黄土高原半干旱区集水农业的气候学初探

水分不足是限制黄土高原半干旱区旱地农业生产力的主要因素。通过对甘肃黄土高原半干旱区自然降水和土壤水分等农业气候因子的动态分析，发现５、６月间降水低谷与７－９月丰水季交替重复出现是本区正常的天气现象。这一降水低谷引起土壤水分低值槽现象，造成夏粮作物的“卡脖旱”，严重影响产量。     

甘肃宁夏黄土高原半干旱区农业生态系统景观类型研究

农业生态系统景观分类研究的目的是探讨农业生态系统在中小尺度空间的地域分异规律，为优化系统结构、进行系统的景观生态设计、充分合理利用农业自然资源、建立稳定高效农业生态系统、改善和保护农业生态环境提供科学依据。本文分析了甘宁黄土高原半干旱区农业生态系统的现状特性。探讨了农业生态系统景观类型研究的客观基础及其分类的原则、依据和方法。在此基础上，对研究区农业生态系统进行了景观类型划分，对各级各类农业生态系统景观特征进行了评述、并做出了甘肃宁夏黄土高原半干旱区农业生态系统景观类型图。     

中国西北黄土高原半干旱区农业区域开发的系统动力学仿真研究

<正> 黄土高原是指黄河中游太行山以西,乌鞘岭以东,阴山以南,秦岭以北的具有深厚黄土覆盖的地区,总面积56×10~4Km~2,海拔1000—2500m,黄土厚100—200m,是我国主要的雨养农业区域之一。位于同心、靖远、兰州一线以南年降水在300—450mm之间的半干旱区,是我国雨养农业分布的低限区。该区由于生态环境恶化、垦殖指数高及掠夺式     

黄土高原半干旱区农村集流蓄水的庭院模式研究

本文通过定性分析,提出解决黄土高原半干旱区人畜饮水困难问题的最佳途径是利用天然的降水资源,并以集流效率测算、数学公式推导、成本效益分析等方法证明了这种途径的合理性;最后,以适于不同降水地段集流蓄水的庭院模式(包括数学模型和庭院平面布局图)示范性地使问题得到解决。     

黄土高原半干旱区保护性耕作经济适应性评价

在5种保护性耕作法与传统耕作法连续4年的田间对比试验研究的基础上，利用农业经济评价方法．对每一种耕作方法经济适应性进行评价，结果表明：不论是否计入秸秆的投入，采用保护性耕作法的免耕秸秆覆盖（NTS）在几种耕作措施中是最佳的一种耕作方法。免耕秸秆覆盖（NTS）经济效益好、综合生产能力高．且它的生产能力在不同的生产条件下比其它耕作法更具有稳定性，具有较强的抵御外界变化的能力。因此，在陇中黄土高原半干旱区实施免耕秸秆覆盖（NTS）的保护性耕作法不仅能够达到高效、高产的目的，而且有助于该区农业的可持续发展。     

黄土高原半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应

为探讨气候变化背景下,黄土高原半干旱区马铃薯生育期气象要素的变化规律及其对马铃薯生长发育的影响,本研究基于黄土高原半干旱区定位观测试验,结合气象要素观测资料,研究了半干旱区马铃薯产量对气候变化的响应。结果表明,1960—2020年61 a间,马铃薯生育期气温和积温显著升高,气候倾向率分别为0.32℃·10a^-1和48.14℃·10a^-1(P<0.01);降水量波动减少,气候倾向率为3.97 mm·10a^-1(P<0.05);日照时数显著减少,气候倾向率为10.92 h·10a^-1(P<0.05)。但2005—2020年16 a间,马铃薯生育期气温显著下降,气候倾向率为-0.54℃·10a^-1(P<0.01),各生育时期气温均呈下降趋势,其中块茎膨大～成熟期气温下降最明显,气候倾向率为-1.18℃·10a^-1,通过0.01水平显著性检验;马铃薯生育期降水量增加显著,气候倾向率为13.89 mm·10a^-1(P&l...     

