Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
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多年生人工柠条林生长对土壤水分的影响
No full text研究多年生人工柠条林地生长对土壤水分的影响，对水资源紧缺的黄土丘陵区植被重建和生态建设具有重
要的意义。以多年生的柠条林为对象，采用中子水分仪对黄土丘陵半干旱区（宁夏固原）多年生的柠条林地及撂荒地
土壤水分进行长期定位观测与分析，研究了多年生人工柠条林生长对土壤水分的影响。结果表明：柠条林地和撂荒
地各深层土壤容积含水量分别为４． １８％～１４． ６７％和２． ８７％～１５． ０１％ ，柠条林地各个深度土层的土壤容积含水量普
遍低于撂荒地同等深度土层土壤容积含水量。多年生的人工柠条林地同撂荒地二者的土壤容积含水量变异系数区
间分别是 ３． ２７％～３１． １２％ 和 ７． ３９％～３４． ６３％ ，都随土层深度增加而逐渐减小，是该区域土壤容积含水量变异系数所
具有的共性。多年生的人工柠条林对 ２００ｃｍ 以下深层土壤水分的消耗影响深远。</p
黄土高原常见蒿属植物对 ４ 种豆科牧草种子萌发和幼苗生长的化感作用
No full text黄土高原常见蒿属植物铁杆蒿、大籽蒿和狭裂白蒿叶枯落物对豆科牧草红豆草、紫花苜蓿、沙打旺和百脉
根种子萌发及幼苗生长的影响研究表明： ３ 种常见蒿属植物对 ４ 种豆科牧草种子发芽率、发芽势及幼苗地上、地下生
物量（鲜重和干重）和叶丙二醛（ ＭＤＡ ）含量影响不同，但其综合化感效应总体上均呈现低质量浓度促进、高质量浓度
抑制。在
１ｇ
／ Ｌ 和 １０ｇ ／ Ｌ 浓度三种蒿浸提液中促进效应最大的牧草是沙打旺；除了 １００ｇ ／ Ｌ 铁杆蒿对红豆草的综合
化感效应表现出促进外，其余 １００ｇ ／ Ｌ 三种蒿浸提液对 ４ 种豆科牧草均呈现不同程度的抑制作用。</p
基于实时气象资料苹果树耗水量简便计算方法研究
No full text 为了达到简化计算、精准掌握果树蒸腾耗水规律的目标，本研究采用自动定时称重式电子秤蒸发皿装置与自动称重盆栽试验装置，监测得到实时水面蒸发量与植物蒸腾量，结合当地气象因子，通过相关分析、偏相关分析、BP神经网络、多元非线性回归拟合等方法，确定了影响蒸散发的主要气象因子与植物生理生态指标因子，分别建立基于主要气象因子与小时蒸发量（Epanhour）、日蒸发量(Epanday)之间的“温湿度-ET0”模型；并通过该简便模型对延安果园苹果树的实际蒸散发进行预测。具体得到以下结论:
（1）影响蒸发皿水面蒸发量变化的主要气象因子为温度（Ta）、平均相对湿度（RH）与太阳净辐射（Rn）。在日尺度下，与蒸发量间相关性大小依次为：Ta(r=0.809)>Rn(r=0.526)>RH(r=-0.44)；小时尺度下， Ta(r=0.843)>Rn(r=0.808)>RH(r=-0.78)，温度、湿度与太阳净辐射三者对蒸发量的影响显著且稳定，通过偏相关分析证明了太阳净辐射对ET0的影响在很大程度上可以通过温湿度综合作用体现。除气象因子外，影响植物蒸腾的主要植物因子为：叶面积指数（r=0.666）、总叶面积（r=0.592）与冠幅（r=0.539），其中，叶面积指数的影响最为显著。
（2）气温每升高1℃，蒸发皿水面蒸发量平均增加0.07mm/day，增幅4.32%。夏季（6-8月），气温每升高1℃，蒸发量平均增加0.078mm/day，增幅3.17%；冬季（11-来年2月），气温每升高1℃，蒸发皿水面蒸发量平均增加0.043mm/day，增幅5.19%，气温越低，温度升高对蒸发皿水面蒸发变化的影响更为剧烈。
（3）温、湿度可以较好反映水面蒸发量，通过非线性多元回归建立“温湿度-蒸发”模型，小时蒸发量模型的有效系数NSE=0.889，日蒸发量预测模型有效系数NSE=0.923。“温湿度-蒸发”模型乘以蒸发皿系数Kp=0.668后，该模型可以较好的模拟ET0变化，2018、2019年延安果园ET0拟合模型NSE=0.674、0.611，整体趋势较高。该模型预测结果与Priestley-Taylor(P-T)、Hargreaves(H-G)、Blaney-Criddle（B-C）、BP神经网络算法进行对比，优势明显。
