岷江上游干旱河谷区土壤水分含量及其动态

于2002年8月～2003年7月对四川西部理县干旱河谷区土壤水分状况进行了定位研究。结果表明：在理县干旱河谷区，不饲海拔高度0～50cm土层土壤平均含水量总的变化趋势是阴坡比阳坡高。而土壤水分空间异质性阳坡比阴坡大。同一坡向不同海拔的土壤含水量变化为2050m处的最高，1850m处的次之，1450m处再次之，1650m处最少，表明了在干旱区河谷的两岸坡面上部土壤水分状况最好，在坡面下部靠近河流处次之，中下坡水分条件最差。相同海拔高度，不同坡向土壤含水量都表现为随着土层深度的增加土壤含水量增加的趋势，且30～50cm土层的土壤含水量最高。     

北方典型林地系统土壤水分动态和水量平衡随机模拟研究

以我国北方干旱半干旱地区3种典型林地植被元宝枫、油松、侧柏为研究对象,基于实测数据验证和构建土壤水分动态随机模型,量化区域土壤水分随机分布、水量平衡过程及其水分胁迫特征。结果显示:模型可较好地模拟3种林地的土壤水分动态分布特征,3种林地的土壤湿度概率密度分布区间接近,呈单峰状;大部分土壤水分通过蒸散发损耗且以胁迫蒸散发为主,土壤层深层渗漏量所占比例较小且几乎不产流,符合我国北方干旱半干旱山区林地水循环的实际特征;3种林地系统均受到一定程度的水分胁迫且水分胁迫特征值相近,表明土壤水分条件是影响区域生态系统的决定性因素。     

不同植被类型下的土壤水分特征研究——以陕西省神木县中鸡镇为例

研究陕西省神木县中鸡镇不同植被类型下土壤含水量的变化特征,主要对不同植被类型下0~70 cm剖面土壤水分总体分布特征进行分析.研究区土壤水分平均值范围3.42%~5.66%,从垂直分布分析,不同地类下土壤水分含量沿垂直剖面的变化具有波动性.小叶杨林地剖面土壤水分的变化呈波浪形趋势,沙柳灌丛剖面土壤水分的变化总体呈降低型趋势,沙葱草地剖面土壤水分的变化总体上呈增长型趋势,裸露沙地剖面土壤水分的变化总体呈稳定型趋势.对研究区土壤水分进行半方差函数分析,块基值显示小叶杨林地、沙葱草地、沙柳灌丛、裸露沙地的土壤水分属于强烈的空间自相关.     

典型喀斯特区不同覆盖下顶坛花椒林地生态需水量研究

对典型喀斯特区不同覆盖下顶坛花椒人工林地生态需水量及生态亏缺水量进行了研究。结果表明：在岩石裸露率375 %的100 m2样地内,植物生长发育期间林地土壤含水量为153～185 m3,经枯枝落叶和石面覆盖后分别为156～206 m3和152～192 m3,枯枝落叶覆盖后林地土壤含水量平均增幅与变幅均最大;顶坛花椒在生长发育期总蒸腾量为91962 7 mm,蒸腾耗水量以成熟期最多,开花结果期次之,展叶期最少;林地潜在蒸散量和实际蒸散量分别为51518 3 m3和54950 1 m3,经不同覆盖处理后,蒸散量均下降,其中石面覆盖时减少量多;林地生态需水量为61479 4 m3,经枯枝落叶和石面覆盖后,其生态需水量分别为58424 2 m3和46000 1 m3,而经枯枝落叶覆盖,在顶坛花椒成熟期林地未出现水分亏缺。对不同覆盖条件比较可知,枯枝落叶覆盖下林地水分亏缺量最少,在植物生长发育期抵御干旱的效果相对较好。因此,喀斯特区造林选择枯枝落叶覆盖效果相对较好,而为保证顶坛花椒的产量及质量,在其开花结果期和成熟期应加强土壤水分管理。     

