辽西北建平降水特征及干旱对农业的影响评价

[目的]针对辽西北建平农作物产量低而不稳的问题,分析评价辽西北建平降水特征及干旱对农业影响程度,为减少或避免旱灾造成的农业经济损失提供理论依据。[方法]采用辽西北建平1954～2007年地面气象观测资料及农作物生育期、产量资料,2003～2006年自然降水与农作物需水量试验资料。运用变率、保证率、经验公式法统计分析气候对农业的影响程度。[结果]辽西北建平农作物生长季降水相对变率为47%;降水量80%保证率为318.5mm;自然降水量与农作物需水量比较,玉米、大豆生长季欠缺33～36mm,高粱、谷子生长季多15～41mm。[结论]辽西北建平降水相对变率大,干旱发生频率高,干旱是制约建平农业经济发展的主要气象灾害,应种植耐旱产值高的谷子、高粱等杂粮作物防御旱灾。     

1961-2015年四川省汛期极端降水指数时空变化研究

利用近55a四川省156个气象台站的的汛期（月）逐日降水量资料,采用F检验、滑动t检验、小波分析等方法对近55a四川省汛期极端降水指数的时空特征、周期特征进行了分析.结果表明：1）近55a四川省汛期降水总量、强降水量、降水百分率、连续5日最大降水量及暴雨日数均在绝大部分地区呈增加趋势,在川中部地区呈减少趋势;降水强度及1日最大降水量在四川省大部分地区呈增加趋势.2）在年代际变化率上,汛期强降水、降水强度、降水百分率、1日最大降水量、连续5日最大降水量及暴雨日数均对汛期总降水量的长期气候变化趋势具有一定的指示意义.3）降水总量、强降水及降水强度、日最大降水量、暴雨日数均存在准8a以及3~4a的短周期;降水百分率以及连续5日最大降水量为6~8a和3~4a的短周期.     

内蒙古典型草原区光伏电板降水再分配与土壤水分蒸散分异规律

针对草原地区光伏电站投产使用后光伏电板下不同位置降水、气候环境和土壤水分运移过程发生改变的问题,以内蒙古中部地区典型草原光伏电站为研究对象,采用野外观测及试验的方法对单次降水事件中光伏电板对雨水的再分配作用进行量化,并对光伏电板下不同位置土壤水分蒸散量及大气温、湿度进行逐日测定。最终通过相关分析及线性回归方程得出光伏电板下土壤水分和土壤蒸散量对降水事件的响应过程,确定其耦合关系。结果表明:1)光伏电板对地面水分收集产生了重新分配,光伏电板前檐下方由于电板的汇水作用降水量较未架设电板处平均增加了111.33 mm,电板遮挡下方降水量较未架设电板区域显著降低;2)光伏电板下各土层体积含水率整体高于未架设电板区域的土壤体积含水率,其中对照处0~10 cm土层体积含水率分别占光伏电板前檐下方和电板拼接缝隙下方土层体积含水率的47.61%和38.08%。光伏电板下的2个螺栓下方和电板后檐下方的土壤累积蒸发量仅为3.52、2.76和2.91 mm,均低于未架设电板区域的土壤蒸发量;3)光伏电板下0~10 cm和10~20 cm 土层蓄水量与降水量的回归系数R²分别为0.716 6和0.829 2,表层0~20 cm土层蓄水量受降水影响较为明显。光伏电板下土壤累计蒸发量与降水量拟合R²为0.771 6。土壤逐日蒸发量与初始土壤体积含水率具有较强的相关关系,且随时间推移相关性逐渐增强。     

