠条人工林为研究对象,对其进行4种不同方式的平茬措施,分析在不同平茬措施的柠条下草本植被特征与土壤特性的相关关系。结果表明:隔行平茬措施下草本生物量最大,柠条下各土层土壤含水量与草本地上生物量密切相关,且以负相关关系为主;草本植物多样性各指数均与土壤含水量呈负相关关系,40~80 cm土层的土壤含水量与Simpson指数的相关性显著(P<0.05),与Shannon-wiener指数的相关性极显著(P<0.01);土壤养分各指标与草本植物多样性没有显著相关性,在0~60 cm土层内,土壤碱性越大,草本生物量越大,20~40 cm土层土壤有机质越小,草本生物量越大。综合以上结果,在该区域采取柠条隔行平茬措施最佳。
刘燕萍马驰莫保儒蔡国军薛睿
关键词:柠条林土壤因子
黄土丘陵沟壑区柠条人工林地土壤养分特征研究被引量:9
2019年
为了促进黄土丘陵沟壑区人工柠条群落的更新,以定西市巉口镇龙滩流域的人工柠条群落为研究对象,对其5种平茬处理方式(全部平茬、隔株平茬、隔行平茬、隔株隔行平茬、未平茬)下3个土层深度(0~20、20~40、40~60cm)的8个土壤养分指标(pH值、有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量)进行了测定和分析研究。结果表明:平茬方式对土壤养分的影响不明显,不同平茬方式间土壤养分含量差异不显著;土层深度对土壤养分的影响很明显,不同土层间土壤养分含量差异显著,尤其是有机质、全氮和碱解氮含量,而且土壤养分含量总体上呈现出随着土层深度的增加而下降的趋势,养分呈一定的表聚效应。
薛睿柴春山马驰刘燕萍
关键词:柠条人工林土壤养分黄土丘陵沟壑区
高寒沙区柠条人工林光合耗水特性及影响因素研究
荒漠化的不断加剧严重威胁着我国经济和社会的发展,在干旱半干旱地区尤其严重。共和盆地是青藏高原土地沙化程度最严重的地区之一,作为青海省荒漠化的典型的代表,利用人工措施实现退化生态系统的植被恢复与重建,是该地区防治荒漠化最主...
杨凯悦
关键词:柠条人工林水分利用效率生态恢复
文献传递
基于GF-1遥感影像的宁夏盐池柠条人工林景观特征研究被引量:18
2019年
以宁夏盐池县为研究区,利用高分一号遥感影像和谷歌地球数据,采用监督分类与目视解译结合的方法对柠条人工林进行提取,结合DEM数据和景观生态学方法,分析盐池县柠条人工林的地理分布格局与景观特征。结果表明:盐池县柠条人工林占县域面积的13.18%,斑块数量和面积南北分布差异较大;从地理分布格局来看,柠条大量分布于高程较低和坡度较缓的地区,地势较高与坡度较大的地区仅有少量小斑块分布;不同乡镇的景观单元特征和景观破碎化程度不同,花马池镇柠条的斑块景观内部分割较复杂,高沙窝镇的内部斑块连通性更好,麻黄山乡景观破碎化程度较高,高沙窝镇与麻黄山乡柠条的斑块边界都较为曲折;整体来看,盐池地形平缓、高程较低的中北部以营造防沙治沙型柠条为主,面积大且景观斑块连续,地形陡峭的南部沟壑丘陵区则以营造退耕还柠条为主,面积小且景观破碎。
郑琪琪杜灵通宫菲丹杨王乐
关键词:柠条人工林景观遥感

相关作者

陈云明
作品数:130被引量:2,018H指数:29
供职机构:中国科学院水利部水土保持研究所
研究主题:黄土丘陵区 黄土高原 刺槐 油松 人工林
史建伟
作品数:38被引量:601H指数:18
供职机构:山西大学生命科学学院黄土高原研究所
研究主题:细根 根管 柠条 水曲柳 落叶松
陈建文
作品数:26被引量:333H指数:12
供职机构:山西大学生命科学学院黄土高原研究所
研究主题:细根 柠条 根管 油松 蒸腾速率
董立国
作品数:126被引量:654H指数:14
供职机构:宁夏农林科学院
研究主题:黄土丘陵区 土壤水分 半干旱黄土丘陵区 黄土区 半干旱退化山区
杜灵通
作品数:103被引量:899H指数:18
供职机构:宁夏大学
研究主题:荒漠草原 蒸散 遥感 MODIS 生态系统