保护性耕作对农田土壤风蚀影响的室内风洞实验研究

保护性耕作能够有效减少农田土壤风蚀。通过室内风洞实验,定量分析不同作物留茬、不同秸秆覆盖量对安塞黄绵土风蚀作用的影响。结果表明:(1)小麦留茬、玉米留茬以及秸秆覆盖都可以有效的减少风蚀。小麦秸秆覆盖量为4 210kg/hm2时土壤抗风蚀效率最高,达到95.9%;(2)风蚀量与风速成正相关关系,风蚀量随风速的变化均存在突然增大的转折点且30cm小麦留茬的转折点会明显滞后于30cm玉米留茬和裸土,30cm小麦留茬的抗风蚀效率要好于30cm玉米留茬;小麦秸秆覆盖量越大,抗风蚀效率越好;(3)随着高度的增加风蚀量逐渐减小,超过90%的风蚀量都集中在0～36cm高度范围内。随着风速的增大,0～10cm风蚀量所占比例会逐渐增加。     

嘉陵江流域输沙量演变规律分析

嘉陵江流域水土流失严重,是长江流域重点产沙区之一,研究流域输沙量演变规律及其影响因素,对揭示其水土流失规律及人类活动水文效应具有重要意义。基于嘉陵江北碚站月及年输沙量,分析了流域输沙量演变规律及流域内人类活动对输沙量的影响。结果表明:年输沙量总体呈降低趋势,1980s—1990s年输沙量波动程度相对较大;流域年输沙量在1992年发生突变,突变年份后年径流量有所增加,年输沙量明显减少,突变年份后年输沙量波动程度加剧;年内输沙量主要集中在汛期(7—9月),占全年72%以上,总体变化呈单峰型;根据北碚站1956—2008年降雨—输沙双累积曲线,流域输沙量相对降雨量在1984年发生突变,降水和人类活动在突变年份前后对输沙量衰减的影响分别为25%和75%,人类活动的影响占据了主导地位。     

近20年来陕西中部地区主要农作物生育期变化趋势分析

利用陕西省中部地区8个农业气象观测站1992-2010年冬小麦、夏玉米的生育期观测资料,分析了这两种作物主要生育期的变化趋势。结果表明：该地区冬小麦全生育期有不断缩短趋势,变化速率约为每10a缩短2.96d,各个站点变化趋势基本一致,但减少的速度不尽相同,其中凤翔站变化趋势较为显著（显著性达0.05水平）;冬小麦其它各生育阶段也都呈现出比较一致的变化趋势,其中播种-出苗、返青-拔节、拔节-抽穗、返青-成熟阶段呈缩短趋势,抽穗-乳熟、乳熟-成熟、播种-越冬阶段呈延长趋势,其余生育阶段变化趋势不明显。该地区夏玉米全生育期呈较一致的延长趋势（显著性超过0.05）,增加速率约为4.29d/10a,延长的时间主要在播种-三叶、七叶-拔节、乳熟-成熟阶段,其余生育阶段变化趋势不明显。     

渭河流域气候变化与人类活动对径流的影响

以黄河最大的一级支流渭河为研究对象,根据渭河流域华县水文站1958--2011年径流资料,采用Mann—Kendall趋势检验、Pettitt非参数统计和双累积曲线法分析径流序列的变化趋势和突变点,同时采用水量平衡法定量分析气候变化和人类活动对径流量的影响。结果表明：1）华县水文站径流量呈显著下降趋势（标准正态统计变量〈-2．23）,年均递减系数为0．86mm／a;2）径流量自1994年呈显著性减少趋势,据此将径流序列划分为2个阶段,即基准期1958--1994年和变化期1995—2011年;3）变化期较基准期在枯水年、平水年和丰水年径流量分别下降64．6％、41．3％和45．5％,枯水年流量下降趋势最为明显;4）华县站以上控制区内降雨变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为49．0％和51．0％,气候变化对渭河径流量的影响主要是由降水量的减少引起的。     

长期不同施肥方式对旱地轮作土壤养分和作物产量的影响

为明确黄土高原半干旱区不同施肥方式下旱地土壤养分和作物产量及其相互关系,筛选出农田最佳施肥管理措施,于2015—2018年进行田间试验,研究了9种不同施肥设置[有机肥配施磷肥(MP)、有机肥配施氮肥(MN)、磷钾肥配施(PK)、氮磷肥配施(NP)、种植作物不施肥(CK)、氮磷钾肥配施(NPK)、氮钾肥配施(NK)、有机肥(M)、有机肥配施氮磷肥(MNP)]对作物产量和土壤养分含量的影响。结果表明:2015—2018年不同施肥处理对土壤养分含量有明显影响,其中,土壤有机碳含量增加以M处理最为显著,4个年份较CK分别提高了112%、107%、101%和103%。土壤速效氮含量增加以MN处理最为显著,4个年份较CK分别提高了155%、167%、157%和135%。土壤有效磷含量增加以MP处理最为显著,4个年份较CK分别提高了843%、833%、929%和935%。土壤速效钾含量增加以M处理最为显著,4个年份较CK分别提高了124%、126%、121%和113%。不同施肥对作物增产有着显著影响,以MNP处理下作物产量增加最为显著,2015—2018年较CK分别提高了81%、337%、320%和239%。不同施肥方式对作物产量可持续性指数(I_(SYI))差异显著,可持续性指数(I_(SYI))最高的是MNP处理,次之是MN处理,而可持续性指数最低的是CK处理。综合研究结果来看,有机肥与化肥配施能有效提高作物产量,补充土壤养分,调节养分释放强度和速率,满足作物整个生长期对养分需求,使作物产量年际间变幅小,获得稳产高产。     

