本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵密植棗林耗水特征及其可調(diào)控性試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃土高原人工林草地會(huì)造成土壤的干化,并且隨著林草地年齡的增加土壤干化加重。國(guó)家近年來實(shí)施的退耕還林工程,使得當(dāng)?shù)匦纬闪舜笠?guī)模的人工林地,更加劇了該區(qū)域林地土壤水分生態(tài)惡化和后續(xù)植被建造的困難。而針對(duì)已經(jīng)干化的土層如何修復(fù)以及未出現(xiàn)土壤干化的林草地如何防控的專門研究還未見報(bào)道。本研究針對(duì)目前黃土丘陵坡地棗林地土壤干化特征,以陜北退耕還林后形成的丘陵區(qū)棗林為研究對(duì)象,通過定位監(jiān)測(cè)、實(shí)地取樣調(diào)查、小區(qū)限制供水、盆栽試驗(yàn)和野外大型土柱等方法,研究自然條件下人工密植棗林不同樹齡下的土壤水分干化特點(diǎn)、密植林分根系特征與土壤水分的關(guān)系、修剪強(qiáng)度與棗樹蒸騰耗水關(guān)系,及其人工干預(yù)措施對(duì)棗林耗水調(diào)控作用,探索節(jié)水型修剪技術(shù)與旱作技術(shù)結(jié)合對(duì)旱作棗林高效用水技術(shù)及調(diào)控土壤水分與降低棗樹蒸騰的機(jī)理,評(píng)價(jià)分析節(jié)水型修剪技術(shù)與旱作技術(shù)結(jié)合的綜合效應(yīng),以修復(fù)棗林地土壤水分和防控林地土壤永久性干層為目標(biāo),取得以下結(jié)果:1)山地密植棗林土壤水分研究規(guī)律表明:黃土丘陵的密植棗林中,0-200 cm范圍的土壤水分活躍,受季節(jié)性降雨影響較大,5月是土壤水分最干燥期,7月是土壤水分提升最快速期,10月是土壤水分最高期。土壤水分的季節(jié)性變化和棗樹生育期需求十分一致,棗樹5月開始萌發(fā)需水量較小,7、8月棗樹進(jìn)入生長(zhǎng)旺季需水量增加較大,9月果實(shí)膨大需水繼續(xù)增多,土壤水分并不會(huì)在棗樹高耗水階段出現(xiàn)低值,而是在棗樹休眠結(jié)束和開始萌芽時(shí)出現(xiàn)最低值,12年生密植棗林土壤耗水深度達(dá)到540 cm,其中200 cm以下的土壤水分難以恢復(fù),難恢復(fù)層厚度達(dá)340 cm。2)山地密植棗林根系研究表明:密植棗林水平根系在3齡時(shí)就出現(xiàn)兩樹間根系交匯。隨著樹齡的增加垂直根系最大深度和最小深度差值減小,5齡棗林最深根系與最淺根系差值達(dá)260 cm,到12齡棗林最深根系與最淺根系深度差值為180 cm。密植棗林株間根系隨著林齡增加,在交匯處根系向深層發(fā)展較快。在水平方向(株間)棗林根系與土壤水分沒有明顯差異變化,即棗林株間土壤水分沒有明顯差異。根系與土壤水分在垂直剖面分布關(guān)系緊密,主根深度與土壤水分消耗深度一致。12齡棗林根系最大深度和土壤水分虧缺深度大致在540 cm處。在0-200 cm土層是根系分布最多的范圍,也是土壤水分年變化幅度最大的范圍,當(dāng)年降雨可以達(dá)到這個(gè)深度,在雨季常常土壤水分補(bǔ)給大于根系耗水在此期間0-200 cm土壤水分處于一個(gè)高值,但是到次年的5月份該層次土壤水分與200 cm以下土壤水分相近,說明每年的全部有效降雨入滲到土壤中的水分基本被該層內(nèi)的根系消耗完,所以根系在此范圍消耗的水分是最多的。3)山地密植棗林耗水規(guī)律研究表明:0-1000 cm深度范圍的農(nóng)田和12年生棗林土壤水分儲(chǔ)量之差為129.31 mm。意味著山地棗林地12年期間比山地農(nóng)田多消耗的土壤水分達(dá)129.31 mm,12年生棗林在其生長(zhǎng)期間平均每年消耗土壤水分約10.76 mm。也就是說當(dāng)前研究區(qū)的密植棗林之所以出現(xiàn)土壤干層,是因?yàn)楸绒r(nóng)田多消耗10.76 m水分。1-3齡棗林土壤耗水與農(nóng)田相近,無顯著差異,說明當(dāng)年降雨量完全可以滿足1-3齡棗林正常生長(zhǎng)。5-7齡棗林土壤水分9月份出現(xiàn)虧缺層,說明降雨量不能滿足5齡以上林分需水量,5-7齡棗林耗水量393 mm。棗林5齡后土壤開始形成不能恢復(fù)的干層,這又說明目前的產(chǎn)量超過水分承載能力。9齡以后產(chǎn)量降到1500 kg ha-1,但土壤耗水深度不再增加,說明此時(shí)棗林生長(zhǎng)全部依靠降雨量。所以維持一個(gè)目標(biāo)產(chǎn)量(1500 kg ha-1)所消耗的水量(380 mm)可以作為當(dāng)?shù)貤椓趾侠淼暮乃�。控制供水量的試�?yàn)證明,棗樹在年總供水量低于當(dāng)年降雨量情況下,設(shè)置的最小供水量(147 mm)和最大供水量(392 mm)范圍仍然可以獲得一定產(chǎn)量。說明棗樹在一個(gè)較大范圍的水分條件都可以生長(zhǎng),并依據(jù)供水量多少自身調(diào)節(jié)生長(zhǎng)和產(chǎn)量。試驗(yàn)中,五年生棗樹在生長(zhǎng)季節(jié)供水量為337 mm時(shí),產(chǎn)量為14336 kg·ha-1,水分生產(chǎn)效率為42.49 kg·ha-1·mm-1;當(dāng)供水為286 mm時(shí),產(chǎn)量為13703 kg·ha-1,水分生產(chǎn)效率為47.98 kg·ha-1·mm-1,由于當(dāng)?shù)貙儆谌彼貐^(qū),所以我們建議當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中不要追求最高產(chǎn)量,而是推廣水分效率高的方案。盆栽條件下棗樹在土壤含水量(重量含水量)為2.49%時(shí)出現(xiàn)初始萎蔫現(xiàn)象,死亡時(shí)的土壤含水量為1.29%,土壤水分達(dá)到此值時(shí)由于受空氣濕度影響,土壤水分不再減少,即使土壤水分達(dá)到1.29%這樣一個(gè)自然空氣條件下的最低值,盆栽棗樹仍可存活超過27天才后死亡,如果在27天內(nèi)得到復(fù)水仍然有可能發(fā)出新芽復(fù)活。這個(gè)結(jié)果說明,棗樹在當(dāng)?shù)貥O端干旱情況下也不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槿彼劳龅默F(xiàn)象。