沙坡头人工固沙区油蒿叶片氮质量分数及其影响因素

通过对沙坡头人工固沙区和过渡区荒漠植物油蒿叶片氮质量分数的测定,研究了土壤水分和油蒿叶片N质量分数的年际、季节和微生境变化,并对影响油蒿叶片N质量分数的主要限制因子进行探讨．结果表明：年际间、季节和微生境间油蒿叶片N质量分数差异显著．极端干旱年（2005年）油蒿叶片N质量分数显著高于干旱年的（2004年）．与干旱年相比,极端干旱年油蒿叶片N质量分数增加15．31％．在干旱年,油蒿叶片N质量分数无一致的季节变化规律,而与微生境深层土壤水分变化趋势一致．叶片N质量分数与100cm土层土壤含水量和相对湿度显著正相关,说明干旱年油蒿叶片N质量分数主要受深层土壤水分和相对湿度等因素控制。但在极端干旱年,不同微生境下油蒿叶片N质量分数有较为一致的季节变化规律,叶片N质量分数与地面温度和气温呈显著负相关关系,表明极端干旱年温度是影响油蒿叶片N质量分数的主要限制因子。     

保水剂种类及含量对土壤水分蒸发的影响

通过室内模拟试验,研究了保水剂种类及施用浓度对土壤水分蒸发量的影响.结果表明,经过不同类型保水剂处理后,各处理土壤的水分蒸发量均随干旱胁迫时间的延长呈先上升后下降的变化趋势,且经过保水剂处理的土壤的水分蒸发量始终低于对照;各保水剂处理中,kh型保水剂处理后土壤的水分蒸发量始终比其他几种保水剂处理的低.在施用浓度上.保水剂质量分数为0.5%和0.3%两处理对土壤保持水分起较好效果,高浓度的保水剂反而不利于土壤水分的保持.说明施用保水剂能够有效地抑制土壤水分蒸发,且只有在生产中施用合适含量的保水剂才能充分发挥其保水效果.     

基于TVDI的横断山区干旱时空演变特征及影响因子研究

以横断山区为研究区,通过对比2001—2019年基于 MODIS获取增强型植被指数（EVI）和归一化差分植被指数（NDVI）反演的温度植被干旱指数（TVDI_N、TVDI_E）及潜在蒸散量（PET）和实际蒸散量（ET）反演的作物缺水指数（CWSI）,与土壤含水量进行相关性分析,选择适用于横断山区干旱监测指标,采用Mann-Kendall 检验等统计方法研究干旱的时空变化特征,并分析干旱在不同土地类型、海拔和气象要素影响下的空间演变特征．研究结果表明:1）基于EVI反演的TVDI_E与土壤含水量相关性最高,更适合于监测横断山区的干旱情况．2）TVDI_E监测结果表明横断山区近19 年来干旱变化情况整体呈下降趋势,空间分布呈现南高北低的变化趋势,严重干旱主要集中分布在攀枝花市附近及湿热地带;北部则集中于三江流域（澜沧江、怒江、金沙江）附近及红原草原地区;干旱程度最严重的阶段是夏季,由春季逐渐向夏季过渡期阶段干旱面积明显增加．3）随海拔的增加,耕地分布多集中于海拔<3 000 m的地区,林地分布海拔为1 000~5 000 m的地区,草地主要生长于海拔>5 000 m的地区;19年来耕地、林地和草地中TVDI_E总体呈减弱趋势,但处在高原过渡带及干热河谷周围的植被的干旱呈增加趋势．在生长季缺水期时,南部地区的植被、高原过渡带林地和北部高原的草地受干旱影响严重．4）TVDI_E与日照时间的正相关性最高,与相对湿度的负相关性最高．气象因子对春初和秋末的TVDI_E复合作用最强,大部分区域呈现显著正相关．      

不同风量下褐煤燃烧碳氧化物生成规律

为研究火区封闭过程中气体组分变化,通过分析火区内气体成分判定火区燃烧状态,以安全封闭火区防止因火灾引发瓦斯爆炸事故.利用程序升温实验研究了风量分别为40 m L/min、80 m L/min、120 m L/min、160 m L/min和200 m L/min时褐煤燃烧产生的碳氧化物体积分数及O_2体积分数变化规律.研究结果表明:风量越大,O_2体积分数变化趋势越小,消耗氧气量越小;相同温度条件下,O_2体积分数有随着风量增加呈现增加的规律性;随着风量增加,CO、CO_2生成量均减少,且CO、CO_2生成量与温度之间呈指数关系变化;相同温度下,随着风量增加,CO、CO_2生成量减少,且燃烧阶段CO生成量与风量呈指数关系变化,CO_2生成量与风量呈线性关系变化.随着风量增加,CO生成初始温度滞后,相同温度时CO生成量减少.     