（4）通过确定苹果树不同生长阶段的作物系数Kc，计算得到延安果园苹果树蒸腾耗水集中在6-10月，最大平均日蒸腾量出现在7月为4.25mm/day。此外，果园土壤表层含水量峰值均出现在九月，在水平方向，距离果树主干20、40、60cm处土壤的表层含水量差异小；在垂直方向，受降雨和蒸发交替发生的过程影响，土壤水分在不同深度上呈“S”型分布，导致20-30cm土层处为水分转折点。为了达到简化计算、精准掌握果树蒸腾耗水规律的目标，本研究采用自动定时称重式电子秤蒸发皿装置与自动称重盆栽试验装置，监测得到实时水面蒸发量与植物蒸腾量，结合当地气象因子，通过相关分析、偏相关分析、BP神经网络、多元非线性回归拟合等方法，确定了影响蒸散发的主要气象因子与植物生理生态指标因子，分别建立基于主要气象因子与小时蒸发量（Epanhour）、日蒸发量(Epanday)之间的“温湿度-ET0”模型；并通过该简便模型对延安果园苹果树的实际蒸散发进行预测。具体得到以下结论:
（1）影响蒸发皿水面蒸发量变化的主要气象因子为温度（Ta）、平均相对湿度（RH）与太阳净辐射（Rn）。在日尺度下，与蒸发量间相关性大小依次为：Ta(r=0.809)>Rn(r=0.526)>RH(r=-0.44)；小时尺度下， Ta(r=0.843)>Rn(<span style="
基于中红外漫反射光谱法预测黄土碳酸钙含量
No full text以黄土高原侵蚀严重的丘陵沟壑区7个小流域126个土壤样品和108个沉积泥沙样品为对象,分析了土壤的基本属性及其中红外漫反射光谱特征,将中红外漫反射光谱技术与化学计量法相结合,采用不同的光谱预处理方法,分别利用偏最小二乘回归法、主成分回归法和支持向量机回归法建立土壤碳酸钙的光谱估算模型,并对模型进行验证。结果显示:土壤光谱变量与碳酸钙含量的关系更接近线性相关,偏最小二乘回归法和主成分回归法要优于支持向量机回归法,其中PLSR(SG-Der1st)模型为最优,对土壤(决定系数R2=0.948,相对分析误差RPD=4.426)和沉积泥沙(决定系数R2=0.875,相对分析误差RPD=2.841)均能准确预测其碳酸钙含量。研究结果表明,基于中红外漫反射光谱的碳酸钙含量估算模型能准确定量土壤及沉积泥沙碳酸钙含量,实现了对黄土高原小流域土壤碳酸钙的快速无损测量。</p
毛乌素沙地人工固沙植被的土壤养分效应
No full text为探索毛乌素沙地不同人工固沙植被对土壤养分的影响规律，选取毛乌素沙地6种典型人工固沙植被为
研究对象，通过分析计算0~100 cm土壤的理化性质和6种不同人工固沙植被林的土壤养分指数（SNI），研究结果表
明：6种人工固沙植被的土壤容重无显著差异，呈现弱变异。土壤有机碳（SOC）、全氮含量（TN）均表现出表层大于
底层，全钾（TK）含量无显著差异，磷（P）含量无明显规律性。土壤有机碳密度0~20 cm显著高于其他土层，表现出
明显的表聚现象。0~100 cm的土壤有机碳（SOC）累积储量除裸沙地之外随土壤深度变化，6种人工固沙植被样地
可以通过对数函数［y=aln(x)+b，R2>0.96］模拟。土壤养分指数（SNI）从大到小为花棒（Hedysarum scoparium）>樟子松
（Pinus sylvestris）>苜蓿（Medicago sativa）>紫穗槐（Amorpha fruticosa）>长柄扁桃（Amygdalus pedunculata）>沙蒿（Arte⁃
misia desertorum），结果表明，花棒林（Hedysarum scoparium）的土壤养分状况最好，6种植被类型中花棒（Hedysarum
scoparium）是毛乌素沙地中最适宜种植的植被。</p
米仓山不同退耕年限土壤理化性质变化特征
No full text研究不同退耕年限下的土壤理化性质特征，为区域生态系统服务功能的提升与生态文明
建设提供科学依据。［方法］以中国南北过渡带的米仓山退耕２０，２５，３５，５０ａ的样地为研究对象，以未施
肥耕地和天然林地为对照，采用“时空替代法”，分析米仓山地区不同退耕年限土壤理化性质特征。［结果］
①土壤机械组成在退耕前期无明显变化，在退耕５０ａ时与天然林地相似。退耕２０，２５，３５，５０ａ样地的土壤大
粒径团聚体百分含量较耕地均有不同程度的升高，其增幅分别为１７．７０％，５３．２３％，５２．５０％和７０．３０％；
②随着退耕年限增加，土壤容重呈下降趋势，退耕５０ａ样地土壤容重接近天然林地。不同退耕年限下土壤
水分特征曲线均可用Ｇａｒｄｎｅｒ模型拟合，土壤持水性由高到低排序为：天然植被＞退耕２５ａ＞退耕３５ａ＞
退耕２０ａ＞耕地＞退耕５０ａ。③土壤有机质及全氮含量随退耕年限增加呈显著增加趋势（ｐ＜０．０５），且上
层土壤含量高于下层土壤，呈现明显的表聚现象。上层土壤中退耕２０，２５，３５，５０ａ的样地中土壤有机质及
