赤水河上游主要树种枯落物调蓄水分效应

以赤水河上游27种地带性及乡土树种为对象,从持水和失水2方面研究枯落物调蓄水分效应。结果表明:1)枯落物现存量为0.15~4.50 t/hm2,自然含水率为10.23%~137.66%,最大持水速率为3 122.83~9 555.80 g/(kg·h),饱和持水深为0.04~1.70 mm,有效拦蓄深为0.02~1.27 mm,最大失水速率为209.52~2 423.21 g/(kg·h),失水24 h的含水率为85.02%~256.18%,最大失水深为0.01~0.43 mm;2)所有枯落物持水速率和失水速率均表现出前期大于后期、初期下降更快、后期趋于平缓的特征;3)影响枯落物调蓄水分效应的因素主要有现存量、饱和持水深、有效拦蓄深、最大失水深、叶生活期和叶质地;4)按照持水、失水特征和叶片特征可划分为3类功能群,叶生活期可作为枯落物调蓄水分能力的评定指标。     

赤水河上游主要树种根际土壤调控水分功能研究

为明确赤水河上游主要树种根际土壤调控水分能力,通过野外采样和室内分析方法,从容重、含水率和孔隙度等方面入手研究水文生态功能,并划分调控水分功能群。结果表明:32个树种0—60 cm的最大持水量为212.00～357.94 mm、有效贮水量为11.07～85.15 mm,是一个蓄水库;其持水速率大于失水速率,且二者与时间的关系均符合幂函数模型。采用RDA排序时,可将该区的树种划分为5类功能群:功能群Ⅰ包括杨梅、丝栗栲、茶、白栎、马尾松、慈竹;功能群Ⅱ包括杨树、杉木、构树、荚蒾、撑绿竹、枫香、火棘、山胡椒、乌桕、楝树、马桑;功能群Ⅲ包括枇杷、南天竹、李、柏木、梧桐、香椿;功能群Ⅳ包括檵木、黄荆、油桐、毛桐、南酸枣;功能群Ⅴ包括盐肤木、黄连木、柑橘、油茶。土壤容重、含水率、孔隙度等物理特征和持水过程是影响土壤水分调控能力的主因。研究结果可为赤水河上游水源涵养林树种的选择和配置提供理论依据。     

赤水河上游水源涵养树种的水分生理特征

以赤水河上游32个水源涵养树种为试验材料,研究其水分、光合等生理特征差异。结果表明:(1)叶片δ13 C值变幅为(-26.97‰)~(-31.72)‰,均值为(-29.44±1.19)‰,低于中国总体水平,与最大持水率、最大持水速率呈显著的指数函数关系(P0.05),但与自然含水率无显著的相关关系;(2)叶片含水量为54.44%~80.46%,束缚水/自由水为0.02~10.07,蒸腾速率为0.06~1.30g/(cm2·h),水势为(-2.43)~(-14.74)MPa,相对水分亏缺为34.74%~69.03%,比叶面积为230.15~585.39cm2/g,干物质量为8.39~31.83;(3)光合特征表现为高光合低蒸腾高水分利用效率、低光合低蒸腾高水分利用效率、低光合高蒸腾低水分利用效率、低光合低蒸腾低水分利用效率和高光合高蒸腾低水分利用效率5种类型;(4)可将植物适应水分特征划分为高水分亏缺低自由水、高水势高束缚水、高干物质量低水分亏缺、高自由水低水势和高光合高蒸腾低水势5组适应功能群。     

