辽宁省玉米地水分盈亏时空分布特征及灌溉模式分区研究

根据不同区域农作物需水规律和水资源供需状况,对区域内干旱区域类型、水分盈亏特性与干旱发生频率等进行综合分析和科学区划,对于提高整个地区(流域)农作物水分利用效率和水资源高效利用具有重要意义。该文基于辽宁省27个气象站1955—2014年逐日气象数据和玉米生长发育资料,对辽宁省不同玉米种植区域玉米生育期的需水过程、需水量、灌溉需水量、水分盈亏指数(crop water surplus deficit index,CWSDI)、干旱发生频率等的时空分布特征进行深入研究,得到以下结论:辽宁省不同区域玉米逐月需水量均呈现单峰变化趋势,7月需水量最大,全省生育期总需水量在335~391 mm之间;不同水文年玉米需水亏缺量在0~220 mm之间;CWSDI和干旱发生频率在全省的空间分布规律类似,综合两指标的数值分布特征,将辽宁省玉米灌区划分为干旱区和易旱区2种类型,并结合不同水文年型玉米灌溉制度,将辽宁省玉米种植区划分为7种灌溉模式。该研究成果可以为辽宁省区域农业用水区划与管理提供理论依据。     

露天煤矿区不同生态措施对紫穗槐水分利用特征的影响

[目的]为探究排土场不同生态措施下典型植物的水分利用特征,提高植物水分利用效率,加速矿区生态恢复进程。[方法]以黑岱沟煤矿排土场6种生态措施(对照、接菌、绿肥、接菌+绿肥、绿肥+风化煤、接菌+绿肥+风化煤)下紫穗槐为对象,结合水的氢氧稳定同位素等方法分析。[结果](1)排土场土壤含水率为3%～9%,在0—30,70—100 cm土层较低,在30—70 cm土层较高。(2)紫穗槐的水分供给来源于降水和土壤水,土壤水分在0—30 cm土层发生显著的分馏现象,且在不同生态措施表现出显著差异,绿肥处理最大,接菌+绿肥处理最小。(3)不同生态措施下紫穗槐的水分利用特征存在显著差异,接菌处理对50—100 cm土层的水分利用比例较高,为53.4%;绿肥处理紫穗槐主要利用表层(0—20 cm土层)土壤水分,为42.6%;接菌+绿肥处理紫穗槐对各层土壤水分利用比例较为均匀。[结论]接菌+绿肥处理优化了紫穗槐水分利用特征,增加对表层和深层水分的利用比例,可作为排土场的生态复垦措施,促进西部干旱矿区生态恢复速率和效应。     

基于生态功能分区的陕北延河流域旱地系统生态需水测评

该文以延河流域旱地系统为研究对象,选取具有生态学和水文学意义的指标,建立流域生态功能分区指标体系,应用"3S"技术,划分流域生态功能分区。在此基础上,运用相应的数学模型,对各分区旱地系统的生态需水及其空间分布特征进行测评和分析。结果表明,延河流域基本划分为防风固沙区、防旱抗旱区、水土保持区、农业种植区和植被保护区等五大生态功能分区。景观尺度上,有林地-黏壤土的单位面积生态需水最大,约为502.31mm/a;牧草地-砂壤土的单位面积生态需水最小,约为300.01mm/a。生态功能分区尺度上,植被保护区的单位面积生态需水最大,约为357.72mm/a,防旱抗旱区的单位面积生态需水最小,约为304.73mm/a。该研究为明确流域水生态环境保护目标以及水土资源的利用方向和生态整治重点提供科学依据。     

四川盆区金银花气候生态适应性及区划研究

通过调研和收集金银花生态方面的相关资料,以金银花道地产区之一的山东费县、平邑等地气候条件为参照,采用比较分析方法,详细地研究了金银花的气候生态规律和环境因子对金银花产量、品质形成的影响,归纳提炼出对金银花生长发育和产量、品质有重要影响的气候指标因子,建立气候指标因子的空间分析模型Y=f(、L、h),应用1∶250000地理信息资料和GIS分析技术将四川盆区金银花生产划分为四类区域,为四川金银花产业基地建设提供科学依据。结果表明,四川盆区东北部的南江、通江等地为最适宜区,而沐川绝大多数区域仅为次适宜区和不适宜区。     

