黄淮海平原生态区划

黄淮海平原是我国最大的冲积平原和重要农业产区,包括冀鲁豫苏皖京津七省市平原地区.在特定的生物地理条件下,它成为一个独立的地域性生态系统.黄淮海平原生态系统是复杂的和不稳定的,历史上经常发生旱涝盐碱灾害,并交错危害,严重地影响农业生产的发展.     

黄淮海平原农业战略区划与布局研究

许多学者对黄淮海平原农业区划进行过大量研究, 但定量化的研究尚不多见。本文在对黄淮海平原301县(区)大量调查的基础上, 综合黄淮海平原的自然资源条件、主要农作物产量及农业总产值等指标, 通过定性与定量结合, 对其进行了农业总体战略区划与布局。将黄淮海平原区划为高产区、中低产区两大类产区, 高产区又细分为粮食优势产区、棉花优势产区、油料优势产区、粮棉优势产区、粮油优势产区、棉油优势产区、粮油棉优势产区7个优势产区。在此基础上对各小区进行了具体布局研究, 这对整个黄淮海平原农业发展具有战略指导及理论意义。     

重视对农业的科技投入加速黄淮海平原农业开发

本文在介绍了中国科学院有关科研单位多年来在黄淮海平原开展的各项研究工作的基础上,指出了重视科技投入是加速黄淮海平原农业开发的重要措施。文章还就黄淮海平原今后发展农业生产中的重大科技问题及其解决途径进行了论述。     

黄淮海平原土壤盐碱化的特点及其防治

本文闸述了黄淮海平原盐演土的发生演变规律及其原因。列举了豫北天然文岩渠流域盐演土数最和程度变化的实际资料。概括了黄淮海平原盐敌土的特点盐分的表聚性、积盐的季节性和变异性等,并提出了防治建议。     

气候变化对黄淮海平原冬小麦与夏玉米生产潜力的影响

本文以黄淮海平原气象数据、土壤理化数据和作物数据为基础,应用WOFOST作物生长模型,估算了黄淮海平原冬小麦、夏玉米的光温生产潜力与气候生产潜力,分析了冬小麦、夏玉米生产潜力年变化率的时空变化规律。结果表明,黄淮海平原近44a冬小麦和夏玉米的光温生产潜力分别为6433.5～10592.67kg.hm-2、7786.17～11185.5kg.hm-2,均值分别为9022.18kg.hm-2、9321.46kg.hm-2,可作为补灌区平均最高产量的上限参考值;气候生产潜力分别为1559.17～6724kg.hm-2、6088.33～9053.17kg.hm-2,均值分别为4083.24kg.hm-2、7528.21kg.hm-2,分别占光温生产潜力的45.3%、80.8%,可作为雨养冬小麦与夏玉米平均最高产量的上限参考值。总的来说,冬小麦光温潜力、气候潜力呈现上升趋势,44a分别增加了541.64kg.hm-2、1061.15kg.hm-2;夏玉米光温潜力、气候潜力均呈现下降趋势,分别减少了840.22kg.hm-2、320.59kg.hm-2。本文揭示了黄淮海平原冬小麦与夏玉米的增产潜力及其空间差异,可为改善管...     

黄淮海平原土壤盐分及其组成的空间变异特征研究

本文应用地统计学的方法,对黄淮海平原0～200cm各土层的含盐量及其盐分组成进行了半方差函数分析,结果表明:黄淮海平原土壤盐分具有明显的空间变异特征,该区盐分已集中分布在某些较大的区域.目前,盐渍土或盐渍化土壤比较分散的局面已经不再存在;根据土壤盐分的空间分布特征,可将影响盐分分布的因素划分为区域因素(稳定因素)和非区域因素(随机因素);同时,还可以判断这些因素的影响程度.对黄淮海平原土壤盐分组分的空间特征分析,可将盐分组成离子分为二大类,K+、Na+、Ca2+、Cl-和CO32-为非区域性盐分离子;SO42-、Mg2+和HCO3-为区域性盐分离子.     

