苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性

苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性（精选3篇）

苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性 第1篇

苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性

摘要：植被指数是表征大尺度下陆地生态系统的最常用的,也是最前要的参数,所以得到准确的植被指数就显得至关重要.苔鲜结皮在干旱半干旱区、极地和亚极地Ⅸ分布广泛,且干、湿苔鲜结皮光谱差异较大,这种差异在十湿交替频繁的`干旱与半干旱区是否对区域植被指数产乍影响?能产生多大的影响?国内外未见研究报道.该文以最常用的植被指数NDVI为例,重点分析了苔藓结皮干、湿变化能在多大程度上影响区域NDVI值.研究得出,100%盖度的湿苔藓结皮NDVI值(0.657)较于苔鲜结皮NDVI值(0.320)提高0.337,比干苔藓结皮高1倍多,干、湿苔藓结皮NDVI值达到0.000水平差异显著;研究区苔藓结皮的平均盖度为12.25%,线性混合光谱模型分析得出,湿苔藓结皮较干苔鲜结皮可以使研究区区域NDVI提高0.04(14・3%);由于苔鲜结皮的存在和干旱半干旱区降雨的不稳定性,必然造成该区域短时间内NDVI变化的不稳定. 作者： 房世波[1]张新时[2] Author： FANG Shi-bo[1]ZHANG Xin-shi[2] 作者单位： 中国气象科学研究院,北京,100081中国科学院植物研究所,北京,100093 期 刊： 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal： SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年，卷(期)： ,31(3) 分类号： S151.9 关键词： 生物土壤结皮 苔藓结皮 植被指数(NDVI) 遥感 光谱 机标分类号： TB4 K87 机标关键词： 苔藓皮影干旱半干旱区植被指数不稳定性InterpretationVegetationMoss结皮NDVI变化影响区域干旱与半干旱区陆地生态系统光谱差异模型分析极地混合光谱差异显著国内外大尺度 基金项目： 国家自然科学基金项目，中加国际科技合作项目 苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性[期刊论文]光谱学与光谱分析 --2011,31(3)房世波张新时植被指数是表征大尺度下陆地生态系统的最常用的,也是最前要的参数,所以得到准确的植被指数就显得至关重要.苔鲜结皮在干旱半干旱区、极地和亚极地Ⅸ分布广泛,且干、湿苔鲜结皮光谱差异较大,这种差异在十湿交替频繁的干旱与...

苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性 第2篇

干旱是全球普遍存在的自然灾害。全球有120多个国家和地区每年不同程度地遭受干旱灾害的威胁。而我国最严重的气象灾害之一就是干旱灾害。21世纪以来,我国每年都会发生干旱,只是范围、程度不同[1]。干旱作为一种缓变的现象,其严重程度也是逐渐积累的结果,这一方面有利于实现干旱的监测。目前,干旱监测方法分为地面监测方法和空间监测方法。地面监测方法是利用地面点的数据,通过统计分析进行干旱监测,此类方法不能及时地对旱情信息进行快速、准确预报。空间监测方法是随着卫星遥感技术的发展而来并逐渐趋于成熟,利用遥感数据不仅可以得到土壤湿度在空间上的分布状况和时间上的变化情况,而且可以进行长期动态监测,具有监测范围广,速度快,成本低等特点。因此,遥感已经成为区域尺度旱情监测的主要手段。

云南省自2009年来持续出现干旱。2010年西南5省(云南、贵州、广西、四川、重庆)发生特大干旱,其中云南旱情尤为严重。而2011年与2012年云南省仍持续干旱,因此,如何提升旱情的监测、预测预警能力已经成为普遍关注的问题。本文利用遥感数据对云南省2009年和2010年的旱情较为严重的月份进行旱情监测,同时对监测的方法和结果进行验证,为相关决策部门提供有力的技术支持。

1 基本原理

1.1 遥感监测方法

常见的遥感监测方法可分为3类:植被指数法、温度法和综合法。植被指数法主要是包括距平植被指数、标准植被指数、植被状态指数、供水植被指数以及归一化水指数。温度法主要包括温度状态指数、水分亏缺指数、作物水分亏缺指数、归一化温度指数以及蒸散比模型。综合法主要包括VI/TS斜率、温度植被角度指数、温度植被干旱指数以及条件植被温度指数。

土壤水分是干旱监测的一个重要指标,目前利用遥感数据反演土壤水分的方法已经得到了广泛的应用。但一般情况,地表是被植被不完全覆盖,因此遥感数据反演的地表温度会受到植被覆盖情况的影响,较高的土壤背景温度会干扰旱情信息。为了消除此影响,将地表温度和植被指数综合考虑将会是提高监测精度的有效方法[2]。在植被指数和地表面温度建立的NDVI-Ts特征空间中,Sandholt提出了温度植被旱情指数(TVDI,Temperature-Vegetation Dryness Index)[3],用以估算土壤表层水分状况,从而进行遥感干旱监测。

