辽西半干旱区森林土壤大孔隙特征研究

根据水分穿透曲线和Poiseulle方程,研究了辽西半干旱区8种植被类型下土壤大孔隙的半径范围、个数及分布情况。结果表明,不同植被下土壤大孔隙半径分布在0.5～2.3mm,加权平均半径在0.61～1.85mm,均值为0.95mm,均值为粗通气孔隙标准的近2倍,>1.4mm的特大孔隙仅为大孔隙总数的2.73%,0.5～1.4mm的孔隙占97.27%,表现出大半径孔隙少而小半径孔隙多的特点。不同植被下土壤大孔隙度在0.95%～5.24%,仅占土壤体积很小的一部分,但大孔隙平均半径与稳定出流速率和饱和导水率之间有显著线性相关关系,决定了稳定出流速率71%的变异和饱和导水率50%的变异。     

提高宁南半干旱区旱地春小麦产量及水分利用的综合技术途径研究

在自然降水条件下,采用化肥,有机肥,生长期覆盖,深耕等相结合的综合技术栽培春小麦可大幅度地提高其产量和水分利用效率。６年试验期间,在综合农业技术中,无论何种年型施用化肥对增产和水分利用的提高,约占５０％;充足有机肥的作用约中３０％;生长期间行间覆盖技术作用和占２０％;深耕２５ｃｍ的作用不明显。     

辽西风沙半干旱区旱作农田水资源研究

辽西风沙半干旱区年降水量多为二、三年左右的丰枯交替,并有持续4年以上的连续干旱,尤其是1980年以后连续干旱的年份较多。区域内春旱严重,夏季降水明显集中,秋季水分收支基本平衡。以土壤水分季节变化情况可分为:冬季土壤水分凝聚、冻结、累积阶段,春季解冻、返浆、土壤水分大量蒸散阶段,夏季土壤水分大量累积阶段,秋季土壤水分缓慢蒸发阶段。     

聚丙烯酰胺对干旱半干旱区不同作物水分利用及产值的影响

为了在半干旱区和干旱区农业生产中推广应用聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM),在半干旱区选择了西瓜、马铃薯、玉米和谷子,在干旱区选择了春小麦、向日葵、玉米和番茄,以不施PAM为对照,测定PAM对不同作物产量、产值、水分利用效率和水分生产率的影响。结果表明半干旱区西瓜、马铃薯、玉米和谷子的产量分别提高了36.76%、24.83%、20.20%和13.16%,产值提高了36.32%,23.04%,9.37%,10.18%,水分利用效率提高了30.15%,18.83%,13.42%和6.24%,水分生产率提高了30.57%,22.97%,16.79%和11.66%。干旱区春小麦、向日葵、玉米、番茄的产量分别提高了18.56%,12.82%,13.65%和16.54%,产值提高了12.78%,10.70%,9.53%和14.71%,水分利用效率提高了13.49%,17.03%,12.96%和25.12%,水分生产率提高了16.14%,11.62%,11.79%和14.85%。干旱区春小麦的增产率和增值率虽然高于向日葵,但增产值却极显著低于向日葵。建议半干旱区应用PAM应优先选择西瓜和马铃薯,干旱区应优先选择番茄和向日葵。     

塔里木河流域不同林龄胡杨与柽柳的水分利用策略研究

基于稳定同位素方法研究了塔里木河流域胡杨和柽柳的水分来源及分布特征,探讨了塔里木河流域胡杨和柽柳的水分利用策略。结果表明:(1)胡杨和柽柳的植物水与土壤水的降水偏离程度与地下水存在显著差异(P0.05),表明土壤中存在不完全混合的水源库,与植物耗水和地下水补给存在动态联系;(2)不同林龄胡杨和柽柳土壤水δ~(18)O值随土壤深度增加均呈下降趋势,受蒸发作用影响,表层土壤水δ~(18)O值波动明显;(3)不同林龄胡杨和柽柳水分利用来源存在差异,胡杨和柽柳对土壤水的吸收利用随林龄增加层位下移。无论在幼苗阶段或成熟阶段,柽柳利用土壤水的深度均低于胡杨,表明其适应干旱环境的能力更强。     

