玛纳斯河流域弃耕地诱发的荒漠化及生态重建研究

在玛纳斯河流域绿洲农区,由于过度及不合理的农业开发,酿成大面积耕地被迫弃耕,诱发了荒漠化的发生,生态问题日趋凸现。20世纪60年代初,人们即开始了弃耕地的恢复重建工作,通过开垦政策的调整,结合现代科学技术,采用机械开挖排渠,实行井灌、井排建设水源地,开发水土资源,进行渠系防渗及推广膜下滴灌节水等一整套现代技术,建成了现代水盐平衡系统,用现代水土开发技术收复弃耕地,实现了生态重建、经济发展和社会进步,走上了农业可持续发展的道路。     

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.     

基于遥感影像的新疆玛纳斯河流域土壤盐渍化分类

【目的】研究新疆玛纳斯河流域盐渍化严重程度及分布情况,为治理土壤盐渍化提供参考。【方法】采用2007-08-19的玛纳斯河流域Landsat TM影像图,通过主成分分析选出典型波段,计算归一化植被指数和归一化差异水体指数,并结合近红外波段进行决策树分类,获取不同程度盐渍化土壤的分布情况。【结果】根据归一化植被指数、归一化差异水体指数、近红外波段及第3主成分,构建了玛纳斯河流域土壤盐渍化决策树分类流程,分类结果显示:玛纳斯河流域各个灌区都有不同程度的土壤盐渍化,其中重度盐渍化土壤主要分布在安集海灌区、132团灌区及玛纳斯河流域附近,约占玛纳斯河流域耕地面积的0.5%;轻中度盐渍化土壤主要分布在绿洲与沙漠过渡区、莫索湾灌区、136团灌区、石河子灌区、121团灌区以及重度盐渍化土壤周围,约占耕地面积的28%。地下水位埋深较浅的区域盐渍化程度严重。【结论】利用决策树分类法,通过内陆河小流域的遥感影像进行土壤盐渍化分类具有一定的可行性。     

新疆玛纳斯河流域灌溉技术对土壤盐渍化的影响

评价新疆玛纳斯河流域灌区灌溉技术对土壤盐渍化的影响程度。以石河子垦区为例,着重分析不同阶段灌溉技术对土壤盐渍化的影响;根据土壤盐渍化与灌溉技术水平的关系,用类比法对灌区盐渍化耕地的发展趋势进行初步预测。结果表明:在无排水条件下漫灌、畦灌等传统灌溉技术造成地下水位迅速上升,土层出现严重积盐。井灌井排技术有效地降低了地下水位,土壤明显脱盐,作物产量不断提高。目前大力推广的膜下滴灌由于其良好的节水和压盐效果,土壤中盐分含量逐年下降,随着滴灌年限的增加,土壤平均脱盐率逐渐提高;预计2010年大部分地区水资源达到合理利用后,灌区次生盐渍化耕地比例将下降到35%~40%,2020年区域水资源实现高效利用后,盐渍化耕地将减少到30%以内。随着灌溉技术水平的不断提高,不同类型土壤出现明显脱盐,灌区盐渍化耕地也将逐渐减少,但不会全部消失。     

绿洲不同生态区资源变异及水土开发模式研究

水土资源的开发始终是绿洲农业发展的核心问题,通过对冲积洪积扇绿洲、冲积平原绿洲、干三角洲绿洲等绿洲不同生态区水土资源空间组合差异及水土资源的开发特点分析,提出了不同生态区水土开发利用要点,认为在冲积扇及冲积平原区域,通过合理井灌井排、人工种植草场及机械化除盐等技术进行恢复盐渍化弃耕地为主来扩大耕地,避免重新开荒后又弃耕的发生;在流域下游干三角洲及沙漠边缘区域,通过高效节水技术防止地下水位抬升,造成土壤次生盐渍化,为绿洲农业资源的优化配置和农业结构调整提供理论依据。     

Analysis on Variation of Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Content and Carbon Storage in the Oasis Cotton Field of Manas River Valley

