Effects of drip irrigation frequency on soil wetting pattern and potato growth in North China Plain

The effect of irrigation frequency on soil water distribution, potato root distribution, potato tuber yield and water use efficiency was studied in 2001 and 2002 field experiments. Treatments consisted of six different drip irrigation frequencies: N1 (once every day), N2 (once every 2 days), N3 (once every 3 days), N4 (once every 4 days), N6 (once every 6 days) and N8 (once every 8 days), with total drip irrigation water equal for the different frequencies. The results indicated that drip irrigation frequency did affect soil water distribution, depending on potato growing stage, soil depth and distance from the emitter. Under treatment N1, soil matric potential (ψ_m) Variations at depths of 70 and 90 cm showed a larger wetted soil range than was initially expected. Potato root growth was also affected by drip irrigation frequency to some extent: the higher the frequency, the higher was the root length density (RLD) in 0–60 cm soil layer and the lower was the root length density (RWD) in 0–10 cm soil layer. On the other hand, potato roots were not limited in wetted soil volume even when the crop was irrigated at the highest frequency. High frequency irrigation enhanced potato tuber growth and water use efficiency (WUE). Reducing irrigation frequency from N1 to N8 resulted in significant yield reductions by 33.4 and 29.1% in 2001 and 2002, respectively. For total ET, little difference was found among the different irrigation frequency treatments.     

再生水滴灌灌水器附生生物膜生长对堵塞的影响

再生水滴灌灌水器堵塞与其内部附生生物膜的形成和生长密切相关,但是生物膜的生长过程对灌水器堵塞加深的影响机制至今还罕有报道。基于此,该文测试了系统累积运行540 h后7种不同堵塞程度灌水器出流及附生生物膜关键组分,并分析灌水器堵塞加深对生物膜组分增长的敏感性。结果表明:灌水器堵塞程度随着附生生物膜组分的增长而加深,两者存在显著的"S型曲线"相关关系(R20.92),呈现出"敏感-微敏感-极度敏感"变化趋势。生物膜固体颗粒物和磷脂脂肪酸含量变化可以极好地刻画这种敏感性的变化过程,说明水源颗粒物和微生物同时是再生水滴灌灌水器堵塞的关键诱发因素。该文的研究可为揭示再生水滴灌灌水器堵塞诱发机理及其推广提供理论依据。     

惠山国家森林公园游憩林小气候与人体舒适度变化规律

【目的】研究无锡市惠山国家森林公园典型游憩林内小气候及人体舒适度的时间变化规律,以期为惠山乃至江南地区游憩型城市森林的合理经营和生态效益评价提供基础科学数据,也为当地市民选择合适的时间和衣着开展森林游憩活动提供参考。【方法】在惠山国家森林公园最高峰附近,选择20世纪80、90年代营造、位于山顶南坡的香樟林、湿地松林和山顶北坡的栓皮栎林3种典型人工游憩林为对象,以位于山脊的水泥道路为对照,于春、夏、秋、冬季晴好无风天气条件下,在5:00—19:00同步测定3个游憩林及对照点的气温、空气相对湿度和风速,在此基础上计算舒适度指数和衣着厚度指数,量化分析各游憩林及对照点的小气候、人体舒适度的季节变化、日内变化规律,比较不同游憩林的人体舒适度差异,并提出四季游览惠山的衣着建议。【结果】各林分温度的季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季,空气相对湿度表现为夏、秋季大于春、冬季,风速表现为香樟林和湿地松林在夏季最大,栓皮栎林和道路在秋季最大;相同季节不同林分之间的舒适度指数差异不显著,各林分在春季的人体舒适度最高;4个季节白天观测时段内,各林分气温日变化均为单峰型,且峰值出现在11:00—15:00,谷值出现在 5:00 —7:00,空气相对湿度的日变化规律则与气温相反;风速的日变化趋势波动较大,峰值出现在5:00—9:00,谷值出现在13:00—15:00;在春、秋、冬季,各林分人体舒适度在11:00—15:00最高,而夏季这个时间段则最低;3个游憩林在夏季能显著提高人体舒适度,但冬季与对照的差异不大;各林分气候达到“舒适”等级的时间为春季最长(11:00—17:00),秋季次之(11:00—15:00),夏季仅早上气候舒适(5:00—7:00),冬季气候均为“极不舒适”;各林分的着衣厚度指数在夏季均为1,冬季均为7,春季香樟林为5,湿地松林和栓皮栎林为4,道路为3,秋季道路和栓皮栎林为4,香樟林和湿地松林为5。【结论】 3个人工林林分在春季均发挥降温增湿效应,湿地松林在4个季节都具有降风作用;各林分在夏季调节小气候效应更明显,春季的人体舒适度最高,春、秋、冬季的11:00—15:00为白天气候的最舒适时段。     