半干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸特征

采用动态密闭气室红外CO₂分析法测定了盐碱地、撂荒地和苜蓿地三种土地利用方式下的土壤呼吸速率,并结合水热因子,对不同土地利用方式下土壤呼吸速率的差异性以及其和温度、含水量之间的关系进行了分析。结果表明:三种土地利用类型土壤呼吸速率日变化均呈现单峰型曲线,与气温变化趋势一致,一天中气温最高时的土壤呼吸速率均显著高于其他时间;不同土地利用方式土壤呼吸与水热因子均呈正相关,采用线性关系式来分析土壤呼吸速率与土壤水分含量的关系。不同土地利用方式下土壤呼吸速率与近地面气温、不同深度土壤温度的关系可以用指数方程得到较好的拟合（p < 0.05）,撂荒地土壤呼吸的温度敏感性系数Q₁₀值变化较大,从而对土壤温度的响应更为敏感,且不同深度土壤的Q₁₀值存在较大差异,盐碱地和苜蓿地不同土层的Q₁₀值均在2.0左右变化,与全球Q₁₀的平均水平接近。盐碱地、撂荒地和苜蓿地土壤呼吸与土壤温度和湿度的双变量模型关系显著,比相应的单变量模型更好地解释了土壤呼吸变异。     

风沙半干旱区仁用杏间作对作物产量和水分利用的影响

为了探明仁用杏与作物间作对作物产量和水分利用的影响,提出适合东北风沙半干旱区最优的农林间作模式,2012-2013年在大田试验条件下对仁用杏作物间作进行试验,设置仁用杏花生间作、仁用杏谷子间作、仁用杏甘薯间作、仁用杏单作、花生单作、谷子单作和甘薯单作7个处理,对不同处理下作物产量、水分利用效率、土壤水分和水分当量比4个指标进行观测。结果表明,仁用杏作物间作对作物产量影响显著(P0.05),间作花生、谷子、甘薯产量比单作平均减少65.1%、54.3%、64.7%,而对仁用杏的产量影响不显著。土壤水分的空间分布表明,仁用杏谷子间作水分竞争关系最小,仁用杏与甘薯间作水分竞争强烈。仁用杏作物间作系统的水分当量比均大于1,表现出较好的水分优势,其中仁用杏谷子间作系统的水分优势最明显,水分当量比达1.45,分别比仁用杏花生间作、仁用杏甘薯间作高8.2%和9.9%。综合分析认为,仁用杏谷子间作最适宜当地生态环境,在东北风沙半干旱区持续雨养农业发展中具有很好的应用前景。     

半干旱区春小麦高效利用有限灌水的研究

在宁夏南部半干旱山区的研究结果表明,满足籽粒产量最大时所需的补充灌水量为２００ｍｍ,满足作物水分利用效率最高时所需的补充水量为１００ｍｍ,灌灌水效率最高时所需的补充灌水量为６０ｍｍ。６０ｍｍ补充灌水条件下可使春小麦的耗水量从２４０ｍｍ增加到３２０ｍｍ左右,同时明显地使作物产量,水分利用主和灌水效果得以同步提高,作物对土壤储水和利用程度也相应增强。     

辽西北半干旱区煤炭资源型城市环境容量评价

以中国辽西北地区煤炭资源型城市阜新市为研究对象,对该市生态环境特点进行了分析。采用层次分析法和生态环境容量指数法,建立了生态环境容量评价指标体系及评价权重,计算了生态环境容量现状值,并对该市当前所处的生态环境状态进行了评价。结果表明,阜新市目前的生态环境容量评价值为0.316 7,属于生态环境容量分级标准中的第4级,说明阜新市当前的生态环境容量处于较低状态,自然生态系统承载能力已经接近极限。这与城市多年来的煤炭开采活动密不可分。未来应关注经济开发活动和自然生态环境的协调发展,从而改善城市生态环境,促进城市可持续发展。     

辽西半干旱区芝麻高产栽培技术

芝麻是胡麻科脂麻属一年生草本植物,是世界上最古老的栽培作物之一,原产于埃塞尔比亚,在我国已有2000多年的栽培历史,在辽西地区也有着相当悠久的种植历史。近几年,随着农业产业化开发和龙头企业的不断发展壮大,该地区芝麻种植面积逐年扩大,     

辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应

以荒山为对照,对辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应进行了初步研究。结果表明,林地土壤容重以荆条纯林的最小,杨树纯林的最大;林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均是以荆条纯林的最大,杨树纯林的最小;林地表层土壤蓄水容量、有效蓄容、毛管持水量均高于荒山,以荆条纯林的最大,杨树的最小,其中蓄水容量位于701.8~1 328.4 t/hm2之间,有效蓄容位于41.2~411.6 t/hm2之间,毛管持水量位于660.6~916.8 t/hm2之间;林地表层土壤入渗能力较强,以荆条纯林的最大,杨树的最小,稳渗率位于0.03~6.11 mm/min之间,并与总孔隙度、非毛管孔隙度均呈显著正相关关系,林地表层土壤入渗速率与入渗时间存在良好的幂函数关系;林地表层土壤涵养水源和保持水土功能大小顺序为荆条纯林>山杏荆条混交林>樟子松封育纯林>华北落叶松纯林>油松荆条混交林>沙棘纯林>杨树纯林。     

桂西北不同年龄阶段秃杉人工林的水源涵养功能

为探究秃杉人工林水源涵养功能及其变化趋势,以广西南丹县不同年龄阶段(9,17,25,37年生)秃杉人工林为研究对象,采用室内浸泡法和环刀法分别研究4种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层持水特性.结果表明:(1)秃杉人工林林冠层和林下植物层持水量分别为18.79～28.37,1.27～4.72 t/hm2,其中林...     

环境功能材料对半干旱地区土壤水肥利用效率的协同效应

针对我国半干旱地区水资源紧缺,土壤氮肥用量大、利用效率低及面源污染严重等问题,选取位于半干旱地区的神木试验站,采用田间试验方法,以玉米为试验作物,进行不同环境功能材料复合与氮肥混合应用的研究,探讨功能材料对土壤水分和氮肥利用效率的影响。结果表明,与当地常规氮肥施用量相比,减施氮肥30%后,土壤水肥利用效率及作物产量均显著增加。其中,未添加功能材料的对照小区土壤水分利用效率和氮肥利用效率分别提高56.1%和27.8%,籽粒产量增加35.5%,实现增收9 220元/hm2,表明氮肥施用应控制在合理范围,合理减施氮肥能在减少水肥流失的同时,提高产量和收益;环境功能材料高分子材料、吸附性材料及有机营养材料的混施,能很好地发挥各种功能材料的协同作用,实现土壤水分和肥料的最佳耦合,与常规耕作方式相比,可有效提高水肥利用效率110%和39%以上,增产47.4%,增收9 826元/hm2;而单施高分子材料的处理和高分子材料与吸附性材料的组合处理,可能由于受到铵态氮肥影响和材料间的相互抑制作用,效果次于3种材料混施和同等氮肥条件下空白对照处理。表明寻求功能材料的优化组合并合理配施,有助于提高水肥利用效率,降低农业面源污染,为多功能复合型材料的研制提供实践基础。     

辽宁西部地区光热水资源变化对农业生产的影响

利用辽西地区1960-2009年的气象资料,应用常规数理统计方法,重点分析了近50a来在全球变暖背景下辽宁西部地区光热水资源的变化趋势,以及对当地农业生产的影响。结果表明:近50a来,辽宁西部光照资源下降幅度较大,年日照时数趋势减少406h;年平均气温和年≥0℃积温呈现明显的升高趋势,年平均气温趋势升高1.7℃,年≥0℃活动积温增加307℃.d;降水呈现出减少趋势,年降水量趋势减少62mm,在年代际尺度上波动显著。对于光照资源丰富的辽西地区来说,日照时数减少还未表现出不利影响;而气温升高、降水减少使该地区气候呈现暖干化趋势,这将对辽西农业的发展产生巨大影响。本文通过对光温水资源变化趋势的研究,旨在提高气候变暖对农业生产影响的认识,增强应对气候变化的能力,为农业结构调整提供依据。     

干旱半干旱地区植被生态用水计算

干旱半干旱地区是生态环境比较脆弱的地区 ,特别是人类不合理开发 ,使生态环境受到严重威胁。为了挽救中国西部干旱半干旱地区已遭破坏的生态环境 ,我国政府提出了“退耕还林”的号召。针对干旱半干旱地区 ,植被生态系统实际用水量以及达到某一目标要求的生态用水量如何计算或合理确定 ,对流域规划、生态建设以及水资源合理配置都有重要意义。先从生态系统的一般意义上来介绍生态用水的概念 ,进而介绍植被生态用水的计算方法 ,并针对“退耕还林”和“植被生态改善与恢复”情况下的生态用水计算问题进行专门介绍。     

