甘肃省黄河流域水土保持措施减水减沙效益研究

基于1956—2020年甘肃省黄河流域主要水文站径流量与输沙量数据,分析径流量、输沙量的变化特征以及降水量与径流量、输沙量的关系变化,以兰州水文站为例,运用双累积曲线法和回归分析法,分析水土保持措施的减水减沙效益,希望为黄河流域生态保护和水资源规划提供支撑。研究表明：(1)甘肃省黄河流域径流量和输沙量呈现先上升后下降的趋势,径流量发生突变的年份是1984年,输沙量发生突变的年份是1971年,表现出一定的前瞻性;(2)对比计算结果,双累积曲线法的计算结果更加准确,水土保持措施减水效益为49.85%,减沙效益达到77.70%。     

无芒雀麦与苜蓿混播草地生产力提升的水氮调控模式

针对西北干旱草原区天然草地退化、水土流失严重以及人工草地生产力低下等问题,研究种植模式和水氮调控对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响,以期获得高产高效的草地管理模式。以3年生紫花苜蓿和无芒雀麦(2018年播种)为试验材料,分析种植模式(无芒雀麦与苜蓿混播D1,无芒雀麦单播D2)、施氮(纯氮)量(N1:60 kg/hm²;N2:120 kg/hm²)和灌水量(以灌水下限占田间持水量θ_f的百分比计,轻度亏水 65%θ_f、中度亏水 55%θ_f、重度亏水 45%θ_f分别记为W1、W2、W3,灌水上限均为85%θ_f)3个因素对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响。结果表明:(1)增加灌水量和施氮量有利于牧草株高和茎粗的生长,与W3N1处理相比,W1N2处理混播苜蓿、混播无芒雀麦和单播无芒雀麦三茬平均株高分别增加27.41%,20.26%和26.55%,茎粗分别增加11.32%,4.11%和20.98%;混播对无芒雀麦株高有促进作用,对茎粗有抑制作用。(2)灌水量和施氮量的增加有利于提高牧草产量和品质,W1N2处理牧草年产量和粗蛋白(CP)含量最高,与W3N1处理相比,W1N2处理下混播牧草年产量、CP含量分别增加42.16%,27.00%,单播牧草年产量、CP含量分别增加38.59%,37.26%,混播牧草ADF和NDF分别降低19.56%和33.86%,单播牧草ADF和NDF分别降低21.29%和25.53%。(3)随着灌水量的增加,IWUE和WUE减小,PFP_N增大;增加施氮量,混播模式IWUE、WUE和PFP_N均减小,单播模式IWUE和PFP_N减少,WUE增大。(4)基于主成分分析得出,混播模式轻度亏水(灌水下限65%θ_f)高氮量(120 kg/hm²)处理综合得分最高,为适宜的水氮管理模式。研究结果可为西北干旱半干旱草原区牧草的种植管理提供理论依据。     

水分调控与种植模式对人工草地土壤水分及产量品质的影响

针对河西走廊地区水资源短缺、天然草地退化严重和质量低下等问题,探究合理的水分调控与种植模式,以缓解草畜矛盾,改善生态环境,实现区域草地畜牧业可持续发展。试验采用2年大田试验,研究3种种植模式(O:红豆草单播;A:红豆草+无芒雀麦混播;B:红豆草+无芒雀麦+长穗偃麦草混播)与4种水分调控[灌水上下限以土壤含水量占田间持水量θ_FC的百分比计,W0:充分灌水(75%~85%θ_FC);W1:轻度水分亏缺(65%~75%θ_FC);W2:中度水分亏缺(55%~65%θ_FC);W3:重度水分亏缺(45%~55%θ_FC)]对人工草地土壤水分特征、干草产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在时间维度(4—9月)0—40 cm土层土壤含水量表现为先减小后增大的变化趋势,且该变化趋势W2、W3较W0、W1明显,单播较混播明显,40—100 cm土层土壤含水量呈现逐渐减小的变化规律;在空间垂直分布上,各处理土壤含水量呈先增大后减小之后趋于稳定的变化趋势;3种种植模式中土壤含水量均属于中等变异,且表层与60—100 cm土层变异系数较大。(2)随着水分亏缺加剧,单混播牧草产量均逐渐减小,WUE先增大后减小,W1较W0处理牧草产量差异不显著(p＞0.05),且WUE最高;A和B种植模式2年平均总产量分别较O提高16.01%和12.74%,2年平均WUE分别较O提升18.64%和11.19%。(3)适宜水分亏缺提升了牧草品质,混播模式较单播牧草品质改善。A和B种植模式较O种植模式2年平均ADF分别降低4.40%和2.73%,NDF分别降低2.82%和2.02%,CP分别降低3.53%和7.24%,但W0与W1水分处理,O与A种植模式CP差异不显著。A和B种植模式较O种植模式2年平均Ash分别提升18.50%和16.58%,EE分别提升23.19%和20.37%,RFV分别提升4.87%和3.20%。通过主成分分析综合评价得出,轻度水分亏缺下红豆草与无芒雀麦混播是河西走廊地区人工草地高产优质高效的适宜水分调控与种植模式。     

