论文部分内容阅读
本研究通过地下水监测和土壤采样分析,并与土地开发前地下水和土壤理化数据对比,揭示了土地开发后克拉玛依农业开发区水土环境特征;通过土壤剖面调查和采样测定,以土壤条件作为限制因素,采用土成分分析(PCA)分析了开发区造林地立地类型划分的主导因子,并采用PCA三维排序对造林地立地类型进行了划分,同时,通过建立土壤质量综合评价模型对不同立地类型土壤质量进行了评价;采用典型样地法通过对开发区内各类人工栽培目的树种(生态防护林树种、经济林树种和庭院观赏树种)生长指标的测定,建立了多目的多指标的树种生态适应性评价体系;通过设置典型试验地,测定比较了各类目的树种的初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ最大光能转化潜力(Fv/Fo)4个叶绿素荧光参数全天不同时间的变化以及不同作用光强下从初始荧光上升到最大荧光一半所需时间(T1/2)的变化特征,揭示了不同树种生理生态适应性的差异。主要研究结果如下:土地开发后开发区水土环境发生了明显改变,集中体现在浅层地下水位抬升并伴随矿化度的降低、耕作层脱盐并伴随土壤肥力的下降。开发区内灌溉区浅层地下水受灌溉回归水的补给有持续上升的态势,并表现出明显的年际变化规律和季节变化规律;远离开发区的荒漠区受灌溉水影响较小,浅层地下水位变化不大;开发区浅层地下水水质受灌溉影响虽有所淡化,但矿化度依然很高。已开垦土地受灌溉冲洗土壤盐分含量明显下降,但由于重用轻养,土壤肥力也明显下降,而且养分含量呈现出空间上的不平衡性。开发区造林地士壤总盐、Cl-、K+Na+、Mg2+、SO42+、Ca2+、CO32-离子、pH值、有机质、速效N和土壤容重是造林地立地类型划分的主导因子,造林地可划分为轻盐渍化型、轻盐渍化-碱化型、轻盐渍化-板结型、中盐渍化型、强碱型、盐土型、中盐渍化-钙积型和轻盐渍化-氮丰型8个立地类型,各立地类型土壤质量综合指数范围为0.279~0.494,属中低水平。总体而言,开发区造林地整体处在一种低质水平,而盐碱化、低养分和板结是造成土壤质量差的主要障碍因子。以生长量和抗逆性作为树种生态适应性主要评价指标,天演杨在树高和胸径生长量上均高于新疆杨和少先队杨,但易风折。沙拐枣属的3个树种长势差,存活率低,对土壤要求严格。刺槐、国槐、梓树的抗寒性差,容易发生冻害。庭院栽植的银杏、香椿等存活率低,基本不适宜开发区的自然环境和立地条件。胡杨、沙枣等乡土树种及一些原生树种表现出了较强的适应性。此外,开发区引进的经济林树种大多开始进入盛果期,树体旺盛,结果率高,达剑了生态效益与经济效益“双赢”的目的。叶绿素荧光特征反映出,大多数生态防护林树种的Fv/Fm日动态表现出上午随空气相对湿度的降低,太阳总辐射的增强,空气温度的升高而下降,下午随空气相对湿度的增加,太阳总辐射的减弱,空气温度的降低而上升的态势。大叶白蜡、梓树、圆冠榆、苦杨的Fv/Fm全天处于较低值状态,胡杨、沙枣、饯头柳、沙棘、金丝柳、垂柳的Fv/Fm全天处于较高值状态,而且胡杨、沙枣和沙棘在10:00左右出现光合“小憩”现象。除胡杨、沙枣、馒头柳、沙棘等树种的T1/2下午相比上午变化不很明显外,其它树种均有不同程度的降低。从测定的防护林灌木树种、经济林树种和庭院观赏树种全天二时段的Fo、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo值及T1/2的综合表现看,除宁夏枸杞、毛樱桃、疏花蔷薇、地锦等树种外,人多数树种虽受中午强光、高温以及低空气湿度的影响,PSⅡ光合活性下调,但至傍晚时PSⅡ反应中心可恢复到活性水平,即表现为可逆性恢复。