石羊河流域农田休闲期耗水规律研究

通过微型蒸渗器和diviner2000土壤水分测定仪测定了不同耕作及储水灌溉条件下农田休闲期土壤水分动态变化规律,并结合气象数据比较不同耕作方式和灌水处理的优越性,分析了休闲期不同耕作方式及储水灌溉措施对土壤水分及降水利用的影响。研究结果表明,春耕可减少农田表层土壤蒸发,保水效果较好;低定额储水灌溉既没有造成深层渗漏,且蒸发损失小;冬季大定额储水灌溉产生43.86 mm的深层渗漏和121.11mm的土壤水分蒸发,形成了水资源的无效流失;而春耕+免储水灌溉只产生54.41 mm水分损失,节水效果显著。土壤蒸发和深层渗漏产生的土壤水分损失大小顺序为:传统冬季储水灌溉>低定额储水灌溉>秋耕+免储水灌溉>春耕+免储水灌溉,低定额储水灌、秋耕+免储水灌溉、春耕+免储水灌溉处理土壤水分损失较对照分别减少53.44 mm、97.52 mm和110.56 mm(土面蒸发+深层渗漏)。石羊河流域春耕+免储水灌溉处理可有效减少休闲期水分损失,提高休闲期水分利用效率。     

秸秆覆盖麦田水分动态及水分利用效率研究

试验研究表明,秸秆覆盖可改变作物耗水规律。即前期能抑制土壤蒸发,减少土壤水分无效消耗;后期则增强植株蒸腾,促进干物质积累,使农田耗水由物理过程向生物学过程转化,有利于提高产量和作物水分利用效率。不同覆盖期和不同土壤水分条件下覆盖效果不同,土壤含水量55%～70%的麦田覆盖效果最佳,覆盖时间以冬小麦进入越冬期停止生长时覆盖为宜。     

秸秆覆盖麦田水分动态及水分利用效率研究

试验研究表明,秸秆覆盖可改变作物耗水规律。即前期能抑制土壤蒸发,减少土壤水分无效消耗;后期则增强植株蒸腾,促进干物质积累,使农田耗水由物理过程向生物学过程转化,有利于提高产量和作物水分利用效率。不同覆盖期和不同土壤水分条件下覆盖效果不同,土壤含水量５５％～７０％的麦田覆盖效果最佳,覆盖时间以冬小麦进入越冬期停止生长时覆盖为宜。     

不同材料覆盖的土壤蒸发效果分析

为了有效控制草地退化,保护生物资源,保持"生态-经济-社会"的良性循环和生物资源的可持续利用.通过在希拉穆仁草原典型地带进行不同材料覆盖的土壤蒸发实验,并以恢复生态学为指导思想,研究了不同材料覆盖对土壤水分的影响.试验结果表明,干草、砾石覆盖均能有效地抑制土壤蒸发,相比对照而言,整个蒸发过程中,干草覆盖比砾石更能有效抑制土壤水分蒸发.     

表层有效土壤水分参数化及冠层下土面蒸发模拟

通过观测田间微气象数据、土壤表层水分变化状况及荞麦作物冠层下土面蒸发等资料,引进一个表面体积含水率的函数,构建了基于表层有效土壤水分的土壤蒸发模型。该模型包含了土面蒸发的2个过程:水蒸气从土壤孔隙中扩散到地表面及水蒸气由地表面传输到大气中。模型中表层有效土壤水分参数不仅取决于表层土壤含水状况,而且受风速影响。采用波文比能量平衡法及微型蒸发器观测荞麦地实际蒸腾蒸发量及冠层下土面蒸发的变化规律,并验证模型精度。结果表明,所构建模型可以成功预测冠层下土面蒸发,其平均相对误差为13.5%。该研究对于实现土壤蒸发及作物蒸腾的分离估算,减少无效水分消耗具有重要意义。     

红壤坡地不同土地利用方式土壤蒸发和植被蒸腾规律研究

为明确红壤坡地土壤水分耗散特征，通过田间定位观测，分析了农作区、茶园和桠柑园土壤水分蒸发和蒸腾过程。结果表明：蒸发、蒸腾与土壤表层含水率和植被叶面积指数关系密切，不同利用方式日蒸发量大小顺序为遮荫茶园〈对照茶园〈桠柑园〈农作区。茶树和桠柑蒸腾速率日变化曲线均呈现单峰型，桠柑日蒸腾速率比对照茶树弱，这两种土地利用方式下6—10月均以蒸腾耗水为主。遮荫可有效削弱茶园土壤蒸发及植被蒸腾。茶园蒸发受微地形条件影响较大，梯地蒸发比梯坎蒸发弱，而农作区和桠柑园土壤蒸发更多受水分条件的影响。合理的土地利用方式和适度遮荫可以有效降低红壤坡地土壤水分散失，提高水分利用效率和防治季节性干旱。     

