园艺地布微垄覆盖对渭北旱地矮化苹果根域土壤水分的影响

通过田间定位观测,设置(园艺地布微垄覆盖、秸秆覆盖和清耕)3个处理,分析不同降水年型下园艺地布微垄覆盖渭北旱地矮化苹果根域土壤贮水、果园耗水、果树产量及水分利用效率的变化。结果表明:降水欠水年、平水年园艺地布微垄覆盖果树生育期果园0～300 cm土层平均贮水量分别比清耕处理提高6.88%、8.02%,比秸秆覆盖处理提高1.64%、2.92%,显著提高了果树根系主要分布层土壤贮水量与供水能力,增强了对果园深层土壤贮水的调蓄作用,对深层土壤贮水的调蓄作用优于秸秆覆盖,其对果园土壤贮水平衡状况的影响与果树生长发育中后期降水量密切相关。园艺地布微垄覆盖增加了果园耗水量,改变了果园耗水结构,在欠水年、平水年与清耕相比显著减少了无效蒸发,减少量为26.94 mm、26.50 mm,同时与清耕相比显著提高了果树蒸腾耗水量,提高16.57%、12.09%,蒸发量和蒸腾量与秸秆相比皆无显著差异。园艺地布微垄覆盖具有显著的增产作用,欠水年、平水年水分利用效率分别比清耕提高9.32%、5.49%,但果树产量和水分利用效率与秸秆相比皆无显著差异。园艺地布微垄覆盖可作为渭北旱地矮化苹果栽培体系中的一种有效的蓄水保墒技术措施。     

干旱区苹果园的田间耗水状况探析

1999-2000年对干旱区5-6年生苹果园生长期实际土壤蒸发量和叶片蒸腾量进行了田间测定分析，结果表明，在较干旱的气候环境条件下，5-10月间单株成龄果树的耗尜量约为8.5t，其中土壤蒸发量占99%以上，实际灌水量仅为6.3t，差额水量的补充则来自于降雨、土壤水分移动和深层根系的吸水作用，干旱区果园60cm土层温度达6.5%左右时为凋萎湿度，田间持水量控制在70%左右，不会影响树体正常生长。     

基于水量平衡法测算灌区单位面积灌溉净用水量

为准确获得灌区单位面积的灌溉净用水量,结合水量平衡法,以杭州市富阳区渔山畈灌区为实例,选择单季稻作为参考作物,过滤获取灌区单季稻全生育期的降水量、温度、风速等基础数据进行测算。经计算,灌区单季稻全生育期的蒸腾蒸发量为997.20 mm,有效降水量为525.57 mm,地下水补给量为0,土壤计划湿润层储水变化量为-13.74 mm,灌区灌溉净用水量为483.37 mm,667 m²灌溉净用水量折算为322.25 m³。     

耕层土壤含水量消长规律的分析

利用濉溪县耕层土壤含水量和同期观测的降水量、蒸发量资料,研究表明:耕层土壤含水量的消长与基期土壤含水量、期间降水量和蒸发量呈多元直线相关关系,其中耕层土壤含水量增加量主要取决于基期土壤含水量和降水量;土壤含水量减少量主要取决于蒸发量和基期土壤含水量。耕层土壤相对含水量在50%~65%,需降水或补充灌溉22.9~49.3 mm的水量。降水效力与基期土壤含水量、降水量呈多元指数曲线关系,蒸发效力与基期土壤含水量呈指数曲线关系。耕层土壤含水量的消退呈"快—缓慢—滞缓"的变化过程。使耕层相对含水量达到80%以上的一次降水(过程)过后,连续11.2~47.1 d无降水,耕层相对含水量尚可维持在60%以上。     

