咸水灌溉对塔里木沙漠公路防护林外缘土壤水盐环境的影响

为了更好地维持塔里木沙漠公路防护林的可持续性,监测了在现有灌水制度一个完整灌水周期内防护林外缘土壤水盐环境的变化。研究结果表明:(1)林带外缘的土壤含水量在灌水结束后开始减少,在灌水周期的第6d林带外缘90cm范围内的土壤水分逐渐的减小,大于90cm的范围达到基本平衡;(2)在咸水灌水淋洗和蒸散等因素的综合影响下,防护林带外缘土壤盐分表现出向林带外120cm土壤层和表层聚积,根系层土壤有所减少;(3)防护林外缘地下水盐分相对变化表现出"V"型变化,在距林带90cm处变化最弱,地下水各参数距离林带越近变化越大。     

塔里木沙漠公路防护林咸水灌溉土壤盐渍化状况研究

为了研究塔里木沙漠公路防护林建林后土壤在咸水灌溉条件下的盐渍化状态,本文通过对塔里木沙漠公路防护林建林后沿线土壤盐分分布状况的监测,结合防护林建林前土壤盐分状况普查资料,运用统计分析、相关性分析及灰色关联分析,对防护林沿线的40个监测点的土壤盐离子、土壤盐渍化的现状及驱动力作了初步研究。研究结果表明:塔里木沙漠公路防护林建成后,土壤盐分各离子含量均较建成前有了显著增加,其中,阳离子含量Na++K+>Mg2+>Ca2+,阴离子含量Cl->CO23->SO24->HCO3-;防护林沿线土壤盐渍化类型以氯化物型与硫酸盐-氯化物型为主,分别占到监测点的84.2%与15.8%;有近81.6%的监测点已达到中度盐渍化程度;灰色关联分析结果表明,引起塔里木沙漠公路防护林土壤盐渍化的主要驱动力依次是灌溉年限、地下水矿化度,地下水pH和地下水埋深。     

塔里木沙漠公路防护林咸水灌溉土壤盐渍化状况研究

为了研究塔里木沙漠公路防护林建林后土壤在咸水灌溉条件下的盐渍化状态,本文结合防护林建林前土壤普查资料土壤的盐分状况,运用统计分析、相关性分析及灰色关联分析,对防护林沿线的40个监测点的土壤盐离子、土壤盐渍化的现状及驱动力作了初步研究。研究结果表明：塔里木沙漠公路防护林建成后,土壤盐分各离子含量均较建成前有了显著增加。其中,阳离子含量Na K ＞Mg2 ＞Ca2 ,阴离子含量Cl-＞CO32-＞SO42-＞HCO3-;防护林沿线土壤盐渍化类型以氯化物型与硫酸盐-氯化物型为主,分别占到监测点的84.2%与15.8%;对土壤盐渍化程度的研究表明：有近81.6%的监测点已达到中度盐渍化程度;灰色关联分析结果表明：引起塔里木沙漠公路防护林土壤盐渍化的主要驱动力依次是灌溉年限、地下水矿化度,地下水pH和地下水埋深。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地对沙地盐分时空分布的影响

对塔里木沙漠公路防护林地进行实地观测和试验 ,研究咸水灌溉条件下沙地盐分淋溶后在土壤中重新分配和运移的规律。结果表明 ,沙地可溶性盐灌溉淋溶与蒸发积累过程交替发生 ,时空分布上表现为年内根际各层土壤盐分含量逐渐降低 ,但随着土壤深度的增加 ,2 m以下土壤盐分增加。年际土壤各层盐分含量逐年减少 ,盐分被淋溶到地下水或下层土壤。土壤盐分分布状况是多种因素综合作用的结果 ,灌溉量、灌溉周期、灌溉方式、土壤质地和地形条件是影响防护林地盐分分布的主要因素     

咸水滴灌对沙漠公路防护林土壤环境的影响

为了研究高矿化度水滴灌对极端干旱区防护林土壤环境的影响,为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续利用和维护管理提供理论依据。该文以塔克拉玛干沙漠腹地4.0～4.8 g/L的高矿化度地下水滴灌下的防护林为例,分析了咸水滴灌前后0～30 cm各层风沙土全N、全P、有机质、全盐、离子组成和微生物的变化。结果表明:高矿化度咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林的土壤环境逐渐得到改善。防护林0～5 cm、5～15 cm和1～30 cm 3个层次的含水量、全N、全P、全K、全盐含量、离子组成和微生物数量与流沙地存在很大差异,且与灌溉年限有直接关系;其中0～5 cm层次变化最为明显,5～15 cm次之,15～30 cm变化最小。     

