双层模型下艾比湖湿地植物群落蒸散计算

基于双层模型原理,结合生长季的实测数据验证,计算新疆艾比湖湿地植物群落生长季节蒸散量的时空变化,选择胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)、梭梭(Haloxylon ammodendron)3 种不同植物群落的蒸散量进行比较.结果表明:艾比湖湿地生长季植物群落平均蒸散量约为 10 mm/d,最大值在 20 mm/d 以上,出现在 58 月,总体表现出随季节变化先增长后降低的特点;3 种典型植物群落蒸散强度依次为:胡杨群落>柽柳群落>梭梭群落.构建基于能量平衡的干旱区自然系统蒸散量模型时,应考虑地表植被类型和干旱区特性.研究结果对干旱区水量平衡计算、不同植物群落的蒸腾耗水量以及艾比湖湿地自然保护区生态建设规划具有一定的参考意义.     

喷灌冬小麦农田土壤水分分布特征及水量平衡

以传统地面灌溉(畦灌)为对照,分析了喷灌条件下,冬小麦农田土壤水分分布特征和水量平衡。结果表明:喷灌条件下土壤水分运动表现出明显的非饱和土壤水运动特征,地面灌溉条件下土壤水分运动具有饱和土壤水运动的特征。喷灌条件下灌溉水主要分布在土壤表层0~50 cm范围内,地面灌溉条件下灌溉水可达地表以下150 cm处。喷灌条件下,没有明显的土壤水分渗漏发生;地面灌溉条件下,土壤水分渗漏量占灌溉水量的10%左右。2003年和2004年试验期间,喷灌蒸散量分别为312.2 mm和324.4 mm,分别比地面灌溉蒸散量少13.1 mm和35.1mm。     

荒漠草原区不同类型草地土壤水分特征研究

农牧交错带发展人工草地的关键是土壤水分的适应性,针对年平均降水量250mm的地区,以人工甘草草地、人工苜蓿地、人工苜蓿混播甘草地和天然草地为对象,通过2010年观测,计算各种草地0-100cm土层质量含水量的均值、变异系数,分析土壤水分的空间分布特征;利用土壤水分平衡和土壤分层储水量公式计算不同草地0-100cm土层总储水量,结合试验地生长季降水量变化,分析不同草地储水量与消耗量以及0-20、20-60、60-100cm土层水分均值随植被生长季的变化规律。     

辽宁西北部沙地主要乔灌木林地水量平衡研究

以定位观测资料为基础,对辽宁西北部(以下简称辽西北)沙地荒草地、樟子松林、油松林、杨树林、松杨混交林、山杏林、榆树疏林的水量平衡进行了研究。结果表明:辽西北沙地不同植物群落类型土壤贮水量与降雨量的线性相关极显著,荒草地的土壤贮水量优于任何人工植物群落类型。山杏灌木林群落蒸散量最高,为516.09mm,松杨混交林群落次之,为495.79mm,这两种植物群落蒸散量大于同期降雨量461.00mm,植物群落的水量不平衡;荒草地、樟子松林地、油松林地、杨树林地的蒸散量均小于同期降雨量,榆树疏林蒸散量次小,仅为381.34mm,这5类植物群落基本能够维持土壤水量平衡。     

气候变化对干旱缺水区中尺度流域水文过程的影响

基于1997-2003年的气象水文资料,选择了黄土高原泾河流域上游,对半分布式生态水文模型SWIM进行了率定和验证,并以流域历史气象条件为基准,固定其它气候因素不变,针对单一气候因素变化(降水或温度)进行了情景模拟,分析、评价了降水和温度对流域径流量、蒸散量和土壤蓄水量各水文过程的影响。结果表明:流域降水量增加(减少),年径流、蒸散及蒸散分量、土壤蓄水量均增加(减少),且降水转化为各水量平衡分量的比例大小依次为径流量(蓝水)>蒸散量(绿水)>土壤蓄水量;流域温度升高,蒸散及其分量随之增加,但径流和土壤蓄水量则随之相应减少。研究结果对于变化环境下的干旱区流域水资源管理具有一定的意义。     