6种不同沿海防护混交林凋落叶持水性能比较

[目的]了解并比较沿海地区6片木麻黄与竹子防护混交林凋落叶持水性能状况,为沿海防护林树种选择提供理论依据。[方法]通过设置标准地,样方搜集和室内浸水试验,测量凋落叶自然含水率、持水率、吸水速率、失水率和失水速率,比较分析混交林凋落叶持水性能。[结果]木麻黄与花吊丝竹混交林凋落叶的最大持水率较高,其次为吊丝单竹+木麻黄、勃氏甜龙竹+木麻黄、绿竹+木麻黄、麻竹+木麻黄和大头典竹+木麻黄;而自然含水率从高到低依次为勃氏甜龙竹+木麻黄花吊丝竹+木麻黄绿竹+木麻黄大头典竹+木麻黄吊丝单竹+木麻黄麻竹+木麻黄;从凋落叶的吸水和自然风干过程来看,6种混交凋落叶的持水率、吸水速率、失水率和失水速率在浸泡或自然风干的0~2h有一个迅速变化的趋势,2h后凋落叶持水率和吸水速率逐步变缓,16h后逐渐趋于平稳。[结论]回归分析结果表明,持水率和浸泡时间及失水率和风干时间之间的关系均为对数函数关系,而吸水速率与浸泡时间及失水速率与风干时间的关系均为幂函数关系。     

赤水河上游主要森林类型水源涵养功能评价

以赤水河上游10种主要森林类型为对象,定量评价其土壤层、枯落物层和林冠层的水源涵养能力。结果表明,枯落物储量为3.24~16.13t/hm2,有效拦蓄深为0.66~2.38mm,最大失水深为0.14~0.88mm,分解越彻底则蓄水能力越强。土壤层有效持水深为14.35~54.41mm,表现为阔叶林、针阔混交林优于针叶林,并随土层深度增加而降低。土壤层与枯落物层的持水速率均大于失水速率,在1~2h下降快,后期下降慢,与时间呈幂函数关系。阔叶林林冠截留率高于针叶林,可用林外降雨量和林内穿透雨量预测林冠截留量。水源涵养能力主要受枯落物储量、有效拦蓄深、最大失水深和土壤容重、饱和持水量影响,据此将10种森林类型划分为低持水(柏木林、撑绿竹林和火棘+荚蒾林)、中低持水(杉木林、马尾松+杉木林)、中持水(马尾松+柏木林、马尾松-白栎林)和高持水(丝栗栲林、白栎林和马尾松林)4种类型。综合分析表明恢复森林水源涵养功能的核心是调整林冠组成和结构。     

7种不同树种凋落叶持水性能的比较研究

采用室内浸提法对木荷、火力楠、闽粤栲、马尾松、楠木、杉木、格氏栲7种不同树种凋落叶的吸水特性和失水特性进行研究。结果表明:7种树种凋落叶的最大持水率表现为火力楠(368.65%)闽粤栲(238.45%)楠木(207.68%)杉木(199.60%)木荷(189.06%)格氏栲(177.44%)马尾松(153.95%);最大失水率的大小为火力楠(170.34%)杉木(156.11%)闽粤栲(134.33%)楠木(131.10%)木荷(127.26%)马尾松(116.99%)格氏栲(115.91%)。在整个吸水过程中,7种树种凋落叶的持水率在浸入水中0~2h有一个急速上升的过程,2h后随着浸泡时间的延长,凋落叶持水率增加变缓,并逐渐趋于平稳;在0~16h内,各树种失水率以一个比较平稳的速度增加,16h之后其增加的速度变缓并逐渐趋于平稳。不同树种凋落叶吸水速率和失水速率随时间的变化均不同。经过回归分析拟合可知,不同树种凋落叶的持水率与浸泡时间、失水率与失水时间之间的关系均为Q=aln t+b;吸水速率与浸泡时间、失水速率与失水时间的关系均为V=ktn。综合比较7种树种凋落叶的持水性能,火力楠、闽粤栲凋落叶的持水能力良好,能够很好地涵养水源。     