干热河谷地区不同土地利用方式土壤微生物量及其活性分异特征

以四川宁南县金沙江下游的河谷地带为研究区域,选择相同海拔下的合欢林地、玉米地、桑地、甘蔗地、水桐树林、天然草地以及花椒地等7种土地利用方式为研究对象,通过室内测试分析,并运用统计和相关分析等方法,研究干湿交替下的土壤微生物量及其活性变异特征.结果表明,天然水桐树林破坏改为其它土地利用方式后,土壤微生物量和呼吸强度变化显著,其中微生物量总体呈下降趋势,天然草地和合欢林地降幅较小,玉米地、桑地、甘蔗地和花椒地降幅较大;土壤基础呼吸强度除天然草地外均显著降低,降幅从小到大依次为合欢林地、玉米地、桑地、甘蔗地和花椒地;诱导呼吸强度变化规律与基础呼吸总体相似,但合欢林地要高于天然草地;湿季下的微生物量和呼吸强度要高于干季.代谢熵(qCO2)变化规律不同,天然草地显著升高,合欢林地、玉米地、桑地和天然水桐树林无显著差异,甘蔗地、花椒地则显著低于水桐树林,不同土地利用方式下的qCO2对干湿季的响应不同.不同土地利用方式由于特殊的耕作环境、物种构成等因素导致了土壤微生物量的差异性,为了实现干热河谷地带土壤生态系统的健康发展,从土壤生物学角度出发,应尽可能减少人为活动对土地的干扰程度以提高土壤质量.     

亚高山岩溶生态系统内土壤CO2体积分数垂向差异分析——以金佛山为例

利用CO2红外线分析仪对金佛山夏季垂直自然带上岩溶生态系统内的土壤CO2气体进行一个月的连续观测,研究土壤CO2体积分数的垂向差异.结果表明:山顶样点土壤CO2体积分数的月波动幅度大于西坡样点;山顶林地样点的土壤CO2体积分数高于裸地,低于西坡林地,而其裸地的土壤CO2体积分数则高于西坡裸地;岩溶区生态系统内剖面土壤CO2体积分数基本呈现出随深度增加而增大的单向梯度分布特征;林地土壤CO2体积分数最大梯度出现的深度大于裸地.     

岷江上游林农边界效应对植被生物量的影响

边界效应是当前生态学领域的研究热点之一,但对于生物量的边界效应关注很少。生态系统尺度上的边界效应研究,多采用野外样线法获取数据。以岷江上游林农边界为例,对生物量的边界效应进行了分析。通过在野外布设样线获取边界上的生物量数据,同时应用地理信息系统从遥感影像中提取边界上的植被NDVI,运用地面调查数据对NDVI值进行验证的结果表明,用NDVI来反映植被生物量具有可信性。对两种数据进行初步统计分析,并应用移动窗口法对生物量的边界效应进行了定量判定,研究结果表明:1)在林农边界上,林地边缘的生物量低于林地内部的生物量,边界效应范围为60/m到65/m,农田边缘的生物量高于农田内部,边界效应范围为60/m到90/m;2)基于野外数据和基于NDVI的边界效应判定结果基本一致,用NDVI作为生物量的指标进行边界效应分析是可行的;3)在分析生物量的边界效应时,研究范围取200~300 m较为合适,研究粒度取30 m较10 m效果更佳。     

岷江上游干旱河谷-山地森林交错带植被退化机制分析

岷江上游是典型的以干旱河谷为基带的山地生态系统,其脆弱的生态环境严重阻碍了当地社会经济的发展,鉴于此,本文选取岷江上游的理县熊耳山山地森林-干旱河谷交错带为研究区,研究其上的植被退化特征,并以此次本底调查资料为基础,探索研究区生态系统退化的机制,在此基础上提出研究区生态恢复与重建的一些措施,以期能为完善交错带生态演替过程理论和山地森林-干旱河谷交错带植被恢复及复合生态系统管理提供理论依据.     