从鹿马岔农业发展模式看黄土高原半干旱区持续农业体系

根据对鹿马岔小流域１０年综合研究与开发实践，提出了“以肥调水－提高单产－退耕种草－生态－养畜增收－全面发展”的旱地持续农业模式，认为黄土高原半干旱区持续农业发展要以耕地为主体，粮食为先导，农牧林综合发展，粮食生产是旱农持续发展的重点和难点，农村生态环境建设与农村经济建设必须双管齐下，旱地农业＋补灌提高水分利用率与利用效率是旱农持续发展的长期任务，造就新一代“知识型”农民是实现农业与农村要持续发展的     

黄土高原半干旱区降雨入渗试验研究

黄土高原地区地下水资源缺乏,降雨是土壤水的唯一补给来源。为研究降雨补给地下水过程,在黄土丘陵半干旱区的米脂试验站,对野外10 m土柱土壤水分进行了定位观测,分析自然降雨下土壤水分入渗深度和补给量。结果表明:自动监测显示单次降雨量为5.2 mm(小雨)时,11 h后入渗达到最大深度0.3 m,此深度以下几乎没有变化;单次降雨量为15.8 mm(中雨)时,4 d内影响深度可达0.6 m;单次降雨量为33.6 mm(大雨)时,8 d内1.2 m处土壤含水量增长明显,1.4 m以下没有变化。水分循环主要在0.8 m以内的蒸发带,该层土壤水分易被蒸发,0.8 m以下随着深度增加,土体含水率变化逐渐滞后,增幅逐渐减小。受多种因素影响,入渗过程持续时间不一。覆盖处理观测期土壤水分补给量显示:覆膜石子树枝裸地,补给量与降雨量呈线性关系,覆膜补给量上升最大。     

黄土高原旱作农田降水资源高效利用的技术途径

黄土高原属典型雨养农业地区，干旱缺水是制约该区旱作农田生产力进一步提高的瓶颈。然而，大量试验研究表明，严重的水土流失和无效蒸发则是造成旱地作物产量低而不稳的根本原因。近年来，各地在农田蓄水、保水、集水、补水和用水等方面，研究成功许多行之有效的旱作农田降水资源高效利用新技术，显示出黄土高原农业发展具有巨大潜力和广阔前景。     

半干旱区‘冀谷31’微集水种植增产机理研究

以夏谷区主栽品种冀谷31为材料,通过测定微集水种植和露地栽培(对照)的农艺性状、经济性状、干物重、光合速率、叶面积系数、土壤水分含量、土壤温度和叶绿素含量,探讨武安市半干旱区微集水种植的增产机理,为该技术在半干旱夏谷区的推广应用提供科学依据。结果表明:微集水种植较对照增产16.28%,土壤水分含量在10~20 cm深度提高10%以上,膜内土壤温度最高升高2.4℃,净光合速率提高15.44%,叶面积指数提高11.5%,SPAD值提高10.07%。因此,微集水种植具有显著增产的作用,其生理机制在于:微集水种植起到了保墒升温作用,促进了植株的生长发育;提高了净光合速率和叶面积指数,促进了根茎叶穗的干物质积累;在此基础上单穗重、穗粒重、出谷率、亩穗数经济性状得到提高;后期提高了功能叶片的叶绿素含量,防止了早衰,减少了秕谷。因此将微集水种植作为半干旱地区谷子生产的主要方式之一具有科学依据,应积极进行推广。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础，收集长期观测资料和文献数据，分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素，揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下，雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定，然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系，不同播前土壤储水条件下，每增加1 mm降水量，春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响，其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm），产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1，大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm），斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水，播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系，并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

黄土高原半干旱区集水农业效益分析

水资源缺乏是限制半干旱地区农业生产和农村社会经济发展的关键因素,一种崭新而有益的尝试——集水农业的实施使这一困扰了几代人的问题出现了转机,显示出了较好的效益。     

黄土高原土壤水分与植被生产力的关系

土壤水分生态条件的恶化愈来愈成为黄土高原植被建设和生态环境建设的限制因素，我们在对黄土高原土壤水分生态因素分析的基础上，探讨了黄土高原土壤水分的季节性变化、土壤剖面水分变化、区域水分变异规律，分析了土壤水分与植被生产力间的相互关系，并提出了改善黄土高原土壤水分生态环境、提高植被生产力的调控技术。     

黄土高原晋中半干旱区不同肥力水平下连作春玉米产量与土壤干燥化效应模拟

在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了黄土高原晋中半干旱区1960~2000年期间不同肥力水平下连作春玉米的产量变化和土壤水分效应。模拟结果表明:(1)无肥、低肥、中肥和高肥处理下连作春玉米的产量均呈现波动性降低趋势,其平均值分别为1.484、1.768、2.129和2.337 t/hm2;(2)4种肥力处理下连作玉米田逐月土壤有效含水量均呈现波动性降低趋势,平均每年分别减少5.6、8.4、8.4和11.4 mm,不同肥力处理玉米田剧烈土壤干燥化过程和处理间差异的出现均主要发生在模拟研究的前5 a内,无肥与低肥和中肥、高肥处理间土壤有效含水量差异十分显著;(3)在模拟初期出现了0~7 m剖面土壤湿度逐年降低、土壤干层逐年加厚的干燥化过程,在模拟中后期均出现了稳定的土壤干层,无肥处理土壤干层分布于1~2 m,低肥和中肥处理土壤干层分布于1~3 m土层,高肥处理均分布于1~4 m土层,表现出随肥力和作物产量水平的提高,土壤干层厚度逐渐加深;(4)晋中半干旱区玉米田土壤水分承载力介于低肥和中肥处理之间(1.868~2.154 t/hm2),相应的肥力水平为N 45~90 kg/hm2和P 15~55 kg/hm2。     

