渭干河灌区棉花高产节水优化灌溉制度试验研究

利用田测法进行了相同灌水时间和次数、不同灌溉定额条件下灌水量与棉花产量关系试验 ,并采用数学分析方法推导、分析、计算了棉花最高产量灌溉定额 ,节水经济灌溉定额 ,高效用水灌溉定额 ,棉花需水临界期。结果表明 :皮棉产量与灌水量呈良好的二次抛物线关系 ;节水经济灌溉定额不仅与棉花水分生产函数有关 ,而且与皮棉价格、单方水价格、生产要素不变费用及水费征收方式有关。在现状条件下 ,渭干河灌区棉花合理灌溉定额为 2 655～ 5394 m3/ hm2 ,最高产量灌溉定额为 5394 m3/ hm2 ,节水经济灌溉定额5370 m3/ hm2 ,高效用水灌溉定额为 2 655m3/ hm2 ;棉花需水临界期是花铃期和蕾期     

基于生态系统服务和PSO-SOFM神经网络的中亚水土热资源匹配分区

水土热资源匹配度分区研究对于区域农业规划具有重要意义。中亚地区长期以来缺乏合理的水土热资源管理,已引发了一系列资源环境问题,严重威胁该地区农业生产。目前的研究也较少关注中亚水土热资源匹配分区模式。本研究利用遥感数据,通过量化4种主要生态系统服务(植被固碳、土壤保持、水源供给与涵养及生物多样性保护)的时空分布特征,结合PSO-SOFM(particleswarm optimization,PSO;self-organizing featuremap,SOFM)神经网络模型实现中亚水土热资源匹配度分区,并利用Spearman秩相关分析探索不同匹配度分区与生态环境因子的关系,应用偏相关分析确定气温和降水量对中亚地区生态系统服务的影响。结果表明,中亚生态系统服务总体呈东南高、西北低的空间格局,沿山地—绿洲—荒漠方向递减。在2000—2015年间,各类生态系统服务均有不同程度变化,其中植被固碳和土壤保持呈显著下降的面积占整个中亚的84.81%和84.82%;水源供给与涵养以及生物多样性保护服务呈显著下降的面积较少,占比分别为69.48%和19.8%,且这两种生态系统服务在个别地区有增加趋势。PSO-SOFM神经网络模型在中亚水土热资源匹配度分区中表现良好,根据生态系统服务值空间模式,中亚水土热资源匹配度可被划为5大类21个子类分区。在空间尺度,各类匹配度分区之间生态系统服务值有显著差异,降水是影响生态系统服务和匹配度高低的重要限制因子,而气温和土壤因素影响较弱;在时间尺度,降水和各生态系统服务值间呈显著正相关关系的范围更广,而气温对生态系统服务值有显著影响的区域主要集中在哈萨克斯坦北部草地—半荒漠生态敏感区、中亚荒漠生态脆弱区、中亚中部半荒漠生态敏感区以及巴特赫兹—卡拉比尔半荒漠生态敏感区等地。而在其他区域,气温和降水量并非决定生态系统服务值高低的主要因素,生态系统服务值的变化可能与土地开发利用模式有关。结合不同匹配度分区的生态地理条件,本研究可为中亚地区水土资源开发利用、农牧业发展以及生态环境保护提供有用信息。     

玛纳斯河流域生态需水量估算

玛纳斯河流域是典型的内陆河流域,生态需水是流域水资源合理配置的基本参数.从农田防护林、农田水盐平衡、水库湖泊需水和河道生态需水4个方面对玛纳斯河流域生态需水开展分析.结果表明:4部分生态需水分别为:1.55,2.95,2.01,2.33亿m3.维护流域稳定条件下的最小生态需水量为8.84亿m3,占水资源总量的34.76%,占地表水量的38.59%.     

