基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟

为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间灌水定额。结果表明:在玉米整个生育期内,不同灌溉处理的土壤含水量变化趋势基本一致,从节水控盐的综合标准衡量,农田灌水定额为500 m3·hm-2时有利于控制土壤盐分的累积。采用HYDRUS-1D模型对盐碱地农田土壤水盐运移的模拟结果与田间试验实测结果基本吻合,该研究结果可为类似盐碱化地区农田水盐管理提供科学依据。     

基于HYDRUS-1D的秸秆覆盖条件下黑土区玉米田土壤水盐运移规律

为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明：秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm³·cm^-3,平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm^-1,平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。     

基于HYDRUS-2D模型模拟耕荒地水盐运移规律

在野外实测资料的基础上,利用HYDRUS-2D模型对作物生育期耕地与盐荒地间土壤水盐的迁移进行了模拟和分析。结果表明,在强蒸发作用下,盐分在表层土壤中积聚,20、40、70 cm土层分别上升了67.23%、62.37%、37.2%。经检验,HYDRUS-2D模型对土壤含水率和含盐率运移的模拟具有较高精度,反映出盐分积聚和水分运移规律。     

土壤—水环境中溶质动力学的动态模拟

本文针对农业环境中重要的土壤—水环境问题,以我国干旱气候河套灌区土壤盐渍化问题为背景,采用适合于盐渍化土壤特征考虑土壤吸附与不动水体影响的溶质运移模型,对土壤盐溶质动态规律进行系统研究。对求解溶质运移模型的数值方法进行对比评价和对土壤吸附作用与不动水体对盐分动态规律影响进行模拟研究。可用于指导土壤—水环境中盐溶质的预测管理与农业环境保护。     

不同灌排模式下土壤盐分动态模拟与评价

利用HYDRUS-1 D模型对不同灌排模式下土壤水盐运移进行一维数值模拟,分析比较了节水灌溉和常规灌溉、暗管排水和无排水对盐碱地的改良效果.结果表明,节水灌溉模式下耕作层含盐量的年内变化规律与常规灌溉相似,在节水14.36%的情况下不会明显降低耕作层的洗盐效率;在连续常规灌溉和节水灌溉条件下耕作层的土壤盐分呈逐年减少的...     

准噶尔盆地南缘土壤水运移特征及其补给来源识别

在荒漠区,土壤水是一切陆生植物赖以生存的基础,识别荒漠区土壤水的补给来源,探索土壤水的运移机理,对于荒漠区生态修复非常必要。通过对荒漠区非饱和带剖面土壤水的含水率、易溶盐离子及稳定同位素(δD、δ~(18)O)的测定和分析,研究荒漠区土壤水的补给来源与运移机理。结果表明:荒漠区土壤含水率、易溶盐与土壤水氢氧同位素在垂向上呈现旋回变化,剖面中土壤Cl-含量与含水量成正相关;0~1.6 m为蒸发影响带,1.6~8.0 m为土壤水向下运移带,8.0 m以下为潜水影响带。从土壤水中氢氧同位素及Cl-含量信息来看,荒漠区土壤水来源于大气降水的补给。旋回中Cl-含量极低值与δD与δ~(18)O极贫值相对应,δD值贫化峰值为-124.10‰~-97.39‰,荒漠区土壤水来源于冬季大气降水或降雪的入渗补给。     

秋灌对冻融期土壤水盐热时空变化规律影响及灌水效果评价

为探究河套灌区秋灌条件下冻融期土壤水盐热变化规律及其灌水效果,采用田间试验的方法,对秋灌前至土壤冻融结束期间温度变化下水盐运移规律及玉米播种前的土壤水盐热条件进行了研究分析。结果表明:冻融期各层土壤温度在各时段具有相同的变化趋势,土壤温度的变化直接影响到水盐的运移过程;冻结期在温度梯度作用下非冻结区水分向冻结区运移使得冻结区土壤含水率增加,平均增幅4.02%~18.18%;进入消融期后上层土壤出现返浆现象,0~10 cm土壤含水率平均较冻结期增加11.54%~111.15%;随着温度的升高,在水势梯度的作用下盐随水向表层运移出现春季返盐现象;秋灌后土壤盐分被淋洗到作物根系层以下,但还存在于田间,所以冻结期随着水分的上移,根系层以下盐分又被带到上层土壤中,各土层含盐量平均增幅11.19%~50.19%;消融结束后下层土壤由于消融水下渗,盐分随之向下运移,20~100 cm土层含盐量平均降幅15.71%~44.95%,呈现脱盐趋势。研究表明秋灌灌水定额为1 500 m3·hm-2播前土壤水、盐、热状况较适宜于灌区玉米覆膜沟灌种植模式。     

