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裸露与沙埋对极端干旱区凋落物分解和养分释放的影响

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干旱区研究 2024年第2期41卷 293-300页

作者：袁萍韩欢赵红梅李从娟新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052 中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆土壤与植物生态过程实验室新疆乌鲁木齐830052

为了评估沙漠公路防护林林带裸露与沙埋处理下的凋落物分解和养分动态特征,以梭梭(Haloxylon ammodendron)和乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)同化枝、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)叶凋落物为研究对象,用凋落物分解袋法进行分解... 详细信息

为了评估沙漠公路防护林林带裸露与沙埋处理下的凋落物分解和养分动态特征,以梭梭(Haloxylon ammodendron)和乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)同化枝、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)叶凋落物为研究对象,用凋落物分解袋法进行分解试验。结果表明:(1)3种凋落物的质量损失在2种处理下均存在显著差异,沙埋处理下凋落物质量损失大于裸露处理,至分解试验结束,裸露处理下梭梭、乔木状沙拐枣和多枝柽柳的失重率分别为7%、6.8%、18.1%;沙埋处理下梭梭、乔木状沙拐枣和多枝柽柳的失重率分别为23.7%、9.7%、21.9%;(2)分解过程中,2种处理下凋落物C、N、P含量变化不太一致,梭梭与乔木状沙拐枣同化枝的N与P含量均呈净富集状态,而C含量则呈现净释放状态;多枝柽柳叶的N和P含量分别呈净富集、净释放状态,C含量为富集-释放状态;(3)分解速率k值与相关因素分析表明,凋落物初始N、P、C:N与C:P含量对分解速率影响显著(P极端干旱区,沙埋对凋落物的分解过程有显著的积极影响。

关键词：极端干旱区凋落物分解沙埋质量残留率

极端干旱区多枝柽柳叶片功能性状及其与土壤理化因子的关系

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生态学报 2023年第9期43卷 3699-3708页

作者：张旋李蕊希郑洲李泽厚贡璐罗艳吴雪新疆大学生态与环境学院乌鲁木齐830046 绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆精河温带荒漠生态系统教育部野外科学观测研究站精河833300 新疆大学生态学博士后科研流动站乌鲁木齐830046

叶片是植物获取资源的重要器官,研究其功能性状与环境因子的关系,有助于更好地了解植物对环境要素变化的生态适应性。以塔里木盆地北缘不同生境下(绿洲、过渡带、荒漠)典型荒漠植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,分析其叶片... 详细信息

叶片是植物获取资源的重要器官,研究其功能性状与环境因子的关系,有助于更好地了解植物对环境要素变化的生态适应性。以塔里木盆地北缘不同生境下(绿洲、过渡带、荒漠)典型荒漠植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,分析其叶片结构和生理性状在不同生境间的差异,建立叶片性状与土壤理化因子的相关关系,解析荒漠植物的生态适应性并揭示影响荒漠植物叶片功能性状的关键环境因子。结果表明:(1)多枝柽柳叶片功能性状具有不同程度的变异,其中叶片面积变异幅度最大(40%),比叶面积、可溶性蛋白含量等变异幅度最小(均为15%)。(2)多枝柽柳叶片厚度和叶片面积等结构性状以及叶片可溶性蛋白、脯氨酸、淀粉含量等生理性状在不同生境中均具有显著差异(P极端干旱环境,土壤水分和速效磷含量是影响其叶片功能性状最关键的土壤环境因子,研究可为极端干旱区荒漠植被的科学管理、保护和恢复提供理论依据。

关键词：极端干旱区多枝柽柳叶片功能性状生境土壤理化因子

极端干旱区土壤呼吸对储水灌溉和冻融循环的响应

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水土保持通报 2022年第4期42卷 25-32,65页

作者：杨世君高雅玉柯浩成李泽霞甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020 兰州理工大学甘肃兰州730000

[目的]揭示中国极端干旱区甘肃省石羊河流域储水灌溉与季节性冻融叠加作用下对土壤呼吸的影响,为进一步提高极端干旱区灌溉水资源利用效率和节约灌溉水源提供理论基础和技术支撑。[方法]按照1199.4 m~3/hm^(2)低灌溉定额分为灌水和非灌... 详细信息

