张珂
- 作品数：8 被引量：264H指数：7
- 供职机构：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>
- 相关领域：生物学农业科学更多>>
- 河西边缘绿洲荒漠沙地开垦后土壤性状演变及土壤碳积累研究被引量：12
- 2017年
- 【目的】土壤养分变化及碳积累过程是评价绿洲农田生态系统结构、功能和生产力演化的重要指标。本研究的目的是通过了解西北干旱区自然荒漠开垦为灌溉农田后该指标的变化,揭示干旱区新垦农田土壤发育及演变规律,为新垦沙地持续利用提供指导。【方法】选择河西走廊中段临泽边缘绿洲0—46年开垦时间序列的沙地农田,取样分析0—60 cm土壤剖面的物理、化学性状变化及碳积累特征,通过比较2008年与2014年的耕层土壤(0—20 cm)测定结果,分析近几年土壤性状的变化。【结果】耕层土壤砂粒含量随开垦利用年限的增加而逐渐降低,但显著的变化发生在开垦16年后的农田,且最近10年土壤粒级组成变化不明显;在沙地开垦后的最初20年,耕层土壤有机碳(SOC)及全氮含量呈线性增加,20年后增加趋势减缓。开垦46年后,SOC、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了9.0倍、6.3倍、6.3倍和13.5倍,耕层土壤无机碳(SIC)含量增加了77.1%;速效钾随开垦年限的增加呈先降低而后增加的趋势。20—40 cm和40—60 cm土层SOC及氮、磷、钾养分含量随开垦年限延长而逐渐增加,但变化幅度小于耕层土壤。2008—2014年的6年间,不同开垦年限的同一地块耕层土壤粒级组成未发生变化,但SOC及氮、磷、钾养分有明显的积累。沙地开垦46年后0—60 cm土层SOC、SIC和全碳的年平均固存量分别为0.75、0.79和1.47 kg·hm-2·a-1;SOC的积累主要发生在0—20 cm耕作层,而SIC的积累在40—60 cm土层。荒漠沙地转变为灌溉农田后有巨大的碳固存潜力;土壤黏粉粒增加对SOC及养分的积累和保持起重要作用。【结论】沙地开垦为灌溉农田后,随利用年限的增加,土壤肥力显著改善,但开垦46年后土壤肥力仍处于较低水平。对新垦沙地农田,要实现土地可持续利用和生产力持续提高,须采取提升土壤肥力水平的农田管理措施。
- 苏永中张珂刘婷娜范桂萍王婷
- 沙坡头地区藓类结皮土壤净氮矿化作用对水热因子的响应被引量：7
- 2014年
- 采用室内控制温度（-10、5、15、25、35和40 ℃）和湿度（29%、58%、85%和170%田间持水量，FWC）培养原状土柱的方法，研究腾格里沙漠东南缘天然植被区藓类结皮土壤氮矿化特征及其对水热因子的响应.结果表明： 低温（〈15 ℃）培养时，土壤氮素转化以微生物固持作用为主，〉25 ℃后土壤氮素转化速率显著增加.藓类结皮土壤氮素转化速率及其对温度的敏感性均高于无结皮土壤，且在85%FWC时敏感性最高，表明藓类结皮的存在有利于土壤氮素的转化.随着土壤湿度的增加，土壤氮素转化速率呈先增加后减小的趋势，85%FWC时最大.藓类结皮土壤净氮矿化速率在高温（25～40 ℃）和中等水分条件下（58%FWC和85%FWC）最大，呈现明显的温湿度交互作用.藓类结皮的繁衍和拓殖能够提高土壤的供氮能力，促进氮素循环，有助于土壤生态系统的修复.
