集雨措施对滨海盐碱林地水盐运动影响研究

通过田间试验,研究了临港开发区滨海盐碱林地集雨措施下的水盐运动。结果表明:在大于2 mm降雨量时,集雨林地单位面积集水量是降雨量的7.5~8.7倍,集雨措施显著提高降雨的利用效率;集雨措施明显抑制了表层土壤(0-10 cm)的积盐和返盐;在没有持续大雨的情况下,集雨处理的可保持0-40 cm土层盐分变化平稳;集雨处理还抑制了降雨和蒸发对土壤剖面水盐运动的强烈影响。     

集雨补灌对玉米生长及产量的影响

该文针对黄土高原半干旱区农业气候资源的特点以及该区降雨年内分布不均、水分供需不平衡的基本特点，以集雨技术及工程设施为基础，通过有限补充灌溉方式，研究了玉米在不同生长时期的补灌水量和覆膜坐水技术带来的增产效果，并分析了集雨补灌对玉米生长、水分利用效率及产量的影响。试验研究表明：在地表水和地下水严重缺乏的旱作区结合不同的微灌方式(该文试验采用滴灌)，在玉米需水关键期进行集雨补充灌溉，增产效果明显，水分利用效率显著增加，表现出需水关键期有限水分供给的高效性。该研究为集雨补灌旱作区节水农业的发展提供理论依据。     

干旱半干旱区集雨绿化系统优化模拟模型的设计

从土壤水资源的角度对集雨绿化系统进行了初步的分析,建立了绿化系统模型。该系统以集雨、提高雨水利用效率为核心,运用种植区水量平衡方程初步解决了干旱半干旱区绿化缺水的问题。以中国科学院寒区旱区环境与工程所野外实验站为例,针对抗旱树种柽柳进行集雨绿化的问题进行实例分析。在可靠的理论和方法的基础上建立模拟模型,对造林具有一定的通用性、实用性和指导性,为干旱半干旱区进行集雨绿化提供了理论依据、系统模式及规划设计的实用性。     

田间集雨对冬小麦生理、生长和产量的影响

依据在北京昌平2004～2005年冬小麦田间集雨试验，研究了该措施对土壤水分、冬小麦生理生长及产量的影响。结果表明：在集雨面积占总种植面积40%、降雨接近常年水平的条件下，集雨明显改善了田间水分状况，0～160 cm土壤冬小麦耗水增加6.5%～9.8%，且对深层水的利用是对照的6.9～7.3倍，小麦抗旱能力增强。集雨处理的冬小麦叶片光合强度和蒸腾强度较对照分别提高10.1%～46.4%和21.5%～60.5%，气孔阻力则降低23.3%～45.3%，光系统PSII的最大光能转换效率和潜在活性分别提高2.1%～42.6%和10%～353%。集雨处理的冬小麦生长得到增强，株高和叶面积指数比对照分别增加15%～39%和58.2%～112%，收获时干物质增加27%～44%，最终产量增加36%～42%。耗水深度按1 m和1.6 m计算时，相应的水分生产效率提高39.5%～50.5%和23.5%～33.5%。尽管保水剂处理的土壤水分和植株生长总体上较单独集雨效果好，但产量效应不明显。     

集水措施下油松植树带微域环境的水量平衡分析

为解决因干旱少水导致黄土高原树木生长不良的问题,利用径流林业的理论,对不同集水面积和集水措施对油松生长环境的水量平衡做了研究。结果表明,不同的集水面积和坡面处理措施对植树带的来水量、耗水量和水量平衡都产生较大影响。其中集水面积5m2的水分盈余比集水面积3m2的要多,采取压实拍光措施(PG)的水分盈余比未采取措施(CK)的要多。     

垄沟集雨对干旱半干旱区土壤水热条件及老芒麦产草量的影响

为探索和解决干旱半干旱区多年生牧草持续性生产问题,在坝上农牧交错区对垄沟集雨栽培措施下老芒麦草地的生长状况进行了研究。测定比较了垄沟集雨处理和平作对照的土壤水热条件,地下生物量分布以及不同阶段的产草量。结果表明:垄沟集雨使种植区土壤表层体积含水率幅度增加9.67%～26.94%,生长季土壤表层0～30cm贮水量提高13.38%～24.92%,土壤表层最低温度提高1.02～2.08℃;土壤水热条件的改善增加了表层0～10cm根系的分布,提高产草量98%～230%。垄宽60cm沟宽30cm的处理的产草量最高为5.34t/hm2,2a年平均产量为5.34和2.79t/hm2分别比对照1.62和1.18t/hm2提高了230%和136%。垄沟集雨措施对降雨量较少,分布不均匀的干旱半干旱区的人工草地种植具有明显的稳产增产作用。     