新疆平原灌区综合排水措施与模式

在总结已有研究成果及实践经验的基础上,结合近期开展的水盐监测与试验研究,综合地下水开发利用、节水节肥、土地资源合理配置以及农业结构调整等成果资料.应用土壤水盐运移理论与系统分析原理,为实现干旱内陆河流域水土资源可持续利用,系统地提出适应于不同地貌单元,不同土壤盐碱化治理阶段的竖井排灌、竖井与水平联合排灌、水平排水等工程措施,以及利用自然与人造微地形情况下的农田干排盐、生物排盐措施.     

长期滴灌棉田非灌溉季节土壤盐分累积特征

非灌溉季节冻融过程中土壤水盐的运动变化特征,直接影响春季作物灌水决策.本文对新疆绿洲灌区6块不同滴灌年限的棉田地块进行田间采样监测,探究冻融过程中土壤水盐运移规律以及不同滴灌年限棉田土壤盐分累积特征.结果表明:(1)随滴灌年限的增加,棉田盐分分布特征由表层聚集转变为向深层累积.(2)在冻融过程中,棉田土壤盐分运动特征存...     

基于HYDRUS-2D的滨海地区膜下滴灌土壤水盐运移模拟研究

以春玉米“郑单958”为供试作物，采用膜下滴灌灌水方式，设定2种不同灌水定额，分别是单次灌水定额20 mm和10 mm，测定试验区土壤水分、盐分含量，利用HYDRUS-2D模型对土壤水盐运移进行模拟，将模拟值与实测值进行对比分析，探究滨海地区盐碱化土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌过程中，水平方向土壤盐分由膜下向膜边运移，膜下土壤淋洗效果好于膜边；竖直方向0~20 cm土壤水分、盐分变化幅度最大，土壤含盐量降低16.1%，淋洗效果明显；下层土壤盐分淋洗效果一般，土壤含盐量降低值仅为9.6%。土壤水分重分布过程中，0~20 cm土层土壤含水率和含盐量变化幅度比20~60 cm土层大。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层高灌水定额（20 mm）处理对土壤盐分的抑制作用分别比低灌水定额（10 mm）处理高26%、11%、19%，并且高灌水定额滴灌将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下，而低灌水定额滴灌未能将土壤盐分淋洗到60cm土层以下。HYDRUS-2D模拟得到的土壤含水率与含盐量和实测值基本吻合，模型可靠。     

膜下滴灌灌水频率对土壤水盐运移及棉花产量的影响

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了灌水频率对土壤水盐运移和分布规律的影响,并对不同灌水频率的保墒、控盐、增产效果进行了评价.试验结果表明:在灌溉水质为淡水且定额为375 mm时,低频(10 d)和适频(7 d)灌溉下膜内0～60 cm土层的含水量适宜,低频灌溉的含水量最高,而高频(3 d)灌溉下各土层在花铃期处于轻度干旱...     

人工控制潜水位下苏打盐渍土水盐动态分析

土壤盐渍化是松嫩平原的主要生态环境问题之一。潜水埋深及矿化度对盐渍化的发生和盐渍土的水盐运移有着重要的影响。本文通过在"中国大安碱地生态试验站"进行野外定位实验,研究了人工控制潜水位下的土壤水盐动态,进一步探讨了不同潜水位下的苏打盐渍土水盐运移规律。通过对人工控制不同潜水位(1.0m、1.4m、1.8m、2.2m、2.5m)下苏打盐渍土土壤含水量和盐分在剖面深度和试验期间内的变化进行分析,发现:试验期间的土壤盐碱化程度较重;基本上地下水埋深越浅,土壤体积含水量在剖面中的变化越小;受降水和蒸发等因素的影响,深度80cm以上土壤体积含水量随深度变化幅度较大,深度40cm以上土壤含水量在整个试验期间(7月~10月)变化比较明显;土壤盐分和主要离子含量(Na+、HCO3-)在深度60或100cm处表现为最大值;且在降水和蒸发的共同作用下,试验期间(7、8、9月)土壤盐分和主要离子含量表现出高-低-高的变化趋势。     