4)山地密植棗林節(jié)水調(diào)控技術(shù)研究表明:旱作保墑措施均具有一定的提升林地土壤水分作用,但不同措施作用有差異,碎樹枝覆蓋、聚水溝措施可分別影響0-240 cm、0-340 cm土層的土壤水分含量,并且聚水溝措施具有更強(qiáng)的土壤水分修復(fù)能力。常規(guī)的白色地膜覆蓋具有很好的提高土壤水分功效,但是膜下往往生長(zhǎng)雜草會(huì)降低表層土壤水分。通過修剪控制樹體規(guī)格降低葉面積可以較好地減小棗樹蒸騰耗水量,更有利于土壤水分的修復(fù)。因?yàn)閱渭儾捎帽劥胧﹣硖岣咄寥浪?往往會(huì)使得土壤水分提升的同時(shí),又促進(jìn)棗樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)消耗更多的土壤水分,所以林地土壤干層仍然存在,所以修剪節(jié)水是防治旱作棗林土壤干層的更重要的新技術(shù)途徑,節(jié)水型修剪與傳統(tǒng)保墑措施結(jié)合是當(dāng)?shù)胤乐瘟值馗蓪拥挠行Ｊ健?br/> 【關(guān)鍵詞】：土壤水分 土壤干層 密植棗林 黃土丘陵區(qū) 旱作技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S665.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展15-23
• 1.2.1 土壤水分研究方法15
• 1.2.2 土壤水分變化研究15-18
• 1.2.3 土壤干層研究18-20
• 1.2.4 林木耗水研究20-21
• 1.2.5 林木根系研究21-23
• 1.3 存在的問題和不足23-24
• 第二章 研究?jī)?nèi)容和方法24-36
• 2.1 研究區(qū)概況24-25
• 2.2 研究目標(biāo)25-26
• 2.3 研究?jī)?nèi)容26
• 2.3.1 自然條件下密植棗林土壤水分隨時(shí)間變化26
• 2.3.2 自然條件下的密植棗林根系與土壤水分分布規(guī)律研究26
• 2.3.3 土壤水分虧缺下棗樹耗水研究26
• 2.3.4 密植棗林耗水量估算26
• 2.3.5 人工調(diào)控措施對(duì)旱作棗林耗水的影響26
• 2.4 研究方法26-30
• 2.4.1 土壤水分測(cè)定方法26-27
• 2.4.2 根系測(cè)定27-28
• 2.4.3 林地蒸散耗水量研究方法28-30
• 2.4.4 棗樹生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定30
• 2.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-34
• 2.5.1 盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)30
• 2.5.2 定量供水小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-31
• 2.5.3 棗樹不同空間生長(zhǎng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)31-32
• 2.5.4 棗林耗水可調(diào)控試驗(yàn)設(shè)計(jì)32-34
• 2.6 技術(shù)路線34-36
• 第三章 自然條件下的密植棗林土壤水分隨時(shí)間的變化36-50
• 3.1 密植棗林生育期土壤含水率月動(dòng)態(tài)變化36-38
• 3.2 密植棗林典型月土壤含水率隨樹齡變化38-41
• 3.2.1 干旱月棗林土壤水分隨樹齡的變化38-39
• 3.2.2 濕潤(rùn)月棗林土壤水分隨樹齡的變化39-41
• 3.3 密植棗林生育期平均土壤含水率隨樹齡的變化41-42
• 3.4 密植棗林周年土壤含水率隨樹齡的變化42-45
• 3.5 密植棗林土壤儲(chǔ)水量隨樹齡的變化45-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第四章 自然條件下的密植棗林根系與土壤水分關(guān)系50-57
• 4.1 密植棗林株間根系分布與土壤水分關(guān)系50-52
• 4.1.1 密植棗林株間根系分布特征50-52
• 4.1.2 密植棗林株間土壤水分差異性52
• 4.2 密植棗林垂直根系與土壤水分52-55
• 4.2.1 密植棗林垂直根量變化52-54
• 4.2.2 棗林垂直根深、根量及土壤水分54-55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 第五章 土壤水分虧缺下的棗樹耗水研究57-61
• 5.1 盆栽條件下的棗樹水分脅迫耐性試驗(yàn)57-58
• 5.2 小區(qū)定量供水下棗樹耐旱性試驗(yàn)58
• 5.3 生長(zhǎng)空間限制下的棗樹生長(zhǎng)比較58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 密植棗林耗水量估算61-69
• 6.1 與農(nóng)、草地比較的密植棗林耗水估算61-63
• 6.2 水量平衡法計(jì)算棗林耗水63-67
• 6.3 本章小結(jié)67-69
• 第七章 棗林耗水可調(diào)控性研究69-86
• 7.1 自然降雨下棗林土壤水分恢復(fù)69-71
• 7.2 不同栽植方式對(duì)棗樹根系深度調(diào)控71-72
• 7.3 修剪強(qiáng)度與棗樹耗水72-77
• 7.3.1 節(jié)水型修剪對(duì)棗樹蒸騰耗水調(diào)控72-73
• 7.3.2 大樹截干后的土壤水分恢復(fù)73-74
• 7.3.3 生長(zhǎng)空間限制下的修剪強(qiáng)度與棗樹耗水74-77
• 7.4 補(bǔ)充灌溉對(duì)土壤水分的調(diào)控77-78
• 7.5 無林條件下的土壤水分逐月恢復(fù)能力78-85
• 7.5.1 無林條件下的土壤水分逐月恢復(fù)能力78-81
• 7.5.2 地膜覆蓋下土壤水分日、時(shí)變化81-85
• 7.6 本章小結(jié)85-86
• 第八章 主要結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及需進(jìn)一步研究的問題86-90
• 8.1 主要結(jié)論86-88
• 8.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)88
• 8.3 需要進(jìn)一步研究的問題88-90
• 參考文獻(xiàn)90-99
• 致謝99-100
• 作者簡(jiǎn)介100

