膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤水分运动数值模拟

应用非饱和土壤水运动理论,建立膜下滴灌条件下土壤水分运动二维数值模拟模型,研究了田间层状土壤在膜下滴灌条件下土壤水分运动特征.应用不同小区不同灌水处理的实测值与模拟值进行对比,同时对模型做了精度分析,结果表明符合精度要求,这说明所建立的模型能客观地反映实际土壤条件下的水分运动情况.研究结果表明:土壤剖面30～40 cm粘土层使土壤水分运动具有很大的差异,0～30 cm变化明显,而40 cm以下土壤水分运动的变化较小. 膜下滴灌应该采取灌水量小,频度大的灌溉模式.     

膜下滴灌条件下水分对棉花根系分布特征的影响

通过分层土柱挖掘法，研究膜下滴灌条件下不同滴灌量棉花（Gossypium hirsutum L．）根系的分布特征。结果表明：直径〉1mm的粗根只分布在40cm以上的土层；随着土层深度增加，棉花根系生物量逐渐减少；但随着滴灌量减少，土壤深层根系生物量有增加趋势。不同处理的根系生物量的分布与土层深度呈显著的负指数关系，棉花细根生物量、根长、根表面积在土壤中垂直分布都呈“单峰型”曲线变化规律；但随着滴灌量的减少，棉花根系消弱系数β呈增加趋势。     

新疆三工河流域土壤碳库的估算

以土壤生态系统为基本单元,在对土壤有机碳、无机碳及相关资料调查分析的基础上结合GIS技术,对三工河流域土壤碳库进行了估算。结果表明三工河流域总碳储量约为11. 18Pg,其中有机碳占48. 54%,约为5. 43Pg,无机碳约占到51. 46%,约为5. 75Pg。     

近30年阿克苏绿洲水面蒸发趋势及影响因素

通过分析阿克苏站近30年的观测资料,研究阿克苏绿洲20cm口径蒸发皿、E-601蒸发器和20m2蒸发池水面蒸发量的变化趋势,计算各蒸发器皿蒸发量之间的折算系数,分析气象要素对水面蒸发量的影响。结果表明:近30年各蒸发器皿蒸发量的变化均呈下降趋势,在1996年以后下降趋势较为显著。分析水面蒸发与气象要素的相关关系,得到水面蒸发量与水汽压差、气温、和风速有较好的相关关系,其中影响水面蒸发的主要因子是水汽压差。实测的20m2蒸发池水面蒸发量与Penman-Monteith模式计算的参考作物蒸散量进行比较,结果表明两者的数值非常接近,年际变化趋势也基本一致。     

基于COMSOL软件的绿洲盐渍化土壤中多离子耦合运移模型构建

了解盐分离子在土壤中的迁移规律可以为盐渍土的综合治理以及高效利用提供科学依据,在COMSOL多孔介质和地下水流模块模拟非饱和土壤水流的基础上,自定义偏微分方程组构建盐渍化土壤SO42–、Ca2+、Na+、Cl–、Mg2+耦合运移模型,考虑阳离子交换过程以及硫酸钙的沉淀溶解反应,并通过新疆绿洲膜下滴灌田间试验对模型进行检验,对比不同活度系数估算方法对模拟结果的影响。结果表明,各离子模拟值与实测值吻合较好,平均相对误差介于9.15%~28.57%,决定系数介于0.41~0.88,该模型能够较好地反映土壤中盐分离子的动态变化规律;在膜下滴灌条件下,膜下0~40 cm土层的盐分离子有不同程度的淋洗,Cl–和Na+的淋洗效果好于Ca2+和SO42–;活度系数的估算对模拟结果的准确性有重要影响,尤其是盐分含量较高时,采用通用的函数关系可能会带来较大的模拟误差。     

膜下滴灌的土壤水分对棉花根长密度分布及产量的影响

通过膜下滴灌田间试验,研究了水分对棉花根长密度分布及产量的影响。结果表明:各灌水处理棉花根长密度空间分布总特征一致,水平方向,宽行与窄行的根长密度基本相同,但明显大于膜间;垂直方向,随土壤深度增大,棉花根长密度减小。但不同灌水处理间存在差异,过量灌水处理棉花膜间的根长密度增大,宽行与窄行的根长密度减小,随着灌水量的增加,棉花全根层平均根长密度增大;胁迫灌水处理深层土壤中根长密度增大。花铃期、吐絮期各土层棉花根长密度与产量呈显著的二次相关关系。灌溉量与棉花产量间的关系符合报酬递减规律,其回归方程为y=-0.0026x2+18.015x-24845(R2=0.959)。     

新疆荒漠化土地TM影像解译标志的建立

论述了在荒漠化土地监测中建立TM影像目视解译标志的目的、意义、方法及依据，并建立了新疆主要荒漠化土地类型的解译标志，提出了建标工作中的问题与建议，以便为3S技术在新疆土地资源调查与应用奠定基础。     

干旱地区紫花苜蓿光合日变化规律研究

自然条件下,采用PP system公司生产的CIRAS光合作用仪,研究了干旱胁迫下新疆阜康地区一年生紫花苜蓿Medicago sativa的光合日变化规律。结果表明：1）苜蓿光合速率日变化曲线呈现双峰曲线,在北京时间14:00、15:00,苜蓿的净光合速率出现明显的“午休”现象;2）苜蓿的光合速率(Pn)日平均为15.60[μmol/(m2·s),CO2],12:00达到最高值21.1[μmol/(m2· s),CO2],21:00达到最低值1.16[μmol/(m2·s),CO2];3）逐步多元回归和通径分析表明,光合有效辐射、蒸腾速率和胞间CO2浓度是直接影响光合速率日变化的主要因子。     

不同盐分梯度下胡杨幼苗的光合-光响应特征

通过分析不同盐分处理60 d胡杨幼苗的光响应特征。结果表明：① 在0~3 500 μmol•m^-2•s^-1光强范围,各处理幼苗的净光合速率(P _n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)[WTBZ]均随光强增加逐渐增大,而胞间CO₂浓度(C_i)呈相反趋势;不同光强下幼苗的P _n、G_s、T_r、C_i 和WUE均[值均随盐浓度增大而减小;低盐浓度处理(0.5 mol•L^-1)条件下,幼苗通过气孔调节提高WUE,降低盐分对幼苗的损伤;高盐处理(2 mol•L^-1),气孔基本失去调节能力,出现了Tr相对较低、WUE相对较高的现象,而幼苗的Pn[WTBZ]均值降低了约75%,幼苗的光合代谢受到严重抑制。② 随盐浓度增大,胡杨幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(α)、暗呼吸速率(Rd)和光饱和点(LSP)逐渐降低,光补偿点(LCP)逐渐增加,盐分抑制了幼苗对光的吸收、利用和转换能力。     

水分胁迫条件下绿洲农田冬小麦水分运移规律研究

以干旱区绿洲农田冬小麦水分胁迫试验为基础,研究了不同水分胁迫条件下的冬小麦生长发育、水分利用以及土壤水分运动特征,建立了含有根系吸水项的一维土壤水动力学模型,模拟了不同水分胁迫条件下冬小麦蒸腾、棵间蒸发、根系吸水、根系生长以及田间土壤水分运移过程。结果表明:在冬小麦生育前期、中期根系吸水主要在80cm以上,生育后期根系对下层土壤水分吸收量增加,但所占比例很小。根据实测根系生长资料分析水分胁迫下生育中期根系受到水分胁迫,在生育后期恢复灌水后根系早衰,生长缓慢;从胁迫程度上来说中度胁迫复水后的后效影响要大于重度胁迫处理。