膜下滴灌水肥一体化研究进展

水资源短缺和肥料利用效率偏低是制约我国农业可持续发展的重要因素。膜下滴灌水肥一体化技术是将节水灌溉、按需施肥与覆膜农艺措施集成的高效灌水施肥技术,具有节水节肥、减蒸抑盐、提质增效和减少化肥投入等优点。综述了膜下滴灌水肥一体化技术对水肥利用效率、土壤水盐分布运移,氮磷钾养分在土壤?作物系统的吸收、转化、迁移规律和对土壤理化性质的影响,以及水肥耦合模型研究和滴灌水肥一体化发展历程,分析了膜下滴灌技术目前存在的问题并提出了对策建议。      

黄河流域甘肃段潜在蒸散发时空变异规律及驱动因子分析

潜在蒸散量(ET0)与气象因素间关系复杂,研究ET0时空变化规律及驱动因子分析,对探明气候变化对水文循环的影响具有重要意义.基于黄河流域甘肃段15个气象站点1984-2019年逐日气象资料,分析ET0时空变化规律,定性与定量相结合的方法,揭示ET0与气象因素间的内在关系及驱动因子分析.结果表明:黄河流域甘肃段ET0呈现显著上升趋势,线性倾向变化率2.439 mm/a,突变发生在1995年,空间呈现由西南向东北递增的趋势,甘南山地小,陇中、陇东平原大,波动范围726.6～1003.6 mm.聚类与灰色关联度分析相结合确定5个气象因素(Tmax、RH、u、P、n)进行重点分析,通径分析结果表明Tmax是影响ET0变化最主要因素,P作用最小.各气象因子敏感性程度分布存在差异,ET0对RH变化最敏感,其次为Tmax、n,对u变化敏感性最差.相对湿度、日照时数多年减少和温度升高、风速增大等综合作用,促使流域ET0呈现增大趋势,总贡献值18.83％,且温度升高是主要原因.     

不同灌水量对红枣果实生长及产量的影响

为探究不同灌水量对红枣坐果率、果实生长及产量的影响,以甘肃省民勤县当地7a生骏枣为试验材料,在砂管灌条件下设置3个不同灌水量（2 700、3 375和4 050 m3/hm2）和一个地表滴灌（4 050 m3/hm2）对照进行大田试验。结果表明:4 050 m3/hm2灌水量的坐果率和产量均达到最大值,分别为6.73%和12 589.2 kg/hm2,显著高于其他处理;果实纵、横径存在两个明显的膨大高峰期,且第1个膨大高峰期枣果的膨大速率远高于第2个;坐果率、果实膨大速率和产量均随灌水量的增加而增大;在相同灌水量条件下,砂管灌的各项指标均高于地表滴灌。结合当地环境状况,4 050 m3/hm2的灌水量适宜当地骏枣的生长      

不同有机肥部分替代化肥对河西绿洲制种玉米生长动态和籽粒产量的影响

为揭示不同商品有机肥与化肥不同配比对制种玉米株高、茎粗、叶面积、干物质及产量的影响,在河西绿洲开展了制种玉米大田试验研究。试验设1个对照和6个处理,分别为CK（当地常规施肥）、T1（商品有机肥“星硕”2 500 kg/hm2+化肥减量20%）、T2（商品有机肥“星硕”2 500 kg/hm2+化肥减量40%）、T3（商品有机肥“丝路盛丰”2 500 kg/hm2+化肥减量20%）、T4（商品有机肥“丝路盛丰”2 500 kg/hm2+化肥减量40%）、T5（商品有机肥“三生元”2 500 kg/hm2+化肥减量20%）和T6（商品有机肥“三生元”2 500 kg/hm2+化肥减量40%）。结果表明,商品有机肥2 500 kg/hm2的情形下化肥减量20%处理可促进制种玉米生长发育和干物质积累,成熟期T1处理株高、茎粗、叶面积、干物质较CK分别显著增加4.38%、10.86%、10.85%、10.01%;T3、T5处理干物质较CK分别增加3.09%、3.53%;T1、T3处理玉米籽粒产量较CK显著增加11.25%、9.28%。因此,施用商品有机肥2 500 kg/hm2的情形下化肥减量20%的处理更有益于制种玉米的生长发育,可作为河西绿洲制种玉米培育中可行的有机肥配施方式。      