陕北地区不同类型植物生产力及生态适应性研究

上官周平,1964年出生,研究员,博士生导师,中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室常务副主任。目前主持国家973计划课题、国家863计划项目、国家自然科学基金项目、教育部博士点专项基金等10多项。针对黄土高原生态环境与植被建设中的关键科学问题,在植物生态适应机制、土壤-植被水分生态、植被生态效应等方面做了较为深入的研究。1 植物对气候环境变化的响应与适应机制     

半干旱黄土区沙棘的水分生理生态与形态解剖学特性研究

1986～1997年在半干旱黄土区的陕西吴旗、安塞县和宁夏固原县,对沙棘进行了蒸腾、净初级生产量、土壤水分等生理生态和形态解剖学特性研究。试验结果表明:沙棘每生产lg地上干物质,总耗水量为711～829g,其中蒸腾耗水量为551～654g,该地区荒山植被生产lg地上干物质蒸腾耗水量为343～709g,总耗水量却达2540～4501g。水分利用效率为1.21～1.53g/（m²·mm）,是荒山植被的3.1～6.4倍。沙棘水分利用效率较高,水分生产潜力较大。观察沙棘叶、根具有耐大气干旱、耐高温和水湿的形态解剖学特性,说明沙棘有较强的生态适应性。因而在半干旱黄土区的荒山、荒沟,营造沙棘林,能有效利用水土资源,这是快速治理荒山,提高土地生产力的有效途径之一。     

伊犁河流域杨树—小麦复合系统水分生态效应研究

对伊犁河流域新垦区杨麦复合及单作系统水分生态特性进行了试验研究。结果显示:(1)小麦需水关键期,灌水后1～2d,两系统麦田0—44cm土层土壤湿度增加了5%左右,复合系统土壤剖面下层(110—154cm)土壤含水量增幅较单作地大。(2)复合系统在水平方向上S2测点小麦吸水根分布最少,垂直方向上20—30cm土层杨树与小麦根系分布最多,两种植物对水分、养分吸收的竞争最激烈。(3)单作小麦千粒重比复合小麦高4.56%,复合型麦田S12测点处小麦千粒重为S2测点处的1.11倍。(4)复合型比单作型小麦的蒸腾速率日均值低30.8g/(m2.h),比麦田100cm3土面日蒸发量低1.07g/d,比日均温低0.46℃左右,比土温低0.24℃～1.20℃。研究结果从水分利用角度为杨麦复合立体经营模式在伊犁河流域水土开发区的可行性和持续性发展提供了理论支持。     

北方农牧交错带牧草与作物生态气候适应性研究 ——以内蒙古自治区中东部地区为例

应用贝叶斯准则对农牧交错带粮食作物和天然牧草进行分区生态气候适应性综合评价分析表明 ,半干旱、干旱环境中牧草自然生态适应性明显优于粮食作物和春小麦 ,进而对农牧交错带进行了生态系统辨识。该生态气候适应性评价对牧草的生产能力具有较好的指示性     

黄塔小流域农业生态经济系统特征与可持续发展对策

应用系统理论简析了黄塔小流域农业生态经济系统结构、功能以及与外部能流、物流的关系 ,并提出黄塔小流域应充分利用土地 ,调整产业结构 ,提高粮食单产和土地单位产值 ,加强黄塔小流域基础设施建设 ,提高人口素质和加强农业技能培训等发展对策。     

基于无线传感器网络的作物水分状况监测系统研究与设计

为实现准确判断作物水分亏缺程度,为精量灌溉提供科学依据,论文采用无线传感器网络技术,设计了作物水分状况监测系统。该系统实现了信息采集节点的自动部署、数据自组织传输,可以使人们随时随地精确获取作物需水信息,包括引起作物水分亏缺的环境信息（温度、湿度、土壤温度、土壤湿度）以及水分亏缺时作物水分生理指标微变化信息等。它具有功耗低、成本低廉、鲁棒性好、扩展灵活等优点。初步试验表明了该系统的合理性与实用性。可以应用于温室、农田、苗圃等区域。该文为无线传感器网络在设施农业中的应用做出了探索性研究     

黄土丘陵区旱地农业种植制度的研究

为了探讨黄土丘陵区旱地农业增产潜力与技术径途,1986年至1990年在干旱、半干旱地区的宁夏南部彭阳县残塬丘陵,进行了旱地农业种植制度研究。通过研究认为,以草——畜——肥——粮的综合措施为中心,建立以抗旱保墒,选育及引进作物优良品种,优化耕作栽培技术的旱地农业种植制度,是黄土丘陵区旱地农业实现高产稳产的基础和保证。     