凋落叶多样性对其持水性能的影响

将新鲜的尚未分解的木荷、火力楠、乳源木莲、楠木、杉木凋落叶组合为杉乳楠(SRN)、杉火楠(SHN)、杉火乳(SHR)、杉火乳楠(SHRN)、杉火乳楠荷(SHRNM)凋落叶多样性组合,以杉木凋落叶(S)为对照,采用室内浸水法,探究6组凋落叶多样性组合之间持水能力的差异。结果表明:各组凋落叶多样性组合的最大持水率大小关系为SRNSSHRSHRNSHRNMSHN,最大吸水速率的大小关系为SSRNSHRSHRNMSHRNSHN;各组凋落叶多样性组合的失水率均随时间的增加而提高,失水速率随着时间的变化不断减小,最大失水率的大小关系是SSRNSHRNSHRSHRNMSHN,最大失水速率大小关系为SRNSSHRNSHN=SHRNMSHR;失水试验24h后,各组凋落叶多样性组合的含水率由大到小为SHRSRNSHRNMSHRNSSHN;凋落叶多样性组合中各树种凋落叶之间对水分的吸收与流失均无促进作用。通过分析发现,持水率、失水率与时间的关系可用对数函数表示,吸水速率和失水速率符合幂函数关系。综合比较6组凋落叶多样性组合的持水性能,SHR与SRN凋落叶多样性组合的持水性能较好,可以更好的涵养水源。     

倭肯河上游两种林型枯落物和土壤持水特性

为探讨不同树种组成的林分持水特性,采用实地调查与室内浸泡法,对倭肯河上游杂木林和阔叶红松林枯落物的蓄积量和持水特性进行测定,采用环刀法对土壤持水量进行测定。结果表明:两种林型枯落物厚度约7.5 cm,蓄积量为8.07~9.85 t/hm²,最大持水量相当于可吸收2.0~2.5 mm的降水,有效拦蓄量相当于可吸收1.0 mm的降水。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R 2>0.9843),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R 2>0.9999)。两种林型土壤总孔隙度范围为50.32%~51.41%,非毛管孔隙度范围为3.00%~4.44%,土壤最大持水量范围为1509.74~1542.17 t/hm²,土壤有效持水量范围为89.96~133.32 t/hm²。阔叶红松林密度低,生产力高,枯落物层最大持水量、有效拦蓄量,土壤层最大持水量、有效持水量均高于杂木林,但各评价指标差异不显著(p>0.05)。两林地持水能力中等偏低,以提高森林水源涵养为目标时,可维持现有结构,进一步开展密度调整研究。     

草海流域水源功能区植物持水功能群划分

从植物形态结构—功能—植物功能群的角度,采用PCA分析和聚类分析法分析了植物叶片形态、构建特征与持水能力的关系,划分了叶片持水功能群。结果表明:决定植物叶片持水能力的主要形态指标为叶片大小、叶片宽窄、叶片持水率、叶夹角,据此,评价草海流域水源功能区植物群落中23个主要树种的持水能力,并划分为5类植物持水功能群:第一类阔叶大叶高持水功能群(PFGsI)、第二类阔叶中叶中持水功能群(PFGsII)、第三类阔叶小叶中持水功能群(PFGsIII)、第四类针叶中持水功能群(PFGsIV)、第五类阔叶小叶低持水功能群(PFGsV),并描述了各叶片持水功能群的基本特征,为研究区涵养水源林的营造和生态修复过程中的树种选择、结构优化提供理论依据。     

塔里木河上游不同森林类型枯落物的持水特性

对塔里木河上游4种森林类型(灰胡杨杜梨混交林、灰胡杨林、胡杨林、柽柳灌木林)林下枯落物蓄积量调查分析和持水特性进行研究。结果表明:(1)不同森林类型林下枯落物半分解层蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量与有效拦蓄深均大于未分解层。(2)枯落物总蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量与有效拦蓄深大小顺序为灰胡杨林柽柳林胡杨林混交林,灰胡杨林各指标分别为5.45t/hm2,7.83t/hm2,10.63t/hm2,8.73t/hm2,0.87mm,其持水蓄水能力最强。(3)不同森林类型林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的动态变化规律基本相似。枯落物持水量随浸泡时间延长而增长,在水中浸泡16h时,其持水量基本达到最大值;未分解层和半分解层吸水速率在0.5h最快,随时间延长吸水速率逐渐减缓,10h后明显减缓,未分解层和半分解层吸水速率基本趋向一致。在枯落物持水作用较强的前2h内,吸水速率最快的为柽柳林,其次为灰胡杨林。(4)未分解层和半分解层持水率同浸泡时间呈显著对数关系(Y=aln t+b),吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系(V=ktn)。综上所述,塔里木荒漠区灰胡杨林表现出较好的水土保持与涵养水源能力,建议在今后森林经营中选择灰胡杨为造林树种,并采取适当的森林健康调节措施,以充分发挥森林的水源涵养功能。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