灌溉后不同处理方式对土壤水分蒸发过程的影响

土壤蒸发是土壤损失水分的重要途径,在北方旱区土壤蒸发失水量可达同期降水量的50%或更多,小麦全生育期棵间土壤蒸发占农田蒸散量的66%。因此,研究土壤水分蒸发过程和减少土壤表面水分蒸发途径对于寻找高效合理的水资源利用方式具有重要意义。利用称重式蒸渗仪初步研究了灌溉后不同处理措施对土壤水分蒸发过程的影响。结果表明,秸秆覆盖和高留茬对土壤水分蒸发的抑制作用主要表现在灌溉后土壤含水量较高的阶段内;天气晴朗条件下日蒸发强度在10:30左右即达最大值,秸秆覆盖和高留茬处理使其出现时间滞后;土壤含水量较高时松土对土壤水分蒸发无抑制作用,而在土壤含水量降低到一定程度时松土能明显抑制土壤水分蒸发。     

地膜残留量对新疆棉田蒸散及棵间蒸发的影响

为探讨残膜对干旱区农田蒸散耗水特征的影响,在新疆阿克苏典型覆膜滴灌棉田开展2 a小区试验研究,设计0、225、450 kg/hm2共3种不同的地膜残留量,采用水量平衡法,微型棵间蒸发仪法,于主要生育时期测定并计算土壤含水量、蒸散量、棵间蒸发量、作物蒸腾量、棵间蒸发占蒸散的比例。结果表明:随着地膜残留量增加棵间蒸发量、棵间蒸发占蒸散的比例呈增大趋势,而蒸散量及作物蒸腾量则逐渐减小。与无残膜处理相比,225和450 kg/hm2处理全生育期田间无效耗水的棵间蒸发量分别增加了9.27和22.20 mm,棵间蒸发占蒸散的比例增幅分别为2.6%和6.1%,作物蒸腾量降低34.89和55.94 mm。在棉花生育期内,棵间蒸发占蒸散的比例(E/ET)与叶面积指数(leaf area index,LAI)呈幂函数关系,各处理间棵间蒸发占蒸散的比例对叶面积指数的响应差异不同,450 kg/hm2处理蒸发占蒸散的比例随着LAI的增加,曲线下降趋势较明显;无残膜处理棵间蒸发占蒸散的比例与LAI的决定系数最高,均在0.9以上。土壤水分利用率也随残膜量的增加依次降低,当残膜量由0增加到450 kg/hm2时,土壤水分利用率从28.25%降至24.91%,可见,残膜增大了农田的无效耗水,不利于土壤水分的有效利用。研究可为制定缓解或克服残膜危害的应变调控技术提供依据。     

干旱胁迫对沙枣幼苗根茎叶生长及光合色素的影响

干旱半干旱地区水分是植被恢复和演替的限制性生态因子,沙土生物结皮能降低水分入渗,造成土壤水分浅层化和加剧土壤水分时空分异,因此有必要采取措施进行适度干扰,以促进生态恢复和重建。土壤蒸发是天然降水无效损失的一个重要途径,研究生物结皮对土壤蒸发的影响十分必要。以陕北水蚀风蚀交错区沙土生物结皮为研究对象,分析了移除生物结皮和沙埋2种干扰下生物结皮类土壤水分蒸发特性。结果表明,移除生物结皮并不能起到显著地抑制土壤蒸发的作用(p>0.05),而沙埋对土壤蒸发具有显著地抑制作用(p<0.01),且随沙埋厚度的增加,蒸发抑制率提高。20mm沙埋的抑制蒸发作用最大,蒸发抑制率达到了58.15%。5mm和10mm沙埋的蒸发抑制率则分别为25.20%和28.29%,二者之间的差异未达到显著水平(p>0.05)。可见,沙埋对于改善土壤水分状况具有极积意义,但应控制沙埋的厚度。     