黄淮海平原农田土壤磷素空间分布特征及影响因素研究

根据505个样点表层(0～20 cm)土壤磷素的化验数据,在ArcGIS9.0平台上运用地统计学方法研究了黄淮海平原土壤磷素的空间分布特征及其影响因素.结果表明,该区土壤全磷和速效磷含量均属中等水平,全磷含量达(0.73±0.18)g·kg-1,速效磷含量达(21.31±16.08)mg·L-1.土壤全磷空间分布总体上呈团状或块状,其中高值区(＞0.80 g·kg-1)主要分布于河北中南部、山东西部以及山东、安徽、江苏三省交汇处,并由黄淮海中部地区向南北方向逐渐减少;低值区(＜0.50 g·kg-1)主要分布于黄淮海南北两地.土壤速效磷含量总体上呈小团块状分布,其空间分布较全磷复杂.高值区(＞24.0 mg·L-1)主要分布在黄淮海平原的中部地区,并向东北和正南方向减少.低值区(＜12.0 mg·L-1)主要分布于黄淮海平原南、北部边缘.全磷和速效磷高值区主要分布区地理位置大体一致,均是在黄淮海平原中部区域一带,并以此区域向北降低.不同土壤类型由于成土母质本身含磷量空间分布差异,产生了土壤磷素空间变异.土壤质地、磷肥使用量及部分理化性状影响土壤磷素含量.     

在农业区域治理与开发中农业气象研究的地位和前景

农业区域综合治理与开发是我国农业发展的重要决策.通过对其中存在的农业气象学问题的分析和近年在三江平原、黄淮海平原、北方旱地农业、南方红黄壤等农业区域综合治理中取得的研究进展和效益,阐述了农业气象学研究在农业区域治理中的地位和作用,借以探索今后农业气象学发展的道路和前景.     

黄淮海平原可能最大蒸发量与降水量的关系及其分布

<正> 黄淮海平原地势低平、光热充足,降水年内年际分配不均,这里的农业生产长期受着旱、涝、盐碱、风等自然灾害的威胁。旱涝盐碱受区域性农田水分所支配和水盐运动的影响。黄淮海平原的农田水分状况属降水-蒸发型,常年参加该平原水分循环的水量中,七分来自当地降水,三分来自周围山区的客水;这些水分四分之三以蒸发的形式排出,四分之一由黄河、淮河、海河和滦河流入海洋。因此,要掌握黄淮海平原旱涝盐碱发生和发展趋势,制订趋利避害对策,必须首先研究和掌握农田水分平衡中的主要因素-降     

黄淮海平原土壤盐渍化状况的数值分类

本文通过ＧＰＳ定位的网格取样和Ｑ型聚类等方法，研究了整个黄淮海平原土壤盐分的剖面特征与水平分布．结果表明：根据黄淮海平原土壤盐分的剖面构型，可将整个黄淮海平原的剖面特征分为４大类，即表聚型、　底聚型、中聚型和平衡型．从其占聚类剖面的数量而言，它们分别占总聚类剖面数的约３０％、５％、１３％和５２％．黄淮海平原各种土壤盐分剖面类型都具有明显的空间集聚性，其中表聚性剖面主要分布在徐淮及滨海地区，底聚剖面主要分布在原来盐渍化严重的豫东黄泛平原，中聚剖面主要分布在黑龙港下游地区．其它为平衡型剖面．这类剖面根据其特点，可分为山前平原土壤盐分淋溶区、鲁西南土壤盐分通体积聚区和浅层咸水影响下的土壤盐分平衡区．整个黄淮海平原土壤剖面中脱盐与积盐比例约为２∶１．所以土壤盐分以脱盐为主．     

洛惠渠灌区水土化学特性分析

为了深入了解洛惠渠灌区土壤盐碱化程度,分别测试了2004年实地采集的63个土壤样品和71个地下水样品,测定项目分别为土壤含盐量、碱化度、阴阳离子含量和地下水化学成分,并分析了该灌区土壤盐碱化现状以及地下水水质状况.结果表明,洛惠渠灌区土壤盐碱化较明显,盐渍化土壤分成盐土和碱土两类,主体成分为钠(钾)、钙的硫酸盐和碳酸盐;而地下水化学类型基本属于氯化钠-硫化钠型.通过计算其钠吸附比和镁系数可以推知该灌区地下水大部分对灌溉作物有不利影响,并且对土壤有进一步碱化的威胁.因此,有效控制该灌区地下水位是治理土壤盐碱化的重要措施,还要考虑不同区域土壤易溶盐含量,作物耐盐碱性等因素.应当综合工程、生物、化学等方法来改良利用盐碱土地,方能起到事半功倍的治理效果.     