[目的]揭示中国极端干旱区甘肃省石羊河流域储水灌溉与季节性冻融叠加作用下对土壤呼吸的影响,为进一步提高极端干旱区灌溉水资源利用效率和节约灌溉水源提供理论基础和技术支撑。[方法]按照1199.4 m~3/hm^(2)低灌溉定额分为灌水和非灌水处理,将冻融循环分为冻结期、冻融期和解冻期3个时间段,采用LI-8100土壤碳通量全自动测量系统对各处理地块的土壤呼吸速率进行观测与分析。[结果]极端干旱区储水灌溉在季节性冻融作用下农田生态系统土壤呼吸速率增强,土壤碳排放量增加,农田生态系统碳循环被改变,有利于作物的生长和提高粮食产量。不同土地利用方式下土壤呼吸速率对水分和温度的响应程度不同。整个冻融过程中土壤呼吸速率呈现出:解冻期>冻结期>冻融期的规律。冻结期、冻融期和解冻期3个时期的土壤CO都表现为源,但在夜间极低温度时土壤CO由源转化为汇。[结论]储水灌溉调控了整个冻融期土壤呼吸的过程,改变了极端干旱区农田生态系统的碳循环。在水分与季节性冻融叠加作用下,储水灌溉地块土壤呼吸速率相对未储水地块随温度的波动更为剧烈,但与温度的变化趋势一致,水分加剧了其随温度的波动。

关键词：土壤呼吸储水灌溉季节性冻融循环夜间极端干旱区

新疆南疆极端干旱区典型暴雨的水汽特征及触发机制分析

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高原气象 2023年第1期42卷 82-97页

作者：莫绍青李耀辉兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 中国民用航空飞行学院航空气象学院四川广汉618307 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃兰州730020

为加强对南疆暴雨过程的水汽特征和触发机理的认识,利用FNL和ERA5再分析资料、地面自动气象站观测资料、 FY-2G静止卫星的黑体亮温(TBB)资料,对2019年6月24-28日南疆极端干旱区暴雨过程进行了分析。结果表明,此次南疆地区持续性强降水... 详细信息

为加强对南疆暴雨过程的水汽特征和触发机理的认识,利用FNL和ERA5再分析资料、地面自动气象站观测资料、 FY-2G静止卫星的黑体亮温(TBB)资料,对2019年6月24-28日南疆极端干旱区暴雨过程进行了分析。结果表明,此次南疆地区持续性强降水天气发生在"两槽两脊"的纬向环流形势下,巴湖低涡、伊朗高压脊和辐合线是导致此次强降水过程的主要天气系统。暴雨的水汽主要来自于大西洋、黑海、里/咸海、阿拉伯海和孟加拉湾沿着西北路径、偏西路径和西南路径到达南疆盆地。低空急流引导着偏西北和偏西路径的水汽输送到南疆盆地,西南路径的水汽则在南疆西部500 hPa气旋性风场、 200 hPa高空西南急流的引导下翻越青藏高原输送到南疆地区。水汽收支计算表明:水汽的输入主要集中在南边界对流层高层和北边界对流层低层和高层;水汽的输出集中在东边界对流层低层和高层。南疆盆地南侧高大陡峭地形(昆仑山脉)的阻挡,使得从北部侵入的主导气流在山前辐合生成的中尺度辐合线,是此次强降水的主要触发系统。辐合线以北的偏西北气流带来的水汽在山前堆积,在地形抬升作用下不断辐合并抬升,不稳定能量释放,对流系统在山前不断生成发展,造成和田等地区持续的强降水天气。

关键词：极端干旱区暴雨中亚低涡系统水汽特征地形辐合

根区灌溉下不同灌水上下限对极端干旱区葡萄生长及产量的影响

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节水灌溉 2023年第7期 117-124页

作者：郭佳昌孙西欢马娟娟郭向红郑利剑孙瑞峰太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

为探明极端干旱区新型根区灌溉方式下不同灌水上下限对土壤水分分布规律、葡萄生长动态、产量和灌溉水利用效率的影响,采用新型根区灌溉方式(RI),以地面沟灌(FI)作为对照,分别设置3个灌水上下限(W1:田间持水率50%~80%、W2:田间持水率60%... 详细信息