陇东旱塬旱作苹果园水分生产力与土壤干燥化效应模拟

【目的】揭示苹果园地土壤干燥化发生规律及土壤干燥化对果园生产力的长远影响。【方法】在WinEPIC模型模拟精确度验证的基础上,应用该模型模拟研究了1960~1999年期间陇东旱塬旱作苹果园地水分生产力变化动态和土壤干燥化效应。【结果】(1)1960~1999年模拟研究期间,果树产量在10龄达到最高值26.83t/hm2后,呈显著波动下降趋势;23~40龄,低产果园(年产量小于18 t/hm2)占71%,且随降水量的变化呈不稳定波动趋势,平均值为16.47 t/hm2。(2)1~23龄苹果园地年耗水量均高于同期降水量,0~10 m土层土壤有效含水量呈显著降低趋势,其中,1~10龄与11~23龄0~10 m土层土壤干燥化速率分别为94.42和22.6 mm/a;24~40龄苹果园地年均耗水量与同期降水量基本相当,土壤有效含水量为70~240 mm,随生长期与降水量的变化稳定波动。(3)苹果园地0~2 m土层土壤湿度随降水量的变化波动明显;2~10 m土层土壤湿度逐年降低,干层逐年加深和加厚,12龄果园干层已达10 m,此后各树龄土壤湿度逐渐趋于凋萎湿度直到24龄达到稳定。(4)土壤干燥化强度由无干燥化(1~6龄)-轻度干燥化(7龄)-中度干燥化(8~9龄)-严重干燥化(10~11龄)-强烈干燥化(12龄以后)而逐渐加强,以至24龄以后形成稳定的强烈干燥化状态。【结论】陇东旱塬西峰地区旱作苹果园地土壤水分合理利用年限为23~24年。     

应大力推广果园节水灌溉技术

<正>北方果产区果园大部分无灌溉条件,春季3-5月是果树需水最敏感时期。当此间降水量不足历年一半或果园田间持水量低于50%持续1个月以上就会出现旱情。因为,这时多数果树处于旺长期,采取春灌和保墒耕作技术防御春旱是增产的关键。当果园土壤田间持水量小于60%时春灌1～3次可增产10%～30%。     

果园节水灌溉技术

果产区果园大部分无灌溉条件,且山地果园居多,春季（3～5月）又是果树需水最敏感时期,春旱对果树威胁很大。当此间降水量不足历年一半或果园田间持水量低于最大田间持水量的50％,持续1个月以上就会出现旱情。采取春灌和保墒耕作技术防御舂旱是增产的关键。当果园土壤田间持水量小于60％时,春灌1～3次可增产10％-30％。我国北方、南方冬季雨雪稀少,果树越冬前的冬灌既能防寒保温,又能补给早春所需水分,是增产的重要措施。     

华北土石山区油松人工林耗水分配规律

通过野外和室内试验相结合,对华北土石山区油松人工林耗水分配规律进行研究。结果表明:林分总耗水主要包括3个方面:林冠截留蒸发、植物蒸腾耗水和土壤物理蒸发耗水。油松林地总耗水为516.52mm,其中林冠截留占总耗水量的25.63%,土壤蒸发占22.15%,植物蒸腾耗水占52.22%,三者比例为1:0.86:2.04。油松平均林冠截留率为25.4%,平均透流率为64.4%,平均干流率为0.55%,干流雨、林内降雨和林外降雨有很好的线性关系。油松林枯落物最大持水量为1.5mm、枯落物年截水量为48.7mm,占总降雨的10.42%。油松林林内土壤水分蒸发为114.41mm,林外蒸发为197.70mm。油松林生长季林木蒸腾耗水量为269.74mm,6、8月出现两个峰值。     