全氮含量较耕地分别提高了２７％，１３４％，７１％和３４３％和２０％，７６％，６４％和２４６％，下层土壤中分别提高
了７％，８８％，５３％和４２２％和１２％，５９％，３５％和２０１％。全磷含量在０．５５～０．３６ｇ／ｋｇ之间波动，受退耕
年限影响较小。［结论］退耕还林措施能有效增加土壤容重，提升土壤大粒径团聚体、有机质和全氮含量，
进而改善土壤理化性质，退耕５０ａ样地土壤的理化性质接近于天然林地</p
黄土丘陵区生物结皮对维管束植物 根系特征的影响及机制
No full text生物土壤结皮（生物结皮）与维管束植物之间的关系一直是生物结皮生态功
能研究的热点问题。目前，国内外相关研究主要明确了不同类型生物结皮对维管
束植物种子萌发、幼苗存活、光合生理、养分运输及群落演替等方面的影响，鲜
有研究关注生物结皮对维管束植物根系的影响，是生物结皮与维管束植物之间关
系研究的空白环节。黄土丘陵区退耕还林（草）工程实施后，生物结皮大面积发
育，是该区退耕地植被恢复演替的关键影响因素。然而，迄今该区生物结皮与维
管束植物之间关系的研究鲜见报道。为此，本文以维管束植物根系为切入点，首
先通过室内试验，研究了黄土丘陵区不同类型及强度干扰的生物结皮对维管束植
物种子萌发、幼苗根系的影响；进而通过明确生物结皮对土壤理化属性的影响，
探究不同类型及强度干扰的生物结皮对维管束植物成株根系特征的影响；在此基
础上，基于冗余分析、逐步回归和通径分析等统计分析，研究了生物结皮对维管
束植物根系的影响方式及程度，以及干扰生物结皮对植物群落特征的影响，解析
了“生物结皮—土壤—根系—维管束植物群落”的联动机制，为该区生物结皮影响
下的草地植被恢复和群落演替提供科学依据。取得的主要结论如下：
（1）生物结皮是维管束植物种子萌发和幼苗存活的关键影响因子，影响方
式与程度与二者之间的相对位置、生物结皮类型、生物结皮的完整性以及维管
束植物种子形态有关。原状生物结皮显著抑制结皮上（种子位于结皮表面）种
子的萌发和幼苗存活，但促进了结皮下（种子位于结皮下层）种子的萌发和幼
苗存活。干扰破碎生物结皮较原状生物结皮促进结皮上和结皮下的种子萌发和
幼苗存活。
①相对位置：裸土上种子萌发率为28.75-70.63%，幼苗存活率为24.38-61.88%，
原状生物结皮上种子萌发率和存活率小于10.00%，显著低于裸土。②结皮类型：
藻结皮较裸土显著促进结皮下白羊草（Bothriochloa ischaemum (L.) Keng）和苜
蓿（Medicago sativa）种子的萌发，萌发率分别提高34.50%和62.33%。藻结皮
显著促进结皮下苜蓿幼苗存活，较裸土及其它结皮提高7.69-107.34%。不同类型
生物结皮均显著提高结皮下长芒草（Stipa bungeana Trin.）幼苗存活率，较裸土</p
Soil moisture mediates microbial carbon and phosphorus metabolism during vegetation succession in a semiarid region
No full text黄土高原干旱半干旱区生物结皮覆盖土壤水汽吸附与凝结特征
No full text生物结皮是一种广泛分布于干旱半干旱地区土壤表层的特殊复合体，为揭示其对土壤水汽吸附与凝结过程的影
响，该研究通过室内定量水汽吸附试验和野外对水汽凝结的连续观测，对黄土高原典型生物结皮（藻结皮、藻藓混生结
皮、藓结皮）与裸沙的水汽吸附和凝结特征进行对比研究。结果表明：生物结皮的覆盖显著提升了表层土壤的水汽吸附
能力，其平均水汽吸附量比裸沙高 66.7%。不同类型生物结皮水汽吸附能力差异显著，表现为藓结皮最高，混生结皮次
之，而藻结皮最低。GAB（Guggenheim-Anderson-de Boer）吸附模型能较好的描述生物结皮土壤水汽吸附与解吸附过程，
模拟结果决定系数 R 2 >0.99、均方根误差 RMSE<0.001 2 g/g 及平均相对偏差百分比 E<16.0%；此外，生物结皮加剧了土
壤水汽吸附与解吸附曲线之间的滞后效应，其滞后指数平均是裸沙的 2.0～2.9 倍。水汽凝结结果显示，水汽凝结过程均
受气温与相对湿度等气象因子制约，且生物结皮覆盖下表层土壤的水汽凝结和蒸发过程相较于裸沙更为迅速。同时，生
物结皮的日均水汽凝结量是裸沙的 1.6～1.8 倍。综上，干旱和半干旱地区生物结皮覆盖显著提高了表层土壤的水汽吸附
能力、并增加了水汽凝结量，对区域表层土壤的水分运动过程产生了重要影响。</p