有机酸影响矿物钾释放的室内试验与数学模拟

在生物试验的基础上 ,利用连续流动法 ,模拟植物根系分泌有机酸的种类和数量 ,研究了不同有机酸对矿物钾释放的影响。结果表明 ,有机酸能够明显地促进矿物中钾的释放 ,浓度越高 ,释钾作用越明显 ;此外 ,其释钾能力还与有机酸的种类、矿物类型密切相关。对试验结果进行了随机数学模拟 ,表明所采用的传递函数模型能够较好地仿真矿物钾的释放过程。     

DNDC模型在曲周试验站的参数灵敏度分析及率定

【目的】基于河北省曲周试验站的试验数据,对DNDC模型的参数进行详尽的灵敏度分析和标定。【方法】采用独立参数扰动法进行参数的灵敏度分析,运用试错法对参数进行标定。【结果】在曲周试验站,标定模拟的土壤剖面体积含水量动态的精度较高,平均归一化均方根误差（NRMSE）为22.41%。对于土壤氧化亚氮释放量的模拟,则呈现出明显的季节变化趋势并有效地捕捉到其峰值所在。模型标定模拟的冬小麦叶面积指数、地上部分生物量和产量的NRMSE分别为27.04%、30.46%和28.10%;标定模拟的夏玉米叶面积指数、地上部分生物量和产量的NRMSE分别为28.49%、25.15%和26.92%。【结论】以上标定模拟的精度就田间实际情况而言,总体是可以接受的。经过详细参数标定后的DNDC模型将为深入探讨不同农田管理措施下,实现作物增产和农业减排双赢局面提供科学有效的途径。     

漳卫河平原农业水资源高效利用的模拟研究Ⅱ.水分生产函数的建立及灌溉制度优化

优化漳卫河平原冬小麦夏玉米轮作体系的灌溉制度,对进一步深入研究水资源严重短缺的河南省可持续农业的发展具有一定的示范意义。本研究以经过参数率定与模拟验证的SWAT为工具,设置了1种充分灌溉和9种非充分灌溉情形,拟合得到冬小麦和夏玉米的Jensen模型水分生产函数,在此基础上,以不考虑氮磷胁迫的历史灌溉情景为基本情形,设置了3种优化灌溉方案。模拟结果表明：与基本情景相比,轮作体系粮食稳产,平均节约灌溉用水16．13％,水分利用率平均提高3．05％;与相应时段的年鉴统计值和模拟的历史情景下的产量相比．最优情景下全区轮作体系粮食平均增产30．76％和6．47％;与模拟的历史情景相比,优化情号下轮作体系的水分利用率平均提高23．94％。     

分布式水文模型在徒骇马颊河流域灌溉管理中的应用Ⅰ.参数率定和模拟验证

【目的】建立徒骇马颊河流域的分布式水文模型,为进行该地区灌溉制度优化提供支持。【方法】首先运用洗牌复形演化（SCE-UA）算法在禹城试验站和洪门试验站对分布式水文模型（SWAT）中的作物参数进行率定,接着以遥感监测的蒸散数据为目标,应用拉丁超立方-单次单因素（LH-OAT）方法对蒸散发（ET）相关的参数进行了敏感性分析,用序贯不确定性（SUFI-2）算法优化出一套参数范围并进行不确定性分析。在此基础上,在考虑模型不确定性的情况下对冬小麦－夏玉米轮作体系产量的长期模拟结果进行验证。【结果】作物参数率定结果表明,禹城试验站上冬小麦和夏玉米产量的相对误差分别为7.02%和16.60%,洪门试验站上冬小麦和夏玉米产量的相对误差分别为0.09%和0.10%。ET参数率定和统计年鉴产量验证结果：除了NS系数,P_factor、R_factor以及R2的模拟精度较高。【结论】依据徒骇马颊河流域的特点进行SWAT模型相关参数的率定,得到较好的模拟结果,为进一步深入研究该地区水分生产函数和优化灌溉制度打下了基础。     

陆面模型的网格尺度在春季土壤墒情数值模拟中的优化选择

陆面模型为区域农田土壤墒情监测提供了很好的途径,优化选择模型的网格尺度可以最有效地的利用空间输入信息,提高计算效率。本研究以海河平原内的1°×1°(115.5～116.5°(E),38～39°(N))为研究区,运用陆面模型CLM3.0分别在(1/120)～1°的14种不同网格尺度上对2003年3—5月的土壤墒情进行了独立模拟,分析在一定精度的空间输入数据条件下,陆面模型的网格尺度在该区域春季土壤墒情模拟中的优化取值。研究表明,结合模型输入数据的空间分辨率选择合适的网格尺度,可有效地减少计算机浮点计算取舍引起的误差;网格的无限精细并不能提高模拟效果,需要依据土壤砂粒百分含量数据的精度、变程及模拟目的优化选择陆面模型的网格尺度。当仅需要获得区域的土壤墒情平均值时,网格尺度的优化取值在土壤砂粒百分含量数据变程的1.4倍附近;当需要获得区域的土壤墒情空间变异特征时,网格尺度的优化取值在土壤砂粒百分含量数据变程的28%附近;当需要获得区域的土壤墒情空间变异特征及极大值时,网格尺度的优化取值在土壤砂粒百分含量数据变程的19%附近;当需要获得区域的土壤墒情的所有空间统计特征时,网格尺度的优化取值在土壤砂粒百分含量数据的空间最小尺度附近。     

