在黃土高原地區(qū),為了減輕土壤侵蝕和提升環(huán)境質(zhì)量,刺槐（Robinia pseudoacacia L.）常被作為植被恢復(fù)的先鋒樹(shù)種大范圍種植。然而,在種植刺槐后深層土壤含水量普遍產(chǎn)生嚴(yán)重虧缺,發(fā)生嚴(yán)重的土壤干燥化,干旱脅迫的頻率和強(qiáng)度均顯著增強(qiáng),導(dǎo)致植物生長(zhǎng)衰退和干旱死亡風(fēng)險(xiǎn)升高,對(duì)刺槐林的可持續(xù)性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。干旱脅迫下植物形態(tài)、結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性調(diào)整可有效調(diào)節(jié)土壤—植物—大氣連續(xù)體（SPAC）水分傳輸過(guò)程,維持植物體內(nèi)在水分平衡以及提高水分傳輸安全性,從而提高植物的生存能力。因此,研究黃土高原降水梯度帶刺槐SPAC系統(tǒng)水分傳輸過(guò)程的適應(yīng)性對(duì)于評(píng)估和促進(jìn)黃土高原人工林的可持續(xù)性具有重要意義。本研究通過(guò)黃土高原降水梯度帶調(diào)查,研究了區(qū)域尺度刺槐葉片和個(gè)體水平性狀的變異性;在人工氣候室條件下通過(guò)不同供水量模擬降水梯度,進(jìn)一步解析不同降水條件下植物性狀的演變過(guò)程;利用不同土質(zhì)的刺槐土柱試驗(yàn),檢驗(yàn)了存在土壤干層情況下植物供應(yīng)—需求水力學(xué)模型（Sperry模型）對(duì)刺槐水分傳輸過(guò)程的預(yù)測(cè)精度,利用模型定量分析了根區(qū)土壤水分垂向異質(zhì)性對(duì)刺槐水分傳輸安全性的影響;采用Sperry模型修改了生物地球化學(xué)模型（... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

黃土高原降水等值線、研究斷面、研究點(diǎn)及代表性研究點(diǎn)位置

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文18人工氣候室實(shí)驗(yàn)于2017年3~7月在西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所干旱模擬大廳內(nèi)進(jìn)行。氣候室內(nèi)人工光源波長(zhǎng)為400～700nm，光照強(qiáng)度設(shè)置為700±100μmolm-2s-1，晝夜時(shí)間為14h/10h，晝夜溫度為28℃/20℃，相對(duì)濕度為60%/80%。土壤取自楊凌地區(qū)0-20cm表層土壤，土質(zhì)為塿土。土壤過(guò)2mm篩去除石塊等雜質(zhì)后，以容重為1.35gcm-3裝入土柱（高度為90cm,直徑為23.5cm）。土柱表面覆蓋3cm厚、直徑為4~8mm的石英砂以抑制土壤蒸發(fā)（Zhouetal.2016）。在土柱的20cm、40cm、60cm、80cm深度處安裝時(shí)域反射儀探針（長(zhǎng)度為15cm），用于監(jiān)測(cè)土壤含水量變化。于2019.6.25至2019.7.24（JD207~236）在西北農(nóng)林科技大學(xué)玻璃溫室（34.27°N，108.07°E）實(shí)施塿土和黃綿土土柱垂直分根實(shí)驗(yàn)。研究地點(diǎn)位于黃土高原南部，氣候類型屬于暖溫帶季風(fēng)半濕潤(rùn)區(qū)，多年平均降水量為639.8mm，多年平均氣溫為13.5℃。兩種土質(zhì)的基本物理性狀如表2-1所示。塿土和黃綿土的裝土容重分別為1.35gcm-3和1.3gcm-3，土質(zhì)分別屬于壤黏土和砂壤土。土柱中間鋪設(shè)3cm厚、直徑為4~8mm的石英砂將土柱分為上、下兩層（圖2-2），各土層厚度均為40cm。實(shí)驗(yàn)期間在上層土壤表面覆蓋3cm厚、直徑為4~8mm的石英砂抑制土壤蒸發(fā)。在下層土壤頂部附近的側(cè)壁上設(shè)置灌水孔，通過(guò)塑料軟管以滴灌方式補(bǔ)水。在各層的10cm、30cm深度處安裝TDR探針，用于測(cè)定土壤含水量。玻璃溫室在頂部開(kāi)窗，通過(guò)側(cè)壁的軸流風(fēng)機(jī)促進(jìn)內(nèi)外空氣循環(huán)。實(shí)驗(yàn)期間溫室內(nèi)溫度、濕度變化如圖2-3所示。圖2-2土柱垂向分根試驗(yàn)示意圖Fig.2-2Schematicrepresentationoftheexperimentalapplicationofverticalpartialroot-zonedrying

第二章研究?jī)?nèi)容與方法19表2-1塿土和黃綿土土壤物理性質(zhì)Table2-1SoilphysicalpropertiesofLousoilandHuangmiansoil塿土黃綿土容重(gcm-3)1.351.30土壤顆粒組成砂粒含量(%)32.211.7粉粒含量(%)63.155.5粘粒含量(%)4.732.8土壤水分特征曲線參數(shù)殘留含水量(cm3cm-3)0.0480.000飽和含水量(cm3cm-3)0.4630.426α(cm-1)0.010780.07041n1.5921.135田間持水量(cm3cm-3)0.2870.224萎蔫系數(shù)(cm3cm-3)0.1220.061圖2-3實(shí)驗(yàn)期間空氣溫度（a）、相對(duì)濕度（b）和飽和水汽壓差（VPD,c）變化Fig.2-3Timecoursesofairtemperature(a）,relativehumidity(b)andvaporpressuredeficit(VPD,c)duringtheexperimentalperiod

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]刺槐木質(zhì)部栓塞脆弱性檢測(cè)的方法比較[J]. 安瑞,孟鳳,尹鵬先,杜光源.  植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(11)
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[9]中國(guó)干旱區(qū)恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展及趨勢(shì)評(píng)述[J]. 李新榮,趙洋,回嶸,蘇潔瓊,高艷紅.  地理科學(xué)進(jìn)展. 2014(11)
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博士論文
[1]黃土高原土壤大孔隙特征及其對(duì)土壤水分的影響[D]. 李同川.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[2]黃土高原北部典型灌叢降水再分配特征及其蒸散耗水規(guī)律[D]. 楊憲龍.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[3]北京山區(qū)主要優(yōu)勢(shì)樹(shù)種森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)水文過(guò)程分析[D]. 史宇.北京林業(yè)大學(xué) 2011
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[5]黃土高原刺槐人工林生長(zhǎng)特征及其天然化程度評(píng)價(jià)[D]. 劉江華.中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心） 2008
[6]蘋(píng)果園土壤-植物-大氣系統(tǒng)水分傳輸動(dòng)力學(xué)機(jī)制與模擬[D]. 龔道枝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]黃土高原坡面植被恢復(fù)中植物冠幅及細(xì)根對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響[D]. 姚毓菲.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
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[3]三個(gè)樹(shù)種抗旱生理生態(tài)特性的研究[D]. 徐蓮珍.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2008
[4]水曲柳天然林枯落物層水文功能動(dòng)態(tài)與格局[D]. 賁越.東北林業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3381234