旱作节水农业与机械化集成技术的研究

提出了以水资源高效利用为核心、以先进的农艺技术及配套的农机具为关键的旱作节水农业与机械化集成技术体系的构成,研究和总结了四种适于中国西北旱区集成技术体系的模式、关键技术与配套设备,并对试验结果进行了分析。     

东北主要旱地耕作土壤冻融环境分析

从气候环境方面讨论了东北地区主要旱地耕作土壤的冻融环境,通过分析年平均气温、1月气温、小于0℃日数、气温年较差、暖季升温表明,以上因素对黑土的冻融作用影响比较大,对黑钙土和白浆土的冻融作用影响次之,对棕壤土和褐土的冻融作用影响最小;年平均降水和秋季后期降水对棕壤土的冻融作用影响比较大,对黑土和白浆土的冻融作用影响次之,对黑钙土和褐土的冻融作用影响相对较小;草甸土分布极为广泛,各项指标都随纬度变化而不同,草甸土遭受的冻融作用也随纬度变化而不同。     

黄土丘陵沟壑区旱作农业轮作模式综合评价

[目的]以不同轮作模式为研究对象,研究不同轮作模式对土壤容重、土壤含水量及作物产量的影响,优化兰州市旱地区作物种植制度。[方法]以马铃薯(P)、玉米(M)、蚕豆(B)为供试作物,开展9种年际间轮作模式试验,分别为:(P-P-P),(M-M-M),(B-B-B),(P-M-P),(P-B-P),(M-P-M),(M-B-P),(B-B-P),(M-M-B)。测定不同轮作模式下,土壤容重、土壤水分及作物产量,并进行经济效益分析。[结果]马铃薯轮作模式(P-M-P,P-B-P,M-P-M,M-B-P及B-B-P)能显著减少0—40cm土层的土壤容重,对40—60cm土层的土壤容重没有显著影响;不同作物轮作下土壤含水量、耗水量影响大小相似:玉米>马铃薯>蚕豆,水分利用效率受作物种类影响大小为:马铃薯>玉米>蚕豆,其中轮作模式以M-M-M下土壤含水量最低、耗水量最大,B-B-P下水分利用效率最高;同种作物轮作产量均高于连作产量,如2016年P-M-P,P-B-P,M-B-P,B-B-P较连作P-P-P产量分别提高了40.37%~79.28%,M-M-B蚕豆轮作较B-B-B连作增产23.56%,M-P-M轮作较M-M-M连作玉米产量提高10.51%;不同轮作模式经济收益大小与连作相比,轮作更利于产量与经济收益的提高。[结论]综合土壤容重、水分利用效率、产量及经济效益,P-B-P与P-M-P轮作模式,能改善土壤环境、提高产量与经济效益可作为主推轮作模式。M-B-P轮作模式经济效益次之,但水分利用效益较高,能作为协调水分利用的种植模式。     

覆盖方式对旱地马铃薯阶段耗水量特征和产量的影响

为明确不同覆盖方式对旱地马铃薯田土壤耗水、耗水规律、水分利用效率、产量及产量形成的影响,在陇中半干旱农区设置了玉米秸秆带状双行覆盖(SSM2)、玉米秸秆带状单行覆盖(SSM1)、玉米秸秆全覆盖(SFM)、地膜春覆盖(PMS)和地膜秋覆盖(PMA)5种覆盖方式,以传统露地平作为对照(CK)。结果表明:2年试验中,玉米秸秆带状覆盖和地膜覆盖处理土壤贮水消耗量较CK分别增加13.5,14.8 mm。玉米秸秆带状覆盖能显著提高降水对马铃薯耗水贡献率,不同降雨年型内均以SSM2处理贡献率最高,2年分别为95.6%和94.3%。于CK相比,覆盖处理均降低了生育前期(播种-块茎形成期)耗水量,地膜覆盖显著增加了生育中期(块茎形成期-淀粉积累期)耗水量,玉米秸秆带状覆盖显著增加了生育后期(淀粉积累期-收获期)的耗水量。玉米秸秆带状覆盖和地膜覆盖分别能使马铃薯干薯产量增加27.9%和24.2%,干薯水分利用效率提高23.1%和19.3%。综上可知,玉米秸秆带状覆盖处理能显著增加马铃薯生育时期内农田土壤贮水消耗量,并改善马铃薯生育前期和生育后期耗水,减少旱地马铃薯农田无效耗水,能显著提高马铃薯干薯产量和水分利用效率。     