1.2 温度植被干旱指数

通过Price、Carlson等人的研究发现,地表温度和植被指数呈显著的负相关关系,并且当植被覆盖情况和土壤水分条件变化较大时,以遥感数据反演出的植被指数和地表温度为X、Y坐标的散点图呈三角形[4,5,6];Moran等人研究发现散点图呈梯形[7]。在植被指数和地表温度的三角形或梯形特征空间中,可以提取到干边和湿边方程:

$\begin{array}{l}{\rm T}s{}_{\max }=a+b{\rm N}DV{\rm I}\\ {\rm T}s{}_{\min }=a^{\prime }+b^{\prime }{\rm N}DV{\rm I}\end{array}(1)$

式中:Tsmax为干边;Tsmin为湿边, 分别由植被指数与地表温度根据干边、湿边线性拟合而得;a、b、a′、b′分别是干边和湿边线性拟合方程的系数,即干边和湿边的截距和斜率。

由干边和湿边方程可以建立温度植被干旱指数:

${\rm T}VD{\rm I}=\frac{{\rm T}s-{\rm T}s{}_{\min }}{{\rm T}s{}_{\max }-{\rm T}s{}_{\min }}(2)$

TVDI越大,土壤湿度越低,干旱等级越高;相反,干旱等级越低。

2 数据和主要技术方法

2.1 数据源及数据预处理

中分辨率成像光谱仪(MODIS)是美国EOS系列卫星上的最主要的传感器,其最大空间分辨率可达250 m 。MODIS是“图谱合一”的光学遥感仪器,有36个离散光谱波段,光谱范围宽,从0.4 μm(可见光)到14.4 μm(热红外)全光谱覆盖 。MODIS的多波段数据可以同时提供反映陆地表面状况、云边界、云特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化学、大气中水汽、气溶胶、地表温度、云顶温度、大气温度、臭氧和云顶高度等特征的信息。可用于对陆表、生物圈、固态地球、大气和海洋进行长期全球观测。

本文利用美国NASA网站所下载的MODISL1B数据进行分析。对于MODISL1B数据的预处理主要包括几何校正、Bow-tie校正、裁剪及镶嵌。其中几何校正利用ENVI软件自动提取MODIS头文件中的地理参考信息进行校正,同时利用Bow-Tie校正选项来消除MODIS的“蝴蝶效应”。

2.2 主要技术方法

预处理后用1 km分辨率的数据计算出植被指数NDVI,利用分裂窗算法反演地表温度Ts。在得到NDVI和Ts后,找出每一个NDVI值对应的Ts值,建立NDVI-Ts特征空间。在NDVI-Ts特征空间中用NDVI值对应的Ts最大值最小值进行线性拟合,拟合出如公式(1)的干边和湿边方程,然后利用公式(2)计算出TVDI,最后以TVDI作为干旱分级指标确定干旱等级,得到该时空区域的干旱分布情况。主要技术路线如图1所示。

2.3 植被指数NDVI

TVDI模型中的植被指数可以使归一化植被指数NDVI或者增强型植被指数EVI。其中NDVI能较好地反映出植物冠层的背景影响,如土壤、潮湿地面等,故本文选用NDVI进行计算。NDVI是近红外波段的反射值与红光波段的反射值之差比上两者之和,在MODIS数据中可使用1波段替代红光波段,2波段替代近红外波段,即:

${\rm N}DV{\rm I}=(B{\rm N}D2-B{\rm N}D1)/(B{\rm N}D2+B{\rm N}D1)(3)$

2.4 地表温度Ts

地表温度是监测地球资源环境动态变化的关键指标。传统获取地表温度的做法是采用温度计测量,只能得到观测点的局部温度,而利用遥感数据可以提供二维陆面温度分布信息,反映出地表温度的时空分布,并且可以快速同步地获取大面积区域地表温度[8]。

地表温度的遥感反演方法大致有4种:大气校正法、单通道算法、分裂窗法以及多波段算法。大气校正法和单通道算法需要较难获取的大气实时剖面数据,不易实现;多波段算法比较复杂,所需参数多,反演难度大;相比之下,分裂窗法所需参数少,精度较高,是目前发展最为成熟的地表温度反演方法[9]。本文采用分裂窗算法进行地表温度的反演,其计算公式如下:

${\rm T}{}_s=A{}_0+A{}_1{\rm T}{}_{31}-A{}_2{\rm T}{}_{32}(4)$

式中:Ts为地表温度,K;T31和T32分别是MODIS第31波段和第32波段的亮温,分别由这两个波段的影像DN值计算得来;A0,A1和A2是分裂窗算法的参数,由大气透过率和地表比辐射率计算得来,本文在此不作详述。

