核桃--菘蓝决明子复合系统种间水分关系研究

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1、中国肄耋斜学绚宪院学位论文学位论文作者指导教师姓名指导小组成员申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期陈平张劲松研究员孟平研究员孙守家副研究员高峻副研究员博士生态学森林生态系统结构与功能2014年6月25日DissertationfortheDegreeCandidate：ChenPingSupervisor：ZhangJinsongAssociateSupervisor：MengPingAcademicDegreeAppliedfor：SunShoujiaGaoJunPh．DSpeciality：EcologyDateofDefence：June，2014Degre

2、e-·Conferring--Institution：ChineseAcademyofForestry独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：o再．牢日期：勿，中年舌月弓夕日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中

3、国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名．储、牟劢脚年多月多9日．学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编：导师签名：≯f中年多月勐修摘要复合农林业是华北低丘山区退耕还林工程建设的重要内容之一，林药复合系统作为农林复合系统的类型之一，在当地农业产业调整发展的过程中得到了广泛的应用。由于该地区气候干旱、土层

4、瘠薄、灌溉条件较差，水资源短缺制约了林业及农业的可持续发展。因此，基于种间水分关系理论，研究林药复合系统水分生态问题，对当地林业生态建设、提高农民收入，促进生态与经济可持续发展具有重要的指导意义。本文以水和碳稳定同位素信息、树干液流及群体蒸腾等为指标，2011年．2013年在位于华北低丘山区的河南济源，试验研究株行距3m×8m核桃．菘蓝／决明子复合系统种间水分关系，旨在为该区发展高效、稳定的农林复合系统提供理论依据。结果表明：(1)核桃．菘蓝／决明子系统土壤水分呈现明显的时空变化规律。在垂直方向上，土壤水分随着土层深度的增加整体上呈现增加的趋势，O．10cm的表层土壤

5、水分差异较大；在水平方向上，核桃．菘蓝／．决明子复合系统表现出位于核桃树干距离O．5m处土壤水分最大，距离南北两侧核桃树木中间处最小。由于核桃树的遮蔽作用，降低了土壤水分的蒸发量，间作系统土壤含水量较单作系统均有所增加，核桃一菘蓝间作系统土壤水分在2012年、2013年比单作菘蓝分别增加了36．5％和8．78％；核桃．决明子问作系统土壤水分在2012年、2013年比单作决明子分别增加了21．05％和16．10％。(2)揭示了核桃．菘蓝／决明子间作系统根系的空间分布特征。在垂直方向上，核桃根系主要分布在10．50cm土层中，占总量的60％以上，而菘蓝和决明子根系主要分布

6、在O-30cm的土层中，根长密度分别占其总量的70％以上；水平方向上，间作系统中菘蓝和决明子根系距离树干距离越远，其分布越多，最大值均在距离南北两侧树木中间处。核桃根系在距离南北两侧树行越近，其分布越多。间作对林带根系有一定程度的影响，0．40cm土层中，单作核桃的根长密度和根表面积大于间作核桃，40cm以下土层，间作核桃根系的根长密度和根表面积较单作核桃的大，说明间作系统中核桃根系由于间作物的竞争发生了下移的现象。复合系统中150"---'250cm带距范围内的lO'--'30cm土层为种间根系主要交错区，就根系分布而言，该范围土体是种间水肥主要竞争区域。(3)菘蓝

7、生长时期，由于降雨较少，属于干旱季节，核桃．菘蓝间作系统中核桃树木主要利用土壤深层(30．80cm)中的水分，比例为约59．7％；决明子生长时期主要集中在7-9月份，降雨量较多，属于雨季，核桃．决明子间作系统中核桃树木主要利用土壤浅层(O-30cm)中的水分，比例约为69．9％。菘蓝和决明子均主要利用来自O-30cm浅层土壤中的水分。菘蓝生长苗期，尽管这个时期菘蓝的根系没有生长到深层土壤中，但在核桃．菘蓝问作系统中菘蓝有5．7％、9．7％的水分来源于土壤深层中，说明复合系统核桃具有“水力提升”作用。(4)通过称重法和稳定碳同位素方法对盆栽决明子／菘蓝