岷江干旱河谷主要草本种群生态位研究

在对岷江干旱河谷植被及其环境因子系统取样调查的基础上,研究了20种主要草本种群在土壤水分、全N、速效P、速效K和pH 5个资源维上的生态位特征。绵枣儿、铁扫帚、翻白委陵菜、黄背草、密生苔草的生态位宽度较高,对环境有较强的适应能力,形成了该地区的优势种群;猪毛莱、紫花野茅,歧茎蒿、虱子草等种群的生态位宽度较小。生态位宽度较小的物种并非就不是群落的优势种,取决于种群分布的范围和分布的均匀程度。种群在各个资源维上的生态位宽度表明对不同资源空间的利用能力和适应性不尽相同。各个资源维上所有种群生态位宽度和的大小依次为土壤含水量〉pH〉速效K〉全N〉速效P,表明物种对速效P资源的利用能力较低,对土壤含水量的利用能力较高,草本物种对水分资源的利用能力高于灌木物种。     

Moisture transport source／sink structure of the Meiyu rain belt along the Yangtze River valley

Based on the analyses of the moisture transport structure in the whole layer of the troposphere along the Yangtze River valley during draught/flood years using the NCEP reanalysis data, this paper reveals that there exists a key region with a “Large Triangle” shape of transporting moisture for the Tibetan Plateau to Meiyu Belt and its“source/sink” structure; discloses that the interannual variation of the whole budget of inflow and outflow of moisture through the boundaries of a “Large Triangle” key region has the in-phase characteristic. Then a moisture transport structure over the skirt of the plateau and a conceptual model on the “transfer post” of moisture transport in the area of the South China Sea-Tibetan Plateau-Yangtze River valley in summer are put forward in this paper: the anti-phase feature of whole layer moisture transport flow patterns of Yangtze River valley during drought/flooding years is exhibited using the computational scheme of whole layer moisture transport correlation vector fields; a comprehensive dynamic model and its physical diagram of the teleconnection source/sink structure of the moisture transport of the Meiyu rain belt have been made. It shows that the moisture transfer effect over the skirt of the plateau from the ocean (Indian Ocean, South China Sea and west North Pacific) led to a moisture confluence belt in the Yangtze River valley and the teleconnection moisture transport source/sink structure over the “Large Triangle” shape area in flooding years.     

Characteristic of Soil Hydro.Physical Properties and Water Dynamics under Different Vegetation Restoration Types

By combining the observation of the soil profile at field and the chemical and physical analysis in laboratory, a study on the hydro-physical properties of soil in six different vegetation types and the dynamics of water content after rain was conducted in Wanchanggou, Guangyuan City to find out the vegetation types with effective water-conservation functions in order to serve the ecological restoration in the low hill heavy rain area upper the Jialing River. Results showed that., the hydro-physical properties of soil in the mixed Alnus crernastogyne and Cupressua Leyland forest （AcCl） were best. But in the depth of 0-20 cm. The properties of soil in the abandoned cropland （Fm） was better than that in the AcCl. The soil bulk densities varied significantly between the layers of 0-20 cm and 20-40 cm in all the six vegetation types except that in the Robinia pseudoacacia shrub forest （RpII）, and the changes of the maximum and the capillary moisture capacity between layers were significant only in the Fm and in the AcCl. Of these stands, the AcCl had the shortest water-absorbing period and the strongest moisture changes in the upper layer （0-15 cm）. In the same stand, the deeper the soil layer, the slighter the soil moisture varied, and the longer the soil moisture accumulating process lasted.     

岷江上游景观边界效应影响因子分析

 边界效应受多种因子影响,在不同时空尺度下表现出不同的边界效应深度。目前关于边界效应深度影响因子的研究只有少量定性报道,缺少定量分析。以岷江上游林农边界为例,分析了生物量边界效应深度的影响因子。应用GIS软件,将边界类型图与数字高程图、土地利用图、降雨数据的叠加,获取边界所处海拔、坡度、坡向、降雨以及边界两侧斑块面积。在SPSS软件中对已获得的边界效应深度与以上诸因子进行多元线性回归分析。研究结果表明：林农边界效应深度与海拔和坡度存在显著线性回归关系,呈负相关,即海拔越低、坡度越小边界效应深度越大;坡向对边界效应深度影响较小,降雨和林块面积对边界效应深度影响不明显。     