2.5 温度植被干旱指数TVDI

利用已算出来的NDVI和Ts,找出NDVI值对应的地表温度值,得到NDVI-Ts散点图,就可以得到每个NDVI值对应的Ts的最大最小值,也就是我们需要的干边和湿边(如图2)。根据公式(1)拟合出干边方程和湿边方程(如图3)。由图2可知,在NDVI-Ts特征空间中干边的斜率小于0,说明地表温度的最大值是随着植被覆盖率的增大而减小;而湿边的斜率大于0,说明地表温度随植被覆盖率的增大呈增大,并且呈显著的线性关系。在拟合出的4个时相的干湿边方程中,干边斜率均小于0,湿边斜率均大于0,如表1所示。将干边方程和湿边方程带入公式(2)即可计算出TVDI。

2.6 干旱等级的划分

干旱等级的划分需要考虑到区域气候以及干旱监测指数的不同,国家标准中主要以降水量、土壤湿度等5种单项指标及CI综合指数将旱情分为5个等级:正常或湿涝、轻旱、中旱、重旱和特旱。本文以计算出的TVDI作为干旱指标,对2006年到2008年各年1月的干旱情况进行对比分析后,将干旱等级划分为 5 级,分别是:湿润(0<TVDI<0.2)、正常(0.2<TVDI<0.4)、轻旱(0.4<TVDI<0.6)、中旱(0.6<TVDI<0.8)和重旱(0.8<TVDI<1.0),得到2009年1月16日、3月16日以及2010年1月16日、4月16日的干旱等级分布,如图4所示。

3 结果分析与验证

3.1 结果分析

由图5可看出4个时相中云南大部分地区出现都出现了轻旱和中旱,局部出现重旱。2009年1月16日干旱主要出现在中部、西南部以及东南部,其中中旱发生面积占比最大,为42.25%,轻旱27.72%,重旱8.56%;到了3月16日,旱情向北部发展,南部有所缓解,重旱主要集中在中北部,其中北部地区部分由中旱转为重旱,旱情占比中旱28.69%、轻旱20.84%、重旱19.26%。2010年1月16日出现了全省范围的干旱,其中中部、东部以及西南部比较严重,其中轻旱、中旱发生面积占比最大,分别为41.13%和36.72%、重旱为12.25%;到了4月16日,局部旱情有所缓解,但重旱向北部发展,轻旱和中旱发生面积均有所减少,但重旱发生面积增加,旱情占比中旱35.34%、轻旱27.07%、重旱17.93%,见表2。对比2009年和2010年的旱情发展,可以看出,从冬季到春季,整个旱情均出现由南向北发展的趋势;并且从冬旱到春旱,发生干旱的面积在减小,但重旱发生的比重在增加。在2009年3月16日的监测结果中,云南省中部出现条带状的湿润区,是由于原始影像中云层的影响,导致这部分的TVDI指数值偏低,与实际情况略有不符,总体湿润占比相比实际情况略高,属于数据异常,可以通过遥感影像的去云处理或者最大值替换来改善。

3.2 结果验证

根据旱灾年鉴统计,从2008年11月份至2009年4月份就发生了冬春连旱,干旱持续了6个月时间;全省16个州市均有不同程度的旱情发生,昆明、玉溪、大理、文山、临沧、曲靖、红河、昭通等州市的受旱尤为严重。根据云南省气候中心发布的云南省气象旱涝信息,2009年12月中旬到2010年1月,全省的干旱持续发展,到2月局部缓解,4月云南大部分降水正常略少,只有东南局部正常略多。将2010年1月16日的监测结果与2010年1月25日云南省气候中心发布的云南气象旱涝分布情况进行对比分析,如图5,可以看出发生干旱的范围上是吻合的,全省范围内均发生了不同程度的干旱,其中重旱的主要集中区域在空间分布上是基本一致的。

4 讨 论

引起干旱的原因很复杂,除了降水量持续偏少,气温持续偏高,水汽蒸散量大外,还与作物需水量、人畜需水量和土壤保水量有关。因此,影响干旱指标的因素很多,但不论哪种因素,都与水和植被有关联。利用遥感技术进行的干旱监测也是基于植被状况和土壤水分来开展的。本文选用的TVDI就是结合了植被指数与地表温度来反映土壤水分的状况,从而实现干旱监测的目的。分析监测结果,可以发现,在是否发生干旱的区域方面,TVDI的监测效果是比较好的,其中中旱和重旱区域的空间分布趋势较为吻合,但在旱情等级的细分上会和实际情况有所出入,这也是下一步研究工作中要重点考虑的问题。

5 结 语

本文采用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据,应用温度植被干旱指数对云南省2009年1月、3月和2010年1月、4月4个时相的旱情进行监测。监测结果表明:2009年和2010年的冬春季旱情分布比较广,受旱面积均超过70%,其中大部分地区出现中旱和轻旱,重旱主要发生在滇西南和滇中北部。从冬季到春季,整个旱情均出现由南向北发展的趋势,发生干旱的总面积在减少,但旱情等级在提高,春季重旱面积均比冬季重旱面积大,而春旱对云南农业的影响非常大,这也是云南干旱成灾的原因之一。利用遥感指数进行干旱监测,大部分是从植被角度进行的,对土壤水分考虑不全,也可结合墒情调查数据,形成综合监测指数,但墒情数据获取和使用都不方便。本文利用TVDI反映土壤湿度这一特点进行干旱监测,很好的解决土壤墒情数据不易获取的问题,而MODIS数据的高时间分辨率又为干旱监测的即时性提供了数据支撑。因此,本文选用MODIS数据进行TVDI干旱监测,提高的实际应用的可行性,该方法在云南旱灾应急响应系统研究中也取得了较好的应用效果。

参考文献

[1]吕娟,高辉,孙洪泉.21世纪以来我国干旱灾害特点及成因分析[J].中国防汛抗旱,2011,21(5):38-43.