黄河流域甘肃段水资源承载力与水资源安全评价

为了了解黄河流域甘肃段水资源承载力与水资源安全情况.根据黄河流域甘肃段水资源自然禀赋、经济社会及生态环境状况,采用组合赋权的水资源承载力TOPSIS模型和水资源安全综合评价指数,对黄河流域甘肃段4个二级分区的水资源承载力和水资源安全进行评价研究,分析主要影响因素.结果表明:时间维度上,水资源承载力在4个二级分区均呈增加趋势,水资源安全除龙羊峡以上呈降低趋势外,其他区域均呈增加趋势;空间维度上,水资源承载力在4个二级流域均处于临界承载状态,龙羊峡以上区域水资源处于较安全状态,龙羊峡-兰州、龙门-三门峡处于临界安全状态,兰州-河口镇处于不安全状态.水质污染、供需矛盾、生态用水量偏低等因素是造成区域水资源承载力和水资源安全时空分异的主要原因,不同区域不同时段其影响因素存在显著具有统计学意义.同时,首次尝试采用同一指标体系及分级标准测算水资源承载力贴近度和水资源安全综合评价指数,分析二者之间的关系.     

枸杞间作红豆草对不同盐渍化土壤水盐运移及产量的影响

[目的]研究不同盐渍化土壤中枸杞间作红豆草的水盐运移规律及枸杞产量效应,以期为甘肃省引黄灌区枸杞种植模式与盐碱地改良提供理论和技术支撑。[方法]设置枸杞单作和枸杞间作红豆草2种种植模式,非盐化(S_1)、轻度盐渍化(S_2)和中度盐渍化(S_3)3种盐渍化程度,分析不同种植模式和盐渍化程度下土壤水盐运移及枸杞产量。[结果]与枸杞单作相比,枸杞间作红豆草可显著提高3种盐渍化条件下0—20 cm土层土壤含水率,0—120 cm土层土壤含水率表现为枸杞间作红豆草低于枸杞单作,且非盐化(S_1)条件下二者差异最显著(p0.05);0—60 cm土层范围内,枸杞间作红豆草的土壤呈脱盐状态,S_1,S_2,S_3条件下的相对脱盐率分别为6.539,3.078,2.455,而枸杞单作的土壤呈盐分累积状态;随着盐渍化程度的加剧,枸杞鲜果百粒重和产量逐渐减小,其中非盐化(S_1)和轻度盐渍化(S_2)条件下,枸杞间作红豆草的鲜果百粒重、产量均高于枸杞单作,且差异显著(p0.05)。[结论]枸杞间作红豆草在提高表层土壤含水率,降低土壤含盐量的同时,有利于提高枸杞产量,且在非盐化(S_1)条件下效果较优。     

人工种植梭梭在荒漠化土地中植被恢复技术

土地荒漠化是当今世界面临的严重环境问题,在土地退化生态系统中植被恢复是恢复生态学的首要工作,同时植被恢复技术是荒漠化土地再利用的重要途径。在黑河中游临泽地区小泉子治沙站,通过在该地区设置机械沙障并人工种植耐旱植物梭梭,并对其根系周围土壤含水量、梭梭生长动态以及其对沙丘的防风固沙效果进行了研究。研究结果表明,人工梭梭在西北干旱半干旱的荒漠化地区具有较好的生长态势,在该地区典型沙丘上对不同坡度的沙丘进行研究,发现在机械沙障作用下,梭梭能够较好的生长,而且梭梭茎和根的生长量积累都是呈现出增长趋势;耐旱植物梭梭能够对典型沙丘起到较好的防风固沙效果,而且对其周围沙丘的流沙固定效果,随着梭梭根系的发达和茎冠的茂盛会逐渐增强。