不同耕作方式对黑土农田土壤水分及 利用效率的影响

在土壤耕作长期定位试验的基础上,研究了免耕秸秆覆盖(NT)和少耕(RT)对东北黑土区农田土壤水分及利用效率、玉米产量及特性的影响。结果表明:在作物生长季3种耕作措施土壤剖面含水量整体上呈先降低后增加的变化趋势,各时期20～40 cm土层含水量均较低。免耕可显著提高0～90 cm土层土壤含水量,90 cm土层以下三种措施土壤含水量差异逐渐降低,到190 cm土层差异不明显。土体储水量主要受降雨及不同耕作措施的影响,在干旱的春季以及降水量较少的秋季土体储水量较低,表现为:免耕>传统>少耕,而在降水量较大时土体储水量相应增加,表现为:少耕>免耕>传统。3种耕作措施下玉米叶面积指数变化趋势一致,总体表现为:传统>少耕>免耕,其中传统和少耕最高分别比免耕高0.22和0.26。在生长季少耕蒸散量最高。传统耕作玉米籽粒产量和水分利用效率分别较免耕和少耕高30%和17%,29%和11%,籽粒产量均存在显著性差异(P<0.05),表现为:传统>少耕>免耕,所以对于玉米而言,在该区不适宜实施免耕秸秆覆盖和少耕这两种保护性耕作体系。     

地下防渗对滴灌棉花产量和水分利用率的影响

过量灌溉导致土壤水分深层渗漏是滴灌农田水分无效损失的重要途径,地下防渗可有效减少土壤水分深层渗漏,提高农田水分利用效率。2015—2016年通过田间试验研究不同灌水量下地下防渗对滴灌棉田水分平衡、棉花产量及水分利用率的影响。采用灌水量和地下防渗2因素3水平(3×3)试验设计,其中,3个灌水量水平为340、440 mm和540 mm;3个地下防渗处理分别为:对照(无防渗)、地下防渗埋深40 cm和60 cm。结果表明:地下防渗处理(埋深40,60 cm)0~60 cm土壤含水量和净贮水量显著高于对照。随灌水量增加,土壤水分深层渗漏损失量显著增加。灌水量340 mm条件下,地下防渗对水分渗漏量影响不显著。灌水量440 mm和540 mm条件下,地下防渗埋深40 cm、60 cm处理水分渗漏损失量较对照分别减少64%、72%和38%、76%。低灌水量下(340 mm),地下防渗处理(埋深40,60 cm)棉田蒸散量显著低于对照;而高灌水量下(540 mm),地下防渗埋深60 cm处理棉田蒸散量显著高于对照。中、低灌水量下(440,340 mm),地下防渗处理棉花干物质重、产量、水分利用率和经济效益均显著高于对照;但地下防渗埋深40 cm和60 cm处理间差异不显著。高灌水量下(540 mm),地下防渗埋深60 cm显著提高棉花干物质重、产量、水分利用率和经济效益,地下防渗埋深40 cm处理与对照无显著差异。因此,中、低灌水量(440,340 mm)地下防渗埋深40 cm或60 cm均较适宜,而高灌水量(540 mm)采用地下防渗埋深60 cm较为适合。     

六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分对降雨的响应

研究土壤水分对不同量级降雨的响应,探讨森林生态系统的土壤水分形成与消耗规律,可为我国干旱半干旱地区基于土壤水分承载力的森林植被建设和水土资源管理提供依据。在宁夏六盘山北侧半干旱区,利用气象站及土壤水势仪监测并分析了2010年生长季(5-10月)58次降水事件及华北落叶松林地根系分布层(0-60cm)各层土壤水分的响应过程。结果表明:华北落叶松林土壤水分变化与降水关系密切,土壤含水量峰型与降雨分布格局较为一致,月均土壤含水量(%)与月降水量(mm)呈极显著正相关(R=0.573,P<0.01)。不同深度处的土壤水分对降水量级的响应有差异,在小雨条件下,0-10cm土层的累计降水量响应阈值为7mm;在中雨条件下,0-10、10-20cm土层的累计降水量响应阈值为10和25mm;在大雨条件下,0-10、10-20、20-40cm土层的累计降水量响应阈值依次为8、22和36mm;在暴雨条件下,0-10、10-20、20-40、40-60cm土层的累计降水量响应阈值依次为12、29、37和63mm;随土层向深处,响应变幅呈减少趋势,对降水的响应滞后时间逐渐增加;在小雨和中雨条件下,侧向流不明显,但在大雨条件下侧向流趋势明显,最大为7.88mm。综上可知,土壤含水量的变化幅度随土层深度增加,各层次呈减小趋势,土壤含水量与降雨的同步性呈下降趋势且各层响应存在时间的滞后性。     

季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%。②监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165. 8 mm,最大渗漏强度为21. 4 mm·(2h)^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。     