长沙丘陵区油茶林地土壤蒸发的时空变化

2019年4—9月,采用微型蒸渗仪测定长沙丘陵区油茶林地土壤蒸发量;利用ETgage模拟蒸散仪监测林地局部蒸散量,对比分析长沙丘陵地区土壤蒸发量的时空变化,探讨土壤蒸发随气象因素和土壤含水量的变化关系。结果表明：长沙丘陵区油茶林土壤蒸发总量约为192.15 mm,日均为1.05 mm;不同空间位置上,阳面、绝对阴面、相对阴面的土壤蒸发量依次减少,平均值分别为1.14、0.98和0.94 mm/d;空气温度、地温、风速、太阳辐射强度、空气相对湿度对前期(4—5月)土壤蒸发量的影响依次减小,空气温度、空气相对湿度、太阳辐射强度、地温、风速对中期(6—7月)土壤蒸发量的影响依次减小,地温、太阳辐射强度、空气温度、风速、空气相对湿度对后期(8—9月)土壤蒸发量的影响依次减小;前期土壤蒸发量与土壤含水量的相关性较小,中期、后期土壤蒸发量与5 cm土层土壤含水量呈显著正相关,土壤蒸发前缘主要发生于0~5 cm土层;长沙丘陵区油茶林地局部蒸散量约为2.12 mm/d,局部油茶树蒸腾量约为1.11 mm/d,ETgage所测局部蒸散量与微型蒸渗仪测得的蒸发量变化趋势大体相同,且两者呈显著正相关。     

干旱区膜下滴灌棉田蒸散发研究

对膜下滴灌棉田全生育期内蒸散量及不同生育期日蒸散量的研究,可以为西北干旱半干旱区综合开发利用水资源,制定合理的灌溉制度提供科学依据。采用大型蒸渗计对实际的蒸散量进行测定,结果表明,膜下滴灌棉田全生育期内总蒸发量为438.3 mm,花期日蒸发量达到最大值(4.7 mm),棉花最大耗水时段为6月20日至9月10日,总耗水量265.2 mm,以每次灌水40 mm,约灌水7次,间隔时间8~9 d;土壤深度5 cm时,微型蒸渗计逐日土壤蒸散量大小表现为膜内不封底膜外不封底膜内封底膜外封底,在开孔面积相同的情况下,微型蒸渗计口径越大,蒸发量越小;降水或灌溉以后,棉田的蒸散发以土壤蒸发为主,随着土壤含水量的减少变为棉花蒸腾为主,蒸发量也随之逐渐减小。     

黄土丘陵区中龄至成熟油松人工林的水文效应动态

【目的】研究黄土丘陵区中龄至成熟油松人工林的水文效应动态,为当地森林的经营管理提供理论依据。【方法】通过对陕北黄龙山林区典型油松人工林的长期水文定位观测,以采伐上层乔木后自然恢复的灌草地（以下简称“采伐地”）为对照,研究油松林在中龄林-近熟林-成熟林过程中林冠层对降水的再分配、枯落物层对降水的截留率及其对产流与产沙量和土壤储水量等的影响。【结果】从中龄林到成熟林,油松林冠年截留率由17.0%增加到29.7%,其年平均截留率为采伐地灌草层的5倍左右;油松林树干年茎流率平均为2.8%,且与林龄、年降水量关系不明显;油松林枯落物层对降水的年截留率约为9.7%,随林龄变化保持稳定,且与采伐地差异不显著;油松林地多年平均径流深和产沙量分别为1.76 mm/年和1.11 t/(km²·年),采伐地较油松林地分别高出10.4%和100%;油松林地0～300 cm土层年均土壤储水量为420.1 mm,较采伐地减少139.2 mm,且随林龄增加以1.8 mm/年的速率下降。【结论】油松人工林由中龄林到成熟林的发育过程中,冠层截留降水能力显著增加,年径流深、土壤储水量呈微弱下降趋势,而枯落物层截留率、林地产沙量等则无明显变化;油松林显示出强大的水土保持功能,采伐上层乔木保留地被物层不会导致严重的水土流失;通过合理间伐,可以减轻林地径流深和土壤储水量逐渐减少的不利影响,改善林地水文状况。     

陕北丘陵区农田蒸散规律及对土壤水环境的影响与防治对策

为了探讨陕北黄土高原农田土壤蒸散规律及水分环境现状,提高土壤水分利用效率,采用TDR法测定了土壤水分,对陕北峁状丘陵区旱梯田裸露地、作物地以及农田覆盖地土壤水分进行系统监测,并结合野外自动气象哨资料,分析了该区农田土壤水分蒸散规律。结果表明,裸露地周年存在两个蒸发高峰期,年蒸发量占降水量的74.4%;土地空闲期对恢复土壤水分亏缺贡献很大;地面采取部分覆盖(地膜覆盖,覆盖率60%)有利于土壤水分环境的恢复与保护,而采取全覆盖(组合覆盖和秸秆覆盖,覆盖率100%)有利于土壤水分的高效利用。在此基础上提出了提高该区土壤水分利用率的有效技术途径:采取双料沟垄组合覆盖技术最大限度地抑制裸露地表的无效蒸发,草粮轮作、避免耕地荒芜提高土壤水分利用率。     