[2]范辽生,姜纪红.利用温度植被干旱指数(TVDI)方法反演杭州伏旱期土壤水分[J].中国农业气象,2009,30(2):230-234.

[3]Sandholt I,Rasmussen K,Andersen J.A simple interpretation of the surface temperature/vegetation index space for assess-ment of surface moisture status[J].Remote Sensing of Envi-ronment,2002,79:213-224

[4]Carlson TN,Gillies RR,Schmugge TJ.An Interpretation of meth-odologies for indirect measurement of soilwater content[J].Agri-cultural and Forest Meteorology,1995,77(3):191-205.

[5]Price JC.Using Spatial context in satellite data to infer region-al scale evapotranspiration[J].IEEE Transactions on Geosci-ence and Remote Sensing,1990,28:940-948.

[6]Nemani RR,Running SW.Estimation of regional surface re-sis-tance to evapotranspiration from NDVI and thermal IR AVHRR data[J].Journal of Applied Meteorology,1989,28:276-284.

[7]Moran M S,Clarke T R,Inoue Y,et al.Estimating crop waterdeficit using the relation between surface-air temperature and spectral vegetation index[J].Remote sensing of environment.1994,49:246-263.

[8]朱怀松,刘晓锰,裴欢.热红外遥感反演地表温度研究现状[J].干旱气象,2007,25(2):17-21.

[9]王鹏新,WAN Zheng-ming,龚健雅,等.基于植被指数和土地表面温度的干旱监测模型[J].地球科学进展,2003,18(4):527-533.

苔藓结皮影响干旱半干旱植被指数的稳定性 第3篇

关键词：山葡萄；苜蓿；行间种植

中图分类号：S663.1 文献标识码：A文章编号： 1674-0432（2014）-12-26-2

吉林省的山葡萄主要分布在吉林省东部湿润的山区半山区，松原职业技术学院从1997年开始，把山葡萄引入到吉林省西部干旱半干旱地区的松原市栽培，引种获得了成功，并取得栽培技术专利。“山葡萄园行间生草”技术就是其中的一项。松原市位于吉林省中西部，地处松嫩平原南部，是半干旱地区，属大陆性季风气候,气候特点是：生长季日照时间长,春季升温快,夏季炎热短促，秋季昼夜温差大，冬季寒冷干燥,热量资源丰富，年降水量较少，空气湿度低。诸多气候要素对葡萄的生长及浆果优良品质的造就都十分有利。该地区山葡萄栽培采用清耕法。这种方法对坡地果园土壤有侵蚀,导致水土流失,土壤有机质及各种养分含量降低，而且不利于形成优良的果园小气候。果园生草自19世纪末在美国纽约开始出现。目前，在美国、欧盟、日本等许多国家和地区的果园已广泛采用果园生草栽培。国外有关酿酒葡萄园生草的研究较多。我国的果园土壤耕作管理措施仍然以清耕法为主，对果园生草栽培的研究和应用起步较晚，关于葡萄园行间生草的研究报道甚少。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2008年在松原职业技术学院葡萄与葡萄酒研究所的葡萄试验园进行。该葡萄园位于北纬45度21分22秒，东经124度45分30秒。年平均气温为5.9℃，生长季气温平均为 18.1℃，日温差较大，平均为13.4℃。活动积温3198.3℃。日照时数为2742.7小时，日照百分率为62%。无霜期为148天。年降水量为409.4毫米，空气湿度年平均为59.0% ,试验地土壤为沙质壤土。

1.2 试验材料

试验供试品种为中国农业科学院吉林左家特产研究所提供的酿酒山葡萄品种“双红”，于2006年4月定植，南北行向，株行距为0.65×2.5米，单臂篱架整形。2007年春季人工播种紫花苜蓿。播草前以尿素和复合肥作基肥。播后每年于7月份和9月份割草2次。山葡萄按常规管理。在种草区和清耕区选择上、中、下3个点取样，分别进行土壤含水量、土壤容重、土壤肥力进行测定。

1.3 试验设计

连续的三个山葡萄行间播种紫花苜蓿，在间隔三个行间清耕（对照）后，继续在连续三个行间播种紫花苜蓿，之后还是连续三个行间清耕（对照），以此类推。每个行间种植2垄紫花苜蓿草，行内清耕。