季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流（库姆塔格沙漠东南部崔木土沟）沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明：① 河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26.08%～31.75%。② 监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③ 监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165.8 mm,最大渗漏强度为21.4 mm·（2h）^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。     

水热耦合下的水汽蒸发动力学

应用培养箱试验方法,研究了4种温度5种湿度下黄绵土的水汽蒸发状况。结果表明:温度和湿度升高,水汽蒸发量均随之增高。在水汽蒸发时,温度与湿度存在正的交互效应。水汽蒸发量(W)与土壤初始含水量(θ)、温度(T)、时间(t)的关系为:W=11.028-0.491θ-0.078T 0.042θT (-0.668 0.204θ-0.797T 0.023θT)lnt     

塔里木河下游河段耗水特征与输水方式演变研究

采用水量平衡法、实地勘查和遥感影像数据相结合的方式,阐述了生态输水后河道输水方式变化对河床渗透性能演变、不同输水方式下水环境响应特征;分析了输水后塔里木河下游河道的耗水率和河床透水性规律以及生态闸后近自然漫溢下的MNDWI变化特征.结果 表明:(1)持续输水河道的波涌灌效应会增强,减少对地下水补给量;(2)以库木吐格为...     

荒漠绿洲区春小麦耗水规律与水分利用效率研究

为了掌握荒漠绿洲区春小麦的耗水规律,建立高效节水型绿洲农业,通过田间观测试验,分析了6种不同灌溉定额下春小麦的土壤含水量、耗水量、土面蒸发量以及WUE的变化特征。结果显示,不同灌水定额下,春小麦全生育期耗水量的变化范围为450mm~650mm,其中春小麦的平均蒸腾耗水量为总耗水量的81%,而平均土面蒸发量为总耗水量的19%。拔节后期~抽穗前期是春小麦需水的第一关键期,灌浆后期~成熟期是次关键期。WUE随籽粒产量先增大后减小,二者之间呈二次曲线的关系。可见,过度灌溉不利于WUE的提高,造成水资源的浪费。     

蒸发条件下地下水对土壤水盐分布的影响

土壤水分是盐分运移的载体,蒸发条件下地下水会对土壤盐碱化产生一定影响。本文在白炽灯（275 W）模拟稳定蒸发和土柱模拟50 cm地下水位的条件下,设置4组重复,试验中水温盐传感器每隔1 h采集一组数据,测定土柱中5～50 cm的土壤水、盐含量,观察表层析出盐分。结果表明：蒸发条件下盐分聚集过程中,距地表30 cm处土壤水、盐含量在蒸发进行3 d左右出现峰值;距地表30 cm处含水率的定值略低于距地表50 cm处含水率定值,而含盐量定值与距地表50 cm处含水率定值相近。距地表10 cm处土层水盐含量在蒸发进行第7天左右时间出现峰值,然后水分逐渐降低并趋近一个定值;说明距地表30 cm以下土体作为一个通道起到盐分的传递作用,土柱蒸发结束后,形成“浅集表聚”的分布特征。K⁺、Na⁺和Mg²⁺的含量从纵剖面分析都呈现自下而上50～25 cm逐渐减小、25～0 cm逐渐升高的趋势,并且三种离子都在25 cm埋深即土柱的1/2处产生一个最小值;除去表层由于反盐堆积的离子外,CO₃^2-、SO₄^2-在蒸发过程中无太大波动。蒸发结束后,4种阴离子除HCO₃^-含量大于初始值外,其它3种离子均小于初始值。     

多泥沙河流水质监测方法探讨

多泥沙水体的水质监测和评价一直是人们关注的重点。文中对渭河临潼水文站采集的洪水期和非洪水期含泥沙水样分别进行不同保存和预处理情况下的水质分析,结果表明:原状水COD、TN和TP随水体含沙量的增大呈显著上升趋势,上清液和过滤液COD、TN和TP随水体含沙量的增大呈微下降趋势。保存方法对原状水监测值影响较大,其影响随含沙量的增大逐渐增大;对上清液和过滤液影响较小,其影响随含沙量的增大逐渐降低。提出原状水水质监测值可作为水体中污染物总量和非点源负荷总量的计算依据;上清液水质监测值可作为水质评价以及水污染控制中水体中有效污染物总量和有效非点源负荷总量的计算依据。过滤液监测值可作为水体中溶解性污染物负荷总量的计算及其水质评价的依据。最后对各场洪水污染负荷总量和非点源污染负荷总量进行了实例计算。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

