秸秆覆盖对盐渍化土壤水盐动态的影响

研究了不同秸秆覆盖量下盐渍化土壤蒸发量、不同生育期各土层的含水率及含盐量的动态变化规律.结果表明:秸秆覆盖后,盐渍化土壤蒸发量比对照低,随着秸秆覆盖量的增加,蒸发量逐渐减少,当秸秆覆盖量为0.75 kg/m2(C2)时,日蒸发量减少幅度平缓,趋于稳定.与对照相比,秸秆覆盖量为1.05 kg/m2(C1),0.75 kg...     

季节性冻融期覆砂对太谷农田土壤含水率时空变化的影响

研究了冻融期砂层覆盖对剖面土壤含水率的影响。野外试验于2016年11月—2017年3月在山西省太谷均衡实验站进行,主要监测3种地表处理剖面0~100 cm土壤含水率,各处理分别为无覆盖（LD）、0.5~1.5 mm粒径（XS）和1.5~2.0 mm粒径砂层覆盖（CS）。结果表明：冻融期砂层覆盖及土壤水分冻融使得XS和CS处理土壤剖面出现两个水分高值区,即近地表（15.40%~21.79%）和剖面20~40 cm间（15.99%~19.94%）;砂层覆盖对近地表有储水效果,储水效果随土壤深度增加而逐渐减小。覆砂处理对地表处储水效果最佳,平均土壤含水量较LD处理高8.45%~10.94%。覆砂对剖面0~40 cm有明显的储水效果,平均土壤含水率较LD处理高1.56%~1.62%。 40 cm以下3种处理土壤含水率相差较小,平均土壤含水率差值为0.09%~0.40%;砂层覆盖储水效果还与砂层粒径有关,XS处理0~5 cm储水效果优于CS处理,其土壤含水率高于CS处理0.57%~2.39%;地表砂层覆盖可以平抑地表土壤含水率变化,覆砂处理地表土壤含水率变幅较LD处理低约4.42%。     

近45年来陕西省可利用的降水资源特征及变化

利用陕西省1961-2005年月平均气温和降水资料,讨论了该地区45年来降水以及可利用的降水资源的变化特征。结果表明:陕西省降水及可利用的降水资源呈现南多北少的特点,夏季最大,分别占全年的47%和45%,冬季最小,分别占3%和1%;陕北地区可利用降水资源高度集中在夏季,占全年的58%,关中和陕南秋季较丰富,关中集中在秋季,占到全年的50%。而可利用降水系数南北各区均以秋季最高,全年平均则陕南最高,陕北次之,关中最低。45年来,全省平均可利用降水资源的总体趋势是减少的,这是由于陕北和关中的降水减少所致。     

不同留茬覆盖模式对土壤蒸发和表层土壤含水量的影响

秸秆覆盖模式可显著影响土壤蒸发量和土壤含水量.本研究根据小麦机械收获的特点,设置不同的小麦留茬高度和覆盖量,研究了不同留茬高度和覆盖量组合对冬小麦收获后土壤表层含水量和土壤蒸发量的影响.试验结果显示冬小麦留茬高度0 ～ 35 cm对表层土壤含水量和土壤蒸发影响较小,而覆盖会明显改善土壤含水量和降低土壤蒸发量.当留茬高度为0～ 15 cm、田间剩余秸秆覆盖量为0.348 ～ 0.470 kg/m2时,试验期间(31 d)土壤累积蒸发量较无覆盖减少了16％ ～51％.考虑机收特点,建议小麦留茬高度为5～15 cm,其余残留碎杆覆盖在土壤表面,以减少土壤蒸发和提高水分利用效率.     

近40a中国北方降水量与蒸发量变化

利用我国北方1951-1990年年降水量、年蒸发量、年平均风速和太阳辐射等资料,计算了干燥度指数,并据其将我国划分为干旱区(D<0.20),半干旱区(0.20～0.50),湿润区(D>0.50)。近40a我国半干旱区降水量和蒸发量发生了巨大变化,区域差异显著,年代际特征明显。东北区和华北区降水量具有减少趋势,西北东部和西南区有增加趋势。至于蒸发量的变化,东北区具有增加趋势,华北区、西北东部和西南区有减少趋势。近40a我国干旱半干旱区降水量与蒸发量均在减小,但降水量的减小速度大于蒸发量,气候在变干。我国气候的干湿变化主要取决于降水量的变化。     