湿润地区连栋温室集雨量与蓄水容积计算

湿润地区降水量大,连栋温室集雨设计应以经济、适度集蓄为目标,需要确定合适集雨量和集雨池容积。为探明一种简便的计算方法,该文首先提出集雨容积模数用以描述雨水收集能力与收集程度,然后通过集雨量计算统计,选用origin8.0软件内含指数函数模型进行模拟,建立了集雨容积模数与雨水收集率的拟合方程,并提出集雨量计算式,且计算准确度不受降雨量大小影响。应用时,可利用公式和方程,测算任意集雨面积的全年可集雨总量,按集雨计划确定集雨容积模数,即可计算设计集雨池容积,计算方法对南方湿润地区的温室大棚集雨工程设计有广泛的应用和参考价值。     

人工生物土壤结皮特性及其集雨潜力的研究

为探讨在太行山半干旱区利用人工土壤生物结皮进行集雨的潜力和可行性,以自然生长的生物土壤结皮为种子,通过培育建立人工土壤生物结皮和生物结皮集雨,对人工土壤生物结皮建成后土壤物理性状、渗透率的变化及人工生物结皮集雨面的集流效率进行了研究。结果表明,人工土壤生物结皮与自然生长的生物结皮一样,可显著改变土壤的颗粒组成,使0~1 cm表层土壤的小颗粒物质含量增加、大颗粒物质减少,但对0~5 cm的土壤容重影响不显著。对土壤入渗速率的测定结果表明,人工培育的土壤生物结皮具有降低入渗速率的作用,与自然土壤相比,生物结皮的土壤初始入渗速率和稳定入渗速率分别下降59.1%和44.4%,达到稳定入渗的加水量也减少50.0%。人工营建的生物结皮集雨面的平均集雨效率达60.86%,与自然土面相比,提高23.0%。对集雨面效益分析表明,生物结皮集雨面不仅具有较高的集雨效果,且使用年限较长,并具有明显的减少地表径流沉积物含量,提高土壤抗蚀性的作用。综上结果可以看出,人工土壤生物结皮是一种极具潜力的绿色环保型集雨材料。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

沟垄集雨结合砾石覆盖对沙棘生长的影响

为了解沟垄集雨结合覆盖措施在高寒半干旱地区生态环境保护和恢复中的应用效果,该文以青海湖流域为例,基于野外试验分析了高寒半干旱地区沟垄集雨结合砾石覆盖对沙棘生长的影响。结果表明：试验区所在地2009年膜垄（窄垄）、土垄（窄垄）和平地3种处理产流后的集流效率分别为62％、33％和23％;沟垄栽植沙棘成活率平均为49％,比平地栽植的成活率高27％,同等条件下窄垄的沙棘成活率（59％）高于宽垄（40％）,垄上覆膜和沟内覆砾石处理的沙棘成活率较低;相对于平地栽植而言,沟垄集雨结合砾石覆盖可以有效促进沙棘生长,但丰水     

基于水量平衡的红壤丘岗坡地利用结构拟合

以集雨区水量平衡为基础,从分析坡地水文过程入手,以坡地不同生态系统雨水分配、降雨过程地表径流产量、径流过程的土壤及养分流失量为参数,以生产灌溉对集雨的要求、坡地不同生态系统对雨水侵蚀的承载力、坡地雨水运移过程对环境和区域洪涝灾害的影响为约束条件,拟合出红壤丘岗坡地农林复合生态系统构建适宜的土地利用结构:人工林占30%,人工草地占15%,果药茶园占30%,耕地占20%,自然保护区占5%。该用地比例(结构)既满足于地貌单元(集雨区)生态系统利用坡地集雨维持系统水循环平衡的要求,也满足于坡地农林复合生态系统的可持续性保护的要求。     

黄土高原径流林业技术研究

以降水资源环境容量为基础控制林分密度,试验了不同集水技术对林地土壤水环境的改善作用,对林木生长的影响及集水技术的适用性.10年试验研究和大面积示范结果表明,在年降水量410mm左右地区造林,林地坡面经过不同的防渗处理,当每株树具有8m~2的集水面时,可使2m~2的植树带内收集到570～1270mm降水,造林成活率最高达到98%,林木生长量可提高40%～80%.     