1.4 试验指标测定

1.4.1土壤含水量5～8月份每15天在每试验小区采集0～20厘米、20～40厘米、40～60厘米土样各约30克，三次重复，放铝盒内盖严，立即带回实验室称重后置烘箱内于105℃～110℃烘干至恒重，计算土壤含水量(质量含水量)。

1.4.2 土壤容重及孔隙度 主要测定各处理表层重及总孔隙度,用环刀法。

1.4.3土壤速效养分 分别测定土壤速效N、P、K，全量N、P、K等，进行分析比较。

2 结果与分析

2.1山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤物理性状的影响

表1 行间种植紫花苜蓿草表层土壤容重和总孔隙度

从表1可以看出，在干旱半干旱平原地区的山葡萄园行间种植紫花苜蓿草使土壤容重降低，总孔隙度提高。

2.2 山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤含水量影响

2.2.1行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园不同时期土壤含水量影响 在5～6月份干旱季节，0～60厘米土层的平均含水量清耕（对照）区明显高于种植紫花苜蓿草区。

紫花苜蓿草的根部生长特点是根系发达，深度较大，对于土壤中的水分有很强的吸收能力，一般主根长度能达到60厘米，而且须根也十分发达，主要分布在0～40厘米的土层，在每年的7～8月份时，虽然这时降雨较多，但种植紫花苜蓿草的土壤含水量也低于清耕区，这说明生草可较快降低土壤含水量，这有利于排出土壤中过多的水分，促进葡萄根系的生长和对养分的吸收,也便于葡萄园管理（表2）。

表2行间种植紫花苜蓿草0～60 厘米土层土壤含水量

2.2.2 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园不同深度土壤含水量影响 由表2可以看出,在3个不同深度的土层中，种植紫花苜蓿草区的土壤含水量低于清耕（对照）区（表2）。

2.3 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园土壤肥力的影响

2.3.1山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤速效养分的影响 幼龄山葡萄园行间种植紫花苜蓿草2年后，土壤中速效养分含量均比种草前提高了。其中N增幅最大，达233.3%，此与豆科牧草固N有关，速效K清耕对照区增幅达198.4%，种植紫花苜蓿草区，增幅为75.5%；速效P清耕对照区增幅最大，由痕迹增加到76.4，种植紫花苜蓿草区，由痕迹增加到32.8 （表3）。由此表明，豆科的紫花苜蓿草对增加土壤中速效N、K效果较好，清耕对照区解N和速效K增幅较大，可能与施肥水平比正常管理高有关。

表3 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园土壤速效养分的影响

表4 行间种植紫花苜蓿草对土壤全量养分的影响

2.3.2生草对土壤全量养分的影响 幼龄山葡萄园生草2年后，土壤中全量养分的变化差异较大。全N含量和缓效K均比生草前提高了，其中全N含量以清耕对照区和行间种植紫花苜蓿草区增幅较大，分别达54.1%和27.5%；缓效K行间种植紫花苜蓿草区增幅较大；为118.0%（表4）。而土壤中全P含量和全K含量均比生草前减少了，这可能是生草改善了土壤中的生态条件，有利于土壤中全P和全K的转化。另外，由于生草后第1年割草多，翻埋少，土壤中全量元素来源也较少。

3 结语

通过实验对比可以总结出，在山葡萄园行间种植紫花苜蓿，能有效降低土壤容重，提高总孔隙度，效果还是十分明显的，土壤容重、孔隙度是土壤结构的两个重要指标特征，这两项内容对于土壤的水、气、热运动以及植物根系的生长有着十分重要的影响。

本试验是在完全依靠自然降雨的条件下进行的，结果表明：在4～6月份干旱季节，葡萄园生草能有效降低土壤含水量；在7～8月份降水比较集中的季节，行间种植紫花苜蓿草也可较快降低土壤含水量，这样能很快排出土壤中多余的水分，达到促进葡萄根系的生长发育的目的，同时也促进养分吸收。

吉林省西部干旱半干旱区，年降雨量分配不均衡,雨季主要集中在7、8月份，因此，如果葡萄园灌溉条件不足的地区，就不太适合大面积推广葡萄园生草栽培。

参考文献

[1] 孔庆山.中国葡萄志[M].中国农业科学技术出版社,2004,(7)：435.

[2] 李华.葡萄集约化栽培手册[M].西安:西安地图出版社,2002.