青海气候变化趋势及对植被生产力影响的研究

应用青海省南部三江源区、东北祁连山地及环青海湖区气象站1961-2004年气温、降水和所在地区植被地上净初级生产力资料,分析和模拟了44年来有关气候变化特征以及植被生产力与气温、降水、地理坐标参数间的关系,模拟估算了假设未来气候温暖化情景下青海植被生产力变化的可能。结果表明:44年来青海各地气温均在升高,青海北部比南部增温明显;年降水量变化平稳,但北部比南部有所增加;土壤实际蒸发散表现出明显的升高趋势;青海南部植被地上净初级生产力(NPP)逐年降低,青海东北地区相对平稳。模拟计算表明,由于青藏高原植被的生长主要受温度条件的限制,在未来气候增暖,降水不变或增加的趋势下,植被地上NPP均有所增加。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素.以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制.研究表明:半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加 1mm降水量,春小麦产量的增加量分别为 21.3 kg·hm-2和 16.8 kg·hm-2.生育期大气干湿条件(潜在蒸发量与降水的差值)对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时(潜在蒸发量与降水的差值大于 425 mm),产量与土壤水分间关系斜率为 22.9 kg·hm-2·mm-1,大气较为湿润时(潜在蒸发量与降水的差值小于 425 mm),斜率为20.1 kg·hm-2·mm-1.相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用.半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定.增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化.大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异.     

石羊河中下游河岸带植被对地下水位变化的响应

通过对石羊河中下游河岸带的地下水位定位观测及植被和土壤水盐含量调查发现：河岸带地下水位与河床横向间距呈正相关;在长流水河段的河岸带,以植被类型、物种丰富度和植被盖度与河床间距的关系,判断河流影响地下水位距河床的范围约为130 m,但对于河岸带植被作用距河床横向间距可达500 m。在断流河段,距古河床0～200 m区间内分布河岸植物种。虽然石羊河下游断流,但河流地貌影响地下水位,有利于植物生长。调查区域内有5个植被型,12个群系和29个群丛,河岸带发育隐域植被类型。当地下水位≤2 m时,沼泽草甸发育;当地下水位3～6 m时,以芦苇、赖草和骆驼蓬为建群种的盐化草甸发育;地下水位≤14 m时,则柽柳灌丛繁茂。石羊河的径流量丰欠影响河岸带地下水位变化,河岸带植被组成、结构和分布响应地下水位埋深。     

How precipitation and grazing influence the ecological functions of drought-prone grasslands on the northern slopes of the Tianshan Mountains,China?

Drought-prone grasslands provide a critical resource for the millions of people who are dependent on livestock for food security.However,this ecosystem is potentially vulnerable to climate change(e.g.,precipitation)and human activity(e.g.,grazing).Despite this,the influences of precipitation and grazing on ecological functions of drought-prone grasslands in the Tianshan Mountains remain relatively unexplored.Therefore,we conducted a systematic field investigation and a clipping experiment(simulating different intensities of grazing)in a drought-prone grassland on the northern slopes of the Tianshan Mountains in China to examine the influences of precipitation and grazing on aboveground biomass(AGB),soil volumetric water content(SVWC),and precipitation use efficiency(PUE)during the period of 2014–2017.We obtained the meteorological and SVWC data using an HL20 Bowen ratio system and a PR2 soil profile hydrometer,respectively.We found that AGB was clearly affected by both the amount and seasonal pattern of precipitation,and that PUE may be relatively low in years with either low or excessive precipitation.The PUE values were generally higher in the rapid growing season(April–July)than in the entire growing season(April–October).Overall,moderate grazing can promote plant growth under water stress conditions.The SVWC value was higher in the clipped plots than in the unclipped plots in the rapid growing season(April–July),but it was lower in the clipped plots than in the unclipped plots in the slow growing season(August–October).Our findings can enhance the understanding of the ecological effects of precipitation and grazing in drought-prone grasslands and provide data that will support the effective local grassland management.     

1957-2012年讨赖河流域降水变化特征

在气象观测数据基础上,运用数理统计方法对讨赖河流域1957-2012年降水变化进行研究.结果表明:①20世纪60、80、90年代秋季降水量偏少,70年代及2000年以后偏多,其他季节20世纪70、90年代相对较少,80年代相对偏多;夏季降水2000年以后明显增加,年降水量60、70、90年代偏少,80年代及2000年以后偏多.②除春季降水略有下降、冬季无明显变化外,其他季节降水均呈增加趋势,夏季上升幅度最大且通过了显著性检验,秋季次之.③1957-2012年研究区降水量均存在26～30 a的长周期变化,此外,还存在15 a以及8 a左右的周期变化.④年、夏、秋、冬季降水量分别在1980、1972、2003、1970年突变增加,均通过了0.01的置信度水平检验,再次表明了讨赖河流域从暖干向暖湿转型的气候特征.     

