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古田山亚热带常绿阔叶林粗根生物量分布特征

科学通报 2014年第24期59卷 2416-2425页

作者：闫慧董心亮张守仁中国科学院植物研究所、植被与环境变化国家重点实验室北京100093 内蒙古林业监测规划院呼和浩特010020

森林粗根分布和生物量的研究是生态学研究的热点与难点,传统破坏性取样方法费时、费力,而且只能获得有限的调查样本,限制了我们对森林生态系统的整体描述与森林碳储量的准确估算.此外,土壤、地形、树种丰富度、树木密度、优势种多度等... 详细信息

森林粗根分布和生物量的研究是生态学研究的热点与难点,传统破坏性取样方法费时、费力,而且只能获得有限的调查样本,限制了我们对森林生态系统的整体描述与森林碳储量的准确估算.此外,土壤、地形、树种丰富度、树木密度、优势种多度等环境和生物因素对粗根碳存储能力影响的研究也很少,内部机制未知.本文应用探地雷达技术对浙江古田山24 hm2大样地粗根（直径〉1.5 cm）分布和生物量进行了测定.研究发现：（ⅰ）15个10 m×10 m样方,土壤深度60 cm的探地雷达扫描范围内,粗根生物量平均为1105.38 g m-2,3个生境、5个海拔梯度之间粗根生物量差异显著（P〈0.05）;20~40 cm土层粗根生物量占0~60 cm粗根生物量的71.58%.（ⅱ）40~60 cm深层土壤全磷、氮矿化速率与粗根生物量线性回归关系显著（P〈0.01）,0~60 cm土层全碳、氮矿化速率与粗根生物量线性回归关系显著（P〈0.01）;地形因子对粗根生物量的影响不显著（P〉0.05）.（ⅲ）随树种丰富度、稀疏丰富度的增加,40~60 cm深层土壤粗根生物量显著降低,解释量分别为53.2%和29.2%,树种丰富度、稀疏丰富度比优势树种个体数更能反映树木粗根的碳存储能力.同时,我们发现古田山自然保护区24 hm2监测样地内,环境资源供应的差异可能导致了生境内树种丰富度的不同,树种丰富度及树种稀疏丰富度的变化显著影响了粗根生物量的大小.因此,从粗根较大空间尺度及非破坏性研究的角度出发,探地雷达对粗根生物量分布的研究具有很大潜力.

关键词：探地雷达粗根生物量粗根空间分布环境和生物因素

古田山亚热带常绿阔叶林粗根空间分布特征及影响因子分析——探地雷达途径

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中国科学：生命科学 2013年第9期43卷 788-798页

作者：闫慧董心亮冯刚张守仁 Mucciardi Anthony 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室中国科学院大学内蒙古林业监测规划院 TreeRadar Inc.Silver SpringMD 20910USA

粗根在森林生态系统内扮演重要角色，粗根空间分布不仅与环境因素有关还受到生物因素的影响，根系密度可以在一定程度上反映森林群落地下生长及种间竞争情况．根系研究一直是生态学领域极具挑战性的工作，传统的挖掘法具有费时、费力、... 详细信息

粗根在森林生态系统内扮演重要角色，粗根空间分布不仅与环境因素有关还受到生物因素的影响，根系密度可以在一定程度上反映森林群落地下生长及种间竞争情况．根系研究一直是生态学领域极具挑战性的工作，传统的挖掘法具有费时、费力、破坏样地、不能连续测定等缺点．在自然保护区，原则上禁止使用破坏性取样方法进行研究．因此，应用非破坏性方法进行森林粗根研究具有重要的实践意义．应用探地雷达技术，对古田山自然保护区24公顷监测样地内山脊、山坡、山谷3种生境及胸径大于50cm优势树种甜槠、木荷的地下粗根密度进行研究．结果发现：（i）探地雷达探测3种生境粗根密度均值为88．04roots/m^2．粗根主要集中在地表0～40cm土层范围，土壤深度增加，粗根密度迅速下降．粗根密度集中于树种周围，较开阔样地或距树木一定距离处粗根密度较低；（ii）山脊、山坡、山谷间总粗根密度差异显著，山脊、山谷粗根密度大于山坡；优势种甜槠粗根密度大于木荷．直径〉3cm的粗根在山谷分布数量显著大于山坡、山脊，该部分粗根在20—40cm土层密度值最大；（iii）粗根密度随树种丰富度的增加而显著降低，优势树种甜槠、青冈、马尾松个体数对粗根分布有影响显著；（iv）0—40cm是粗根的“基础分布层”，大部分粗根分布于此范围，粗根密度均值为84．18roots／m^2，与地形变化、树种丰富度、稀疏树种丰富度、地上树木密度均没有显著回归关系；40—60cm土层，环境与生物因素均会影响粗根密度的大小，是森林根系减小空间重叠、邻根干扰、缓解竟争压力的“潜在分布层”．研究表明，应用探地雷达技术可以实现对粗根空间分布及影响因子较准确、有效的非破坏性研究．