地热水用于水产养殖的水环境因子研究

分析了影响罗非鱼养殖生产中主要的水环境因子:水温、溶解氧、pH值及氨氮。在此基础上,对小汤山水产养殖场利用地热水养鱼的池塘水质进行了监测和研究,指出在现行的养殖方式下,水质恶化的原因及改进的措施,为池塘水质的科学管理提供了理论及实验依据。     

中国省域水资源生态足迹格局均衡性研究

以水资源生态足迹格局模型为基础,通过基尼系数及其分解和重心迁移分析来衡量水资源配置的均衡程度和均衡性的动态演变过程。结果表明:（1）水资源生态压力保持“北高南低”格局,水资源经济效率高效区域主要集中于长江经济带、环渤海经济区、东南沿海地区和京津冀区域周边;（2）水资源生态压力总体基尼系数长期逼近于0.4的均衡性警戒线,地区间水资源生态压力差异较大。水资源经济效率总体基尼系数整体较低,我国水资源生态足迹与承载力不甚匹配,与GDP则较为匹配;（3）2006—2015年水资源生态压力的重心位于中国地理重心东北部,且有往东迁移的趋势,水资源经济效率的重心位于中国地理重心东南部,且有向西南部迁移的趋势。     

黄土区旱塬农田生产力提高对土壤水分循环的影响

黄土高原旱塬土层深厚,地下水一般不参与土壤水分的垂直交换,农田水分循环模式是土壤-植物-大气类型。近几十年来,由于黄土区旱作农田生产力的不断提高,农田土壤水分循环出现新的特点。以农田长期定位试验资料为基础对这一新特点进行了分析,结果指出旱作农田生产力提高对土壤水分循环的影响表现在土壤水分利用层加深、降雨入渗深度减少和土壤干燥化     

沟垄二元覆盖对旱作马铃薯耗水特征、产量及水分利用效率的影响

为探讨旱作区沟垄二元覆盖模式下土壤水分、阶段耗水特性及对马铃薯产量和水分利用效率的影响效果,于2016年在宁夏南部山区通过设置垄覆地膜,沟内分别覆盖普通地膜(DD)、秸秆(DJ)、生物降解膜(DS)、液态地膜(DY)、麻纤维地膜(DM)和沟不覆盖(DB)等6种沟垄二元覆盖模式,以传统平作为对照(CK)。结果表明,DJ处理的马铃薯整个生育期土壤蓄水量最高,明显改善了马铃薯生育期土壤水分状况。在马铃薯整个生育期0~200 cm土层土壤含水量以DJ处理最高,尤其耕层(0~40 cm)土壤含水量最为显著。各处理阶段耗水量、耗水强度、耗水模系数在马铃薯各生育阶段表现不同,总体呈生育前期较低、中期增加、后期降低的趋势。在播种-苗期阶段、块茎形成-块茎膨大期阶段以DS处理的马铃薯耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理最低;苗期-现蕾期阶段以DD处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,其次为DM处理,DS处理最小;现蕾期-块茎形成期阶段以DY处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理次之,DM处理最小。沟垄二元覆盖模式能够提高马铃薯产量和水分利用效率,以DJ和DD处理的增产效果最显著,分别较CK增产47.77%、44.84%;DJ处理的水分利用效率最高(68.2 kg·hm^-2·mm^-1),较CK显著提高58.97%。综上可知,垄覆地膜沟覆秸秆种植模式可显著改善马铃薯中后期0~200 cm土层土壤水分状况,使前期耗水少,中后期耗水增多,且能显著提高产量和水分利用效率。本研究结果为宁南旱作马铃薯覆盖种植高产技术提供了科学依据。     

金银花在重庆市石漠化地区的生态适应性研究

为了解决重庆石漠化地区生态脆弱经济落后的双重矛盾,从河南、山东、湖南、重庆等地引进5个金银花品种进行了对比研究。通过观测、采样分析发现,由于种质和地质背景系统的影响,"渝蕾1号"、"蒙金1号"无论枝叶生长、花蕾发育、产量、质量均较好,特别是"渝蕾1号"产量竟达2 070kg/hm2,道地品种"蒙金1号"主要药物成分绿原酸、总黄酮竟分别达到7.39%,3.04%,综合评价认为二者皆适合在该地区推广。