东新村农业水资源的开发与节水灌溉现状调查

通过对东新村的水量平衡分析表明:该村农业水资源供需矛盾日趋尖锐,在当前生产水平下,年缺水约50万m³,必须大力推广节水灌溉技术,维持地下水采补平衡,以维持该村农业的持续稳定发展.     

再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响

为探求再生水灌溉对斥水和亲水土壤水力特性的影响,该文选用有代表性的斥水黏壤土和亲水黏壤土、斥水砂土和亲水砂土,测定其在自来水、再生水和其他4种生活污水条件下的土壤水分特征曲线,采用主成分分析法得到不同水质综合指标,分析水质综合指标对不同土壤水分特征曲线的影响,采用van Genuchten-Mualem模型对黏壤土土-水曲线的参数进行拟合,并分析水质综合指标对黏壤土累积当量孔径分布、比水容量和水分常数的影响。结果表明:在相同基质吸力情况下,黏壤土含水率随水质综合指标增加(水质变差)而减小,砂土的含水率随水质变化不大;在低吸力段,斥水和亲水黏壤土的比水容量随水质综合指标的增加而增加;土壤进气值与水质综合指标呈显著负线性相关关系(R~2分别为0.94和0.78);相同水质条件下,斥水土壤的进气值比亲水土壤小;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的极微孔隙降低,而中等孔隙和大孔隙增加,小于某当量孔径的累积百分比增加;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的田间持水率、凋萎系数、有效水和易利用水比例均减小,但再生水对田间持水率和易利用水比例降低作用不显著。研究结果可为大面积再生水灌溉及其管理提供一定的理论依据。     

山西省作物生产蓝绿水足迹核算及影响因素分析

基于水足迹理论,对山西省2005—2014年11个市主要粮食作物生产蓝水和绿水足迹进行了量化,并结合农业与气候数据分析了其时空变异及气候影响因素。结果表明:近10年山西省各地区粮食作物生产水足迹呈下降趋势,且蓝水足迹下降趋势较绿水足迹显著;全省综合作物生产蓝水足迹从1.11降到0.64 m³/kg。不同作物间生产水足迹差异显著,大豆生产蓝绿水足迹均最高,分别为2.74,2.11 m³/kg;前者是玉米生产蓝水足迹的6.5倍,后者是小麦生产绿水足迹的5.1倍。从蓝绿水构成来看,山西省绿水比例南多北少;其多年均值为46%,具备提高绿水资源利用效率的空间。不同区域间作物生产蓝绿水足迹均表现出由北向南波动中下降的趋势,大同和吕梁地区水足迹较高。通径分析结果显示气候因子中的日照、气温和降雨是影响作物生产水足迹的主要影响因素。在山西省范围内,气候条件的时空差异是造成作物生产水足迹时空变异的主要原因,农业生产资料投入的影响较小。     