塔里木灌区棉田的水盐动态和水盐平衡问题探讨

利用2004年在极端干旱的塔里木盆地绿洲棉田灌溉试验数据,对常规地面沟灌和膜下滴灌棉田在不同灌溉定额下水盐动态进行了研究,对节水灌溉与农田水盐平衡问题进行了深入探讨。主要结论包括:①在2700m3/hm2灌溉定额时,常规地面沟灌和膜下滴灌棉田在生育期0~60 cm土层积盐,膜下滴灌的积盐率(12.4%)要高于常规地面沟灌的积盐率(3.4%);②在小于6000 m3/hm2的4种不同灌溉定额条件下,生育期棉田1 m土体上总体表现为积盐;③对于土壤初始含盐量高的新垦荒地,灌溉淋洗的作用要好于土壤盐分本底值低的土壤;④为了保持农田的水盐平衡,在极端干旱区需要进行非生育期以淋洗盐分为目的的灌溉。     

从水土资源匹配关系看中亚地区水问题

中亚地区是世界上水土资源开发利用引起生态问题最突出的地区之一。运用基尼系数法和单位面积耕地所拥有的水资源量法,对中亚地区水土资源空间匹配关系进行定量分析。结果表明：中亚作为一个整体,水土资源匹配状况良好,通过调配可以达到水土资源均衡。但中亚五国间差异较大,表现为上游国家匹配状况优于下游国家。此外,通过对水土资源匹配状况的定量分析,得出中亚水问题不仅仅是量的问题,核心所在是国家间、尤其是上下游国家间对跨界河流水资源的利用与分配问题。     

南疆棉田实际蒸散量的计算模式

在田间试验基础上，采用常规气象与土壤湿度资料，运用数理统计方法建立了南疆棉田实际蒸散量的计算模式。结果表明：土壤湿度系数Kw与相对有效土壤含水率Aw具有直线相关性；计算值与实测值相比较，计算效果较好。     

乌鲁木齐地区大气降水中δD和δ~(18)O的变化特征

本文研究了乌鲁木齐地区近17年(1986—2002)大气降水的氢氧同位素组成,提出了大气降水线方程为δD=7.21δ18O+4.50,并与全国及全球降水线方程进行对比,揭示了该降水线方程的特征。研究表明,乌鲁木齐水分来源复杂,主要是西风带输送的海洋水汽和局地的蒸发,大气降水的加权平均18O与月平均气温相关关系显著,与雨量效应(降水量效应)较相关,降水中温度效应明显,且在一定时期很大程度上其影响掩盖了雨量效应。乌鲁木齐降水中δ18O的季节变化与温度的季节变化几乎一致,温度是制约降水中稳定同位素变化的主要影响因子。     

塔里木盆地棉花水分利用效率试验研究

根据田间试验资料,系统地分析了棉花耗水量、产量、边际产量,土壤水分含量,棉花水分利用效率之间的关系。结果表明：（1）棉花水分利用效率与棉花耗水量呈二次抛物线关系;（2）就棉花水分利用效率而言,苗期,蓄期,花铃期,吐絮期对应的1m土体适宜土壤水分下限分别为1m土体田间持水量的74％,68％,67％,（3）塔里木盆地水资源紧缺,按经济效益最佳的灌溉定额进行节水灌溉,可有效地提高棉花水分利用效率,在此基础上将有限水资源首先分配在棉花的需水临界期（花铃期和蕾期）会进一步提高水分利用效率,（4）棉花水分利用效率是衡量棉花是用水效率的指标之一,要获得最好的社会经济效益,必须兼顾产量与水分利用效率。     

中子仪土壤墒情监测方法研究

本文就中子仪的计数误差、合理测量次数、探测半径、率定曲线等进行了探讨。探测半径约为30cm,当探测深度大于控测半径时,率定方程为直线,探测深度小于探测半径时,可应用深度大于探测半径情况下的率定曲线推求表层的含水量。     

热脉冲法对胡杨树干液流的监测与蒸腾过程模拟

利用热脉冲技术对胡杨树干液流进行了研究,分析了胡杨树干液流日变化、不同胸径树干液流流量及胡杨液流的变化规律和其主要影响因子的关系。结果表明：在正常生长状态下,胡杨树干单位面积液流通量为0.450L/（cm^2.d）,在4～8月生长期内,日平均耗水量为78.335 L/d。胡杨树干断面单位时间内液流量变化呈明显的昼夜节律,白天的流速变化曲线呈双峰型,夜间树干液流速度处于平稳的低值,白天10：00与午后18：00左右达到两个峰值。随着胸径的增大,树干液流速度和液流量也随之增大。最后从理论分析着手建立2种类型的胡杨蒸腾模型,并用监测资料进行了验证。