作者简介：李红军，大专学历，前郭县套浩太乡农业站，农艺师，研究方向：农业技术推广；曹军，大专学历，前郭县长山镇农业站，农艺师，研究方向：农业技术推广。

网络出版时间：2014-6-1811:31:13

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20140618.1131.003.html

摘要：本文以酿酒葡萄品种“山葡萄”为材料，在干旱半干旱地区、自然降雨条件下，探讨山葡萄园行间生草对土壤的影响，为因地制宜实施山葡萄园科学化生草提供理论依据。

关键词：山葡萄；苜蓿；行间种植

中图分类号：S663.1 文献标识码：A文章编号： 1674-0432（2014）-12-26-2

吉林省的山葡萄主要分布在吉林省东部湿润的山区半山区，松原职业技术学院从1997年开始，把山葡萄引入到吉林省西部干旱半干旱地区的松原市栽培，引种获得了成功，并取得栽培技术专利。“山葡萄园行间生草”技术就是其中的一项。松原市位于吉林省中西部，地处松嫩平原南部，是半干旱地区，属大陆性季风气候,气候特点是：生长季日照时间长,春季升温快,夏季炎热短促，秋季昼夜温差大，冬季寒冷干燥,热量资源丰富，年降水量较少，空气湿度低。诸多气候要素对葡萄的生长及浆果优良品质的造就都十分有利。该地区山葡萄栽培采用清耕法。这种方法对坡地果园土壤有侵蚀,导致水土流失,土壤有机质及各种养分含量降低，而且不利于形成优良的果园小气候。果园生草自19世纪末在美国纽约开始出现。目前，在美国、欧盟、日本等许多国家和地区的果园已广泛采用果园生草栽培。国外有关酿酒葡萄园生草的研究较多。我国的果园土壤耕作管理措施仍然以清耕法为主，对果园生草栽培的研究和应用起步较晚，关于葡萄园行间生草的研究报道甚少。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2008年在松原职业技术学院葡萄与葡萄酒研究所的葡萄试验园进行。该葡萄园位于北纬45度21分22秒，东经124度45分30秒。年平均气温为5.9℃，生长季气温平均为 18.1℃，日温差较大，平均为13.4℃。活动积温3198.3℃。日照时数为2742.7小时，日照百分率为62%。无霜期为148天。年降水量为409.4毫米，空气湿度年平均为59.0% ,试验地土壤为沙质壤土。

1.2 试验材料

试验供试品种为中国农业科学院吉林左家特产研究所提供的酿酒山葡萄品种“双红”，于2006年4月定植，南北行向，株行距为0.65×2.5米，单臂篱架整形。2007年春季人工播种紫花苜蓿。播草前以尿素和复合肥作基肥。播后每年于7月份和9月份割草2次。山葡萄按常规管理。在种草区和清耕区选择上、中、下3个点取样，分别进行土壤含水量、土壤容重、土壤肥力进行测定。

1.3 试验设计

连续的三个山葡萄行间播种紫花苜蓿，在间隔三个行间清耕（对照）后，继续在连续三个行间播种紫花苜蓿，之后还是连续三个行间清耕（对照），以此类推。每个行间种植2垄紫花苜蓿草，行内清耕。

1.4 试验指标测定

1.4.1土壤含水量5～8月份每15天在每试验小区采集0～20厘米、20～40厘米、40～60厘米土样各约30克，三次重复，放铝盒内盖严，立即带回实验室称重后置烘箱内于105℃～110℃烘干至恒重，计算土壤含水量(质量含水量)。

1.4.2 土壤容重及孔隙度 主要测定各处理表层重及总孔隙度,用环刀法。

1.4.3土壤速效养分 分别测定土壤速效N、P、K，全量N、P、K等，进行分析比较。

2 结果与分析

2.1山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤物理性状的影响

表1 行间种植紫花苜蓿草表层土壤容重和总孔隙度

从表1可以看出，在干旱半干旱平原地区的山葡萄园行间种植紫花苜蓿草使土壤容重降低，总孔隙度提高。

2.2 山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤含水量影响

2.2.1行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园不同时期土壤含水量影响 在5～6月份干旱季节，0～60厘米土层的平均含水量清耕（对照）区明显高于种植紫花苜蓿草区。

紫花苜蓿草的根部生长特点是根系发达，深度较大，对于土壤中的水分有很强的吸收能力，一般主根长度能达到60厘米，而且须根也十分发达，主要分布在0～40厘米的土层，在每年的7～8月份时，虽然这时降雨较多，但种植紫花苜蓿草的土壤含水量也低于清耕区，这说明生草可较快降低土壤含水量，这有利于排出土壤中过多的水分，促进葡萄根系的生长和对养分的吸收,也便于葡萄园管理（表2）。

表2行间种植紫花苜蓿草0～60 厘米土层土壤含水量

2.2.2 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园不同深度土壤含水量影响 由表2可以看出,在3个不同深度的土层中，种植紫花苜蓿草区的土壤含水量低于清耕（对照）区（表2）。

2.3 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园土壤肥力的影响

2.3.1山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤速效养分的影响 幼龄山葡萄园行间种植紫花苜蓿草2年后，土壤中速效养分含量均比种草前提高了。其中N增幅最大，达233.3%，此与豆科牧草固N有关，速效K清耕对照区增幅达198.4%，种植紫花苜蓿草区，增幅为75.5%；速效P清耕对照区增幅最大，由痕迹增加到76.4，种植紫花苜蓿草区，由痕迹增加到32.8 （表3）。由此表明，豆科的紫花苜蓿草对增加土壤中速效N、K效果较好，清耕对照区解N和速效K增幅较大，可能与施肥水平比正常管理高有关。