[目的]为了对绿洲棉田土壤有机碳、全氮的分布状况进行研究。[方法]以天山北坡玛纳斯河流域绿洲棉田为研究区,以弃耕地为对照,采用地统计学方法,研究连续23年种植棉花地的土壤0～30、30～60和60～100 cm土层土壤有机碳和全氮的分布特征。[结果]玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而降低,并且0～30 cm土层明显高于30 cm以下土层,土壤有机碳储量呈现增加的趋势;弃耕地土壤有机碳、全氮亦呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而含量降低,有机碳含量差异明显,并且弃耕地土壤有机碳含量呈逐月下降趋势,而棉田土壤有机碳储量变化呈先减少后增加,即棉花生长初期,0～30和30～100 cm土层有机碳储量降低,到花期最低;而随着棉花进入生殖生长后期,有机碳储量呈现增加趋势;弃耕地有机碳储量因没有植株凋落物的输入而呈现逐月降低的趋势,二者有机碳含量差异明显。[结论]绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量明显高于弃耕地,土壤有机碳储量呈现增加的趋势,且主要发生在0~30 cm土层,在30～100 cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳和全氮含量及碳储量变化分析

[目的]为了对绿洲棉田土壤有机碳、全氮的分布状况进行研究。[方法]以天山北坡玛纳斯河流域绿洲棉田为研究区,以弃耕地为对照,采用地统计学方法,研究连续23年种植棉花地的土壤0～30、30—60和60～100em土层土壤有机碳和全氮的分布特征。[结果]玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而降低,并且0-30cm土层明显高于30cm以下土层,土壤有机碳储量呈现增加的趋势;弃耕地土壤有机碳、全氮亦呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而含量降低,有机碳含量差异明显,并且弃耕地土壤有机碳含量呈逐月下降趋势,而棉田土壤有机碳储量变化呈先减少后增加,即棉花生长初期,0—30和30～100cm土层有机碳储量降低,到花期最低;而随着棉花进入生殖生长后期,有机碳储量呈现增加趋势;弃耕地有机碳储量因没有植株凋落物的输入而呈现逐月降低的趋势,二者有机碳含量差异明显。[结论]绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量明显高于弃耕地,土壤有机碳储量呈现增加的趋势,且主要发生在0—30cm土层,在30—100cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳和全氮含量及碳储量变化分析(英文)

[目的]为了对绿洲棉田土壤有机碳、全氮的分布状况进行研究。[方法]以天山北坡玛纳斯河流域绿洲棉田为研究区,以弃耕地为对照,采用地统计学方法,研究连续23年种植棉花地的土壤0~30、30~60和60~100cm土层土壤有机碳和全氮的分布特征。[结果]玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而降低,并且0~30 cm土层明显高于30 cm以下土层,土壤有机碳储量呈现增加的趋势;弃耕地土壤有机碳、全氮亦呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而含量降低,有机碳含量差异明显,并且弃耕地土壤有机碳含量呈逐月下降趋势,而棉田土壤有机碳储量变化呈先减少后增加,即棉花生长初期,0~30和30~100 cm土层有机碳储量降低,到花期最低;而随着棉花进入生殖生长后期,有机碳储量呈现增加趋势;弃耕地有机碳储量因没有植株凋落物的输入而呈现逐月降低的趋势,二者有机碳含量差异明显。[结论]绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量明显高于弃耕地,土壤有机碳储量呈现增加的趋势,且主要发生在0~30 cm土层,在30~100cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

盐渍化弃耕地不同恢复年限对土壤团聚体含量及稳定性的影响

通过新疆玛纳斯河流域盐渍化弃耕地田间试验,研究了弃耕地不同恢复年限对土壤团聚体组成分布及稳定性的影响,从而对弃耕地不同恢复年限处理土壤团聚体特性的变化做出评价。结果表明,盐渍化弃耕地开垦后增加了大团聚体数量(特别是5 mm和5~2 mm粒径团聚体),且随着恢复年限的增加,整体上大团聚体(直径0.25 mm)比例均呈先下降(恢复1年)后增加的趋势,微团聚体(0.25 mm)比例呈先增加(恢复1年)后下降的趋势。团聚体R0.25、MWD和GMD恢复1年较弃耕地有所降低,恢复5年、恢复10年和恢复15年均高于弃耕地,且随着恢复年限的增加呈增加的趋势;土壤团聚体D随着恢复年限的增加呈现出相反的趋势。盐渍化弃耕地在恢复5年的土壤中团聚体结构性和稳定性显著高于弃耕地,随着恢复年限的增加表现出增加的趋势。     