为探明极端干旱区新型根区灌溉方式下不同灌水上下限对土壤水分分布规律、葡萄生长动态、产量和灌溉水利用效率的影响,采用新型根区灌溉方式(RI),以地面沟灌(FI)作为对照,分别设置3个灌水上下限(W1:田间持水率50%~80%、W2:田间持水率60%~90%、W3:田间持水率70%~100%)展开研究。结果表明:与沟灌相比,水平方向上根区灌溉处理沟垄两侧水分分布更均匀;垂直方向上根区灌溉处理40~80 cm土层土壤平均含水率比沟灌处理提高了2.98%~6.76%,促进了灌溉水向中深层入渗;同一灌溉方式下,土壤含水率随着灌水上下限的提高而增大。灌溉方式、灌水上下限及其交互作用对葡萄新梢、果实生长的影响达到了极显著水平(PRIW3>RIW1;根区灌溉方式相较于沟灌,灌溉水利用效率提高27.40%~42.64%,节水增产效果显著。综合考虑葡萄生长、产量、灌溉水利用效率等,试验条件下根区灌溉方式下灌水上下限为60%~90%田间持水率最优,可为极端干旱区葡萄产业制定科学灌溉方案提供理论与技术依据。

关键词：根区灌溉灌水上下限极端干旱区葡萄生长

极端干旱区降解膜对棉田耗水、籽棉产量及水分利用的影响

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干旱地区农业研究 2021年第1期39卷 41-48页

作者：丁宏伟王振华李文昊张金珠温越贾浩邹杰石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 现代节水灌溉兵团重点实验室新疆石河子832000

为探明降解膜在极端干旱区滴灌棉花的应用效果,设置4种不同类型的降解膜(黑色氧化—生物双降解膜M1、白色氧化—生物双降解膜M2、黑色全生物降解膜M3及白色全生物降解膜M4),以普通塑料地膜为对照(CK)开展试验,分析降解膜的降解情况、棉... 详细信息

为探明降解膜在极端干旱区滴灌棉花的应用效果,设置4种不同类型的降解膜(黑色氧化—生物双降解膜M1、白色氧化—生物双降解膜M2、黑色全生物降解膜M3及白色全生物降解膜M4),以普通塑料地膜为对照(CK)开展试验,分析降解膜的降解情况、棉田耗水规律、株高、茎粗、叶面积指数、单株干物质累积量,籽棉产量及水分利用效率。结果表明:M2降解效果最好,覆膜80 d时开始降解,180 d时与M4存在的地膜残片均≤16 cm 2,M1与M3降解缓慢,生育期末出现≥20 cm的自然裂缝,而普通塑料地膜始终没有降解。生育期内棉田耗水先升后降,花铃期达到最高,苗期各种地膜处理的棉田耗水没有显著差异,花铃期与吐絮期差异显著;降解膜M2处理的棉田耗水量在花铃期比降解膜M1、M3及CK分别高出1.93%、1.95%及5.59%(P极端干旱区棉花种植实践是可行的。

关键词：极端干旱区降解膜耗水规律棉花产量水分利用效率

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极端干旱区增雨加速泡泡刺群落土壤碳排放

生态学报 2012年第17期32卷 5396-5404页

作者：刘殿君吴波李永华朱雅娟卢琦中国林业科学研究院荒漠化研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091

以极端干旱区(敦煌)泡泡刺群落为研究对象,采用动态气室法(Li-8100,USA)于2010年5月至9月测定分析了生长季内增雨对泡泡刺群落土壤碳排放量的影响。结果表明:裸地和灌丛在09:00—11:00的碳排放量与全天碳排放量具有线性正相关关系(裸地R... 详细信息