双环入渗仪的缓冲指标对测定土壤饱和导水率的影响

双环入渗仪在测定田间土壤饱和导水率时被广泛采用。本文采用不同直径的双环入渗仪(内环直径分别为20 cm、40 cm、80 cm和120 cm)和不同的内外环直径比,即不同的缓冲指标(0.2、0.33、0.5和0.71),进行了16组定水头积水入渗试验,研究了双环入渗仪缓冲指标对土壤饱和导水率测定的影响。结果表明:内环直径较小的入渗仪,其累积入渗过程曲线的分布较分散;随着入渗环直径逐渐增大,分散范围逐渐缩小。另外,随着缓冲指标的逐渐增大,测定的土壤饱和导水率并没有明显的增大或减小趋势,但内环直径20 cm的入渗仪测定的土壤饱和导水率的波动最大,而80 cm和120 cm内径的双环入渗仪测定的土壤饱和导水率最稳定,并且始终非常接近。因此,相对于双环入渗仪内环大小或土壤非均质性的影响,双环入渗仪的缓冲指标对于土壤饱和导水率测定的影响要小。     

小麦幼苗吸收H_2PO_4~-动态的室内试验与数学模拟

 在不同磷营养液培养的基础上,对耗竭48 h后的CA9325和晋麦2号(JM2)小麦幼苗吸收H2PO4-动态过程进行了室内试验及数学模拟。结果表明,缺磷时,2个品种小麦的根冠比高于供磷植株;CA9325的生物量和含磷量均高于JM2。吸收H2PO4-的动力学参数表明,缺磷的CA9325根系对H2PO4-的亲合力大,最大吸收速率也高。与缺磷小麦相比,供磷后2品种小麦植株的生物量和含磷量均显著提高,根冠比均显著降低,但各供磷水平间差异不明显。在生物试验的基础上,对小麦根系吸收H2PO4-动态的结果进行了数学模拟,表     

分布式水文模型在徒骇马颊河流域灌溉管理中的应用Ⅱ.水分生产函数的建立和灌溉制度的优化

【目的】优化徒骇马颊河流域冬小麦-夏玉米轮作体系的灌溉制度。【方法】以经过参数率定与模拟验证的SWAT为手段,设置了1种充分灌溉和9种非充分灌溉情形,拟合得到冬小麦和夏玉米的水分生产函数,在此基础上,以不考虑氮磷胁迫的历史灌溉情景为基本情形,设置了3种优化灌溉方案。【结果】模拟结果表明,与基本情景相比,轮作体系粮食稳产,平均节约灌溉用水29.00%,水分利用效率平均提高6.58%;与相应时段的年鉴统计值和模拟的历史情景下的产量相比,情景三下全区轮作体系粮食平均增产8.32%和11.24%;与模拟的历史情景相比,优化情景下轮作体系的水分利用率平均提高36.33%。【结论】优化灌溉方案能够在保证徒骇马颊河流域冬小麦－夏玉米轮作体系粮食稳产的前提下,有效地节约灌溉用水,提高水分利用率。     

阿特拉津的主要降解产物在土壤中转化与运移的研究进展

 阿特拉津是中国华北和东北地区玉米地常用的除草剂,它在土壤环境中的主要降解产物脱乙基阿特拉津和脱异丙基阿特拉津具有与其母体化合物类似的毒性,且极性高、易在土壤中运移。对阿特拉津的主要降解产物在土壤环境中的运移与转化规律开展定量研究,已受到环境科学和土壤科学领域的关注,但系统深入的研究尚不充分。本文较详细地介绍了阿特拉津的主要降解产物在土壤中的吸附、降解和淋溶方面的国内外研究进展,为国内的科研工作者开展与此相关的研究工作提供参考。     

降雨入渗条件下厚包气带土壤水流通量的模拟与分析

降雨较少的半干旱半湿润地区大范围的厚包气带中土壤水运动的研究越来越受到关注,其中厚包气带对降雨补给浅层地下水特征的影响是重要的研究问题。探究厚包气带情形下降雨对浅层地下水的补给作用和机理可为分析人类干扰情况下水文循环规律的变化、合理地制定水资源开发利用规划提供理论依据。本文以北京市大兴区新凤河流域采育镇由GEOPROBE钻机获得的9.6m厚包气带土壤样品为研究对象,在室内详细测得土壤特性数据的基础上,运用HYSRUS-1D软件模拟55a降雨入渗条件下的一维土壤水流动态过程,分析土壤水流通量的时空变异特征,探讨用较浅层位(2m深度附近)的土壤水流通量来估算深层土壤水渗漏量的可行性,旨在为野外裸地厚包气带条件下评价降雨入渗对浅层地下水的补给提供简捷实用的方法。研究结果表明:该地区多年自然降雨条件下的平均土壤水分深层渗漏量为131.03mm,多年平均降雨入渗补给系数约为0.21。其中,平水年对应的平均降雨入渗补给系数约为0.18。当模拟时段达到55年时,土壤剖面2m以下的入渗通量几乎不随深度变化而变化。这一实际案例的研究结果对该区域宏观水资源管理和评价具有一定的参考价值。