关键词：探地雷达粗根密度粗根空间分布环境生物因素

京津冀地区密植高产宜机收籽粒春玉米品种筛选

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农业工程学报 2020年第22期36卷 105-119页

作者：王金涛董心亮苏寒陈佩刘毅刘小京孙宏勇中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 沧州市南大港管理区农科所沧州061103

机收籽粒可以显著提高玉米生产效率降低生产成本,但是目前京津冀地区适宜机收籽粒的玉米品种较少,品种筛选评价体系缺乏,阻碍了玉米籽粒机收的推广实行。针对这一问题,该研究开展了3 a春玉米品种和种植密度互作试验以及2 a玉米籽粒机收... 详细信息

机收籽粒可以显著提高玉米生产效率降低生产成本,但是目前京津冀地区适宜机收籽粒的玉米品种较少,品种筛选评价体系缺乏,阻碍了玉米籽粒机收的推广实行。针对这一问题,该研究开展了3 a春玉米品种和种植密度互作试验以及2 a玉米籽粒机收试验。根据宜机收籽粒品种要求、该地区气候和种植条件,设置宜机收性、高产稳产优质性和水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)高稳性3个一级评价指标。宜机收性下二级评价指标为籽粒破碎率、含杂率、总损失率和收获速率。籽粒破碎率和含杂率与籽粒含水率分别呈二次函数关系和指数关系,籽粒破碎率≤5%的籽粒含水率在3.6%~24.8%之间;当籽粒含水率≤26.99%时,含杂率≤3%的,因此将生理成熟后10 d的籽粒含水率≤25%作为籽粒破碎率和含杂率的三级评价指标。总损失率与籽粒含水率二次函数关系,与倒伏倒折率和穗位高标准差呈线性关系,因此将生理成熟后10 d的籽粒含水率(≤25%)、倒伏倒折率(≤5%)和穗位高标准差(≤5.93 cm)作为总损失率的三级评价指标。由于倒伏倒折率是影响收获速率的主要作物指标,因此将倒伏倒折率(≤5%)作为收获速率的三级评价指标。品种―种植密度互作试验的平均产量、WUE和穗粒腐病率分别为10889.64 kg/hm^2、2.28 kg/m^3和1.75%,产量和WUE标准差平均值分别为1776.79 kg/hm^2和0.43 kg/m^3,产量和WUE高稳系数平均值分别为0.53和0.46。通过相关性分析计算,种植密度增加15000株/hm2条件下春玉米产量和WUE平均增加6.59%和11.89%,单株产量平均下降8.38%。据此得到高产稳产优质性和WUE高稳性下的二级评价指标及其判别标准。在确定各级评价指标及其判别标准的基础上,通过层次分析法和熵权法得到末级评价指标的组合权重,并将各评价指标的判别标准作为判别品种的指标值,避免单纯依靠排序确定品种优劣。通过综合性状评价筛选出豫丰98、豫单9953和金科玉3306为京津冀地区适宜籽粒机收的春玉米品种。分析发现该地区宜机收籽粒春玉米品种应具有籽粒脱水快、高产、稳产、增密增产、穗粒腐病率低、WUE高的特点。通过构建适宜的品种筛选体系,有利于玉米籽粒机收技术在京津冀地区推广,对其他地区密植高产宜机收籽粒玉米品种的筛选有一定的借鉴意义。