不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征与水力学参数

【目的】探究不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征及其水力学参数的变化,为恢复压砂地产能、提升区域生态功能及制定合理灌溉制度提供理论支撑。【方法】以宁夏中卫市不同种植年限（2,5,10,20,30和40 a）压砂地为研究对象,利用一维水平土柱吸渗试验,分析不同种植年限压砂地土壤湿润锋深度运移过程和累积入渗量变化规律,采用Philip和Green Ampt模型中吸渗率（S）、土壤水分扩散率（D）等参数分析土壤吸渗特征;采用Brooks-Corey模型计算土壤水分进气吸力（h_d）和水吸力（h）等水力学参数,进一步推求土壤水分特征曲线,并反演土壤饱和扩散率（D_s）和非饱和扩散率（D）。【结果】相同吸渗时间下,随着种植年限的增加,湿润锋深度、累积入渗量均呈减小趋势。随种植年限的增加,Philip模型中的S和Green-Ampt模型中的D均呈逐渐减小的趋势。Brooks-Corey模型中,与种植2 a压砂地相比,种植5,10,20,30和40 a压砂地土壤水分的h_d分别减小了1.22%,42.81%,46.37%,55.94%和64.97%,D_s分别减小了27.83%,68.54%,85.40%,90.57%和93.15%。在相同土壤含水率下,随着种植年限的增加,h和D均呈减小趋势。【结论】在水分吸渗过程中,随着种植年限的增加,压砂地土壤水分入渗能力及持水能力均明显减低。     

旱地农业的现状与研究动态

旱地农业目前在世界范围内存在的主要问题是水分的制约和土壤的制约。水分制约主要表现为:①降水量少。由于自然降水量少,不能满足作物正常生长所需要的水分供给量,限制了作物的正常生产;②降水分布不均。由于降水分布不均,与作物生长的需水分布不吻合,从而导致一些自然降水的浪费,另一方面又表现出作物供水不足的两不利现象,其结果也限制了作物的正常生产;③降水变率大。由于年际间降水的不稳定性,极易导致干     

云南省稻作区水分资源的初步分析

本文采用云南省20年(1951—1970)降水资料,计算出七个区域的年平均降水垂直递增率为23—79毫米/100米,并绘制1300米、1700米和2000米等高面年平均降水量分布图,初步揭示了稻作区水分状况的立体特征。用各地区代表站30年(1951—1980)降水资料,通过降水保证率、相对变率和湿润状况的计算,对粳稻、籼稻和双季稻栽培上限高度的水分资源进行初步分析,并提出正确的决策。     

灌溉方式对土壤水分与灌水量影响的模拟研究

为明确灌溉方式对土壤水分和灌水量的影响，采用土壤水分概率模型分析了传统灌溉和连续灌溉的土壤水分概率分布特征与土壤平均水分变化规律，研究了灌溉方式对灌水量的影响效应。结果表明：不同灌溉方式的土壤水分概率分布特征差异明显，连续灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s^*处，传统灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s_fc处；与传统灌溉方式相比，连续灌溉使土壤平均水分含量保持在相对较低的水平，当降雨发生时，其土壤能够容纳更多的入渗水量。连续灌溉明显减少了土壤水分深层渗漏和地表径流损失水量，显著提高了降雨利用率并降低了灌溉水量，从而提高了农业水资源利用率。     

新类型北柴胡的生长与光合特性研究

【目的】比较研究北柴胡新类型与传统类型在生长与光合特性上的差异,为选育北柴胡良种提供依据。【方法】利用TPS-1光合作用系统,测定苗期和花果期宽叶型（KY）北柴胡与原始类群中占绝对优势的中间型（ZY）北柴胡叶片的光合指标及相关环境因子,同时取样测量其地上形态指标和各部分的生物量,比较2种类型北柴胡各指标的差异。【结果】①苗期和花果期,KY北柴胡的株高、茎径、叶长（花果期除外）、叶宽和总叶面积均显著（P＜0.05）高于ZY北柴胡,叶长宽比则以ZY北柴胡显著（P＜0.05）高于KY北柴胡。②苗期2种类型北柴胡的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）日变化曲线均呈单峰型,ZY北柴胡的Pn显著（P＜0.05）高于KY北柴胡;花果期二者Pn、Tr、Gs日变化曲线均呈双峰型,且KY北柴胡的Pn显著（P＜0.05）高于ZY北柴胡。③根据Pn、胞间CO₂浓度（Ci）、气孔限制值（Ls）的变化方向,推测花果期KY北柴胡光合“午休”主要受气孔因素限制,而ZY北柴胡主要受非气孔因素限制。④苗期影响北柴胡Pn的环境因子主要为气温,花果期主要为空气相对湿度和大气CO₂浓度。⑤苗期和花果期,KY北柴胡根、茎、叶、花果及总生物量均显著（P＜0.05）高于ZY北柴胡;ZY北柴胡根、茎、叶生物量分配比例基本高于KY北柴胡,但花果生物量比例则显著（P＜0.05）低于KY北柴胡。【结论】KY北柴胡在决定产量的生殖生长阶段具有较高的Gs和较低的Ci,Pn较强,生物量积累高,源库关系较为合理,源充足,库大,具有高产潜力。     