贵州岩溶山区土壤含水量时空分布与植物生长关系研究

本文研究喀斯特山区不同厚度土壤含水量在雨后和雨后数日的垂向分布特征、不同厚度土壤对应植物叶片的含水量以及其内在联系。结果表明在喀斯特石漠化山区的同一山体中,不同厚度土壤的同一深度的土壤含水量雨后远大于雨后连续数日的含水量;雨后不同厚度土壤的含水量垂向分布从地表向下呈递减趋势,而雨后数日则呈递增趋势;相对应的山区植物（花椒）叶片含水量也与降雨有很大关系,其叶片含水量与表层土壤含水量没有明显的关系,但与土壤的厚度呈正相关。对喀斯特山区石漠化治理有着重要的意义。     

Groundwater circulation relative to water quality and vegetation in an arid transitional zone linking oasis, desert and river

In groundwater-dependent ecosystems, groundwater circulation controls the overall water quality and ecosystem dynamics. Groundwater and vegetation across a 30-km groundwater transect linking oasis, desert and river in an extremely arid area were investigated with a series of soil profiles drilled into the unsaturated zone to understand groundwater circulation and its control on groundwater quality and surface vegetation in the extremely arid Lower Tarim River, NW China. Measurements have included water-table depth, water chemistry and water isotopes (2H, 18O, 3H) for 15 water samples, soil moisture and chloride content for 11 soil profiles, and vegetation investigation. Results show that the groundwater in desert zone is characterized by slow recharge rate (pre-modern water), great water-table depth (6.17-9.43 m) and high salinity (15.32-26.50 g/L), while that in oasis (uncultivated land) and riparian zone is characterized by relatively fast recharge rate (modern water), small groundwater-table depth (3.56-8.36 m) and low salinity (1.25-1.95 g/L). Stable isotopes show that secondary evaporation takes place during irrigation in oasis. The vegetation characteristics (coverage, richness, evenness and number of plants) are closely related to soil moisture and water-table depth. Groundwater recharge from irrigation in oasis and from river in riparian zone sustains a better ecosystem than that in the desert area, where lateral and vertical groundwater recharge is limited. The more evapotranspirative enrichment may occur in the vegetated and water-rich riparian zone as compared to desert. This study also demonstrates the effectiveness of environmental tracers in studying ecohydrological processes in arid regions.     

兴安落叶松林缘天然更新与立地环境因子的相关分析

【目的】揭示兴安落叶松林缘更新与土壤特性及小气候因子的深层次关系。【方法】在测定兴安落叶松林缘天然更新状况、小气候因子及土壤理化性质的基础上,用单因素方差分析与相关性分析法研究了兴安落叶松林缘天然更新指数与土壤理化性质及小气候因子的相关性。【结果】①距离林缘0 m处的样带更新指数最大,距离林缘20、40、60 m的3条样带更新指数变化不大且趋于平稳。②兴安落叶松林缘的光合有效辐射和空气温度显著大于林内。③林缘的土壤养分高于林内,林缘土壤pH小于林内。④通过主成分分析法得到影响兴安落叶松林缘更新的主要因子为土壤含水率、土壤有机质和光合有效辐射,通过多元线性回归分析法得到影响兴安落叶松林缘更新的主要因子为土壤含水率和土壤有效磷。【结论】兴安落叶松林缘的更新效果比林内好,林缘效应对兴安落叶松林更新的影响大致在距离林缘20 m范围以内;光合有效辐射、空气温度和土壤理化性质能有效影响兴安落叶松林缘的更新,其中土壤含水率是影响兴安落叶松林缘更新的最主要因素。因此可以通过改善林缘的环境促进兴安落叶松林缘区域的更新。     

Preliminary study on land surface characteristics over Huaihe River Basin

The analysis of the flux observation dada from the Huaihe River Basin Experiment (HUBEX) shows that, in semi-humid monsoon regions, latent heat flux is as important as sensible heat flux in most situations. Moreover, it can even dominate the sensible heat flux in cropland and paddy field. This is distinct from that for arid and semi-arid regions where the sensible heat flux is dominant. Under clear sky conditions, the soil temperatures in different vertical layers all exhibit certain diurnal variations, and the magnitude decreases with depth to less than 1°C at a depth of 60 cm. This depth is considered as the transition layer for the soil moisture variation. On the other hand, the vertical profile of soil water content varies with the soil texture and even weather conditions, and the layer with maximum soil water content can also be found in Jiangji station during June 1998.