关键生育期不同灌溉量对甜高粱产量、 品质及水分利用效率的影响

在甘肃河西走廊荒漠绿洲区甜高粱总灌水量不变的前提下，以每次灌水量相同为对照，设拔节期~孕穗期增加20%灌水量和开花期~成熟期减少20%灌水量、拔节期~孕穗期增加40%灌水量和开花期~成熟期减少40%灌水量两个处理，研究关键生育期不同灌溉处理对甜高粱生长特性、生物产量、品质和水分利用效率的影响。结果表明：拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量，甜高粱的株高和茎秆直径均有所升高，且茎秆直径显著提高；同时也显著提高了甜高粱的茎秆和地上生物产量，且拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2（拔节期~孕穗期增加40%，开花期~成熟期减少40%灌水量）处理下最高，分别为72.89 t·hm^-2和89.04 t·hm^-2。 甜高粱的糖分产量和乙醇产量也有所提高，拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2处理下也最高，其糖分产量为12.47 t·hm^-2，乙醇产量为6 842.47 L·hm^-2；水分利用效率在拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量处理下也显著提高。这说明在总灌水量不变的情况下，拔节期~孕穗期增大灌溉量40%，开花期~成熟期减少灌溉量40%有利于甜高粱生物产量和品质的提高，同时也实现了水分的高效利用。     

Budyko-Fu模型下气候季节性指标中水热变化时相差的选取研究

流域水热耦合过程研究中，Budyko理论近年来得到了广泛的应用，其中又以傅抱璞公式（Budyko-Fu）比较著名。本研究在Budyko-Fu模型下，对其控制性参数ω与3种气候季节性指标的关系分别进行了分析。3种气候季节性指标包括SI1—考虑年内月降水量距平特征，SI2—考虑用正弦曲线模拟降水量与潜在蒸散季节变化时各自的振幅差别特征，以及SAI—在SI2的基础上进一步考虑降水量与潜在蒸散季节变化的相位差别。文章探讨了SAI指标计算中降水量与潜在蒸散季节相位取值年际变化与否的影响，由此形成SAI1和SAI2两个指标；随后比较了不同气候季节性指标在径流变化模拟中的应用效果。结果表明，在流域尺度水热耦合年际过程分析中，若气候季节性指标采用SAI2，即同一流域水热变化时相差由多年平均状况确定，且年际间保持不变，则效果较好；由此季节性指标结合NDVI数据给出的参数ω半经验公式的决定系数（R²）达到了0.746。在此基础上应用Budyko-Fu公式，流域年径流量的模拟精度显著提高。     

胡杨树干液流进程与太阳辐射的关系

为了研究胡杨树干液流时间进程与太阳辐射间的关系,利用热比率液流测定系统和自动气象站对2012年4月至9月额济纳绿洲胡杨树干液流速率和太阳辐射进行了同步监测.结果表明:胡杨树干液流与太阳辐射的时间进程在不同的月份呈现出不同特点,树干液流的启动时间比太阳辐射晚1～4小时左右,随着太阳辐射的停止,液流速率开始迅速下降,但液流并没有停止,而是维持在一个较低的水平.太阳辐射与胡杨树干液流在各个月份均存在时滞效应,但不同的月份时滞时间不同,就4至9月而言,液流速率滞后于太阳辐射1小时到达峰值.胡杨在不同的生长发育阶段与太阳辐射的相关性不同,4月液流速率与太阳辐射呈负相关,5～9月液流与太阳辐射呈正相关,相关系数分别为-0.142、0.607、0.701、0.735、0.702、0.636.回归分析结果显示,在胡杨树干液流的数值模拟中,考虑液流相对于太阳辐射的滞后效应可以提高模型的拟合精度.     

巴丹吉林沙漠植被群落特征与土壤水分关系研究

通过对巴丹吉林沙漠周边及腹地进行野外调查采样,归纳出该区植被的生活型和群落类型,分析其植被多样性、优势度及均匀度指数,进而探讨该地区植被群落特征对土壤水分的响应。结果表明:(1)本次调查共记录到20科52属56种植物,分属于乔木、小乔木、灌木、小灌木、半灌木、草质藤本、多年生草本、一年生草本8类生活型,群落多以灌木和多年生草本植物为主,且多为沙漠旱生或超旱生多年生植物;(2)巴丹吉林沙漠群落整体生物多样性指数偏低,沙漠腹地湖泊周围物种丰富度和多样性指数相对较高,边缘地区较低,且灌木层在群落中占优势且分布均匀,草本层植被种类多样;(3)巴丹吉林沙漠土壤含水量普遍较低,超过61%的区域土壤含水量不足5%;土壤含水量与Simpson优势度指数(C)为极显著负相关,与Shannon-Winner多样性指数(H′)、Simpson多样性指数(D)、Alatato均匀度指数(Ea)均为极显著正相关,且Simpson优势度指数(C)、Shannon-Winner多样性指数(H′)、Simp?son多样性指数(D)对土壤水分的响应关系中均为立方函数拟合效果最好。     