以极端干旱区(敦煌)泡泡刺群落为研究对象,采用动态气室法(Li-8100,USA)于2010年5月至9月测定分析了生长季内增雨对泡泡刺群落土壤碳排放量的影响。结果表明:裸地和灌丛在09:00—11:00的碳排放量与全天碳排放量具有线性正相关关系(裸地R2=0.31—0.76,P干旱地区降雨增加背景下,这一研究数据将为进一步估算该区域群落或生态系统碳收支提供可靠的参考数据。

关键词：人工模拟增雨极端干旱区土壤碳排放量泡泡刺

极端干旱区滴灌葡萄水肥适宜用量主成分分析法

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排灌机械工程学报 2021年第1期39卷 89-95页

作者：侯裕生王振华李文昊张继峯窦允清温越石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 现代节水灌溉兵团重点实验室新疆石河子832003

为了探明极端干旱区滴灌葡萄水肥适宜用量,利用主成分分析法,以试验区内成龄无核白葡萄为研究对象,综合评价得出高产高效的最优水肥处理.设置灌水、施肥2个因素,其中设灌水处理4个水平:6000(W1),6750(W2),7500(W3),8250 m^3/hm^2(W4);... 详细信息

为了探明极端干旱区滴灌葡萄水肥适宜用量,利用主成分分析法,以试验区内成龄无核白葡萄为研究对象,综合评价得出高产高效的最优水肥处理.设置灌水、施肥2个因素,其中设灌水处理4个水平:6000(W1),6750(W2),7500(W3),8250 m^3/hm^2(W4);施肥处理3水平:450(F1),750(F2),1050 kg/hm^2(F3).结果表明:滴灌葡萄产量、水肥利用效率及品质受水肥交互作用影响均具有统计学意义(P0.05),不同水肥处理的维生素C每100 g溶液质量为7.37~8.52 mg,且处理W3F2与最大处理W4F3间差异不具有统计学意义(P>0.05),品质指标在处理W3F2下取得较优.主成分分析法结果表明,极端干旱区滴灌葡萄最佳水肥处理为W3F2,其中N,P2O5,K2O分别为300,150和300 kg/hm^2.

关键词：无核白葡萄滴灌施肥极端干旱区主成分分析法

极端干旱区沙土掩埋对凋落物分解速率及盐分含量动态的影响

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植物生态学报 2021年第2期45卷 144-153页

作者：范琳杰李成道李向义 Henry JSUN 林丽莎刘波中国科学院新疆生态与地理研究所新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测实验站新疆策勒848300 中国科学院大学北京100049 沙漠研究所美国拉斯维加斯89119 临沂大学山东临沂276000

极端干旱区由于降水稀少,植被盖度低,太阳辐射强烈,以及土壤稳定性差,导致其凋落物周转不同于非干旱区。为探究极端干旱区凋落物分解规律,该研究利用凋落物分解袋法,以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带优势物种花花柴(Karelinia casp... 详细信息

极端干旱区由于降水稀少,植被盖度低,太阳辐射强烈,以及土壤稳定性差,导致其凋落物周转不同于非干旱区。为探究极端干旱区凋落物分解规律,该研究利用凋落物分解袋法,以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带优势物种花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)凋落叶为研究对象,设置不同的沙土掩埋处理:地表、2 cm和15 cm埋深,以模拟自然条件下凋落物分解环境,测定分解过程中凋落物质量和水溶性盐的变化特征。结果表明:极端干旱区凋落物分解速率与凋落物初始碳(C)含量、氮(N)含量、C:N和木质素含量的关系与非干旱区存在较大差异,在地表处理下,木质素含量越高,质量损失越快。不同分解环境下凋落物质量和水溶性盐损失具有显著差异,与15 cm埋深相比,地表和2 cm埋深处理显著增加了凋落物的质量损失和水溶性盐总量损失。地表处理增加了凋落物分解前期的水溶性盐溶解量。该研究表明,极端干旱区凋落物分解的驱动机制具有独特性,由于降水稀少,土壤微生物的活性较低,掩埋深度不是驱动凋落物分解的主要因素,极端干旱区凋落物的分解主要受其他非生物过程如太阳光辐射的影响。

关键词：凋落物分解极端干旱区掩埋深度盐分