辽西北沙地不同土地利用方式对土壤水分的影响

2008年在科尔沁沙地的东南部,选择了具有代表性的4种不同土地利用方式,对其土壤水分变化进行了研究。结果表明：各种利用方式下,土壤水分在0 ~ 20 cm的表层稳定,在20 ~ 60 cm的中层变化剧烈,在60 ~ 100 cm的深层土壤水分稳定;各土地利用方式土壤含水量大小为大扁杏Prunus armeniaca × sibirica -花生Arachis hypogaea -玉米Zea mays＞大扁杏-麻黄草Ephedra sinica＞樟子松Pinus sylvestris var. mongolica纯林＞荒地（对照）;大扁杏-花生-玉米、大扁杏-麻黄草2种土地利用方式具有改良土壤水分,促进沙化土壤逆转的作用。不断地改进和推广此种优化的土地利用方式对于辽西北干旱地区经济发展及土壤改良都具有重要意义。图1表3参12     

中天山北坡土壤水分的时空变化特征与其气象要素的关系

本文利用中天山北坡山区2003—2015年牧试站观测土壤水分资料计算土壤重量含水率、土壤水分贮存量和地面观测资料的降水、蒸发、气温、日照、风速资料,运用拟合计算分析、突变分析等方法,对中天山北坡山区13a来土壤重量含水率、土壤水分贮存量与蒸发、降水、气温、日照、风速的气象要素的关系进行分析,结果表明:就各层±壤水分与气象要素相关性来看,±壤水分主要受蒸发量、降水量、气温、日照、风速的影响,其区域各层±壤水分对应温度具有显著负相关,且随着温度的升高而减弱;蒸发、气温和风速对土壤水分的影响最大,其次是降水,蒸发量和降水量的影响随着上壤层次的增加而减弱,气温和风速均与±壤水分呈负相关,通过对不同层次±壤水分影响的气象要素研究,得到各层±壌水分气象要素的关系。     

等高反坡阶措施下玉米水分利用效率对坡耕地土壤水分变化的响应

【目的】探明坡耕地等高反坡阶措施下作物水分利用效率对土壤水分变化的响应,为云南坡耕地作物种植提供科学依据。【方法】以玉米为供试材料,在2019－2020年进行大田试验,设置等高反坡阶措施（2个不同坡度布设等高反坡阶的坡耕地样地）与原状坡耕地无处理（1个未扰动的对照样地）两种处理方式,通过野外定位监测方法,分别在玉米播种前及拔节期、抽雄期、吐丝期、灌浆期和成熟期,使用时域反射仪（TDR-300）在坡上、坡中、坡下3个坡位随机选点测定0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm土层的土壤体积含水率,并分析作物群体光合势（LAD）、叶片瞬时水分利用效率(LWUE)的相关响应。【结果】等高反坡阶措施下玉米群体光合势（LAD）高于对照样地,其中以坡中促进效果最为显著,平均增幅为19.3%,且在生长后期保持相对较高的LAD并持续较长时间;等高反坡阶样地玉米蒸腾速率（T_r）与对照样地无显著差异,但净光合速率（P_n）、叶片瞬时水分利用效率（LWUE）均高于原状坡耕地样地;等高反坡阶样地土壤水分表现为坡中＞坡下＞坡上,布设该措施后土壤水分增高,平均增幅为24.4%,同时提高了土壤水分有效性以及中效水和易效水的占比(90%);LWUE与P_n、LAD呈极显著正相关（P<0.01）,与土壤体积含水率呈显著正相关（P<0.05）。通径分析表明,P_n和土壤体积含水率对玉米LWUE起主导作用,等高反坡阶措施可以提高P_n和土壤水分,进而获得较高的LWUE。【结论】布设等高反坡阶措施可以提高坡耕地土壤水分,使玉米叶片维持较高的光合作用并保持最佳的生理状态,可以提高作物叶片瞬时水分利用效率并促进玉米生长发育,进而为玉米干物质生产奠定生理基础。     