伊犁河谷地下水盐运动规律研究

根据研究区地质地貌,将整个研究区划分为三层阶地,通过对三层阶地的地下水盐动态进行实时监测,运用双因子方差分析方法,详细论述了地下水电导率随地下水位在不同时期及不同分布条件下的变化情况.结果表明,地下水电导率变化与水位变化有很大关系,且表现出很强的区域特征:各阶地电导率(EC)值均随水位的上升而增加,高EC值出现在高水位...     

不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移和产量的影响

通过2014年在新疆巴州灌溉试验站开展的棉花膜下滴灌大田试验,在各生育期选取不同的灌水下限,设置4个水平的灌水量处理(处理A、B、C、D分别为425 mm·30次~(-1)、345 mm·22次~(-1)、545 mm·18次~(-1)、595mm·16次~(-1)),研究不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移规律、盐分分布及积累特征的影响,并对土壤水盐运移规律、分布特征及棉花产量进行评价。试验以TRIME-T3管式TDR监测土壤含水率指示灌水,初步得出:不同灌水下限影响棉花的田间灌水及产量,灌水下限定的高时(处理A、B),灌水频率增加,增大了田间耗水量且滴灌土壤水分水平运动距离和范围有限,对盐分的淋洗效果一般;灌水下限较低时(处理C、D),次灌水量大,灌溉定额增加,综合控盐效果较好,棉花产量较高。基于不同灌水下限对膜下滴灌棉花生育期内的生长有显著影响,对棉花产量有一定的影响,B处理(345 mm·22次~(-1))可获得最高的灌溉水生产效率为1.79 kg·m~(-3),D处理(595 mm·16次~(-1))可获得最大籽棉产量为6 630 kg·hm~(-2)。     

毛乌素沙地生物结皮对土壤温度的影响

土壤温度对作物生长发育、土壤水盐运移、生物的数量与活性、土壤碳平衡等均有较大的影响。为了研究毛乌素沙地生物结皮区和裸沙区土壤温度的差异,于2010年9~11月在陕北毛乌素沙地东南缘神木县圪丑沟地区,选择晴朗天气进行定位观测试验。结果表明: ① 同一剖面深度,生物结皮样地土壤温度的日变化趋势同裸沙样地一致;且从6:00~21:00时每隔3 h,土壤垂直剖面的温度沿着“\” 型、 微“（”型、明显“（”型、“/” 型、微“）”型、“\”型进行周期性变化。② 生物结皮的覆盖极显著降低了地表的土壤温度（[WTBX]P[WTBZ]＜0.01）。③ 生物结皮样地和裸沙样地表层土壤温度变幅最大,随剖面深度的增加土壤温度变化趋缓。当气温和土壤含水量较低时,生物结皮对同一深度土壤温度变化幅度的影响更明显。从垂直剖面角度看,生物结皮降低了土壤温度及其变幅。④ 生物结皮提高了0~25 cm深度土壤温度对气温的敏感程度。表明土壤温度的变化是多因素作用的结果,前人仅根据生物结皮的颜色来判断其对土壤温度的影响是不够的。生物结皮对土壤温度造成影响的主要原因,可能是其改变了土壤表层结构及土壤水分状况。在今后相关研究中如水分蒸发、土壤化学性状的改变等,要特别注意生物结皮的温度效应对这些过程的影响,从而使分析更加客观深入。     

土壤盐分含量对滴灌复播青储玉米光合特性及土壤水盐动态的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤含盐量(0.14%(CK)、0.60%、0.80%、0.90%、1.00%)条件下,青储玉米光合特性及土壤水盐运动规律变化。结果表明:随着土层深度的增加,土壤含水率和含盐量均表现出增加的趋势,土壤盐分含量越高其平均含水率越高,由含盐量为0.14%处理的12.30%增加到含盐量为1.00%处理的15.82%;从7月初到10月初,各处理0~40 cm土层盐分变化量依次为-0.03%、-0.08%、-0.12%、-0.14%、-0.17%,盐分变化率依次为-11.52%、-13.34%、-13.88%、-14.81%、-17.41%,所有处理0~40 cm土层处于脱盐状态;土壤盐分抑制青储玉米叶片气孔导度,因气孔限制因素,玉米叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等均下降,影响光系统的正常运行,导致玉米叶片水分利用效率和光能利用率降低。     