干旱绿洲长期微咸地下水灌溉对棉田土壤微生物量影响

由于淡水资源的缺乏,利用微咸地下水灌溉是干旱绿洲普遍采用的一种灌溉措施。该文对北疆棉区长期利用微咸地下水灌溉的土壤微生物和酶活性进行了研究。结果表明,长期微咸地下水灌溉土壤的含盐量比渠水灌溉上升61.5%,显著增加了棉田耕层土壤盐分（P＜0.05）,土壤可交换性钠百分率（ESP）升高3.2倍,并造成土壤碱化。微咸地下水灌溉纤维素酶、脲酶等、转化酶及过氧化氢酶4种酶活性分别降低了21.3%、50.9%、50.0%和10.5%,但在微咸地下水灌溉条件下多酚氧化酶和碱性磷酸酶的活性显著升高。微咸地下水灌溉对土壤微生物有明显抑制作用,长期微咸水灌溉使土壤微生物量碳、氮分别降低24.4%和42.4%,但对微生物量磷影响不显著。微生物量和酶活性与棉田土壤肥力密切相关,长期微咸地下水灌溉导致有机质、全氮分别降低26.8%和28.0%。长期微咸地下水灌溉影响了土壤生物质量,不利于绿洲农田土壤的持续利用。     

黄河三角洲海水灌溉对土壤盐碱化和导水率的影响

为研究海水灌溉对土壤盐碱化和导水率的影响,该文在黄河三角洲滨海盐渍土上采用75%的海水于田间小区进行3年灌溉试验,分析了海水灌溉前后土壤含盐量、土壤盐碱化的各项指标、土壤中各种离子和饱和导水率的变化,结果表明：采用75%的海水灌溉后土壤剖面中盐分含量明显升高,在土层80 cm以下有盐分积累的现象;而饱和导水率减小;土壤的pH值在海水灌溉前后变化不大;残余碳酸钠(RSC)的变化也较小;土壤的钠吸附比(SAR)和碱化度(ESP)在3年海水灌溉后上升较大,已经超过了碱化土壤的临界值,并均与土壤中的盐分含量呈对数曲线变化。在黄河三角洲地区运用海水灌溉可能会对土壤资源安全产生影响,海水灌溉必须防治次生盐渍化和土壤碱化的发生。     

盐渍化灌区土壤水盐时空变异特征分析及地下水埋深对盐分的影响

针对盐渍化灌区土壤盐渍化问题,以河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析结合,采用统计学方法地质统计学原理分析表层土壤(0-20,20-40 cm)及深层土壤(40-100 cm)含水率与盐分(EC值)时空分布和变异规律,以及探求地下水埋深对土壤盐分的影响。结果表明:(1)除6月0-20 cm(9.779%)外,表层土壤含水率变异系数均在12.384%~19.667%,属于中等变异性,深层土壤含水率变异系数较小,在3.513%~9.757%,属于弱变异性;表层土壤盐分(EC值)变异系数在100.845%~129.279%,属于强变异性,深层土壤盐分变异系数均在83.685%~98.853%,属于中等变异性;随着土壤深度的增加,含水率和盐分的变异性都相对减弱。(2)不同时期土壤含水率和盐分在一定范围内具有空间结构特征,均可用高斯模型模拟,各层土壤含水率空间相关度在0.038%~20.408%,各层土壤盐分空间相关度在0.043%~8.374%,均小于25%,说明具有强烈的空间相关性,可以认为主要是受结构性因素的影响,其自相关引起的空间变异性较强。(3)试验区土壤盐分主要集中在北侧盐荒地,由于蒸发强烈,包气带毛细水上升,把深层土壤以及地下水中的可溶性盐类带到土壤表层,致使盐分升高,属于典型的盐分表聚型土壤,需及时防治与治理,同时土壤盐分受地下水埋深的影响较大,随着地下水埋深减小而增大,荒地地下水埋深与土壤盐分满足线性关系,耕地地下水埋深与土壤盐分满足指数关系。荒地0-20 cm土壤盐分含量随地下水埋深变化趋势较大,20-40,40-100 cm土壤盐分含量随地下水埋深变化趋势较小,耕地地下水埋深在1~1.6 m时,土壤盐分含量随着地下水埋深变化趋势较大,当地下水埋深大于1.6 m时,土壤盐分含量随着地下水埋深变化趋势较小。研究结果为河套灌区下游盐渍化土壤的防治与改良提供了重要的理论基础和参考依据。     