辽宁省花生品种区域适应性研究

在辽西北区域种植花生优新品种8个,研究了播种期与出苗期、开花期、成熟期、全生育期、产量、适应性和区域性的关系。结果表明,花生早播出苗慢、出苗期延长,晚播不但出苗快、生长健壮且抗病高产优质,早播和晚播开花期正常、对成熟期影响不大,但播种早能延长全生育期;荚果产量品种间差异较大,根据荚果产量和各区域土壤类型,确立了辽西北花生主产区8个花生优新品种的适应区域。     

利用TDR对不同盐分土壤水分含量的测定

通过室内模拟设定不同盐分含量土柱,比较TDR输出电压值和烘干法测定的水分含量值,探讨土壤盐分含量对TDR测定土壤水分含量的内在影响。结果表明：随着土壤中盐分含量的增加,TDR测定数值明显增大;土壤电导率（σ）<2.56 dS/m时,TDR测定电压与烘干法测得水分含量显著正相关(r>0.882);σ>3.2 dS/m 时,测定数值不能很好地反映土壤水分含量变化。比较TDR测定低盐条件下土壤水分含量发现,当土壤水分含量较大时,TDR测定相对误差较小,土壤水分含量较小时,TDR测定相对误差较大。根据分析结果构建TDR测定土壤水分的综合模型,结合大田验证,并对模拟值和实测值进行精度比较分析,表明该综合模型能够较好的模拟农田墒情状况。     

辽西北半干旱地区农田生产力的研究

辽西北半干旱地区长期以来农业生产落后,亟需加强开发研究.该地区降水少,土壤肥力低;但光、热及土地资源较为丰富.探讨气候、土壤及耕作栽培措施对农田生产力的影响,对确定旱地农业的限制因子和开发技术,挖掘农田生产潜力,具有十分重要的现实意义. 本研究以辽西北建平县马场乡为试验点,通过田间试验和调查分析,对该地区农田生产力进行了测算.马场乡位于建平县东北部,太阳年辐射142千卡/厘米~2,日照时数2500小时;年平均气温6℃,≥10℃积温2800℃;年平均降水量399毫米,且集中于7～9月;冬春干旱,降雨极少,年际间降水变率23%;全年水面蒸发量1760毫米.农田土壤以栗褐土为主,     

水因子对东北铁线莲光合特性的影响

【目的】研究水因子对东北铁线莲光合特性的影响。【方法】采用室外盆栽法,在东北铁线莲生长季节设3种供水处理(312,468和624 mm),研究水分供给量对东北铁线莲净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)和水分利用效率(WUE)日变化的影响。【结果】水分供给量为312,468 和624 mm时,P_n日均值为分别为2.83,4.05和3.56 μmol/(m²·s),三者间差异显著（P＜0.05）;不同水分供给量东北铁线莲Pn出现了“光合午休”现象,呈明显双峰曲线。供水量为468 mm处理东北铁线莲日平均G_s与供水量为312和624 mm处理间存在显著差异(P＜0.05)。供水量为312 mm处理的日平均T_r和WUE与供水量为624 mm处理间的差异极显著(P＜0.01)。不同供水量对C_i和L_s日平均值均未产生显著影响。【结论】东北铁线莲的“光合午休”现象主要由非气孔因素引起;吉林省东北铁线莲规模种植区应选择在东北铁线莲生长季节降水量达468 mm 的地区。     

内蒙古新巴尔虎左旗降水气候特征分析

根据1961~2010年新巴尔虎左旗国家基本气象站降水资料,采用线性趋势分析、重现期分析、变率分析、距平分析等方法,研究新巴尔虎左旗的降水特征。结果表明,50年来新巴尔虎左旗平均降水量为271.8 mm,年平均降水日数为140 d,年最大降水量590.5 mm年最小降水量125.7 mm,夏秋季降水较多,冬春季降水较少;新巴尔虎左旗50年的降水总体为波动中减少的趋势,降水总趋势以-0.69mm/10a变化率减少,春、冬季降水分别以0.60、0.90 mm/10a变化率增多,夏、秋季降水分别以-0.20、-0.18 mm/10a变化率减少。     

