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。     

塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分动态与耗水特性

土壤水分条件是棉花生长和发育的重要因素。为了研究塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分特征,于2014年4月18日至10月31日采用中子仪对膜下滴灌棉田0~120cm土壤水分进行观测,分析了不同生育期土壤含水率的时空变化,采用水量平衡原理计算了膜下滴灌棉田耗水量。结果表明:4月中旬到7月中旬为土壤水分稳定期,7月中旬到8月底为土壤水分剧烈变化期,8月底到10月底为缓慢消耗期;0~20cm为土壤水分活跃层,20~60cm为土壤水分次活跃层,60~120cm为土壤水分稳定层;灌溉入渗水主要分布在0~40cm;膜下滴灌棉田苗期、蕾期、花铃期、吐絮期的耗水强度分别为0.63、2.62、7.01、0.71mm/d。     

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.     

阿克苏河流域近46年气候变化研究

利用线性回归、突变分析和小波分析方法,分析了阿克苏河流域1961-2006年6个地面台站的平均气温和降水量的变化。结果表明:1)46 a来阿克苏河流域气温呈上升趋势,气候倾向率为0.18℃/10 a;2)阿克苏河流域46 a来年降水量以13.1mm/10 a的变化倾向率呈增加趋势;3)阿克苏河流域的年平均气温在1993年发生了由低向高的突变,降水在1987年发生了由低向高的突变;4)阿克苏河流域年降水量较大尺度12-16 a和8-12 a左右的振荡周期非常明显。     

农田灌溉模式下塔里木河流域地下水水位的变化分析──以塔里木河上游为例

根据1997、2000年的监测资料,分析了塔里木河上游地下水水位的时空变化,反映了不同的土地利用方式对地下水水位的影响。在农田灌溉模式下,在垂直河道方向上地下水水位的变化受到塔里木河干流水位、农田灌溉和潜水蒸发的影响。沿河道的横切方向上地下水位的变化与距河道距离成正相关,但具有明显的滞后反应,其滞后时间随垂直河道的距离增加而增加。干流水位明显影响地下水的范围为3.5km。农田灌水使地下水水位在3、11月份明显抬升,也在7月份时对地下水水位产生影响,使其抬升。潜水蒸发量随地下水水位的升高而增加,使地下水水位变化趋于缓和。     

阜康北部梭梭荒漠早春物种多样性研究

通过对梭梭荒漠2种植物群落早春的物种组成、垂直结构及物种多样性的对比研究发现:梭梭(Haloxylon ammodendron)群落和白梭梭(Haloxylon persicum)群落具有结构简单、群落优势度高、均匀度和物种多样性较低、旱生性植物占绝对优势及短生植物成为群落重要组成部分等特征。同时,二者存在以下差异:①物种多样性差异, Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数及优势度指数梭梭群落(0.74,0.08和0.81)均高于白梭梭群落(0.61, 0.06和0.77);②主要伴生种不同,前者以草本植物为主要伴生种,后者以灌木为主要伴生种;③短生物种丰富度差异分别占前者的64.7%(11种)及后者的60%(15种)。2种梭梭群落的特点与差异可能与古尔班通古特沙漠南缘早春适宜的水热配置、群落生境的沙土含水量、沙面稳定程度及物种本身的生物学特性等因素有关。     

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。     

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。     

三工河流域景观格局的形成与环境分异特征

景观格局是地貌格局、土壤格局、水资源格局、植物分布格局及生产力格局等的综合。从景观生态学的角度分析了三工河流域景观格局的形成、分布及其环境分异特征 ,讨论了景观格局与环境分异的相互关系 ,最后阐明了三工河流域山地、绿洲和荒漠景观格局的形成及所处的环境特征。