黄土高原灌木林地水分环境特性研究

通过对黄土高原试验示范区的多年定位观测试验，并结合调查数据，分析了该区灌木林地的土壤水分循环过程，大气降水分配特点，揭示了灌木林蒸腾耗水特征，以及土壤水分动态趋势，总结了沙棘、柠条灌木林地土壤水分平衡规律，从而为黄土高原绿化、灌木林的合理布局和经营提供了一定的科学依据。     

高寒半干旱区松免少耕技术效应研究

依据定位进行的田间试验资料，分析了松免少耕在冀西北高寒半干旱区的作物生产，土壤水分、硬度及根系发育效应。研究结果表明，留茬下的松免耕作具有促进作物生育期间土壤蓄水，增加非生育季节土壤冻融聚墒与减少水分蒸失效果。与传统耕作相比，春小麦播期０￣２０ｃｍ土壤水分增加４．４￣９．８ｍｍ。连年免耕，土壤硬度增大，相应土壤表层作物根系比重增加；间松耕维持了与传统耕作相近的土壤硬度，使２０ｃｍ以下作物根系较传统     

集水技术与中国半干旱区农村社会结构变迁-以甘肃中部四个农村社区为例

中国半干旱区由于自然条件比较严酷,不仅经济发展水平低下,而且社会发育程度低,引发社会结构变迁的内部动力不足。集水技术作为一种特殊的载体,不仅使半干旱区农民克服了水资源短缺的限制,基本摆脱了贫困的束缚,而且引发半干旱区农村产生了一系列结构变迁,这种变化是历史性的,它将在半干旱区社会发展的进程中写上重重的一笔。     

1961-2010年北方半干旱区极端降水时空变化

采用49个气象站点1961--2010年逐日降水量资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和R/S等方法,分析了近50 a来北方半干旱区极端降水事件的时空变化特征.结果表明:近50 a北方半干旱区极端降水指数最大5日降水量(RX5day)、强降水量(R95p)、降水强度(SDII)、连续湿日数(CWD)、连续干旱日数(CDD)、大雨日数(R20)和年总降水量(PRCPTOT)都表现出减少趋势.其中,RX5day和R95p减少趋势通过了0.1以上的显著性水平检验.Hurst指数分析表明,研究区各极端降水指数未来都呈现出减少趋势,其中CWD表现得尤为明显.近50 a来北方半干旱区CDD在1985年和1995年发生突变,而其他极端降水指数在1999-2000年出现了减少的突变.研究区各极端降水指数多年平均值的空间分布格局较为一致,除CDD外其他极端降水指数基本呈现出从西北向东南逐渐减少的趋势.各极端降水指数变化趋势在空间上表现出一定的区域差异性,研究区极端降水指数在东部地区以减少趋势为主,而中部局部地区表现出增加趋势.近50 a来北方半干旱区各极端降水指数(除CDD外)与年总降水量呈极显著正相关关系,极端降水指数对年降水量具有很好的指示作用.     

近50年来吉林西部半干旱区气候变化特征

根据吉林省西部地区6个具有代表性的气象站1961-2010年间的逐日气温、降水数据,运用趋势分析、小波分析和Mann-Kendall检验等统计方法,对吉林省西部半干旱区气候变化特征进行了分析。研究表明:近50年来,吉林西部半干旱区气温存在明显的增温趋势,以冬季气温升幅最大;降水则呈现减少趋势,夏季表现尤为明显。在不同的时间尺度上,气温、降水的变化趋势存在差异,年平均气温主要有5a左右,12a左右和30a以上的震荡周期,并在1989年发生突变;年平均降水主要有5a左右,30a左右的震荡周期,年际交替频繁。通过分析干燥度指数,吉林西部半干旱区干燥度指数主要存在6a左右、10a左右和35a左右震荡周期,并在1997-2002年之间发生突变,干燥程度总体呈现上升趋势,但上升趋势不明显,上升幅度自西向东逐渐减小。     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。