黄土高原藓结皮覆盖土壤导水性能和水流特征

生物结皮具有特殊的水文物理性质,为探究其对土壤水分渗透性和水流特征的影响,以黄土高原风沙土和黄绵土上3种典型地表覆盖类型(裸地、藓结皮、藓结皮-草本植物混合)为对象,采用环刀法和染色示踪法对其导水性质与水流特征进行探究。结果表明:藓结皮对2种土壤类型0~5 cm土层土壤理化性质影响较大,与裸地相比土壤容重降低了9.85%~10.00%,土壤黏粒含量增加了1.01~1.29倍,表层有机质含量提高了2.73~3.02倍;藓结皮使0~5 cm土层土壤饱和导水率降低了61.32%~88.89%,而在5~10 cm土层饱和导水率则有明显上升。另外,由于草本植物的影响,藓结皮-草本植物0~5 cm土层与藓结皮土壤相比土壤饱和导水率提高了1.32~6.43倍;黄绵土藓结皮与藓结皮-草本植物的染色面积比均高于裸地,且水分下渗深度增加了10 cm,而风沙土藓结皮与风沙土裸地的染色面积比差异不明显。综上所述,藓结皮和藓结皮-草本植物的存在改变了表层土壤水分渗透性以及水流运动特征和水分下渗深度,影响着黄土高原土壤水分保持和生态恢复。     

有机质对黄土善土持水性与水肥效应的影响

黄土高原南部台塬地区有机质对土壤含水量的影响试验研究表明土壤水势相等时,随着土壤有机质含量提高,土壤水分含量增加。土壤水分能量(土壤水势)水平不同,有机质对土壤水分含量的效应值不同,在土壤水势为-40～-50kPa时,有机质对土壤水分含量的效应值最大,土壤水势大于-40kPa小于-50kPa,有机质对土壤水分含量的效应值逐渐变小;在不同土壤含水量条件下,土壤肥力(土壤有机质含量)与水势呈显著负相关,其直线斜率值能更好反映土壤水肥效应状况,并随着土壤含水量的降低,土壤水肥效应值增大,在低肥力土壤中,增施有机肥土壤水肥效应值增加最为显著。     

渭北旱塬秸秆还田对土壤水分及作物水分利用效率的影响

探讨秸秆还田对渭北旱塬区土壤水分状况、冬小麦产量及水分利用效率的影响。在陕西合阳进行连续两年的秸秆还田定位试验,研究秸秆还田对不同层次土壤水分变化、产量及作物水分利用效率的影响。从小麦播种到抽穗期秸秆还田量9 000 kg/hm2和6 000 kg/hm2处理的0~80 cm土层贮水量分别较对照高15.96 mm和10.74 mm,还田量9 000 kg/hm2处理的贮水量与对照间差异达到显著水平(P0.05),且80~200 cm土层贮水量较对照高15.11 mm,差异达极显著水平(P0.01),但还田量6 000 kg/hm2处理的80~200 cm土层贮水量与对照差异不显著。还田量9 000 kg/hm2处理的产量、耗水量和水分利用效率均与对照间差异显著(P0.05),分别较对照增加15.70%、5.66%和8.9%;还田量6 000 kg/hm2处理的产量较对照增加6.22%,较还田量9 000 kg/hm2处理减少8.93%,差异均达到显著水平(P0.05),其耗水量和水分利用效率与对照差异不显著。秸秆还田对土壤蓄水保墒具有重要作用;还可显著地提高冬小麦产量、水分利用效率和耗水量,且表现出随秸秆还田量的增加而增加。     

风沙土水分入渗与再分布过程中湿润锋运移试验研究

利用室内模拟试验系统,对塔克拉玛干沙漠腹地风沙土在滴灌条件下的水分入渗与水分再分布过程中湿润锋的运动规律进行了模拟试验研究。根据模拟试验描述了风沙土在滴灌条件下水分入渗与再分布情况下湿润体的形状变化,研究了在水平方向上与垂直方向上风沙土的湿润锋推进规律及运动特征,揭示了随着累计入渗量的增加,湿润锋推进过程在入渗初期速率较大,逐渐成减小趋势,并最终达到稳定入渗状态;在土壤水分再分布过程中土壤湿润锋面不断向外部推移,最后达到相对稳定;对风沙土水分入渗及再分布过程中其湿润锋的推进距离与时间做了函数关系拟合,其中乘幂函数关系式拟合最好。