目的 探究不同品种核桃（Juglans regia L.）叶片含水量与叶片高光谱反射特征的相关性，分析品种间差异，为核桃叶片水分的准确诊断提供参考。 方法 本研究以5个不同品种的核桃叶片为研究对象，测定了脱水过程中叶片水分含量及其同步反射光谱响应曲线，分析并对比了不同品种核桃叶片含水量与光谱反射率的相关关系，探讨了核桃叶片水分敏感波段的品种间差异。 结果 表明：（1）不同品种核桃叶片的构成物质与叶片结构相似，在叶绿素和水分含量上存在差异；（2）核桃叶片含水量与叶片反射率的相关关系不受水分表征量的影响，在621703、1 2442 500 nm范围内各品种核桃叶片含水量与反射率均呈显著相关关系（p < 0.05）；（3）在7041 243 nm范围内，不同品种核桃叶片具有不同的水分敏感波段，各品种间差异明显。 结论 不同品种核桃叶片含水量与高光谱反射率的相关关系在7041 243 nm范围内具有明显的品种间差异。

本研究以整树盆栽称重法(M BW )为标准, 美国Dynamax 公司同类感器( m dTDP)为对照, 以大叶女贞、栓皮栎为供试树种, 对国产化热扩散式液流( TDP)传感器( c fTDP) 的性能进行了验证, 结果表明: M BW 法得到的蒸腾速率与由cfTDP测算得到的大叶女贞液流速率具有很好的相关关系, 且无显著性差异( P < 0. 05); 二者30 m in平均值的线性相关系数为0. 90(样本数为215); 二者日总量之间相关系数可达0. 99, 其相对误差的最大值、最小值及平均值分别为13. 3%、0. 5% 、8. 7%。c fTDP测算得到的树干液流密度与m dTDP测算得到的树干液流密度日变化趋势完全一致, 二者具有很好的线性相关关系, 相关系数大于0. 98, 且无显著性差异( P < 0. 05)

以华北石质山地侧柏林为研究对象, 运用氢稳定同位素(δD)技术, 结合大气、土壤的温湿度, 探讨雨季和旱季降雨对不同深度土壤温湿度动态及水分运移的影响。结果表明:土壤温度在雨季随降雨产生先减小后增大, 随土壤深度增加而降低, 而旱季初期则随降雨持续减小, 且随土壤深度的增加而升高。雨季和旱季, 土壤湿度随降雨先增大后减小, 且均随土壤深度的增加而下降。雨季前期土壤湿度较低时, 中雨可使表、中层土壤湿度增加较多, 且该层土壤水δD贫化, 即降雨优先补给表、中层土壤;而前期降雨充足时, 中雨使下层土壤湿度增加较多, 而所有土壤水δD均贫化, 即降雨可较快入渗到深层土壤。大雨使所有土层湿度增加且差异较小、δD贫化, 即降雨可迅速入渗全部土层。旱季初期, 中雨使表层湿度增加较多, 即使前期土壤湿度较低时, 雨后全部土壤水δD均贫化, 即中雨也可较快入渗到深层土壤, 进一步补给地下水。表层枯落物水δD值受降雨δD值直接影响, 随降雨产生先贫化后富集;而浅层、深层地下水δD值皆较稳定, 几乎不受短期降水影响, 可为干旱季节植被生长提供重要水源。

目的 探究刺槐人工林生产力和内在水分利用效率(iWUE)的影响因子及其对气候变化的响应。 方法 使用过程模型Biome-BGC对我国半湿润区内比较干旱的陕西省白水县和比较湿润的河南省民权县的刺槐人工林模拟净初级生产力(NPP_s)，并用实测净初级生产力(NPP_m)数据进行验证，根据模拟结果计算生态系统内在水分利用效率(iWUE_s)。分析两地刺槐人工林的生态系统与树轮iWUE变化趋势的差异。 结果 两地刺槐年际生物量均随年龄增大而首先迅速增加，具有明显的幼龄效应，随后逐步稳定并在一定范围内波动；在不包含幼龄林数据时，两地刺槐人工林NPP_s与NPP_m呈极显著正相关(P＜0.01)，树轮年际内在水分利用效率(iWUE_m)则均呈波动上升趋势。白水县刺槐林的iWUE_s与iWUE_m呈极显著负相关(P＜0.01)，但民权县刺槐林的iWUE_s与iWUE_m呈显著正相关(P＜0.05)。 结论 温度是影响iWUE_m的关键因子，年降水量和大气CO₂浓度是影响生物量的关键因子。Biome-BGC 模型能较好地模拟幼龄林以后的刺槐人工林的NPP，在半湿润区内湿润程度不同地点之间，刺槐人工林的生长关系一致，但碳水关系比较复杂。