黄土高原坡面水土保持措施减沙水代价分析

不同的水土保持措施在减少侵蚀泥沙的同时对径流量的影响不同.以裸坡地水土流失为对照,分析了不同水土保持措施减水减沙比(Rrs),并以其作为减沙水代价指标,根据黄土高原土壤侵蚀严重的丘陵沟壑区(西峰、绥德、天水等3个典型区)的农地径流小区多年观测资料,分析了不同耕作措施及生物措施的减沙水代价(Rrs).结果表明,不同耕作方式Rrs差异很大,变化幅度在8.5～36.4 m3/t;在耕作措施上,横向耕作的Rrs大于防冲沟和浅耕,深耕Rrs最小;生物措施方面,低秆与高秆作物间作措施Rrs大于单作低秆作物和中高秆作物轮作,牧草(草木樨、苜蓿)轮作的Rrs较农作物轮作大,且草木樨与农作物轮作的Rrs大于苜蓿与农作物轮作.随着雨量的增加和坡度的增大,耕作措施和生物措施Rrs呈减小趋势.Rrs较大的措施在减少相同的坡面侵蚀泥沙时,有利于增加土壤水分,但是不利于径流形成.     

2010年中国西南特大干旱灾害:从生态学视角的审视

从生态学视角审视2010年发生在中国西南五省(区、市)历史罕见的跨季度、持续性特大干旱灾害.主要探讨了3个重要科学问题:(1)旱灾的成因.综合不同社会群体如公众、政府、学者、媒体等关于此次旱灾形成的认识,分析了此次旱灾的成因,阐明了笔者对此次旱灾成因的见解.指出西南特大旱灾不是单纯的自然灾害,而是自然因素与社会因素综合作用的结果.(2)旱灾的影响.主要包括:①旱灾对自然环境的直接破坏和潜在威胁;②旱灾对农业生产所造成的严重影响和巨大损失;③旱灾对社会经济的广泛冲击.(3)旱灾的启示.主要包括:①短视行为的惨痛代价及生态理念的强化与普及;②灾害科学研究的相对滞后及其跟进与深化;③灾害防范长远规划的缺失及其制定与落实.强调在相关研究领域应重点探索几个重要科学问题,分别是:水资源大省总缺水的根本性原因,区域水资源的科学配置与高效利用,重大工程建设对生态环境的影响,区域典型人工植被的生态需水,灾区生态退化机理与植被恢复技术.以期对西南特大干旱灾害的后续研究提供新的思路.     

宁南山区苜蓿生产现状与产草量提高途径

1996-2000年5a在8个试区的测试结果表明,宁南山区苜蓿鲜、干草产量分别为21740和6905kg/hm²,属低产区。灌水能提高苜蓿产草量,并减缓衰退过程。施肥能显著提高苜蓿产草量,纯N施肥量应在300kg/hm²。适宜播种量为7.5～15kg/hm²,田间密度宜在20～40株/m²。为提高越冬率,苜蓿播种期不能早于4月下旬,也不能晚于8月中旬。选用DEI、美国杂交和SD等高产优良苜蓿品种是提高宁南山区苜蓿产草量的重要技措。     

黄土高原典型流域次洪事件水沙关系变化及其驱动因素

[目的]探究黄土高原典型流域次洪事件水沙关系变化，探讨水土保持综合治理对流域水沙关系的调控，以期为黄土高原地区未来的生态恢复与水土保持综合治理提供参考。[方法]基于孤山川、佳芦河和西川河流域1974—1989年和2007—2019年的洪水水文要素资料，采用线性函数分析了流域不同时期水沙关系变化特征，采用皮尔逊相关系数法探讨了径流指标(年径流深、平均洪峰流量和平均流量)和输沙指标(年输沙量、平均最大含沙量和平均含沙量)间的相关性，辨析了不同流域水沙变化的驱动因素。[结果]2007—2019年各流域次洪事件的年均径流深和年均输沙量较1974—1989年均显著减少(p<0.05),孤山川流域变化最大，分别减少56.48%,95.03%;佳芦河流域的年均输沙量变化不明显且年均径流深有所增加，主要由于该流域植被覆盖较差、水土保持措施治理占流域比例小，加之近年来极端降雨量增加。[结论]各流域的水沙关系在经过水土保持综合治理后发生显著变化，径流深-输沙模数线性关系减弱，黄土高原水土保持措施的实施尤其是大规模植被恢复使流域产输沙能力下降，从而导致径流和输沙变化的不同步。