宁南山区经济林降雨集流机理试验研究

[目的]探究宁夏回族自治区固原市原州区彭堡镇红梅杏经济林降雨集流渗灌系统的雨水收集能力,明确当地红梅杏经济林降雨分配特征,为降雨集流的定量研究和该地区集雨农业的发展提供科学依据。[方法]以当地红梅杏为研究对象,采用对比观测的方法,以天然降雨和人工模拟降雨相结合的方式,对红梅杏降雨集流过程进行观测与模拟。[结果] 2019年7—9月在彭堡红梅杏基地观测到的总计19场降雨数据,天然降雨中5 mm以下的降雨次数占到天然降雨总次数的83.3%,天然降雨与人工模拟降雨的相似系数为0.91,总体的集流率为61.29%,渗灌系统截留率为27.12%,林冠截留率为11.95%。[结论]试验地小降雨频率大,两种降雨方式具有较高相似性,降雨集流渗灌系统集流效率高,渗灌系统的集流量与降雨量成线性关系(R~2=0.995 5),集流率与降雨量成对数关系(R~2=0.693 9)。     

覆膜集雨渗灌系统在半干旱区土壤水分监测中的应用

[目的] 对半干旱区覆膜集雨渗灌系统下土壤水分空间分布状况及代表性样点的确定进行分析，为半干旱区果园水分管理提供了科学支撑。[方法] 以宁夏回族自治区固原市原州区彭堡镇覆膜集雨渗灌系统下的4 a生红梅杏树为研究对象，在分析土壤水分分布特征和时间稳定性的基础上，利用数学统计方法确定出可以代表果树周围土壤剖面含水量的测点，构建各监测点土壤水含量与代表样点间的关系并进行检验，在保证一定精度的条件下减少监测点数量和成本。[结果] ①土壤含水量的垂向和径向分布特征基本一致，水分含量随着土层深度和径距的增加先增大后减小；垂向土壤水分的变异系数由率先入渗点30 cm处往上逐渐减小，往下先增大后减小；径向土壤水分的变异系数离渗灌器越远越小；②通过时间稳定性选出湿润区的代表样点，再通过相关性分析和聚类分析代表样点所在垂向各测点之间的关系得出，其中3个监测点的土壤含水量可以代表整个0-60 cm深度剖面的含水量情况，并利用实测数据进行验证，其含水量误差在±5%。[结论] 土壤含水量在各方向的分布特征基本一致，可以确定3个代表性监测点为整个0-60 cm深度剖面的代表性样点。     

基于热平衡及热湿参数动态分析红梅杏防霜棚“冷室效应”

针对宁南地区红梅杏防霜棚夜间棚内环境温度长期低于棚外，即出现了“冷室效应”，未达到预防霜冻效果，依据质、热平衡原理分别研究防霜棚覆盖层、棚内湿空气和土壤层的热量收支情况，以及防霜棚系统在棚布覆盖-次日收拢时段棚内热量蓄积情况；分析棚内主要热湿参数的动态过程，以此探究防霜棚内相对湿度及湿空气状态变化对相变潜热的影响和棚内“冷室效应”的产生机理，为改进设计提供理论依据，以达到有效预防霜冻灾害的目的。结果表明：（1）春、秋季夜间棚内出现“冷室效应”时土壤层和覆盖层均因热损失较高成为失热部分，而棚内湿空气因得到热量较多成为得热部分。（2）春、秋季棚布覆盖-次日收拢时段棚内累计得热量低于累计失热量，导致棚内热量失衡。（3）棚内湿空气热湿参数与棚外热湿参数存在显著差异（春季棚内的饱和水汽压除外）；夜间棚内水汽密度与露点温度的动态变化过程均可反映因蒸发及冷凝而产生的潜热变化规律；棚内低温和较高的水汽密度使饱和水汽压与实际水汽压无限接近，导致棚内相对湿度持续偏高。红梅杏防霜棚夜间累计得热量始终小于累计失热量，土壤层和覆盖层为最主要的热损失部分，在热量失衡的情况下出现了“冷室效应”。