塔里木河下游灌区灌溉方式的转变对农田及其防护林土壤水盐动态的影响

通过分析塔里木河下游喀拉米吉镇绿洲大面积滴灌条件下的农田(3个棉田1个果园)与其防护林地土壤水盐分布特征,采用对比试验与野外监测方法,研究了当前滴灌体系对林网内农田及其防护林地的影响,分析防护林网内土壤水盐变化的主要因子。得出以下结论:(1)喀拉米吉镇绿洲,由于滴灌技术的普及,地下水埋深以0.5 m a-1的速度下降;地下水埋深具有季节性变化,在非灌溉季节地下水埋深较浅,在灌溉季节地下水埋深较深,与非灌溉季节相比,灌溉季节里地下水埋深平均下降了1 m以上。(2)由于喀拉米吉镇绿洲农田滴灌对土壤的影响深度不超过80 cm,灌溉水对地下水的补给量几乎为零,农田防护林根系只能从土壤深层吸收水分,导致了林地内土壤含水率显著低于农田(p<0.01)。(3)当前5 250 m3 hm-2 a-1的棉田灌溉、7 000 m3 hm-2 a-1的果园灌溉,使0～60 cm的土壤盐分处于低盐状态,基本达到农田的脱盐要求;防护林地盐分均明显高于农田(p<0.01),为农田的2倍～3倍;林地内土壤盐分表聚作用明显:砂壤土林地、砂土林地、黏土林地1、黏土林地2内表层土壤盐值分别较其农田高79.3%、77.1%、80.6%、88.4%。(4)通过林地间土壤含水率、土壤盐分的比较,发现地下水埋深的不同是农田防护林地土壤水盐差异的主要因素,150 cm土体内,含水率高的林地其含盐量也高,含水率低的林地其含盐量也低。     

不同带间距柠条锦鸡儿防护林防风效应与带间植被组成

通过对四子王旗不同带间距（4 m,6 m,8 m）柠条锦鸡儿防护林风速流场与带间植被的测定,研究了其防风效果与带间植被组成情况。结果表明:（1）在不同对照风速条件下,不同带间距柠条锦鸡儿防护林均对风速具有减弱作用,并且在带间出现了风影区与加速区。（2）在距地面0~2 m高度处,林带防风效果为4 m > 6 m > 8 m,8 m宽林带对低风速（6~8 m/s）可以进行有效防护,对高风速（10 m/s）也可以控制在起沙风速以下,且风速经过4条林带的阻挡后减弱效果明显。（3）8 m宽林带间出现了以百里香、狗尾草以及蒿属为主的草本群落,与地带性草本群落（羊草+冷蒿）较为接近,恢复效果明显。确定的带宽与林带数量可为今后柠条锦鸡儿防风阻沙林建设以及多树种带状混交配置模式的确定提供重要科学依据。     

秦巴山区土壤信息系统的建设研究

棵间土壤蒸发是塔克拉玛干沙漠公路防护林耗水的重要组成部分。应用Micro-Lysimeters测定了1个灌溉周期内咸水滴灌下距林木不同位置处的土壤蒸发量。分析了土壤蒸发与水面蒸发的关系,通过一维平差处理对防护林土壤蒸发量进行了估算。结果表明,塔里木沙漠公路防护林棵间土壤蒸发具有明显的季节变化特征。试验初期棵间土壤蒸发量:根基部>距根基50cm处>距根基100cm处;第5d以后,根基50cm处>根基部>距根基100cm处。林地土壤蒸发随土壤含水量的减低呈整体下降趋势。通过估算,咸水滴灌下整个防护林年土壤蒸发总量为2.63×106 m3,占总灌水量的21.43%,生长季蒸发量占全年蒸发量的92.28%。     