辽西北沙地几种农林复合模式的土壤改良效果研究

以辽西北沙地的大扁杏-花生-玉米、大扁杏-麻黄草、樟子松-花生及荒地（对照地）土壤为对象,通过对土壤容重、孔隙度、有机质、N、P、K等指标的分析,研究不同农林复合模式对辽西北沙地土壤的改良效果。结果表明：不同农林复合模式相对于对照原始荒地可降低土壤容重、增加土壤持水量、提升土壤孔隙度等土壤水分物理性质,同时能够增大土壤有机质、N、P、K含量等土壤养分。这对于位于辽西北沙地如何利用有限的降水增加土壤持水能力、改善土壤肥力等关键问题的解决具有重要意义。     

基于降水量的黑龙江省玉米种植适宜性研究

利用黑龙江省63个气象站点1965~2014年降水资料,运用降水距平百分率、Mann-Kendall突变检验和标准化降水指数等研究方法,分析黑龙江省近50年来不同区域间降水变化趋势和特点,结合玉米生长需水特征判断玉米易缺水时段。结果表明,近50年全省玉米生长季降水量平均值约457.7 mm,可满足玉米生长发育对水分基本需求;黑龙江省各区域中,中南部地区、三江平原区和北部地区生长季降水量高于全省平均值,西部地区低于全省平均值,特别是泰来和肇源,生长季降水量平均值低于375 mm,必须依靠灌溉维持玉米正常生长;黑龙江省中南部地区和北部地区生长季降水量年际间变化较小,三江平原地区和西部地区则波动较大,易发生水旱灾害;黑龙江省近50年生长季降水量主要发生2次突变,分别在20世纪80年代初期和90年代中后期;黑龙江省西部地区玉米生长期基本均处于缺水状态,需灌溉补充水分,其他地区缺水期主要在6月和7月。研究可为黑龙江省降水研究和玉米种植区水资源配置等提供参考。     

宁夏中南部作物生长期可利用降水变化规律及其异常特征

[目的]研究宁夏中南部作物生长期可利用降水变化规律及其异常特征。[方法]利用1961～2010年宁夏中南部9个气象站3～9月逐月降水、气温和美国NCEP/NCAR再分析资料,采用高桥浩一郎蒸散经验公式、Mann-Kendall、Lepage法、Morlet小波分析等方法对宁夏中南部作物生长期可利用降水的变化特征及其异常特征进行分析。[结果]近50年宁夏中部干旱区与南部丘陵区作物生长期可利用降水量差异明显,呈南多北少特征,2个区域可利用降水量均呈减少趋势;各年代的变化各不相同,中部干旱区70年代以后、南部丘陵区90年代以后可利用降水量持续偏少,且中部干旱区可利用降水量变率大;2个区域作物生长期可利用降水分布极不均匀,均主要出现在7、8、9月,占生长期总量的76%以上,而3、4、5月低于生长期总量的14%。中部干旱区和南部丘陵区均未出现突变现象;中部干旱区主要存在5～7年的周期,其次是2～3年的周期;南部丘陵区主要存在2～3年的周期,其次是10～12年的年代际周期。多雨年北半球欧亚500 hPa高度距平场中贝加尔湖、蒙古国和我国西北部地区为负距平区,少雨年则为正距平区。[结论]该研究为宁夏中南部空中可利用水资源的合理利用提供参考。     

唐山近50年不同时间尺度降水变率及降水量变化分析

以唐山11个观测站数据资料为基础,采用气候统计方法,分析了不同区县平均年降水量的变化特征.并从年、季、月等不同时间尺度分析了各区县近50年降水平均相对变率.结果显示:近30年平均年降水量较历年平均年降水量减少8.5%～22.4%,其中沿海地区减少最多,主要作物生长季降水量减少幅度没有超过10%.在年份尺度上,降水变率为20.1%～33.0%之间,降水相对变率从东部沿海向西北逐渐减少;在季节尺度上,春、夏、秋、冬季节降水变率范围分别为57%～68%、38%～48%、24%～31%、37%～42%,春季为降水变率最大的季节;在月份尺度上,1月、12月降水变率最大,超过100%,5～9月是降水变率最少的月份,范围为40%～60%,其中7～8月均在40%左右,其余月份为60%～90%.