关键词：收获产量玉米水分利用效率机收质量籽粒含水率层次分析法熵权法

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省级邮袋,报皮布处理中心的工艺设计

邮政管理与技术 1996年第1期 21-22页

作者：董心亮南京邮政局

柽柳生物炭对滨海盐渍土咸水入渗特征的影响研究

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第7期30卷 1194-1202页

作者：刘淙琮董心亮郭凯程东娟孙宏勇河北工程大学水利水电学院邯郸056038 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 中国科学院大学北京100049

由于生物炭具有较高的孔隙度和有机碳含量,故在盐渍化土壤改良方面潜力巨大。然而,利用盐生植物柽柳制备的生物炭改良盐渍化土壤以探究其对盐渍化土壤咸水入渗特征影响的研究尚少。本研究采用室内土柱模拟入渗的方法,研究柽柳生物炭添加... 详细信息

由于生物炭具有较高的孔隙度和有机碳含量,故在盐渍化土壤改良方面潜力巨大。然而,利用盐生植物柽柳制备的生物炭改良盐渍化土壤以探究其对盐渍化土壤咸水入渗特征影响的研究尚少。本研究采用室内土柱模拟入渗的方法,研究柽柳生物炭添加量(质量分数为0、1.1%和3.3%)和不同矿化度咸水(0 g∙L^(−1)、5 g∙L^(−1)和10 g∙L^(−1))对盐渍土水分入渗特性及水盐分布规律的影响。研究表明:1)随生物炭添加量以及咸水矿化度的增加,湿润锋运移时间缩短34.40%~85.85%,入渗率增大6.71%~87.30%;添加生物炭对盐渍土水分入渗特性的影响程度大于咸水矿化度。2)生物炭的添加使水分入渗后0~10 cm土壤的含水量增加1.29%~9.23%。3)水分入渗后,0~40 cm土壤含盐量与初始土壤含盐量相比显著降低,且盐渍土含盐量随入渗咸水矿化度的增大有上升趋势,但不显著;含盐量在深度50~60 cm处达最高,且随生物炭含量以及咸水矿化度的升高而显著增加,与淡水入渗后未添加生物炭的对照相比增加5.21%~35.11%。综上,不同矿化度咸水入渗条件下,柽柳生物炭的添加可以加速盐渍化土壤的盐分淋洗,并随生物炭添加量的增加其淋洗效果明显增强,本研究中生物炭添加量为3.3%时的效果最优。此结果可为生物炭合理施用以及滨海地区咸水资源利用提供必要的理论依据。

关键词：滨海盐渍土柽柳生物炭咸水入渗特性水盐分布

品种和播期对华北春玉米产量及水分利用效率的影响

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中国生态农业学报 2018年第6期26卷 837-846页

作者：孙宏勇刘小京王金涛董心亮郭凯巨兆强中国科学院农业水资源重点实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022

华北平原冬小麦夏玉米一年两作种植制度主要受水资源的约束,发展休耕轮作是实现该区域农业可持续发展的途径之一。春玉米高效生产是提升休耕轮作产能的关键因素,如何利用品种特性进行播期调整以适应区域生产特点提高产量是该区春玉米生... 详细信息

华北平原冬小麦夏玉米一年两作种植制度主要受水资源的约束,发展休耕轮作是实现该区域农业可持续发展的途径之一。春玉米高效生产是提升休耕轮作产能的关键因素,如何利用品种特性进行播期调整以适应区域生产特点提高产量是该区春玉米生产中面临的主要问题。为此,于2016年5—9月在中国科学院南皮生态农业试验站以5个玉米品种(‘华农887’、‘胡新338’、‘郑单958’、‘华农866’和‘联创1号’)为材料,比较分析了3个播期(5月1日、5月15日和5月30日)下春玉米生育时期、产量及产量要素、耗水和水分利用效率的变化情况,并结合气象因子分析探讨了春玉米产量及其构成要素与环境因子的关系。结果表明:随着播期推迟,不同春玉米品种的生育期总天数均呈显著减少趋势(P<0.05),生育期总天数的减少主要是播种到抽雄天数减少所致。不同春玉米品种的生育期总天数也存在较大差异,在各播期处理下均相差5~7 d。在产量方面,5月1日和5月15日播种的5个玉米品种间平均产量没有显著差异,5月30日播种的平均产量显著高于前2个播期,其产量提升主要是百粒重增加所致。随着播期的推迟,春玉米的耗水量变化不大,水分利用效率呈增加趋势,这主要与降水的分布有关。通过气象因子分析,不同播期下百粒重与抽雄前后的积温和降水呈显著相关(P<0.05)。综合产量、耗水和水分利用效率分析,在该区域推荐5月30日左右为春玉米的适宜播种日期,‘华农866’和‘华农887’是适宜该区生产的潜力品种。