紫色土旱坡地土壤团聚体稳定性特征对侵蚀过程的影响

 【目的】研究紫色土旱坡地土壤团聚体稳定性特征及其对侵蚀过程的影响。【方法】利用野外人工模拟降雨与土壤团聚体特征分析的研究方法,对4种紫色土旱坡地土壤团聚体稳定性特征及其对侵蚀过程影响进行研究。【结果】（1）快速湿润使大部分团聚体崩解为细小的团聚体,慢速湿润和湿润振荡2种处理对5—2 mm大团聚体的影响最大,崩解后集中分布在2—0.5 mm范围内。（2）4种土地利用类型团聚体稳定性大小为桑园地＞苜蓿地＞荒草地＞菜地,快速湿润作用下4种土地利用类型团聚体的平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）都较小,慢速湿润处理的MWD和GMD总体较大,紫色土旱坡地土壤团聚体崩解机制主要是快速湿润时孔隙内封闭的空气压力作用,而黏粒膨胀对团聚体破坏的作用最小。（3）在持续模拟降雨下,4种旱坡地产流产沙量大小为：菜地＞荒草地＞苜蓿地＞桑园地,产流产沙过程与不同土地利用土壤团聚体稳定性特征相耦合;团聚体稳定性指标与产流率和产沙率在第1小时降雨历时相关系数大于第2 小时,快速湿润下MWD值分别和径流总量与侵蚀泥沙总量呈显著负相关,降雨侵蚀产沙过程中土壤团聚体孔隙内部空气压力对土壤团聚体的破碎是侵蚀产沙的主要形式。【结论】土壤团聚体稳定性越差,紫色土旱坡地侵蚀产沙量和径流量越大,降雨前期土壤团聚体稳定性特征与侵蚀产流产沙相关性最高,MWD能更好反映紫色土土壤团聚体与侵蚀产沙和产流间的关系,紫色土旱坡地土壤团聚体内部空气压力破坏是土壤团聚体破碎侵蚀产沙的主要形式。     

秸秆覆盖条件下水分亏缺对春青稞水分利用和产量的影响

提高水分利用效率对发展西藏高海拔地区节水农业至关重要。该文通过小区试验,研究了秸秆覆盖条件下春青稞不同生育期对水分亏缺程度的响应。试验处理包括全生育期充分灌溉处理(对照)以及苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期水分亏缺处理。结果表明,水分亏缺处理显著降低了春青稞耗水量和耗水强度(P0.05),且其减小程度随着亏缺程度的增加而增大。灌浆期水分亏缺对全生育期作物耗水量的影响最大,其轻、重度水分亏缺处理分别减少全生育期耗水量19.6%和24.2%;在水分亏缺处理下春青稞产量差异不显著。在试验条件下,不同水分亏缺没有导致减产,而水分利用效率提高4.64%~21.85%,节水4.96%~24.24%。当土壤水分下限控制在55%田间持水率时,对春青稞产量及构成没有产生显著不良影响且获得了较高的节水率,表明在西藏高海拔半干旱寒区,可以通过秸秆覆盖农田管理措施,使春青稞获得更大的节水空间。     

北京市大兴区浅层地下水水质时空变化分析

对大兴区浅层地下水的主要污染物进行时空动态及原因分析。结果表明,大兴区浅层地下水的主要污染指标含量比较高,尤其是总硬度含量超标严重,硝酸盐氮含量局部地区偏大,氨氮含量变化不明显。总体来说,地下水水质南部和东部水质好于北部和西部地区。污染源（包括工业废水、居民生活污水、农业面源污染）的分布以及表层地质环境和地下水贮存条件对地下水水质有很大影响,大兴区急需建立完善的地下水资源利用和保护机制。     

Simulating soil erodibility in southeastern China using a sequential Gaussian algorithm