基于遥感的玛河流域绿洲土地资源利用状况分析

遥感数据的现势、实时特点在土地资源动态监测中有无可替代的优势.研究以玛纳斯河流域为试验区,利用ERDAS IMAGINE遥感图像处理软件,对玛纳斯河流域绿洲不同时期(1976、1989、2000年)遥感影像进行分析,探讨利用ERDAS IMAGINE对该区TM影像进行监督分类的方法,并进一步分析其土地利用的演变过程.不同时相的卫星影像反映出:随着年代的推近,未利用地面积明显增加;耕地扩张很快,而土壤盐渍化面积仍然居高不下.土壤资源呈现出"开垦-弃耕-开垦"的反复局面.林地、居民地以及水域面积有不同程度的增加,草地面积则出现明显的下降趋势.     

宁夏贺兰山东麓滴灌葡萄地土壤次生盐渍化的成因与研究定位

宁夏贺兰山东麓葡萄产地多年使用滴灌进行农业生产,导致该区域的土壤次生盐渍化。分析灌溉对土壤的危害,指出非生育期防治次生盐渍化的方向,可为该区域土壤次生盐渍化的防治提供理论依据。     

再生水灌溉土壤主要盐离子迁移模拟

在北京市通州新河灌区,再生水已逐步成为农田灌溉的主体水源。与一般常规灌溉水源不同,再生水虽经过处理,仍含有多种重金属和盐分离子以及一些有机污染物。针对再生水灌溉过程中盐离子可能在土壤中积累进而产生地下水污染问题,运用非饱和土壤水流和溶质运移模型Hydrus-1D,模拟再生水灌溉条件下主要盐离子SO2-4、Cl-和NO3-N在土层中的垂向分布及其随时间向深层的迁移情况,讨论了再生水灌溉是否对地下水构成潜在威胁。模拟结果显示,新河灌区的再生水盐离子主要集中在50 cm以内的表层土壤中,其浓度累积不足以迁移到深层土壤并进而污染地下水,盐离子甚至会随着时间的延长逐渐被作物吸收利用。该灌区的使用现状表明再生水进行农田灌溉是可行的,对地下水污染的可能性极小,但为避免表层土壤含盐量超标影响作物生长,建议采用基于土壤环境和作物生命健康的再生水灌溉制度。     

Effect of irrigation management on soil salinization in Manas River Valley, Xinjiang, China

Abstract The irrigated area of Manas River Valley in Northwest China is an example of the successful reclamation of massive land affected by shallow ground water levels and salinization. To determine the effect of irrigation management practices on soil salinization, soil profiles representing various soil types were sampled. The historical records on the characteristics of irrigation management practices, groundwater level and soil salts accumulation in this region at four key periods, namely: flood irrigation without drainage; flood irrigation with drainage but of low efficiency; irrigation in combination with lined irrigation canals and exploitation of groundwater; and irrigation with the application of water-saving irrigation techniques, were analyzed emphatically. In addition, the salinization status of cultivated land in 2010 and 2020 was also predicted by using analogism according to the relationship between soil salinization and irrigation practices. The results revealed that the application of the traditional irrigation methods, such as flood irrigation and ridge irrigation, resulted in a rapid rising of groundwater level and salts accumulation in soil surface layers. However, with the way of well irrigation and well drainage, the groundwater level and the desalinization in soil layers apparently lowered, leading to a substantial increase of crop yield. Currently, the application of drip irrigation under mulch decreased the salts concentration in soil layers and increased the crop yield. With the continuous application of drip irrigation, the average soil desalinization efficiency in soil layers may increase. It is predicted that the percentage of salinized land would be reduced to 35%–40% when irrigation water is utilized reasonably in 2010. With the high efficient utilization of irrigation water after 2020, the salinized land would remain below 30%. It is concluded that with the improvement of irrigation management, an obvious desalinization would appear in the soil surface layers and the area of salinized land in this study area would gradually narrow, but the land salinization problem would be hard to totally solve. __________ Translated from Journal of China Agricultural University, 2007, 12(1): 22–26 [译自: 中国农业大学学报]     