表3 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园土壤速效养分的影响

表4 行间种植紫花苜蓿草对土壤全量养分的影响

2.3.2生草对土壤全量养分的影响 幼龄山葡萄园生草2年后，土壤中全量养分的变化差异较大。全N含量和缓效K均比生草前提高了，其中全N含量以清耕对照区和行间种植紫花苜蓿草区增幅较大，分别达54.1%和27.5%；缓效K行间种植紫花苜蓿草区增幅较大；为118.0%（表4）。而土壤中全P含量和全K含量均比生草前减少了，这可能是生草改善了土壤中的生态条件，有利于土壤中全P和全K的转化。另外，由于生草后第1年割草多，翻埋少，土壤中全量元素来源也较少。

3 结语

通过实验对比可以总结出，在山葡萄园行间种植紫花苜蓿，能有效降低土壤容重，提高总孔隙度，效果还是十分明显的，土壤容重、孔隙度是土壤结构的两个重要指标特征，这两项内容对于土壤的水、气、热运动以及植物根系的生长有着十分重要的影响。

本试验是在完全依靠自然降雨的条件下进行的，结果表明：在4～6月份干旱季节，葡萄园生草能有效降低土壤含水量；在7～8月份降水比较集中的季节，行间种植紫花苜蓿草也可较快降低土壤含水量，这样能很快排出土壤中多余的水分，达到促进葡萄根系的生长发育的目的，同时也促进养分吸收。

吉林省西部干旱半干旱区，年降雨量分配不均衡,雨季主要集中在7、8月份，因此，如果葡萄园灌溉条件不足的地区，就不太适合大面积推广葡萄园生草栽培。

参考文献

[1] 孔庆山.中国葡萄志[M].中国农业科学技术出版社,2004,(7)：435.

[2] 李华.葡萄集约化栽培手册[M].西安:西安地图出版社,2002.

作者简介：李红军，大专学历，前郭县套浩太乡农业站，农艺师，研究方向：农业技术推广；曹军，大专学历，前郭县长山镇农业站，农艺师，研究方向：农业技术推广。

网络出版时间：2014-6-1811:31:13

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20140618.1131.003.html

摘要：本文以酿酒葡萄品种“山葡萄”为材料，在干旱半干旱地区、自然降雨条件下，探讨山葡萄园行间生草对土壤的影响，为因地制宜实施山葡萄园科学化生草提供理论依据。

关键词：山葡萄；苜蓿；行间种植

中图分类号：S663.1 文献标识码：A文章编号： 1674-0432（2014）-12-26-2

吉林省的山葡萄主要分布在吉林省东部湿润的山区半山区，松原职业技术学院从1997年开始，把山葡萄引入到吉林省西部干旱半干旱地区的松原市栽培，引种获得了成功，并取得栽培技术专利。“山葡萄园行间生草”技术就是其中的一项。松原市位于吉林省中西部，地处松嫩平原南部，是半干旱地区，属大陆性季风气候,气候特点是：生长季日照时间长,春季升温快,夏季炎热短促，秋季昼夜温差大，冬季寒冷干燥,热量资源丰富，年降水量较少，空气湿度低。诸多气候要素对葡萄的生长及浆果优良品质的造就都十分有利。该地区山葡萄栽培采用清耕法。这种方法对坡地果园土壤有侵蚀,导致水土流失,土壤有机质及各种养分含量降低，而且不利于形成优良的果园小气候。果园生草自19世纪末在美国纽约开始出现。目前，在美国、欧盟、日本等许多国家和地区的果园已广泛采用果园生草栽培。国外有关酿酒葡萄园生草的研究较多。我国的果园土壤耕作管理措施仍然以清耕法为主，对果园生草栽培的研究和应用起步较晚，关于葡萄园行间生草的研究报道甚少。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2008年在松原职业技术学院葡萄与葡萄酒研究所的葡萄试验园进行。该葡萄园位于北纬45度21分22秒，东经124度45分30秒。年平均气温为5.9℃，生长季气温平均为 18.1℃，日温差较大，平均为13.4℃。活动积温3198.3℃。日照时数为2742.7小时，日照百分率为62%。无霜期为148天。年降水量为409.4毫米，空气湿度年平均为59.0% ,试验地土壤为沙质壤土。

1.2 试验材料

试验供试品种为中国农业科学院吉林左家特产研究所提供的酿酒山葡萄品种“双红”，于2006年4月定植，南北行向，株行距为0.65×2.5米，单臂篱架整形。2007年春季人工播种紫花苜蓿。播草前以尿素和复合肥作基肥。播后每年于7月份和9月份割草2次。山葡萄按常规管理。在种草区和清耕区选择上、中、下3个点取样，分别进行土壤含水量、土壤容重、土壤肥力进行测定。