晋西黄土区不同密度刺槐林地土壤水分补偿特征

为研究晋西黄土区不同密度刺槐人工林对土壤水分的影响,分别选取2 400株/hm2与1 300株/hm2刺槐人工林代表研究区高、低密度刺槐林分,以裸地为对照,分别利用Enviro-SMART土壤水分定位监测系统和翻斗式自记雨量计对0—150cm深度范围内各土层体积含水量与林外降雨进行定位观测。结果表明:(1)从不同降水年份来看,在干旱年和平水年,低密度刺槐生长季平均土壤储水量高于高密度刺槐,在研究年份中,低密度刺槐多年平均土壤储水量比高密度刺槐多年平均土壤储水量高6.80 mm。(2)在土壤剖面垂直方向,干旱年、平水年高密度刺槐对0—30cm土层土壤水分的消耗高于低密度刺槐,丰水年0—30cm土层土壤水分消耗各刺槐林间差异不显著(P0.05)。(3)综合分析降雨入渗深度、入渗量及雨季土壤水分补偿度等指标,研究区天然降雨可对低密度刺槐林分生长所消耗的土壤水分进行有效补充,不会出现人们所担心的黄土高原在植被恢复过程中会造成水分的不足而导致新的生态退化。但考虑到高密度刺槐林对土壤水分的消耗,建议在研究区进行刺槐林植被建设过程中多考虑采用低密度刺槐林的配置方式。     

降雨特性和坡度对辽西低山丘陵区坡耕地褐土溅蚀的影响

为揭示辽西低山丘陵区坡耕地典型土壤溅蚀特征,选取褐土为研究对象,采用人工模拟降雨试验研究降雨特性和坡度对溅蚀的影响。结果表明:随着降雨强度的增大,5°和10°溅蚀量分别由6.86g/cm和8.13g/cm增加到14.21g/cm和16.00g/cm,增加幅度为48.47%~209.81%;不同溅蚀距离内的溅蚀量表现为0~5cm>5~10cm>10~15cm>15~20cm>20~25cm,溅蚀距离0~5cm范围内的溅蚀量(75mm/h)为7.29g/cm,占0~25cm范围内总溅蚀量(16.00g/cm)的45.56%,溅蚀距离20~25cm范围内的溅蚀量仅占9.88%。溅蚀量与降雨强度和溅蚀距离均具有较好的指数关系,其回归方程的决定系数R2在0.8以上。随着降雨时间的延续,溅蚀量逐渐增加,但溅蚀量增长率呈减小的趋势;降雨历时由5min增加到10min时溅蚀量增长率最大。溅蚀量和降雨历时之间具有较好的指数关系,其回归方程的决定系数R2在0.9以上。随着降雨强度发生变化时,溅蚀团聚体空间分布规律也随之发生改变。各径级团聚体的溅蚀距离均随降雨强度的增大而增大,2~5mm团聚体由30mm/h的0~5cm扩大到75mm/h的0~15cm。溅蚀团聚体以粒径<1mm为主,小粒径团聚体溅蚀距离和溅蚀量均大于大粒径团聚体,>5mm团聚体并没有迁移。5°总溅蚀量、上坡溅蚀量、下坡溅蚀量、净溅蚀量(75mm/h)依次为14.21,3.54,10.67,7.13g/cm,10°依次为16.00,3.85,12.15,8.30g/cm,与5°相比显著增加12.60%,8.76%,13.87%,16.41%,下坡溅蚀量大于上坡溅蚀量。     

马占相思人工林不同年龄阶段水源涵养功能及其价值研究

对马占相思人工林3个不同年龄阶段（4，7a和11a）的林冠层、林下植被层、枯枝落叶层、林地土壤持水量和渗透性能以及它们随林分年龄的变化规律进行了比较分析。研究结果表明，林分地上部分持水量的大小顺序为11a生（52．86t／hm^2）〉7a生（41．90t／hm^2）〉4a生（25．78t／hm^2），其趋势是随林龄的增大而增加，林地土壤（0～40cm）持水量和渗透性能也有相同的变化趋势；4，7a和11a林分的总持水量即地上部分与林地土壤的持水总量分别为2048．8，2200．3，2313．3t／hm^2，林分水源涵养总价值分别为1372．70，1474．42元／hm^2和1549．91元／hm^2。因此，马占相思人工林对改善土壤结构、提高水源涵养功能都有良好的作用。