- 虎瑞王新平潘颜霞张亚峰张珂张浩
- 关键词：温度土壤湿度
- 同一生境下三种荒漠植物叶片及土壤氮、磷化学计量特征研究被引量：1
- 2017年
- 本研究选择生长在由13年和31年林龄的人工梭梭林形成的近似长方形的间隔区中的泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、柠条(Caragana korshinskii)和沙拐枣(Calligonum mongolicum)三种荒漠植物为研究对象,分析了三种植物叶片及其土壤环境中N、P化学计量特征.研究结果表明,三种植物叶片N、P含量及N∶P整体均值分别为(30.78±5.69)mg·g^(-1)、(1.66±0.19)mg·g^(-1)和(18.20±1.68)mg·g^(-1);三种植物的建立均显著提高了土壤的N和P含量,土壤N、P及N∶P的整体均值分别为(0.30±0.03)mg·g^(-1)、(0.60±0.01)mg·g^(-1)和(0.50±0.05)mg·g^(-1),单个物种叶片及土壤中N、P含量及N∶P的大小均表现为泡泡刺>柠条>沙拐枣;叶片N、P含量和N∶P与相应的土壤N、P含量和N∶P均呈显著的正相关关系(P<0.05),且由叶片N∶P和土壤N∶P得出的内稳性值大于1。上述研究表明,该区域生长的植物受到土壤P的限制,而三种植物对限制性元素和土壤N、P的响应不同,体现了不同功能群植物之间不同的营养利用方式和生态位的互补.此外,三种植物组成的系统具有相对较高的内稳性,这为人工梭梭林种植初期采用较小种植密度提供了科学依据.
- 张珂苏永中苏永中
- 关键词：荒漠植物叶片养分
- 阿拉善荒漠典型植物功能群氮、磷化学计量特征被引量：25
- 2014年
- 氮(N)、磷(P)作为荒漠生态系统重要的养分元素和限制性因子,在维持植物功能群组成及结构稳定、生态系统内养分循环中发挥着重要的作用。本研究沿水热梯度从东至西在阿拉善荒漠设置52个调查样地,通过对优势植物的调查取样,分析了荒漠植物不同功能(类)群N、P元素的生态化学计量特征,并就N、P含量及N∶P值对荒漠植物的限制性作用进行了检验和讨论。结果显示:(1)所调查阿拉善荒漠区植物叶片的N、P含量分别为10.65±7.91mg·g-1和1.04±0.81mg·g-1,N∶P值为11.53±5.06,叶片N含量与P含量及N∶P值均显著正相关,P含量与N∶P值显著负相关;通过对比分析认为该区植物同时受到N、P双重制约,且更易受N限制。(2)从植物生活型比较,认为草本植物叶片N、P含量均高于灌木植物叶片,而灌木植物叶片的N∶P值大于草本植物;对光合作用途径分析发现,C3植物叶片N含量高于C4植物叶片,而C4植物叶片P含量高于C3植物叶片;从系统发育类型方面分析,认为单子叶植物叶片N含量低于双子叶植物叶片N含量,而P含量则高于双子叶植物叶片P含量。
- 张珂陈永乐高艳红回嵘何明珠
- 关键词：荒漠生态系统功能群
- 荒漠绿洲区不同种植年限人工梭梭林土壤化学计量特征被引量：34
- 2016年
- 为阐明梭梭建立对林下土壤养分化学计量特征的影响,分析了2、5、9、13、16、31、39a荒漠绿洲区梭梭林灌丛下和流沙区(0a)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳酸钙(CaCO_3)、速效磷(Available P)含量及其化学计量特征变化规律。结果显示:1)SOC和TN在9a后出现显著的成层化分布,而TP的这一特征相对滞后;不同土壤深度SOC、TN均随林龄增加而显著增加,而TP未表现出明显变化。2)C∶P和N∶P在9a后表现出明显的成层化分布且不同土层C∶P和N∶P随林龄增加显著增加,而C∶N保持相对稳定。3)较低含量的Available P在2a后即表现出0—5 cm含量大于5—20 cm且表层Available P和CaCO3随林龄增加而显著增加。而Ca CO3∶Available P在不同林龄间并未发生显著变化。4)随林龄增加,土壤表层风蚀可蚀性极显著降低且与土壤表层养分含量呈显著的负相关关系。以上结果表明,梭梭的建立提高了土壤SOC和TN含量且随林龄增加变化更显著,而变化较小的C∶N说明土壤氮的形成需要固定比例的碳。变化幅度较小的TP说明主要来源于岩石风化的磷素受时间作用的限制,而较低含量的Available P和变化幅度较小的CaCO_3∶Available P则表明梭梭的生长受P的限制且有限的Available P易被CaCO_3固定。另外,土壤养分含量与土壤风蚀可蚀性显著的负相关关系,进一步说明梭梭的建立改善了土壤质地,增加了土壤养分含量,这对荒漠绿洲区土壤恢复和植被建设有极大的促进和指导作用。