黄土塬区降水变化条件下冬小麦田土壤水分消耗与补给

通过人工实时降水分配试验,研究了黄土塬区冬小麦田3种降水条件:正常降水(R_(CK))、降水增加1/3(R_(+1/3))和降水减少1/3(R_(-1/3))下,土壤水分变化速率、消耗深度以及水量平衡状态。结果表明:R_(CK)和R_(-1/3)处理0~3.8 m土层土壤储水量以91.85 mm·a~(-1)和109.39 mm·a~(-1)的速度下降,而R_(+1/3)处理土壤储水量在0~3.0 m深度以48.94 mm·a~(-1)的速度减少,而在深层(3.0~3.8 m)土壤水以17.39 mm·a~(-1)的速度增加;降水增加使得土壤水分的补给次数增多,减少了土壤水分的时空变异;当土壤底墒充足且生育期降水量较多时,各降水处理土壤水分的消耗深度较浅,反之,则较深;在休闲期,降水的转化效率与生长季土壤水的消耗率呈现极显著的指数相关。     

不同覆盖措施对滴灌枣园土壤水热及矿质氮素的影响

为了提高南疆枣园滴灌水肥利用效率,有效改善土壤特性,进行了芦苇秸秆、小麦秸秆、地膜(白色)、玉米秸秆4种覆盖措施的研究。结果表明:4种覆盖措施都能够减少棵间蒸发,提高土壤水分,与对照相比土壤棵间蒸发量分别减少了34.95%、31.08%、35.75%、29.38%,芦苇和地膜的保墒效果较好;保温效果为地膜小麦秸秆玉米秸秆芦苇,芦苇覆盖温度最高土层在10 cm,其他处理均在5 cm处;不同生育阶段各处理土层的矿质氮素含量不同,地膜覆盖能显著影响土壤的硝态氮含量,7—8月中旬覆盖条件下的矿质氮素与对照相比均有所增加,与对照相比7月中旬地膜覆盖提高幅度最大,为323.96%,其含量与气温高低相关;枣树生育阶段前期小麦秸秆覆盖下土壤碱解氮含量相对较高,其中7月中旬增幅最大,达到了57.41%。综合分析表明芦苇覆盖下土壤水热及矿质氮素的田间变异较小。     

河北省土壤水分分布及变化特征

利用河北省26个农业气象观测站1996~2007年土壤水分逐旬观测资料,分析了河北省土壤水分物理常数分布特征,土壤相对湿度的时空分布特征及其受降水量、蒸发量的影响。结果表明:土壤凋萎系数、田间持水量由西北高原地区向东南平原增加,土壤容重自西北高原地区向东南平原地区减小,随深度略有增大;土壤相对湿度由西北高原地区向东南平原地区增大,随土壤深度增加而增大;土壤相对湿度春末夏初最小,秋冬季最大;降水量多,蒸发量小的年份土壤相对湿度较大,降水量小,蒸发量大的年份土壤相对湿度较小。     

民勤地区沙面蒸发及影响因素的初步研究

对土壤的水分状况、太阳辐射、气温、空气湿度、风速、植被盖度等因素与沙面蒸发的关系,进行了探讨。     

种植方式和施氮量对冬小麦产量和农田小气候的影响

分析了不同种植方式和施氮量对农田小生境的影响,研究提高小麦产量的优化组合。采取随机区组设计,设置两种种植方式:30 cm等行距平作(U)、20 cm+40 cm沟播(F);三种氮素处理:生育期不施氮(N0)、生育期总施氮量为112.5 kg·hm-2(N1)、生育期总施氮量为225 kg·hm-2(N2),3次重复。结果表明,沟播0~15 cm土壤温度比平作降低0.4℃,5、50 cm的空气温度分别降低了0.3℃、0.5℃,空气湿度分别增加了2.8%、3.1%,进而土壤棵间蒸发强度降低了9.9%;在灌浆期,沟播比平作冠层光合有效辐射截获率的日均值提高了13.5%;在N1条件下,沟播的产量显著高于平作(P0.05)。随着施氮量的增加,小气候的各项指标有所改善,但是幅度在逐渐减少;在沟播条件下,N1产量显著高于N0(P0.05),N2和N1之间没有显著性的差异(P0.05)。综合考虑到产量和施肥量,20 cm+40 cm沟播和施氮量112.5 kg·hm-2是较好的种植方式。     

玉米农田土壤呼吸与环境因子的关系研究

采用LICOR-6400便携式光合作用仪连接6400-09土壤叶室,于2005年1月至12月对太原盆地夏玉米农田的土壤呼吸进行了测定,同时测定了土壤温度和水分,目的是了解玉米农田土壤呼吸的日变化及季节变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:夏玉米农田土壤呼吸速率具有比较明显的日变化,晚间维持在较低水平,最低值在凌晨5:00左右,随后开始上升,最大值一般在11:00-15:00之间;同时土壤呼吸速率也具有较明显的季节变化,冬春季较低,盛夏秋初较高,最大值出现在8月,最低值出现在2月。土壤呼吸速率与0-10cm的土壤温度关系显著,剔除土壤水分胁迫时的测定数据后,土壤温度可以解释土壤呼吸变化的29%(直线函数)、41%(指数函数)、44%(Lloyd&Taylor函数);标准化前、后土壤呼吸与土壤水分均呈极显著相关(p<0.01);剔除水分胁迫后的Q10为2.32,R10为2.23(指数方程)、2.67molm-2s-1(Lloyd&Taylor方程)。土壤温度和土壤水分结合在一起进行土壤呼吸预测,可以解释土壤呼吸季节变化的48-52%。玉米农田的年土壤呼吸总量为1.476kgCm-2。     

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。