黄土丘陵区微气象要素与人工草地水分养分特征

论文摘要

气候条件是影响干旱半干旱地区农业生产与作物布局的主要决定因素,系统研究该类型地区局域微气象要素的特征及年度变化趋势,对选择合适的作物类型与正确的农业措施具有重要意义。人工草地建设是半干旱黄土丘陵区生态建设与农业生产的重要组成部分,比较不同类型人工草地生产力、土壤水分与养分差异,可为草地建设中草地类型的选择与管理提供依据。本文通过分析黄土丘陵区安塞川地微气象要素多年变化,比较川地与山地不同类型草地生产力、土壤水分与养分年季变化差异,主要取得如下结果:1、安塞川地微气象要素特征:安塞1970-2007年38年的年气温均值为9.11℃,年均干燥度为1.46。以10年为单位,年均温表现为低→低→高→高,分别较38年平均值低0.31℃、0.45℃和高出0.11℃和0.94℃。38年间年降水量变幅在275mm（1997年）与688.9mm（1983年）间,1970-1983年表现为波动增加,1984-2000年间呈波动下降,2001-2007年呈上升趋势。大雨和暴雨主要集中在8月。水面蒸发量集中在5-8月,月蒸发量为80-140mm。太阳总辐射为5168.85MJ/m2.a。光合有效辐射（PAR）和净辐射（E*）占总辐射的比例相当,分别为19%与18%。风向主要为东北风,月平均风速为0.93m/s,4月最大（1.34m/s）,7月最小（0.68m/s）。气压月变化呈开口向上的抛物线型,1月最高（901.8hPa）,7月最低（888hPa）。2、人工草地土壤水分特征:川地人工草地0-100cm土壤含水量受季节降雨量影响变化较为活跃,为活跃层。100-350cm土壤含水量与根系利用有关,为次活跃层。350-500cm季节变化不大,为相对稳定层。柳枝稷与苜蓿草地350-500cm土层干燥化明显。在2004-2005年,各草地4月到9月0-200cm土壤储水量减少,9月到11月0-200cm储水量增加,200cm以下各草地间差异明显,但季节变化量接近。山坡不同类型草地0-100cm土壤含水量表现为秋末高于春季,100-500cm不同季节均未显示明显的水分亏缺现象。3、草地根冠生物量与土壤养分特征:川地草地地上生物量高低顺序为:柳枝稷＞苜蓿＞沙打旺＞达乌里胡枝子＞红豆草。柳枝稷水分利用效率最高（25.1kg/hm2·mm）,苜蓿和沙打旺次之（12.9 kg/hm2·mm）,达乌里胡枝子和红豆草的较低,分别为5.1kg/hm2·mm和4.4kg/hm2·mm。0-150cm土层内根系生物量柳枝稷最高,苜蓿与沙打旺次之,达乌里胡枝子与红豆草较低。各植物根系主要分布在0-20cm,豆科类根系生物量占总根量的60-66%,柳枝稷占49.5%。川地与坡地草地土壤全氮、土壤有机碳与有机碳储量及有机碳固定量均高于裸地。川地草地土壤全氮、土壤有机碳含量与储量高于坡地,土壤有机碳固定量低于后者。土壤全氮含量川地以苜蓿最高,山坡地以白羊草最高。建植草地提高了土壤氮与钾的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 国内外研究现状
• 1.1 黄土高原地区人工草地建设概况
• 1.2 黄土高原人工草地研究现状
• 1.3 蒸散量的计算
• 1.4 土壤水分动态
• 1.5 人工草地土壤养分
• 1.6 研究目的意义
• 第二章 试验区概况与观测方法
• 2.1 研究区所在区域概况
• 2.1.1 地理位置及行政区划
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 气候
• 2.1.4 自然资源
• 2.2 站区概况与研究方法
• 2.3 田间小区布设
• 2.4 田间观测
• 2.4.1 人工草地生物量测定
• 2.4.2 土壤水分含量的监测
• 2.5 土壤养分测定
• 2.6 基本气象因子的测定数据
• 第三章 微气象要素分析
• 3.1 降雨基本特征
• 3.1.1 年、季降水量
• 3.1.2 降水距平
• 3.1.3 大雨和暴雨的统计
• 3.2 气温的变化分析
• 3.3 辐射因子曝辐量
• 3.4 其它主要气象因子
• 3.5 蒸发量的测定与计算动态变化
• 3.5.1 ET0计算公式的研究进展
• 3.5.2 计算蒸散量方法介绍
• 3.5.3 Penman公式的计算
• 3.5.4 降水—蒸发比
• 3.6 小结
• 3.6.1 主要结论
• 3.6.2 建议
• 第四章 黄土丘陵沟壑区人工草地土壤水分动态及水分生产力
• 4.1 结果与分析
• 4.1.1 降水量及其分布
• 4.1.2 人工草地土壤水分动态
• 4.1.3 人工草地土壤剖面中储水量分布及其动态变化
• 4.1.4 川地不同种类草地生物量
• 4.1.5 水分生产效率
• 4.2 小结
• 第五章 黄土丘陵区人工草地营养元素及土壤有机碳与养分特征
• 5.1 研究区概况
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 川地人工草地植物养分累积与归还特征
• 5.2.2 人工草地对土壤有机碳累积的效应
• 5.2.3 人工草地对土壤养分的效应
• 5.3 小结
• 第六章 主要结论与建议
• 6.1 主要结论
• 6.1.1 安塞微气象要素特征
• 6.1.2 安塞人工草地土壤水分动态变化特点
• 6.1.3 安塞人工草地土壤有机碳与土壤养分
• 6.2 建议
• 6.2.1 适用性软件研发
• 6.2.2 开展合作研究
• 6.2.3 加强ETO研究
• 6.2.4 加强人工草地适宜施肥试验
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介