- 张珂苏永中王婷刘婷娜
- 关键词：人工梭梭林
- 阿拉善荒漠典型植物叶片碳、氮、磷化学计量特征被引量：167
- 2014年
- 荒漠植物在水分限制、营养元素相对匮缺的条件下,经过长期的进化适应形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征。在阿拉善荒漠选择52个典型群落类型,分析和研究了54种荒漠植物叶片的碳、氮和磷的化学计量特征。结果表明:荒漠植物叶片的碳(C mg/g)、氮(N mg/g)和磷(P mg/g)含量变幅较大,分别为(379.01±55.42)mg/g、(10.65±7.91)mg/g和(1.04±0.81)mg/g,变异系数分别为0.15、0.74和0.78;C/N、C/P、和N/P分别为66.70±60.81、683.16±561.94、11.53±5.06。元素间相关性分析表明,叶片的C和N不相关(P>0.05),C与P显著正相关(P<0.05),N和P极显著正相关(P<0.01)。从植物功能型的角度分析发现,灌木和1年生草本植物对C的存储能力较低;占整体67%的灌木叶片的N、P含量最低,导致总体N、P含量较低;多年生草本和1年生草本植物叶N含量与灌木植物叶片和整体N含量无差别,而P含量明显高于灌木植物叶片和整体P含量且N/P明显低于灌木植物叶片和总体N/P,导致总体N/P较低。该研究结果与全球和中国尺度的研究相比发现,荒漠植物叶片C、N、P含量和N/P明显偏低,N/P<14说明阿拉善荒漠植物在受N、P共同作用的同时更易受N限制。
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- 关键词：荒漠生态系统荒漠植物叶片养分
- 免耕旧膜再利用对玉米产量及灌溉水生产力的影响被引量：15
- 2016年
- 在河西走廊中段边缘绿洲安排田间试验,明确保护性耕作地膜再利用栽培对玉米产量及灌溉水生产力的影响,探讨降低农田残膜污染、节本增效和可持续土地利用的耕作栽培管理方式。试验涉及3种不同质地与肥力水平的土壤,设3个处理：（1）传统耕作与冬灌、覆新膜栽培（NM）;（2）免耕少冬灌、旧膜直播（RM）;（3）免耕少冬灌、旧膜直播行间秸秆覆盖（RMS）。结果表明,在玉米播种后至拔节期前,日平均土壤温度2个免耕旧膜直播处理较传统覆新膜处理仅低0.61.0℃（5 cm土层）和0.50.8℃（15 cm土层）,表明旧膜直播仍具地膜覆盖提高地温的效应。玉米产量免耕旧膜直播较覆新膜降低4.4%-10.6%,但节省了耕作和地膜投入,收益增加。免耕旧膜直播结合秸秆覆盖栽培方式玉米产量与新覆膜栽培持平,净收入提高12.5%-17.1%。免耕旧膜直播栽培减少了冬灌量,灌溉水生产力提高。土壤质地与肥力水平对作物吸氮量、灌溉水生产力影响显著。在水资源紧缺的干旱区绿洲,适时进行保护性耕作地膜再利用栽培技术是节本增效、土地可持续利用的一种选择。
- 苏永中张珂刘婷娜王婷
- 关键词：免耕玉米产量灌溉水利用率绿洲农田
- 施肥对荒漠化草原草本植物种群密度和生物量的影响被引量：7
- 2013年
- 通过外源施加N肥、P肥和N-P混合肥的试验,研究了荒漠化草原草本植物种群密度和生物量对不同肥料的响应,3种肥料均设置了0(对照)、5、10g.m-2和20g.m-2 4个投加水平。一年的研究结果表明:种群密度在3种肥料作用下均随着施肥水平的增大呈现逐渐降低的趋势,尤其是在高的N肥(20g.m-2)处理下,优势种草本植物茵陈蒿(Artemisia capillaris)、多根葱(Allium polyrhizum)和冠芒草(Enneapogon brachystachyus)的密度及总密度均显著低于对照(p<0.05);地上部及根部生物量在3种肥料处理下的响应同种群密度,即地上和根部生物量均随着施肥水平的增大而减小,其中,3种优势种草本植物的地上部生物量及总的地上部生物量随着施肥水平的增大均呈现出显著的负相关的关系,其决定系数(R2)均在0.80以上。可见,在荒漠区较低的降水条件下(年降水<180mm),施肥会抑制荒漠草本植物的种群密度和生物量,且其抑制作用与肥料种类无关。
- 苏洁琼李新荣杨昊天张珂杨小菊
- 关键词：荒漠化草原草本植物氮肥磷肥生物量