膜下滴灌间作盐生植物棉田水盐运移特征及脱盐效果

盐生植物改良盐碱地作为改良盐碱地最有效的方法之一,具有成本低,效率高,环境友好等特点,有良好的应用前景。该文包括2个研究目标:1)研究间作不同盐生植物的膜下滴灌棉田水盐运移特性;2)研究不同地下水埋深条件下盐生植物的盐碱地改良效果。针对第1个研究目标,设置了3种(孜然、碱蓬、苜蓿)间作盐生植物,进行大田试验,分析地下水埋深相似条件下间作不同盐生植物时土壤水盐分布状况;针对第2个研究目标,设置了4种地下水埋深(1.5、2.0、2.5、3.0 m),进行均衡场试验,研究不同地下水埋深条件下间作盐生植物时地下水的补给比例和土壤脱盐效果。结果表明:1)膜下滴灌棉田间作盐生植物能明显提高棉花生育期膜间和膜内0~30 cm土层平均含水率,且碱蓬效果最明显;间作条件下苜蓿、碱蓬、孜然、对照0~100 cm土层平均脱盐率依次为55.97%、-18.77%、-21.43%、-307.52%,即苜蓿的总脱盐率效果最好;间作盐生植物能在一定程度上抑制0~100 cm土层钠离子和氯离子的聚集,同时增加棉花产量和提高其水分利用效率,且碱蓬对抑制盐离子累积的效果最好;2)间作条件下,地下水埋深越浅,0~100 cm土层平均含水率越高,膜内膜间的含水率差异越小,土壤的脱盐率越低。与未间作相比,间作种植有效的提高了土壤脱盐率,增加了棉花产量、提高了地下水补给比例和水分利用效率。可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物不仅可以有效降低土壤含盐量,增加其含水率,还可以增加棉花产量和提高其水分利用效率,且间作碱蓬和苜蓿的节水、脱盐、增产效果较好,这为膜下滴灌土壤盐碱地改良提供了有效的理论支撑。     

塔河下游典型绿洲灌区不同土地利用类型土壤的盐渍化特征

[目的]探明干旱区绿洲不同土地利用方式下土壤的盐渍化特征,为区域土地资源可持续有效利用提供支撑。[方法]运用GPS定位技术对塔河下游灌溉用水、地下水以及4种典型土地利用方式下的土壤分不同季节进行调查与采样,并结合室内测定结果,对灌区内的盐分、盐分离子变化特征及其成因进行分析。[结果]研究区土壤呈碱性,盐分类型主要为硫酸盐—氯化物型,盐分含量在2.44～118.05g/kg之间,pH值范围在8.05～8.34之间,不同土地利用类型下土壤盐分含量和pH值在各季节的整体变化均表现为：盐荒地>盐碱草地>耕地和林地。从不同土层深度来看,耕地的盐分在6月和10月呈表聚型,在3月和12月无明显规律,盐荒地和盐碱草地在不同季节下不同土层深度的盐分变化均呈明显的表聚型,林地在各季节下无明显规律。研究区受水库地理位置影响地下水水位较浅(1.4～3.51 m),地下水矿化度较高(1.56～21.30 g/L),灌溉用水、地下水中的盐分离子均以Na⁺和Cl^-为主。[结论]研究区不同土地利用类型下的土壤盐渍化特征主要是受地表覆盖度、作物种植类型、灌溉事件等...     

Degradation and remediation of soils polluted with oil-field wastewater

The changes in the properties of gray forest soils and leached chernozems under the impact of contamination with highly saline oil-field wastewater were studied in a model experiment. It was shown that the soil contamination results in the development of technogenic salinization and alkalization leading to worsening of the major soil properties. The salinization of the soils with oil-field wastewater transformed the soil exchange complex: the cation exchange capacity decreased, and the exchangeable sodium percentage increased to up to 25% of the CEC upon the wastewater infiltration and up to 60% of the CEC upon the continuous soil saturation with the wastewater independently of the soil type. The content of exchangeable magnesium also increased due to the phenomenon of super-equivalent exchange. Despite the saturation of the soil adsorption complex with sodium, no development of the soil alkalization took place in the presence of the high concentration of soluble salts. However, the soil alkalization was observed upon the soil washing from soluble salts. The gypsum application to the washed soils lowered the exchangeable sodium concentration to acceptable values and normalized the soil reaction. The gypsum application without the preliminary washing of the soils from soluble salts was of low efficiency; even after six months, the content of exchangeable sodium remained very high. The subsequent soil washing resulted in the removal of the soluble salts but did not affect the degree of the soil alkalization.     