磁化—去电子水对盐渍化土壤水盐运移特征影响

磁化与去电子等活化水处理技术在农业灌溉领域的应用受到人们广泛的关注,为了阐明磁化—去电子水入渗对土壤水盐运移的影响机制,利用自来水、去电子水、磁化水(0.4 T)、以及磁化—去电子水开展一维垂直入渗试验,研究了磁化—去电子活化水对土壤水盐运移特征及盐分淋洗效率的影响。结果表明:与对照相比,磁化—去电子活化处理能够有效促进土壤水分入渗,增加土壤含水率,降低土壤含盐量,提高灌溉水盐分淋洗效率,并且磁化—去电子水在入渗能力、土壤含水率、土壤含盐量、盐分淋洗效率较磁化或去电子方法有不同程度的提高,与去电子水相比,磁化—去电子水累积入渗量增加了28.0%,到达入渗终点用时减少了25.7%,15 cm深度土层的土壤含水率增加了7.9%,整体土壤脱盐率增加了13.9%;与磁化水相比,磁化—去电子水累积入渗量增加了6.7%,到达入渗终点用时减少了12.2%,15 cm深度土层的土壤含水率增加了3.2%,整体土壤脱盐率增加了4.7%。磁化—去电子水对土壤盐分淋洗有显著促进作用,并且比磁化水或去电子水的促进作用更明显,有利于为作物生长创造良好的水盐环境,为合理利用磁化-去电子水提供了参考。     

新增可供水量的评价方法

新增可供水量是对区域水资源开发利用潜力的评价,也是区域需水量增长可行性的依据。尤其是现有工程供水能力挖潜、节水、再生水回用、供水优化配置等措施获得新增可供水量的合理评价,对加强水资源管理和供水能力建设具有积极的意义。文中给出了相应的计算方法。     

制约我国农业高效用水发展的主导因素分析

在分析我国节水农业发展现状的基础上,提出了制约我国农业高效用水发展的4个主导因素,节水虽得到高度重视,但行业之间协调不力,缺乏整体思路;节水虽有一定科学积累,但未形成整体优势,甚至有些方面科研滞后于生产,亟待提升;管理水平落后,缺乏用水标准;政策法规不健全,投资体系不完善,节水实施不力。最后,对如何实现农业高效用水提出了若干对策与建议。     

保水剂对注水播种玉米土壤水分运移及水分生产效率的影响

通过大田免储水灌注水加保水剂播种玉米灌溉试验,分析了保水剂对土壤水分扩散规律及变化动态、玉米耗水量、水分生产效率和产量等指标的影响效果。结果表明,保水剂施量为2.5 g/m2的注水播种玉米（YB2.5）在全生育期都具有良好的保水效果,是既增产又节水的最佳处理;保水剂施量为1.5 g/m2和保水剂拌种处理只在播后101 d内可有效增加土壤含水率,之后保水效果逐步衰减;施量为0.5 g/m2处理与不施加保水剂处理相比,土壤含水率无明显提高,说明保水剂施量过小时,保水效果不明显。     

基于区域投入产出模型的甘肃省水资源状况分析

基于投入产出分析法,以甘肃省2007年行业经济及用水数据为基础,构建了地区水资源投入产出表。通过对甘肃省行业用水系数、用水乘数、用水量等指标的分析,研究了甘肃省各行业对经济系统的水资源消耗间接拉动效应。在此基础上进一步研究了经济系统内部行业间虚拟水的转移,分析了经济系统内部虚拟水的流向,并通过计算甘肃省虚拟水的进出口量对经济系统间虚拟水的流向进行了分析。分析结果表明,种植业用水系数、用水量在该省行业中处于最高,对经济系统水资源的间接拉动影响较小,是主要的虚拟水输出行业。其中一部分虚拟水流向制造业,经由制造业流向建筑业与服务业等行业,另一部分流向省外。在构建节水型经济系统的过程中,由于行业间水资源消耗的关联性,考虑到其他行业对种植业的间接拉动,在采取缩小种植业规模提高种植业节水效率及调整区域产业结构的情况下,应将减少消费端的物质消费因素考虑进去。     

不同类型水源保护林水资源保护功能的分析和评价

针对北京市密云县密云水库上游清水河流域现有水源保护林类型现状,对油松林、刺槐林、板栗林及混交林4个林分类型的截留降雨、枯枝落叶容纳雨量、林地土壤蓄水、减少地表径流及净化水质能力进行了分析、比较和评价。结果表明,在最小消耗水资源和有利于水资源积累的前提下,水源保护林中的油松水资源消耗较少,混交林次之,刺槐林、板栗林最多。因此建议水源保护林营造应加大耗水能力小和净化水质的树种比例。