目的 探究华北土石山区典型人工林生长季与非生长空气负离子（NAI）的变化特征以及其影响因子的差异性，为揭示该地区不同季节影响NAI浓度的环境因子变化提供科学依据。 方法 利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站的空气负离子、PM2.5、PM10和气象数据，分析该地区生长季与非生长季栓皮栎和侧柏的NAI变化特征，在此基础上，采用随机森林模型（RF）比较了影响NAI的主要环境因子及其重要性得分。 结果 生长季栓皮栎人工林NAI浓度日内变化呈单峰曲线，非生长季则不明显。生长季和非生长季侧柏人工林NAI浓度日内变化均呈单峰变化趋势，但峰值大小差异较大；观测期栓皮栎人工林平均NAI浓度（740.32 ion·cm⁻³）>侧柏（703.74 ion·cm⁻³）（p<0.01），其中，生长季栓皮栎人工林日均NAI浓度（858.94 ion·cm⁻³）>侧柏（724.33 ion·cm⁻³）（p<0.01）；非生长季侧柏人工林日均NAI浓度（683.16 ion·cm⁻³）>栓皮栎（621.70 ion·cm⁻³）（p<0.01）；生长季空气温度（Ta）、相对湿度（RH）、饱和水汽压亏缺（VPD）、光合有效辐射（PAR）等气象因子均高于非生长季，而颗粒物（PM2.5、PM10）表现为非生长季高于生长季，且同时期PM10浓度>PM2.5浓度，风速（WS）生长季与非生长季差异不明显；随机森林模型显示，生长季影响栓皮栎和侧柏人工林NAI浓度的主要环境因子为VPD、PAR和WS，其重要性得分分别为20.22、15.08、14.71和25.08、16.76、16.49；非生长季影响栓皮栎人工林NAI浓度的主要环境因子为PM2.5、WS和PM10，其重要性得分分别为33.36、17.58和14.28，影响侧柏人工林NAI浓度的主要环境因子为WS、PM2.5和PM10，其重要性得分分别为17.51、15.89和14.62。 结论 华北土石山区生长季栓皮栎与侧柏NAI浓度日内变化均呈单峰曲线，非生长季栓皮栎NAI浓度变化不明显，而侧柏呈单峰曲线。栓皮栎和侧柏人工林NAI浓度差异显著，其中，生长季人工林的NAI浓度栓皮栎>侧柏，非生长季人工林的NAI浓度侧柏>栓皮栎，观测期内栓皮栎NAI浓度高于侧柏NAI浓度。影响该地区典型人工林NAI浓度的环境因子季节差异明显，生长季主要的环境因子是VPD和PAR，而非生长季的主要环境因子是颗粒物和WS。

运用同位素示踪法并结合野外实测对农林复合系统的环境质量调控作用进行了研究,结果表明:农林复合系统中由于林木的存在,其固定CO2能力是单一的农业系统的1.6～2.1倍,农林复合系统大气中CO2浓度平均比单一的农业系统低55～95mLd·m-3。杨树与柳树以及小麦和玉米对N2O具有一定的吸收作用。农林复合系统内外,甲烷浓度值十分接近,作物和大气间的CH4气体未表现出明显的交换作用。在沙质土壤类型区,农林复合生态系统是减少降尘的直接原因,能够有效地减少尘埃输送量,同时能减少降尘量达20%～60%;防风效能、乱流交换强度、土壤湿度是决定降尘量大小的主要因子。

大量研究表明,农林复合系统对农田生态环境具有综合的改良作用,它是当前人类改善自然环境中积极、有效而又力所能及的生物工程,对系统的小气候的形成起到调节作用。林粮复合模式是太行山低山丘陵石灰岩区重要的复合农林业模式之一,对此模式已进行了许多研究[1～3]。但在该区对林姜复合模式的研究尚属少见[4～6]。为了充分利用土地资源和局地气候条件,实行种间互补,使复合农林业达到可持续经营的目的,本文根据生姜(Zingiber off icinaleRo sc.)的生理生态学特点,按照生态位原理,设计并提出了林姜复合模式。