膜下滴灌布置方式对土壤水盐运移和产量的影响

以棉花主要根系层各生育期保持适宜土壤含水率为灌水目标,设置一膜单管四行和一膜双管四行两种毛管布置方式,以TRIME-T3管式TDR测定土壤含水率指示灌水,开展膜下滴灌大田试验,研究了干旱区膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及分布特征,并对不同滴灌模式下的棉花产量和灌溉水生产效率进行评价。结果表明:膜下滴灌单、双管布置棉花生育期内灌溉定额分别为390、550 mm;双管布置在10~40 cm棉花主要根系层形成适宜作物生长的淡化脱盐区,生育期内棉花主要根系层土壤含水率处于适宜的范围,灌水均匀度高,控盐效果好,棉花生长不受水盐胁迫;单管布置盐分随水分运移至湿润锋边缘至外行,棉花主要根系层有积盐的趋势,加上滴头流量大,不利于淡化脱盐区的形成。膜下滴灌毛管布置方式决定土壤水盐分布特征,进而影响植株对水分和养分的吸收,单、双管布置棉花产量分别为5 355、6 075 kg·hm~(-2),灌溉水生产效率分别为1.38、1.11 kg·m~(-3),单管布置灌溉水生产效率较高。     

鄂尔多斯盆地风沙滩区凝结水形成机理的实验研究

利用自制的笼屉式蒸渗仪,在鄂尔多斯盆地包气带水盐运移原位试验场开展凝结水实验研究。以凝结水试验观测数据为基础,讨论鄂尔多斯盆地包气带中水汽运移过程和凝结水形成过程。结果表明:一天中水汽运移有水汽从大气运移至包气带、水汽从包气带运移至大气、水汽向地面聚集和水汽从地面向大气和包气带扩散4个过程;鄂尔多斯风沙滩区0～10 cm土层中都有凝结水,但凝结量主要集中在地表2 cm,凝结水最大量的形成深度在7～9 cm。并初步探讨了凝结水的形成机理。     

Mineralisation of atrazine, metolachlor and their respective metabolites in vegetated filter strip and cultivated soil

In vegetated filter strips (VFS) the presence of perennial vegetation, rhizodeposition of labile organic substrates and the accumulation of an organic residue thatch layer may enhance microbial numbers and activity, thereby increasing the potential for mineralisation of herbicides and herbicide metabolites retained during run-off events. The objective of this laboratory experiment was to compare the mineralisation of atrazine and metolachlor with that of their respective metabolites in VFS and cultivated soil. With the exception of total bacteria, propagule density of the microbial groups, endogenous soil enzymes and microbial diversity were higher in the VFS soil. This correlated with increased mineralisation of metolachlor and its metabolites in the VFS soil and indicates potential for VFS to curtail the subsequent transport of these compounds. In contrast, the mineralisation of atrazine and the majority of its metabolites was substantially reduced in VFS soil relative to cultivated soil. Consequently, the potential for subsequent transport of atrazine and many of its metabolites may be greater in VFS soil than in cultivated soil if reduced mineralisation is not offset by increased sorption in the VFS.     

Conversion of communal grazing land into arable land and its impacts on soil properties and vegetation cover

With rapid population growth and absence of agricultural intensification, smallholders need more land to grow crops. This resulted in communal grazing land conversion to cultivated land. This study, therefore, aimed at exploring the magnitude of communal grazing land conversion and its influence on soil properties and vegetation cover change. Ecological time line approach was used to measure the magnitude of change. Plants and soil samples were taken from open grazing land, seasonal grazing land, 6 years old cultivated land, 16 years old cultivated land and 20 years old cultivated land. Moreover, 95 respondents were selected to assess their perception on the subject. Data were analyzed using statistical analysis system software. Results showed that grazing land declined by 41.88%, while cultivated land increased by 56.80% in the years between 1992 and 2012. Plant attributes showed significant (P?P?相似文献