关键词：春玉米玉米品种播期生育期产量水分利用效率

气候×基因型×水分管理对河北平原冬小麦产量和WUE的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2020年第2期28卷 200-210页

作者：孙蕊董心亮赵长龙苏寒王金涛刘小京孙宏勇中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049

冬小麦是华北平原的主要作物,其生长受气候等环境因子和品种、管理措施等因素的共同影响。为了研究气候×基因型×水分管理互作对河北平原冬小麦产量及水分利用效率(WUE)的影响,以‘科农2009’‘藁优2018’和‘师栾02-1’3个该区域主栽... 详细信息

冬小麦是华北平原的主要作物,其生长受气候等环境因子和品种、管理措施等因素的共同影响。为了研究气候×基因型×水分管理互作对河北平原冬小麦产量及水分利用效率(WUE)的影响,以‘科农2009’‘藁优2018’和‘师栾02-1’3个该区域主栽冬小麦品种为材料,于20182019年沿北纬38°带,选择河北平原冬小麦主产区的4个典型试验站点(衡水、南皮、栾城、南大港)进行了不同水分管理(雨养、灌溉)的大田试验。结果表明:在灌溉条件下,衡水、南皮、栾城和南大港的小麦产量分别为6316.7 kg·hm^-2、5204.1 kg·hm^-2、4356.5 kg·hm^-2和2597.7 kg·hm^-2,WUE分别为1.62 kg·m^-3、1.72 kg·m^-3、1.36 kg·m^-3和1.08 kg·m^-3;在雨养条件下,南皮、栾城、衡水和南大港的小麦产量分别为2644.4 kg·hm^-2、2602.8 kg·hm^-2、2422.3 kg·hm^-2影响1784.3 kg·hm^-2,WUE分别为1.13 kg·m^-3、1.10 kg·m^-3、1.18 kg·m^-3和1.01 kg·m^-3。统计分析表明,穗数是影响产量的最主要因素,气候×水分管理互作对产量和WUE均有极显著影响(P<0.01),气候×基因型×水分管理互作对WUE有显著影响(P<0.05);水分是影响产量和WUE的最重要因素。综合产量、耗水和WUE分析,在降水量偏少的年份,南皮在4个试验站点中冬小麦耗水量较少、WUE最高、产量较高。分蘖能力强的小麦品种是适宜该区域种植的潜力品种类型。

关键词：小麦品种产量水分管理基因型气候水分利用效率

不同质量浓度咸水灌溉对冬小麦产量和生理生化特性的影响

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灌溉排水学报 2021年第8期40卷 1-9页

作者：苏寒王金涛董心亮陈佩孙蕊刘小京孙宏勇中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 中国科学院大学北京100049

【目的】确定适宜灌溉冬小麦的咸水质量浓度阈值,通过相关性分析确定不同质量浓度咸水灌溉下影响冬小麦产量的生长和生理生化指标。【方法】旱棚桶栽试验设置2个冬小麦品种:石麦22(SM22)和小偃60(XY60),以及4个冬小麦咸水灌溉质量浓度:1... 详细信息