季节性冻土地区渠道防渗问题研究

渠道防渗是我国目前使用最广泛的节水工程措施,它可以极大地减少农业灌溉用水的浪费,节水潜力巨大。用渠道防渗技术后,可以极大地提高灌溉渠系水利用系数,缓解农业用水供需矛盾,可以防止渠道冲刷、淤积及坍塌,节约运行管理费用,有利于灌区的管理。可以降低地下水位,防止土壤盐碱化及沼泽化,有利于生态环境和农业现代化建设。     

以水盐平衡理论为指导防治景泰灌区土壤次生盐渍化

对甘肃景泰灌区土壤次生盐渍化的发生机理进行了分析,认为次生盐渍化从本质上来说是一个诸多自然因素和人为因素共同作用下所造成的水盐不平衡问题,要防止和治理土壤次生盐渍化,就必须建立一种新的水盐平衡。在此基础上结合国内外盐渍化防治及盐渍土改良利用方面的发展趋势,笔者提出应该以水盐平衡理论为指导,以节水灌溉为前提,以地面覆盖和土壤培肥为基础,以井排系统与引黄灌水系统并网,井渠混灌,降低地下水位为突破口,通过对水分和肥力的调控和管理达到对盐分的调控和管理,使盐分在土体或灌区实现动态平衡,从而达到土壤盐渍化的预防和治理。     

冀东平原保护地土壤酸化及次生盐渍化的现状与防治措施

土壤次生盐渍化和酸化是我国保护地栽培生产中的一个重要限制因子。通过对冀东平原保护地土壤次生盐渍化及酸化演变过程进行初步研究,论述了保护地土壤次生盐渍化及酸化的成因,指出土壤环境封闭、大量盲目施肥、不合理灌溉是导致保护地土壤次生盐渍化及酸化的主要原因。提出通过测土配方施肥、增施有机肥、合理灌溉和改良土壤等措施,可以使保护地水肥资源相协调。调节土壤生态环境是防止次生盐渍化和酸化的有效途径。     

渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐渍化动态分析及防治措施

[目的]新疆渭干河-库车河三角洲绿洲农业生产资源丰富,但遭受着土壤盐渍化的严重威胁.进行盐渍地时空动态变化特征分析及提出盐渍地防治措施,可以为区域农业及经济的可持续发展提供科学借鉴.[方法]采用基于知识决策树分类法构建模型提取研究区1989、2001和2007年盐渍化土壤专题信息,使用动态度模型分析研究区土壤盐渍化的动态变化.[结果]渭-库绿洲在1989～2007年,盐渍地总面积增加了192.76 km2.1989～2007年间盐渍地总面积的动态度达到0.232;.[结论]近20年间研究区土壤盐渍化呈现不断扩展的趋势,盐渍化危害程度加深.结合渭-库绿洲灌区的发展现状和区域特点,提出了水利工程、农业、生物和化学等方面的土壤盐渍化治理改良措施.     

绿洲灌区土壤盐分平衡分析及其调控

土壤次生盐碱化是威胁新疆绿洲灌区持续灌溉农业的关键因子.以水盐平衡原理为指导,以渭干河灌区多年实际监测数据为基础,深入分析了灌区不同尺度的土壤盐分分布特点与平衡措施,重点探讨了维持耕地根系层尺度上的盐分平衡的淋洗需水量的计算问题.针对水土资源开发水平的高低与土壤盐碱化的实际状况,提出了防控土壤次生盐碱化的不同对策：在塔里木河流域灌区,以加强渠道防渗和提高田间水利用率为主;对石河子地区,重点在于以冬灌方式实现作物根系层的盐分平衡.