黄土高原半干旱区人工林地土壤水分环境的研究

对黄土高原半干旱丘陵沟壑区主要造林树种林地水分进行了研究。结果表明,该区域不同树种林地土壤含水量很低,接近于凋萎湿度,2002年5月,6 m深土壤平均含水量为5.02%~5.12%,2003年5月为4.65%~6.35%,降水作用仅发生在地表至2 m左右土层内,在1.8~4.0 m有明显的土壤干化现象,含水量保持在凋萎湿度。土壤干层的存在是该区域林地和荒坡土壤水分分布的普遍规律,主要是由特殊的气候条件造成的土壤水分收支长期亏损的积累结果,并非林木生长的必然现象。     

黄土高原人工林根区土壤水分亏缺状况与空间分布

通过定位监测与对比分析,对黄土高原半湿润落叶阔叶林区、半干旱森林草原区和半干旱典型草原区,持续干旱期末人工林根区土壤干旱状况、雨季后土壤水分恢复情况进行了测定分析;同时,通过引入土壤贮水亏缺度这一新的指标,对人工林地土壤水分亏缺度的空间分布进行了研究.结果表明,黄土高原人工林地土壤水分亏缺严重.根区O～320 cm土层贮水亏缺量达384.06～466.68 mm,相当于该地多年平均降水量的63.95～77.70.其中以0～40 cm主要根系分布层亏缺量最大.人工林根区土壤贮水亏缺度,在水平方向上具有较为明     

不同方式周年覆盖对黄土高原玉米农田土壤水热的调控效应

【目的】探究黄土高原半干旱区不同覆盖方式调控土壤水、热与持续增产、增效的协同效应,为该区确立高效、环保覆盖方式提供理论依据。【方法】设置塑料地膜全膜覆盖(PM)、降解膜全膜覆盖(BM)、膜垄种植(RH)和秸秆覆盖(SM)4种不同周年覆盖(休闲期+生育期)方式,以裸地不覆盖为对照(CT),通过3年大田定位试验,研究不同覆盖方式对土壤水、热时空动态变化规律及其利用特征的影响。【结果】周年覆盖能有效抑制休闲期土壤水分无效蒸发,提高降水潜在利用效率,PM、BM、RH和SM处理休闲期分别较CT多储水53、51、32和36 mm,降水潜在利用效率分别提高了14%、12%、11%和10%。地膜覆盖增温显著,有效提高了玉米干物质累积速度,缩短了其生育进程,其中PM、BM和RH处理拔节期分别较CT提前了15、8和7 d,成熟期分别提前了17、7和7 d。与CT处理相比,PM、BM和RH处理产量增幅分别为52%、32%和27%,积温生产效率分别提高了57%、15%和58%,水分利用效率分别提高了31%、14%和26%,降水利用效率分别提高了53%、27%和29%,耗水系数则分别降低了33%、21%和22%。SM处理能有效增加玉米生育期土壤储水量,但土壤温度的降低导致其生长发育迟缓,其拔节期和成熟期分别较CT推迟了4 d和5 d,最终产量、水分生产效率和积温生产效率分别降低了21%、18%和9%。PM处理增加了农田耗水量,其季末供水能力分别较BM、RH和SM降低了19、56和86 mm。但PM处理土壤水分平衡受生育中后期降水量影响较大,2015年7—9月降水量较多年平均值减少71 mm,PM处理收获期100—200 cm土层土壤储水量较CT处理减少28 mm,并较土壤稳定度降低5.4 mm,造成深层土壤水分亏缺。【结论】塑料地膜全膜覆盖是黄土高原半干旱区协同提高土壤水、热资源利用效率,增加玉米产量的有效措施,然而在玉米生育中后期遭遇干旱容易引起深层土壤水分亏缺和产量波动;降解膜全膜覆盖和膜垄种植处理的增温和增产效果均弱于塑料地膜全膜覆盖,但更有利于维持土壤水分平衡;秸秆覆盖降温、减产效果明显,不推荐在气温较低的半干旱区应用。     

