退化人工柠条林灌下沙埋干预的土壤水文效应

灌丛沙堆是旱区灌丛植被水文过程的快通道,也是调节土壤水分平衡的关键点。以荒漠草原退化人工柠条林为研究对象,通过人工沙埋的方式改变灌丛沙堆大小与形态,在连续监测分析基础上(2012—2016年),探讨了人工沙埋干预下灌丛沙堆土壤水文过程与水文效应的动态响应。结果表明:与对照相比,(1)沙埋干预并未显著改变表层0—10cm主要的水文物理指标,但是显著提高了5—10cm土壤水分入渗速率,同时0—5cm初渗率显著降低;(2)沙埋干预明显提高了降水后表层0—5cm土壤的即时持水性,同时降水后表层土壤水分含量衰减过程呈现出很强的季节性变化;(3)2012—2016年生长季末沙埋处理的0—100cm土壤相对储水率分别为11.3%,-6.5%,4.5%,4.3%,15.7%,这种效应集中在0—60cm,对照处理下层土壤(60—100cm)水分含量的波动性更强。总体而言,沙埋干预对表层土壤水文物理特性无显著影响,但是显著提高了5—10cm土层水分入渗性能并降低了0—5cm初渗率;但是这种局部入渗性能的加强并未提高水分补给深度,上下层间水文联系反而弱化。沙埋干预的长期水文效应及其作为旱化成龄人工林适应性管理措施的适宜性还有待进一步的跟踪监测与分析。     

退耕和禁牧影响下宁夏原州区畜牧经济的灰色关联分析

分析了原州区退耕和禁牧前后近10 a畜牧业的发展情况和农民收益及牧业收入情况。对比发现,畜牧业收入的增幅高于农民纯收入的增幅,原州区畜牧业在农业总产值中的比重不断上升,在促进农民增收和国民经济增长中的作用不断增强。应用灰色关联度分析的结果进一步表明,饲料、人工、资金、技术投入的增多,以及政策的扶持使该区畜牧经济影响因子的关联度出现了较大变动。     

柠条秸秆和地膜覆盖对土壤水分和玉米产量的影响

为了探讨北方农牧交错带不同保墒措施下旱地玉米的土壤水分特征及其对产量的影响,以甘农118为试验材料,监测了单膜(SFP)、双膜(DFP)、柠条秸秆沟埋(CPDP)和裸地(CK)4种不同处理下0~100 cm土壤水分季节变化、垂直变化及年际变化,测定了玉米产量和水分利用效率。结果表明:SFP和DFP处理明显改善0~40 cm土层土壤体积含水率,较CK处理保墒效果提高35.65%~47.91%,但随着玉米生育期的推进,由于玉米生长耗水和土壤蒸发作用,建植后土壤体积含水率均接近或低于萎蔫系数(7.20%)。连续2 a种植玉米4种处理土壤贮水量均有不同程度的减少,CPDP和CK处理土壤贮水量分别减少了68.42和68.07 mm,其次为SFP(53.49 mm),DFP减少最小(48.98 mm),说明研究区内玉米生长需要消耗大量土壤水分。SFP和DFP能够增加玉米对降雨和土壤水的利用,不同年份产量水分利用效率较CK处理分别提高12.55%~35.71%和25.11%~54.70%。SFP和DFP耗水量、产量和水分利用效率均无显著差异(P0.05),因此建议在研究区种植玉米时可以采取SFP措施,而CPDP耗水量较高、产量和水分利用效率相对较低,不宜采取此种保墒措施。     

宁夏盐池县粮食产量波动性及影响因子分析

为了探索农牧交错带农业系统的波动机制,有效减缓系统波动,利用多元逐步回归法、经验模态分解法(EMD)和集对分析法(SPA),分析了宁夏盐池县1954-2013年粮食总产量的波动特征及其影响因子。结果表明:(1)近60年盐池县粮食总产量以趋势性增长为主,其方差贡献率为82.86%,同时伴随着显著的波动,其方差贡献率为17.14%。存在3 a、6 a、9 a准周期波动,其中3 a准周期的波动强度最大。(2)农业机械总动力和灌溉耕地面积是引起粮食总产量趋势性增加的最主要影响因子,年降水量是引起粮食总产量3 a、6 a准周期波动的主要控制因子,粮食播种面积、化肥施用量为短期主控因子;引黄灌溉水量和有效灌溉面积为反向调节因子,其作用在粮食总产量突变点之后显著大于之前。(3)加强生态农业建设,促进气候依赖型农业向水文依赖型转变。     

宁夏永宁县耕地变化态势和基本农田保护对策研究

依据1996—2007年宁夏永宁县土地利用数据,采用转移矩阵、逻辑预测、占补平衡等方法,对永宁县耕地的数量和质量变化、基本农田保护需求进行分析,在此基础上结合永宁县土地利用特点提出合理保护及利用耕地和基本农田的对策.     

宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多,占当年降水频次的60.00%~82.54%;大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次^-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大;次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层（60 cm）土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400~1600 μmol·m^-2·s^-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在光合有效辐射>1600 μmol·m^-2·s^-1时,猪毛蒿净光合速率有下降趋势,且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度呈直线下降,达到1600 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化,但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势,同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m^-2·s^-1）随着光强的增加而迅速增大,之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m^-2·s^-1时达到最大。随着干旱程度的增加,猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m^-2·s^-1。在荒漠草原,当光照强度>400 μmol·m^-2·s^-1时,适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。     

毛乌素沙地南缘不同林龄人工柠条林土壤渗透性研究

为了探讨不同林龄人工柠条林对土壤渗透性能的影响,以天然草地为对照,以土壤初渗速率,稳渗速率,平均渗透速率和渗透总量表征土壤渗透性,运用主成分分析及散点聚类法对毛乌素沙地南缘不同林龄人工柠条(Caragana korshinkii)林地土壤渗透性进行了研究。结果表明:不同林龄人工柠条林地土壤渗透性能大小依次为:15a>24a>36a>天然草地(CK)。即随着人工柠条林林龄的增加,其土壤渗透性能力逐渐减弱,对照天然草地的土壤渗透能力最小。不同林龄人工柠条林地土壤入渗过程回归模拟结果表明:土壤水分入渗过程符合Kostiakov模型,相关系数在0.8003～0.9535之间,且F检验均达到极显著水平。Kostiakov模型是比较适用于干旱、半干旱区的人工柠条林地土壤入渗特征的模型。。     

荒漠草原人工柠条林重建的土壤养分效应

采用时空互代方法,构建了由天然草地和7,12,27a柠条林组成的序列,对其下土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷进行了研究。结果表明:(1)0—200cm土壤剖面上的有机质含量由草地、幼龄林、中龄林、老龄林依次增加,有机质含量增加的显著程度随着林龄的增加在更深土层上体现。(2)全氮含量由草地到幼龄林阶段显著增加,由幼龄林到中龄林再到老龄林依次减少。幼龄林、中龄林、老龄林之间全氮含量减少的最大幅度随林龄增加向土壤深层移动。碱解氮与全氮具有一致的规律。(3)整个土壤剖面上有效磷含量依次为:老龄林<幼龄林<中龄林<草地。(4)3个不同林龄的柠条林的有机质、全氮、有效磷在柠条行内和行间的空间差异均不显著。柠条行内与行间的有机质和全氮相关程度很高,有效磷相关性不显著。     

盐渍土时空变化信息的图谱可视化分析

针对盐渍土动态变化监测中,无法实现变化信息的定位可视化表达问题,该文应用地学信息图谱的分析理念,提出了表达盐渍土类型变化的时空复合单元,探讨了盐渍土时空变化信息的图谱可视化表达方法。以盐渍化比较严重的银川平原为研究区,利用2000、2004和2009年3a的卫星遥感图像,进行了土壤盐渍化遥感制图,在GIS技术支持下,获取了2000-2004年、2004-2009年2个时段的盐渍土时空变化信息图谱,实现了盐渍土时空变化信息的可视化表达。为定位分析盐渍土演化的驱动机制提供了一种新的方法。     

荒漠草原区固沙人工柠条林生长过程中土壤性质演变规律

开展荒漠草原区固沙人工林生长过程中土壤性质研究,对于沙化草地土壤质量演变规律分析和人工林有效管理均具有重要的指导价值。通过野外调查取样和室内分析,测定6,15,24,36年柠条林地土壤机械组成、土壤养分、pH和电导率以及土壤水分与温度等指标变化,分析荒漠草原区种植固沙柠条人工林对土壤性质的影响。结果表明,从6年到15年柠条林地,土壤粗沙粒和细沙粒成分显著升高(P<0.05),但从24年柠条林地开始土壤粗沙粒和细沙粒含量显著下降(P<0.05),土壤极细沙粒和粘粉粒含量开始显著增加(P<0.05)。从24年柠条林地开始,土壤有机碳、全N和全P含量显著升高,土壤电导率和水分含量呈现增加趋势,而土壤pH和温度显著下降;而且土壤全N积累量高于土壤有机碳,土壤C/N随着柠条林龄的增加呈逐渐下降趋势。在荒漠草原区,人工柠条林发育生长有利于土壤肥力的提高和土壤环境的改善,而且需要经历一个较长的发育过程。