咸水冻融灌溉对重度盐渍土壤水盐分布的影响

室内咸水冰融化试验设置2个处理:7.5 g L-1咸水冰(SIW(7.5))、15 g L-1咸水冰(SIW(15)),探究了咸水冰融化过程中的水量、水质以及离子组成的变化;土柱模拟试验设置同一灌水量(150mm),4个处理:淡水直接灌溉(FW)、7.5 g L-1咸水直接灌溉(SW)、7.5 g L-1咸水冻融灌溉(SIW(7.5))、15 g L-1咸水冻融灌溉(SIW(15)),对比分析两种灌溉水质(淡水、咸水)和两种灌水方式(直接灌溉、结冰灌溉)对土壤(粉砂壤土)水盐动态的影响。结果表明:咸水冰融化过程中,初期融出水量较大,但含盐量和钠吸附比(SAR)较高,后期融出水量较小,含盐量和SAR很低;融出水的离子含量变化与电导率(EC)变化表现相同的趋势;小于3 g L-1的水的融出率分别是SIW(7.5)=25.46%和SIW(15)=32.78%。FW处理下,土壤中水盐运动持续时间较其他3个处理长,土壤导水率降低最快,灌溉水入渗完成时表层土壤含水量达到33.88%,显著高于其他处理。四种处理下,0~15 cm土层土壤的含盐量平均值分别为FW=2.32 g kg-1、SIW(7.5)=2.80 g kg-1、SIW(15)=3.87 g kg-1、SW=4.31 g kg-1。同等灌水量下,SIW(15)处理下土壤脱盐深度最浅。离子分析表明:FW和SIW(7.5)处理下,0~25 cm土壤的钠吸附比(SAR)下降明显,显著小于SW、SIW(15);然而FW处理下,土壤碱化特征最为明显。综合而言,在淡水资源缺乏而咸水资源相对丰富的地区,中度矿化度咸水结冰融水灌溉可以有效降低根层土壤盐分,满足农业生产的要求。     

施钙浓度对滴灌盐碱土水盐运移特征研究

针对西北等干旱地区土地次生盐渍化的问题,以室内试验为基础,测定盐碱土在不同滴灌施钙浓度下水盐运动过程,研究了不同施钙浓度对盐碱土土壤盐分运移和水分运动的影响。结果表明,不同施钙浓度的湿润锋水平、垂直最大运移距离与钙离子浓度之间均符合线性关系,湿润锋的水平、垂直运移距离与人渗时间之间符合幂函数关系,随着湿润锋水平、垂直湿润距离的增加,不同滴灌施钙浓度的土壤含盐量、钠离子含量均在不断增加,随着施钙浓度的增加,脱钠区深度系数增大,脱盐效果明显。     

耕作期内土壤水分和盐分运动规律——试验设计及水盐变化

[目的]分析灌溉期内土壤水盐变化规律,为改进灌区耕作期灌溉制度存在的现行问题,土壤盐碱化治理以及研究节水型灌溉工程的实施对生态环境的影响提供科学指导。[方法]考虑土壤质地、灌溉方式、作物种植等因素进行试验点、观测点的布设,通过常规方法对水分变化、含水率、土壤盐分、地下水盐分等方面进行了计算分析,在此基础上,对其影响因子(灌溉方式、灌溉制度等)进行相关性分析。基于2a耕作期内时空变化监测数据分析土壤水分、盐分运动变化特点。[结果]耕作期土壤含水率随土层深度增加而增加,含水率变化频率随土层深度增加而减少。[结论]耕作期内,在地下水埋深较浅的情况下,过大的降雨量(灌水量)并不能得到更高的脱盐效率,甚至可能降低脱盐率,表层土壤呈现较明显的脱盐过程;地下水盐分变化与降雨关系密切。