1.3 试验设计

连续的三个山葡萄行间播种紫花苜蓿，在间隔三个行间清耕（对照）后，继续在连续三个行间播种紫花苜蓿，之后还是连续三个行间清耕（对照），以此类推。每个行间种植2垄紫花苜蓿草，行内清耕。

1.4 试验指标测定

1.4.1土壤含水量5～8月份每15天在每试验小区采集0～20厘米、20～40厘米、40～60厘米土样各约30克，三次重复，放铝盒内盖严，立即带回实验室称重后置烘箱内于105℃～110℃烘干至恒重，计算土壤含水量(质量含水量)。

1.4.2 土壤容重及孔隙度 主要测定各处理表层重及总孔隙度,用环刀法。

1.4.3土壤速效养分 分别测定土壤速效N、P、K，全量N、P、K等，进行分析比较。

2 结果与分析

2.1山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤物理性状的影响

表1 行间种植紫花苜蓿草表层土壤容重和总孔隙度

从表1可以看出，在干旱半干旱平原地区的山葡萄园行间种植紫花苜蓿草使土壤容重降低，总孔隙度提高。

2.2 山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤含水量影响

2.2.1行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园不同时期土壤含水量影响 在5～6月份干旱季节，0～60厘米土层的平均含水量清耕（对照）区明显高于种植紫花苜蓿草区。

紫花苜蓿草的根部生长特点是根系发达，深度较大，对于土壤中的水分有很强的吸收能力，一般主根长度能达到60厘米，而且须根也十分发达，主要分布在0～40厘米的土层，在每年的7～8月份时，虽然这时降雨较多，但种植紫花苜蓿草的土壤含水量也低于清耕区，这说明生草可较快降低土壤含水量，这有利于排出土壤中过多的水分，促进葡萄根系的生长和对养分的吸收,也便于葡萄园管理（表2）。

表2行间种植紫花苜蓿草0～60 厘米土层土壤含水量

2.2.2 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园不同深度土壤含水量影响 由表2可以看出,在3个不同深度的土层中，种植紫花苜蓿草区的土壤含水量低于清耕（对照）区（表2）。

2.3 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园土壤肥力的影响

2.3.1山葡萄行间种植紫花苜蓿草对土壤速效养分的影响 幼龄山葡萄园行间种植紫花苜蓿草2年后，土壤中速效养分含量均比种草前提高了。其中N增幅最大，达233.3%，此与豆科牧草固N有关，速效K清耕对照区增幅达198.4%，种植紫花苜蓿草区，增幅为75.5%；速效P清耕对照区增幅最大，由痕迹增加到76.4，种植紫花苜蓿草区，由痕迹增加到32.8 （表3）。由此表明，豆科的紫花苜蓿草对增加土壤中速效N、K效果较好，清耕对照区解N和速效K增幅较大，可能与施肥水平比正常管理高有关。

表3 行间种植紫花苜蓿草对山葡萄园土壤速效养分的影响

表4 行间种植紫花苜蓿草对土壤全量养分的影响

2.3.2生草对土壤全量养分的影响 幼龄山葡萄园生草2年后，土壤中全量养分的变化差异较大。全N含量和缓效K均比生草前提高了，其中全N含量以清耕对照区和行间种植紫花苜蓿草区增幅较大，分别达54.1%和27.5%；缓效K行间种植紫花苜蓿草区增幅较大；为118.0%（表4）。而土壤中全P含量和全K含量均比生草前减少了，这可能是生草改善了土壤中的生态条件，有利于土壤中全P和全K的转化。另外，由于生草后第1年割草多，翻埋少，土壤中全量元素来源也较少。

3 结语

通过实验对比可以总结出，在山葡萄园行间种植紫花苜蓿，能有效降低土壤容重，提高总孔隙度，效果还是十分明显的，土壤容重、孔隙度是土壤结构的两个重要指标特征，这两项内容对于土壤的水、气、热运动以及植物根系的生长有着十分重要的影响。

本试验是在完全依靠自然降雨的条件下进行的，结果表明：在4～6月份干旱季节，葡萄园生草能有效降低土壤含水量；在7～8月份降水比较集中的季节，行间种植紫花苜蓿草也可较快降低土壤含水量，这样能很快排出土壤中多余的水分，达到促进葡萄根系的生长发育的目的，同时也促进养分吸收。

吉林省西部干旱半干旱区，年降雨量分配不均衡,雨季主要集中在7、8月份，因此，如果葡萄园灌溉条件不足的地区，就不太适合大面积推广葡萄园生草栽培。

参考文献

[1] 孔庆山.中国葡萄志[M].中国农业科学技术出版社,2004,(7)：435.

[2] 李华.葡萄集约化栽培手册[M].西安:西安地图出版社,2002.

作者简介：李红军，大专学历，前郭县套浩太乡农业站，农艺师，研究方向：农业技术推广；曹军，大专学历，前郭县长山镇农业站，农艺师，研究方向：农业技术推广。

网络出版时间：2014-6-1811:31:13