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李炎;王丹;;不同土壤水分測(cè)定方法的比較研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年17期

2 王斌瑞;晉西黃土高原主要造林樹種凋萎濕度的研究[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1988年04期

3 賀康寧;林地土壤水分運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1992年01期

4 孫長(zhǎng)忠,黃寶龍,陳海濱,劉增文,溫仲明;黃土高原人工植被與其水分環(huán)境相互作用關(guān)系研究[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1998年03期

5 魏天興,朱金兆,張學(xué)培,賀康寧,高宗杰;晉西南黃土區(qū)刺槐油松林地耗水規(guī)律的研究[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1998年04期

6 王志強(qiáng),劉寶元,王曉蘭;黃土高原半干旱區(qū)天然錦雞兒灌叢對(duì)土壤水分的影響[J];地理研究;2005年01期

7 韓蕊蓮,侯慶春;黃土高原人工林小老樹成因分析[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;1996年04期

8 苗玉新;大田作物根系研究法概述[J];黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué);2005年03期

9 孫中峰;黃土殘塬溝壑區(qū)林地土壤水分時(shí)空特性分析[J];黑龍江水專學(xué)報(bào);2003年03期

10 胡秀娟,湯曉華;植物根系圖象監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2003年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張紅衛(wèi);陳懷亮;申雙和;孫睿;;基于MODIS數(shù)據(jù)的農(nóng)田淺層土壤濕度指數(shù)的構(gòu)造與應(yīng)用[A];第26屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)與糧食安全分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王力;陜北黃土高原土壤水分虧缺狀況與林木生長(zhǎng)關(guān)系[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊文文;晉西黃土區(qū)刺槐抗旱造林適宜水分密度及水分代謝特征研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵密植棗林耗水特征及其可調(diào)控性試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：283696