紫色丘陵区农用地土壤水分动态变化规律研究

依据定位观测数据,对紫色土丘陵区农用地土壤水分的动态变化规律进行了初步研究。结果表明,该区农用地土壤水分的季节变化主要受降水、蒸发和土地利用状况的影响,呈现出明显的三峰三谷型;垂直梯度变化由于受降雨入浸分布与土壤水分向上蒸发的综合作用。基本表现为增长型。并利用标准差和变异系数对土壤水分的垂直梯度变化进行了具体描述和层次划分。最后,通过分析该地区典型农作物及其不同栽培方式对农用地土壤水分的影响,认为     

基于SHAW模型的黄土高原半干旱区农田土壤水分动态模拟

黄土高原半干旱区土壤蒸发强烈,准确地掌握土壤水分动态对于旱地农业水分管理至关重要。应用基于物理基础的一维水热耦合SHAW（The Simultaneous Heat and Water）模型,模拟了陕西子洲岔巴沟流域1964～1967年土壤水分和土壤蒸发的动态特征,以及神木六道沟流域2006年坡地和梯田土壤水分变化。结果表明,除表层土壤水分模拟结果偏差较大,其他土层模拟值与实测值基本吻合,模拟期土壤水分模拟的相对平均绝对误差（Relatively Mean Absolutely Error,RMAE）为5.2%～11.4%。1964～1967年土壤累积蒸发量模拟值与实测值平均相对偏差为0.8%～6.1%,土壤蒸发的模拟值与实测值较为一致。因此,SHAW模型可以用于黄土高原半干旱区农田土壤水分动态规律研究。     

山东省禹城市夏玉米生长期水分利用特征分析

以山东省禹城地区夏玉米农田为例,利用氢氧稳定同位素技术测定2015年夏玉米生长期茎干水、大气降水以及不同深度土壤水的δD和δ18 O组成,利用直接对比法和多元线性混合模型法分析夏玉米对土壤水的利用情况,并分析农田降水—土壤水—作物水之间的转化规律。降水同位素测定结果显示禹城地区大气降水线方程为δD=6.55δ18 O-3.03(R2=0.88),斜率和截距均小于全球大气降水线,表明蒸发是导致同位素富集的主要过程。对夏玉米生长期水分来源特征分析表明,出苗期主要利用表层0—15cm土壤水,贡献率达73.9%;拔节期从土壤不同深处均吸收水分(0—55cm,81.8%),30—55cm处土壤水利用相对较多,也会利用同时期降雨;抽穗期较多利用深层土壤(30—55cm,71%),此时期浅层土壤蒸发强烈,土壤含水量快速减少,植物可利用水分较少。而30—100cm处土壤含水量受温度,土壤蒸发影响较小,为夏玉米生长持续提供稳定水分。灌浆期吸收各层土壤水分的量相近(15—100cm,72%),此时期无降水,温度下降,蒸发减弱,各层土壤含水量较稳定。成熟期主要吸收30—100cm处的土壤水分,贡献率达70%,表明降雨较少时,夏玉米吸收土壤水分依赖于较深层土壤。此外,夏玉米生长期水分来源受土壤体积含水量及土壤蒸发蒸腾的影响较大,同时降雨,大气温度及湿度会影响土壤含水量。通过水量平衡模型计算得出2015年夏玉米在出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期的农田蒸散量分别为35.62,34.99,32.4,22.31,16.94mm。研究结果对于夏玉米不同生长期节水灌溉具有指导意义。     

不同生态修复措施对黄土丘陵区典型草原土壤水分时空变异的影响

以天然草地上整地5a后的水平沟和鱼鳞坑、封育5a后的草地为研究对象,在不同恢复措施的上坡、中坡和下坡设置3个观测样地,每个样地设置5个水分测定点,测定了宁夏黄土丘陵区本氏针茅(Stipa bungeana)典型草原0-200cm土壤水分含水率季节动态和垂直变化。结果表明:土壤水分的变化可分为3-6月土壤水分强烈蒸发丢失期,7-9月土壤水分蓄积期,10-12月土壤水分缓慢蒸发期;土壤水分表现为水平沟含水率最高,鱼鳞坑居中,封育草地最低,水平沟和鱼鳞坑增加土壤水分的主要时间在雨季;3种措施下,土壤水分较大变异值集中在0-60cm土层,0-40cm土壤水分变异以封育草地最大,水平沟最低,40-100cm土壤水分变异以鱼鳞坑最高,水平沟最低,而100-200cm土壤水分变异以封育草地最低;不同时期土壤水分的垂直变化存在差异,0-40cm土壤水分含量与40-100cm的差异在7-9月份最为明显。封育草地随坡位降低含水率呈显著增加趋势,但鱼鳞坑和水平沟无此明显规律。     