本研究采用由热扩散植物液流技术测算得到的时间步长10 min的樟子松蒸腾速率数据,结合同步观测得到的冠层微气象要素值,分析了毛乌素沙区20年生樟子松主要生长季节蒸腾耗水规律及其冠层微气象的关系。结果表明:(1)樟子松蒸腾速率具有明显的时间变化特征。多云天气日,蒸腾速率日内变化总体呈多峰曲线趋势,单株蒸腾速率(Tr)在4-9月各月白天(6:00-19:00)的平均值为0．36-0．85 L．h-1;晴天日,除9月蒸腾速率日内变化呈多峰曲线趋势外,其余各月总体趋势呈单峰曲线,9月时Tr在10:00左右、13:00左右、15:00左右出现峰值,在 14:00左右出现谷值。4-8月各月日内Tr在10:00左右出现峰值。4-9月各月Tr白天平均值为0．37-0．83 L· h-1;阴天天气日,蒸腾速率日内变化总体呈单峰曲线趋势,日内Tr最大值出现在10:00左右。4-9月各月Tr白天 (6:00-19:00)平均值为0．29-0．63 L·h-1。在日际变化或季节变化方面,从4月份起,樟子松蒸腾耗水量逐渐增加,月耗水量在7月达到最高值,此后有所减小。4-9月总耗水量为1 143．7 mm,日平均为6．25 mm,7月份月耗水总量相对最大。4、5、6、7、8及9月耗水量分别占主要生长季节总量的10．76％、13．62％、14．05％、24．56％、 19．47％、17．52％。(2)主要生长期内,Tr与冠层太阳总辐射(Ra),空气温度(Ta)、湿度(RH),风速(V)等气象要素有很好的复相关性,并通过显著性检验(a=0．01),且各月内影响樟子松蒸腾的最主要气象因子都是Ra。

以黄土丘陵沟壑区梯田杏树—黄芪复合系统为研究对象,研究了杏园间作黄芪2 a后对土壤理化性质的影响。结果表明:杏树—黄芪复合系统和清耕杏园中土壤理化性质均存在明显的垂直分布层次性和水平分布差异性。杏园间作黄芪2 a后,可使0～60 cm土层土壤密度降低0. 8～1. 4 g·cm-3 ;土壤总空隙度、土壤稳定入渗率分别增加1. 6～4. 7个百分点、0. 10 ～0. 35 mm ·min-1 ; 全N、全K以及速效N、速效K含量分别增加0. 10 ～0. 32、0. 8～5. 5 g·kg-1、1. 3～13. 3、3. 0～33. 7 mg·kg-1 ;土壤有机质含量增加0. 03～0. 52 g·kg-1 ,其中, 0～20 cm土层增加量尤为显著,可达0. 4～0. 5 g·kg-1 ;但全P及速效P含量有所降低, 0～60 cm土层分别降低0. 02～0. 15 g·kg-1和0. 07～1. 48 mg·kg-1。间作黄芪对距离树行不同处的土壤理化性质影响不同,距离树行越近,越明显。回归分析表明,土壤稳定入渗率与土壤密度呈负相关、与土壤空隙度呈正相关。在黄土丘陵沟壑区幼龄期果园间作黄芪具有很好的可行性,适于当地推广应用。

对黄淮海平原农区宽带距多行带梨麦间作系统水分效应、产量效应与土地利用效应进行了研究。结果表明:小麦拔节—乳熟期间,间作系统内小麦日蒸腾耗水比单作麦田低21.6%;距梨树0.0～7.0m,为土壤水分的降低区,7.0～25.0m为土壤水分提高区,间作系统总体上使麦田0～200cm土壤贮水量提高11.81%;间作系统内小麦水分利用率比单作麦田约高8.7%;间作系统小麦单产量比单作麦田高6.6%,土地当量值可达1.19。就水分效应和土地利用效应而言,在黄淮海平原农区发展这种宽带距多行带梨麦间作模式具有一定的可行性。