晋西黄土区不同水文年土壤水分特征及其主要影响因子分析

  目的  晋西黄土区生态环境脆弱,土壤水分是制约植被生长的重要因子。为深入了解该区域土壤水分年际变化,明确制约该区域土壤储水量的关键因子,探讨晋西黄土区不同植被类型在生长季节内土壤含水量的变化。  方法  以定位观测法为主,对人工刺槐Robinia pseudoacacia林、天然三角槭Acer buergerianum林和野艾蒿Artemisia lavandu-laefolia草地生长季(5?10月)内0~400 cm土壤含水量进行监测;在此基础上,根据含水量标准差对土壤进行活跃层划分,并通过生长季前后储水量的对比探究年际土壤储水量盈亏状况;测定了典型样地的土壤性质,并结合地形、不同水文年旱涝特征对土壤储水量的影响因子进行冗余分析。  结果  ①人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地平均土壤含水量分别为8.36%~9.63%、10.01%~13.19%和15.43%~19.17%,野艾蒿草地表层土壤含水量显著高于人工刺槐林和天然三角槭林(P＜0.05)。②天然三角槭林土壤水分活跃层最深可达180 cm,人工刺槐林和野艾蒿草地土壤水分活跃层较浅;中等湿润年土壤水分活跃层最深,严重干旱年土壤水分活跃层次之,平水年土壤水分活跃层最浅。③严重干旱年,人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地土壤水分亏缺土层深度分别为100~300、0~200和0~100 cm;平水年土壤水分的输入和输出达到平衡;中等湿润年0~200 cm土层水分得到不同程度补给,而200~400 cm土层的水分补给量接近于0。④不同深度土层土壤储水量受不同环境因子影响,其中植被类型和土壤容重是0~100 cm土层水分的主导因素,100~200 cm土层水分主要受容重和坡向控制,而不同水文年旱涝程度、土壤黏粒和粉粒含量是200~400 cm土层水分的主导因素。  结论  干旱水文年土壤水分亏缺严重,平水年及湿润年亏缺现象有所缓解,植被类型对土壤储水量影响最大。今后黄土高原地区的造林,不仅要考虑树种的耐旱能力,更应充分考虑地形、土质及生长季降水的分配情况带来的影响。图5表5参33     

黄土高原中部植被毁坏后的干暖化生态气候效应比较研究

[目的]为揭示黄土高原中心地带甘肃省陇东地区植被完全毁坏（或严重破坏）的代表区域庆城县和华池县的生态气候效应。[方法]利用庆城和华池县气象站观测资料与作为原生态气候本底标准的子午岭林区太白镇气象站同步观测气候资料,通过比较分析月平均气象要素差值的年变化曲线和资料序列的方差F统计检验。[结果]庆城县各月与华池站1、3～12月的平均气温明显高于子午岭林区;5～7、9～10月降水量、降水日数和空气湿度明显少（小）于林地;盛夏6～8月平均蒸发量明显大于林地。[结论]植被完全毁坏或严重破坏的黄土高原中部陇东地区具有明显的干暖化和水分利用率降低的生态气候效应特征。     

渭北旱原大官杨水分生理综合分析

由P—V技术推广得到的P—SD、P—ND曲线法在林木组织水分状况动态监测中有较大价值。主成分分析表明:渭北旱原大官杨水分关系的主要环节是组织水分状况、蒸腾耗水、土壤供水三方面,三者呈良好的线性关系。回归分析表明:影响大官杨蒸腾强度作用大小的次序是照度、气温、湿度、风速、土壤含水量。渭北旱原大官杨在7～8月耗水最大、6～7月土壤供水最差,但其在渭北旱原上仍可以良好生长。