GIS支持下辽河中下游土壤侵蚀遥感动态分析

根据宁南山区的气候、土壤、造林树种等,按照林草植被建设的水分需求规律,对不同水土流失区的反坡梯田、水平沟、鱼鳞坑3种整地方式的集流坡面长度进行分析与推算,计算出了不同坡度、植树带宽度下的集流坡长。     

三江流域与岷江上游生态区数量分类及可能生产力的研究

对三江流域及岷江上游内 73个县市进行生态区数量分类划分出 5个生态区 ,并根据各生态区之间水热条件相似性与差异性提出适宜的造林树种。用Miami模型计算的TsPt和TsPn反映了研究区林木可能生产力的差异 ,且用其比值还可揭示各地水热平衡状况。     

树木蒸腾耗水研究进展

 在大量收集国内外研究资料的基础上,对树木蒸腾耗水量测定方法:快速称重法、整树容器法、蒸渗仪法、空调室法、化学示踪法、热平衡法、气体交换测定法、光合系统测定仪法;计算方法:水文学法、气象法、波文比法、空气动力学法、窝动相关法、红外遥感法;蒸散耗水研究尺度:枝叶尺度、单木尺度、林分尺度、区域尺度;及尺度转换问题研究现状以及存在的问题作了的详尽的综述,并在此基础上,对树木蒸腾耗水的未来研究方向做了展望。     

低丘红壤区农林间作系统水分利用竞争性评价

农林复合系统由于其复杂的物种配置、下垫面差异及土壤水力学性质的空间变异,可能影响土壤水分运动及水量平衡,并决定物种间水分竞争性。本文研究了南方低丘红壤区花生南酸枣农林复合系统中土壤水分的时空动态、土壤水流通量和方向的二维变化;结合土壤水量平衡,评价了农林复合系统组分间的土壤水分竞争关系。研究结果表明:农林复合系统能够利用50～100 cm土层土壤水分,对干旱有一定缓冲作用;但在季节性干旱土壤水分期向树行运动,说明南酸枣与花生间作系统也存在着水分竞争,竞争同树龄和空间距离有关。花生的种植减小了地表径流却加剧了土壤的流失。农林复合系统改变了土壤水量平衡,复合后系统蒸散量提高5%～12%,而净渗漏量及土壤水分贮存量减小。农林复合系统减小了30～100 cm土壤水分运动通量,引起土壤水分运动方向变化,影响了作物水分利用体系,需在设计优化管理水资源的农林复合模式时充分考虑这些因素。     

砒砂岩地区3种主要树种边材液流动态特征

为深入了解砒砂岩地区主要树种的水分利用特征,以内蒙古圪秋沟小流域砒砂岩区水土保持科技示范区为研究区域,运用茎热平衡法(SHB)对沙棘、柠条、油松3种主要树种蒸腾耗水进行研究,监测3种树种的边材液流日变化及不同天气条件下的液流速率。结果表明:(1)在生长期内,3种树种的液流速率均呈单峰曲线,其到达峰值时间大体相同。(2)在晴天时,沙棘的平均液流速率最高,可达到0.117 72cm/s,而油松与柠条的液流速率相近,3种树种的日平均流速分别为0.029 01,0.018 15,0.022 03cm/s。(3)在不同天气条件下,3种树种的边材液流速率变化规律均为晴天阴天雨天,各树种达到峰值的时间也有所差异,其规律亦为晴天阴天雨天。研究结果旨在为砒砂岩地区植物水分供求关系提供数据支撑,为该地区生态恢复与环境治理提供理论依据。     

利用水均衡法确定建设项目水资源论证范围

建设项目水资源论证制度是完善取水许可制度,审查批准取水许可申请的重要依据。论证过程中,应首先确定论证范围。该文针对平原区特有的水文地质条件,提出应用水量均衡原理,以待定的水源地稳定水位降落漏斗面积为均衡区面积,建立水量均衡方程,进而求得该漏斗区面积,以此作为确定水资源论证范围的依据,具有较强的实用性。     

Subsoil water available in suction and poor in amount under continuous grassland use

Soil water storage in grassland is critical to regulate herbage yield while it may be threatened by continuous land use without plowing because of the progress of soil compaction associated with worsening soil hydraulic properties. This study aimed at contrasting the quantity and the availability of soil water in a meadow which had not been renovated for 13 years. We monitored matric potentials and mass soil water contents to 100 cm depth from autumn to winter in which plant transpiration was dormant. Soil water capacities were determined with soil water characteristics. The measurements were made in both a harvesting area in which agricultural vehicles had been operated, and a tree cover area which had experienced almost no vehicle loads. The soil layer in the tree cover area had a larger capacity for readily available moisture than that in the harvesting area. The matric potentials in the tree cover area varied in time between 0 and -1000 cm regardless of depth while those in the harvesting area were rather steady. These suggested better pore water continuity in the tree cover area. In the subsoil layers in both the harvesting and the tree cover areas, the soil water contents in terms of actually stored water did not reach as high a level as those expected from the soil moisture characteristics of the matric potential of -1000 cm. On the other hand, the measured matric potentials were consistently readily available for plants during the entire period of measurement. The apparent discrepancy between the matric potentials in readily available vs. actually stored water implied that the subsoil layers had become drier than observed during the study period, and that soil water hysteresis had prevented the full recovery of the water storage.