【目的】确定适宜灌溉冬小麦的咸水质量浓度阈值,通过相关性分析确定不同质量浓度咸水灌溉下影响冬小麦产量的生长和生理生化指标。【方法】旱棚桶栽试验设置2个冬小麦品种:石麦22(SM22)和小偃60(XY60),以及4个冬小麦咸水灌溉质量浓度:1 g/L(Q1)、3 g/L(Q2)、5 g/L(Q3)和7 g/L(Q4),研究了不同质量浓度咸水灌溉下冬小麦产量特征、生长和灌浆期生理生化特性。【结果】2个冬小麦品种在不同质量浓度咸水灌溉下产量变化趋势一致,但减产的程度不同。与1 g/L灌水处理相比,3、5 g/L和7 g/L咸水灌溉下石麦22的减产率分别为3.23%、24.19%和51.61%,小偃60的减产率分别为9.88%、35.80%和51.85%。随咸水质量浓度的增加,小麦产量要素(穗数和千粒质量)、生长性状(株高、旗叶叶面积、地上生物量和根生物量)、生理性状(旗叶气孔导度、蒸腾速率、净光合速率和叶绿素相对量(SPAD))、生化性状(叶K^(+)/Na^(+)、Ca^(2+)/Na^(+)和Mg^(2+)/Na^(+))显著下降,而小麦叶脯氨酸和Na^(+)量显著增加。不同质量浓度咸水灌溉下,产量与千粒质量(r=0.991,P<0.001)、株高(r=0.955,P<0.01)、地上部生物量(r=0.961,P<0.01)、根生物量(r=0.835,P<0.05)、叶片SPAD值(r=0.943,P<0.01)以及K^(+)/Na^(+)(r=0.908,P<0.05)显著正相关,与脯氨酸量(r=-0.838,P<0.05)以及Na^(+)量(r=-0.861,P<0.05)显著负相关。【结论】不同质量浓度咸水灌溉下,不同冬小麦品种产量、生长和灌浆期生理生化表现趋势一致。7 g/L咸水灌溉对桶栽小麦产量影响显著,小麦咸水灌溉的质量浓度阈值为3~5 g/L。不同质量浓度咸水灌溉下,产量三要素中千粒质量是影响小麦产量的最主要因素;株高和生物量是影响小麦产量的主要生长指标,旗叶SPAD值是影响小麦产量的主要生理指标,叶脯氨酸量、Na^(+)量以及K^(+)/Na^(+)是影响小麦产量的生化指标。

关键词：咸水灌溉冬小麦产量生理生化特性耐盐阈值

不同矿化度咸水在滨海典型植被盐碱地中的入渗特性研究

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土壤 2022年第1期54卷 177-183页

作者：刘淙琮孙宏勇郭凯董心亮程东娟河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 中国科学院大学北京100049

基于滨海盐碱区典型植被白茅、盐地碱蓬和裸地的土壤性状调查,开展了不同矿化度咸水(0、5、10 g/L)在上述典型地块中的水分入渗试验,以分析滨海盐碱区典型植被对土壤结构特征、咸水入渗特性、水盐分布规律的影响。结果表明:①裸地、盐... 详细信息

基于滨海盐碱区典型植被白茅、盐地碱蓬和裸地的土壤性状调查,开展了不同矿化度咸水(0、5、10 g/L)在上述典型地块中的水分入渗试验,以分析滨海盐碱区典型植被对土壤结构特征、咸水入渗特性、水盐分布规律的影响。结果表明:①裸地、盐地碱蓬地和白茅地土壤容重和含盐量依次降低、土壤大粒径水稳性团聚体含量依次增加;②同一地块初始入渗率、稳定入渗率和累积入渗量均随咸水矿化度的升高逐渐增大,相同矿化度咸水入渗下,稳定入渗率和累积入渗量由大到小依次为白茅地、盐地碱蓬地和裸地;③入渗前土壤表层含盐量由高到低的地块依次为裸地、盐地碱蓬地和白茅地,咸水入渗后,裸地表层土壤含盐量随咸水矿化度的升高而增加,咸水入渗对盐地碱蓬地表层土壤盐分的淋洗显著,且在矿化度为5 g/L咸水入渗后的淋洗效果最佳,而白茅地土壤盐分淋洗对入渗咸水矿化度则不敏感;④双因素方差分析结果显示,植被类型对滨海盐碱地水分入渗特性的影响大于入渗水的矿化度。

关键词：滨海盐碱地典型植被类型水分入渗特性水盐分布