Soil erodibility(K) is a key factor of soil erosion, and its appropriate quantification and interpolation are vitally important for soil and water conservation.The traditional point-represent-polygon approaches and common kriging method for the estimation of K, however, do not sufficiently represent the original data. The objectives of this study were to simulate the spatial distribution of K using a sequential Gaussian algorithm and analyze the uncertainty in evaluating the risk of soil erodibility in southeastern China. We determined 101 sampling points in the area and collected disturbed soil samples from the 0–20 cm layer at each point. Soil properties were determined, and K was calculated using five common models: the EPIC(Erosion/Productivity Impact Calculator),approximate nomograph, Torri, Shirazi, and Wang models. Among the chosen models, the EPIC model performed the best at estimating K(KEPIC), which ranged from 0.019 to 0.060 t ha h(ha MJ mm)~(-1), with a mean of 0.043 t ha h(ha MJ mm)~(-1). The KEPICwas moderately spatially variable and had a limited spatial structure, increasing from south to north in our study area, and all spatial simulations using the cooperative kriging(CK) interpolation and the sequential Gaussian simulation(SGS) with 10, 25, 50, 100, 200, and 500 realizations had acceptable accuracies. The CK interpolation narrowed the range,and the SGS maintained the original characteristics of the calculated data. The proportions of the risk area were 38.0% and 10.1%, when the risk probability for K was 60% and 80%, respectively, and high risk areas were mostly located in the north. The results provide scientific guidance for managing the risk of soil erodibility in southeastern China.     

大辽河流域水源涵养林枯落物持水特性研究

为探求大辽河流域水源涵养林枯落物的持水特性,以大辽河流域红松、落叶松、蒙古栎、杨桦、山杨、杂木林、胡桃楸灌木林和荒草地为研究对象,通过野外观测和浸水法,建立了枯落物持水量、吸水速率和浸泡时间的相互关系。结果表明:(1)不同林分枯落物总厚度和现存量为蒙古栎最大,分别为4.83cm和30.70t/hm²;灌木林最小,分别为0.65cm和3.32t/hm²。(2)最大持水量为3.97~36.02t/hm²,最大拦蓄量为3.34~34.06t/hm²,有效拦蓄量为0.85~20.39t/hm²,均表现为蒙古栎林最大,而灌木林和草地最小。(3)浸水实验结果表明,枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间之间存在幂函数关系,不同森林类型枯落物持水量和吸水速率随时间的动态变化规律基本相似。     

水库集水区水土保持与流域产水量——以密云水库上游潮白河流域为例

 针对密云水库上游承德"21世纪水资源可持续利用项目"中水土流失治理后来水减少,加剧下游城市(北京)水资源供需矛盾的问题,探讨集水区减少水土保持用水,增加流域产水量,从而水资源在下游(首都圈)发挥最大效益的思路。在将流域分成3种类型区的基础上,提出了流域分区治理方案及其标准:1)生态产水功能区,以增加产水供给下游为主要目的,提出以需水量最低的低覆盖度草地配置为主的水土流失坡面治理模式和减少蓄水、增大拦沙的弱化与强化相结合的沟道治理模式;2)生产生活功能区,以满足流域基本粮食生产为主要目的,提出以黄土丘陵区坝地为主的水土流失治理模式及其标准;3)生态产水与生产生活复合功能区,兼顾二者功能,提出以需水量中等的灌木林和疏林配置为主的水土流失治理模式及标准。     

北京市平原区农用机井水电折算系数试验研究

沿潮白河冲积扇、永定河冲积扇上中下游,针对不同包气带结构、不同地下水埋深条件,布置62个数据监测点,系统开展了水电折算系数率定测试试验.通过布置远程水量监测系统、远程电量监测系统、动态水位监测系统、数据实时传输系统,实时获得农用机井的出水量、耗电量以及动态水位,分析得出不同区域、不同动态水位下农用井出水量与耗电量之间的折算关系,发现含水层的富水性以及区域地下水埋深是影响水电折算系数的主要参数.对比分析研究区域内的含水层富水性以及地下水水位埋深,得知北京市各区县水电折算系数为2.53-4.88 m3/（k W·h）的结论.该成果为支撑水电折算计量系统在北京以及全国的推广,并为提高较高水电折算计量系统的精度,提供了技术支撑.