保护地栽培对黄花菜生长发育的影响

利用2004—2006年连续的田间试验资料,分析了传统种植方式下黄花菜的生长发育特性,同时比较了保护地栽培黄花菜和大田栽培黄花菜的水热效应和生长特性。结果显示,地膜覆盖增温保墒效应明显,黄花菜发育期提前,长势较好,但产投比较低;而秸秆覆盖可有效抑制春季土壤温度过快回升,减少土壤水分蒸发,延长黄花菜采摘期,产投比较高;采取越冬覆盖措施可减少非生长季土壤水分无效消耗,增加保墒作用,减轻春旱对黄花菜生长的影响,但地膜覆盖成本较高,经济效益较差,在生产上应该大力推广成本较低的秸杆覆盖种植技术,不但能够预防春旱危害,而且经济效益显著。     

塔中沙漠地区Guilspare~抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急。对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare的保水效应进行了试验研究。结果表明,Guilspare可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义。（1）Guilspare对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21．06mm,初始抑制效率达70％左右;（2）Guilspare对O5cm层土壤含水量的影响较大,对5cnl以下土层影响相对较小;（3）一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善。     

塔中沙漠地区Guilspare抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急。对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare的保水效应进行了试验研究。结果表明,Guilspare可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义。（1）Guilspare对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21．06mm,初始抑制效率达70％左右;（2）Guilspare对O5cm层土壤含水量的影响较大,对5cnl以下土层影响相对较小;（3）一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善。     

黄土半干旱区刺槐林地土壤蒸发特性研究

对黄土半干旱区刺槐林内的土壤蒸发状况,进行比较系统的试验研究。试验采用微型蒸发器（Micro-lysimeters,MLS）,人为控制土壤水分梯度,对不覆盖、枯枝落叶物覆盖和苔藓覆盖3种处理的林地土壤蒸发进行了分析。结果表明,在不同土壤水分条件下,利用枯落物覆盖减小林地土壤蒸发效果晴天好于多云天,枯落物覆盖、苔藓覆盖与无覆盖相比,分别减少了20.15%～52.46%和11.11%～36.72%的土壤蒸发,枯落物覆盖效果好于苔藓;林地土壤蒸发量随土壤水分的增加呈上升趋势,当土壤含水量增加到一定临界值以后,林地土壤蒸发量由上升变为下降,表现出土壤水分对林地土壤蒸发具有明显的阈值反应,土壤含水量的临界值分别为14.2%（枯落物覆盖）和16.8%（不覆盖）;基于林地土壤蒸发量（E1）与水面蒸发量（E0）的观测数据,利用STATISTICA软件统计分析,建立林地土壤蒸发模型,可用于林地土壤蒸发量的估算,为林地土壤水分管理提供理论依据。     

荒漠-绿洲边缘区土壤水分时空动态研究

有梭梭群落和骆驼刺群落覆盖的沙地土壤剖面的含水量与裸沙地含水量显著不同,与前者相比,裸沙地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。不同植物群落沙地土壤水分呈现明显的土壤水分积累期(4～5月、9月)、土壤水分消耗期(6～8月)和土壤水分稳定期(10月至次年3月)的季节性特点。不同坡位土壤水分基本呈现出从小到大的顺序是坡顶<中坡<丘间地。由于植被覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分随坡度的变化幅度也有明显差异,与坡顶、中坡相比,丘间地土壤水分含量较高,最高达到14.60%。     

塔中沙漠地区Guilspare(R)抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急.对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare0的保水效应进行了试验研究.结果表明.Guilspare(R)可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义.(1)Guilspare(R)对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21.06 mm,初始抑制效率达70%左右;(2)Guilspare0对O-5 cm层土壤含水量的影响较大,对5 cm以下土层影响相对较小;(3)一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare(R)浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善.     

不同植被覆盖条件下土壤水分蒸发的比较

 为探讨不同植被对当地土壤水分动态变化及其蒸发过程的影响,于2001年7—10月,对宁夏固原县4种不同植被覆盖下土壤水分蒸发做了对比研究。在观测期内,不同条件下土壤水分蒸发的强弱依次表现为,弃耕地>华北落叶松林地>铁杆蒿+长芒草地>中国沙棘林地;各种条件下,土壤水分蒸发在生长季的旺盛时期(7—8月)要显著高于生长季后期(9—10月)。土壤水分蒸发的昼夜分段测定表明,在观测期内,土壤水分的蒸发在夜间出现了“负平衡”,尤其进入9—10月以后,这一现象更为突出,说明夜间凝结水数量大于相应的蒸发量。