荒漠植物沙芥苗期对不同浓度NaCl的适应机制

本文研究了5周龄沙芥幼苗对不同浓度NaCl的适应机制。结果表明,沙芥苗期对不同浓度的NaCl具有不同的适应机制。与对照相比,在5 mmol/L的低浓度NaCl下,沙芥叶的干重和含水量分别显著增加了25%和35%(P<0.05),沙芥正是通过这种植株的快速生长和含水量的增加将进入体内过多的Na⁺稀释至毒害水平以下,以适应外界低浓度的NaCl。在50 mmol/L的中等浓度NaCl下,沙芥限制了K⁺、增强了Na⁺从根向叶的选择性运输,使叶中的Na⁺含量显著增加了8倍(P<0.05),沙芥最可能是将叶中积累的大量Na⁺区域化至液泡中来适应外界中等浓度的NaCl,该机制避免了Na⁺对叶细胞的伤害,使叶的渗透势显著降低了75%(P<0.05),让植株有效地抵御了盐分产生的渗透胁迫,维持了沙芥的正常生长。沙芥主要通过限制Na⁺、增强K⁺的选择性吸收和从根向叶的选择性运输来适应外界高浓度的NaCl。在200 mmol/L的高浓度NaCl下,该机制使沙芥叶中积累的K⁺较50 mmol/L的NaCl下显著增加了55%(P<0.05),使K⁺对渗透调节的贡献率也相应地从10.28%提高到了12.51%,K⁺一般积累于细胞质中,因此该机制有利于叶细胞质保持较低的Na⁺/K⁺、减缓Na⁺对叶的伤害,也有利于细胞质平衡来自胞内液泡和胞外高浓度NaCl产生的渗透压、减少叶的渗透伤害。尽管如此,在200 mmol/L的NaCl下,沙芥幼苗生长了7 d便使其叶的干重显著降低了51%(P<0.05),表明沙芥苗期的耐盐性有限。     

干旱区绿洲大田玉米生产效率研究——以张掖市种植户为例

以干旱区绿洲农业典型区张掖市甘州、临泽、高台三县区为例,在投入产出专项调查基础上增补调查内容,利用DEA-Tobit模型分析不同类型农户大田玉米生产效率和影响因素。结果表明:(1)三县区大田玉米综合技术效率存在21.9%的提升空间,其中纯技术效率提升空间大于规模效率,说明种植技术运用程度低是效率不高的主要原因。(2)小规模农户生产效率较高,大规模种植户可通过加大机械化生产、节水灌溉规模等措施,提高生产效率。(3)种植业收入、务工收入、温度与大田玉米生产效率呈显著正相关性;补贴收入、化肥农药用量、种植面积与大田玉米生产效率呈显著负相关性。     

民勤绿洲灌区表层土壤盐分空间变异性研究

土壤盐渍化是干旱半干旱区土地退化的主要原因之一,揭示土壤盐渍化程度与空间分布特征是区域盐渍化防治与治理的重要依据。文中以民勤灌区表层土壤盐分数据为基础,结合经典统计学与地统计学方法,研究该区土壤全盐及盐基离子的空间变异特征和分布规律。结果表明:该区表层土壤总体上偏碱性,阳离子以Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)为主,Cl~-和HCO_3~-离子呈中等变异性,而全盐和K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)离子则呈强变异性。全盐和各盐分离子均表现出强烈的空间相关性,空间自相关距离为4.62-11.13km,表明全盐及各离子在空间自相关范围内具有很大的相似性。Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和Cl~-离子与全盐的空间分布具有较高的一致性,低值区集中在灌区西南部和北部中心地区,高值区主要分布于灌区中部、北部偏东和偏西的一些区域。     

胡杨的夜间蒸腾——来自树干液流、叶片气体交换及显微结构的证据

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾的存在:1)夜间叶片气孔是不完全关闭的,平均气孔导度为45 mmol/(m2·s),远大于文献报道的杨属最小气孔导度(约为5 mmol/(m2·s)),平均蒸腾速率为0.7 mmol/(m2·s),两者分别占白天的26%和17%,这表明高的气孔导度和蒸腾速率主要是气孔开放引起;2)木质部平均液流速率白天为31.3 cm/h,夜间为16.5 cm/h,约为白天的53%,无论是白天还是夜间,液流速率与水汽压差均呈显著的对数关系,水汽压差可以解释55%的夜间液流变化,这表明夜间液流由蒸腾和组织补水两部分组成,因此,如何将夜间液流区分为夜间蒸腾和组织补水还有待进一步研究。午夜后液流速率的增加与木质部水势和径向生长变化是一致的,而与水汽压差是相反的,说明午夜后液流速率的增加是组织补水而非蒸腾。      

祁连山区不同尺寸双环入渗仪对比试验

设计7组不同内外径的双环入渗仪,在位于祁连山区的黑河上游平坦草地开展多次野外土壤入渗试验,对比分析双环入渗仪内外环尺寸对土壤入渗率和饱和导水率的影响。结果表明,双环入渗仪内径相同时,外径越大则稳定入渗率和饱和导水率越小;外径相同时,内径越小则稳定入渗率和饱和导水率越小。初始入渗率与双环入渗仪尺寸关系不显著,但稳定入渗率和饱和导水率与入渗仪缓冲指数呈显著负相关。综合考虑安装简便,用水条件,试验可靠等多方面因素,推荐山区使用内径20cm,外径40cm的双环入渗仪。     

河西走廊荒漠区土壤物理性质沿降水梯度的变化

土壤质量、土壤蓄水保肥能力和土壤养分吸收利用与土壤物理性质有密切联系。在甘肃省河西走廊民乐县至高台县自东向西的天然降水梯度上,选择荒漠区的7个研究点对土壤表层(0—20cm)和亚表层(20—40cm)分别采集42个土壤样品,在野外采用张力入渗仪测定饱和导水率,室内采用常规方法对土壤容重、孔隙度、颗粒组成等项目进行了测定。结果表明,在360～100mm的降水梯度上,荒漠土壤粉粒和黏粒含量降低,砂粒含量增加;伴随着土壤的粗粒化,引起土体的风散和结构的破坏,使土壤容重增加、孔隙度降低、持水性能下降等一系列物理性质的恶化。土壤表层、亚表层饱和导水率Ksat和变异系数Cv分别为70.0%和86.3%,均是土壤表层和亚表层各物理性质中变异系数最高的。