基于防护保证率的农田防护林林带间距调控

农田防护林林带间距的设置关系到防护林防护效益和农田单位经济效益的权衡。该文以新疆南疆枣树防护林为例,引用水文学中防护保证率的概念和方法,以枣树受风害危害的概率特征为基础,兼顾防护林防风生态效益和经济效益最大为目标,建模分析和野外试验相结合,研究了农田防护林林带间距调控方法。结果表明:1)运用防护保证率的方法能够实现对农田防护林防风生态效益与经济效益权衡的优化;2)枣树防护林的防护保证率在95%,林带间距为132.1 m左右时,单位经济价值达到最优,高出常规防护林间距经济产量6.2%;3)林带疏透度为0.34大于疏透度为0.49的防护效益。该研究可为农田防护林林带间距定量调控提供参考。     

和田地区绿洲外围农田防护林带的防护效益

在和田地区新垦农地外围的流动沙地种植新疆杨乔木+沙拐枣灌木复合防护林,通过布设风速风向观测仪、沙尘通量梯度仪、温湿度和辐射等测定仪于林带前后,研究防护林网的防护效益,为营建绿洲外围防护林和合理开发利用荒漠区的土地资源提供理论依据。结果表明,防护林带的防风效能随着高度的增加而减弱,大于起沙风速(6m/s)时,新疆杨林带、沙拐枣林带在0.5m处的防风效能分别为67.2%和94.5%,在3m处的防风效能分别为31.3%和33.7%。随着风速的增大,沙拐枣林带和新疆杨林带的防风效能均减弱,新疆杨林带的减弱更为明显。防护林带有效地降低了地表风速,减轻地表风蚀。林带内的输沙量仅为外围的10%左右。此外,林带内的太阳辐射强度下降,温度降低,湿度显著增加。由此可见,防护林可以有效地起到防风固沙,改善区域小气候的作用。     

塔里木沙漠公路防护林带土壤入渗研究

为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10cm,10-15cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40cm,40-60cm层土壤饱和导水率较其他层大。用常用的入渗模型对入渗过程进行模拟,可以发现通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,Kostiakov模型也较适用,Horton模型在该区域土壤入渗研究中适用性相对较差。     

乌兰布和沙漠东北部绿洲灌区水资源供需平衡及其承载力研究

根据乌兰布和沙漠东北部绿洲灌区存在多水源状况以及水资源的可供给量与需求量均与引黄水量有关的特点,以引黄水量为因素划分了2010年规划水平年的高中低3个方案,对绿洲灌区的水资源供给与需求量进行了分析评价。并在此基础上通过3个方案的水资源承载力平衡指数及绿洲规模、人口及人均GDP承载力等分量指数的度测,综合阐述了绿洲灌区的水资源承载力。     

沙漠腹地咸水滴灌林地土壤养分、微生物量和酶活性的典型相关关系

鉴于塔里木沙漠公路防护林所处环境条件和管理模式的特殊性及在南疆社会、经济发展中的重要性,试验选择四种不同矿化度(2.58、5.75、8.90、13.99 g L-1)水滴灌的防护林地,采集0~5 cm、5~15cm、15~30 cm、30~50 cm四层土样为研究材料,主要采用典型相关分析法,对防护林地土壤养分因子、微生物量因子和酶活性因子中每两组变量间的相关性进行了分析。结果表明:三组变量土壤养分、微生物量、酶活性中,每两者之间均有显著的典型相关变量存在,而且基本能够代表变量总体相关信息;土壤养分与土壤微生物量的相关性主要由养分中的全氮、速效氮、有机质、全磷含量和土壤微生物量中的放线菌数量、微生物量碳和微生物量磷引起的;土壤养分与土壤酶活性的相关性主要由土壤有机碳、速效钾含量与土壤过氧化氢酶、磷酸酶活性的相关性引起;土壤微生物量与土壤酶活性的相关性主要由土壤微生物量磷、微生物量氮与土壤蔗糖酶、磷酸酶活性的相关性引起;滴灌水矿化度对塔里木沙漠公路防护林地土壤养分和微生物量的效应明显,高矿化度水不利于土壤养分积累和微生物生存。     

古尔班通古特沙漠人工梭梭林群落生态特征研究

为探究古尔班通古特沙漠南缘莫索湾地区33年来人工梭梭林群落(依靠天然降水)的生态特征,本文对两种造林技术(积雪-客沙造林和秋灌造林)人工梭梭林地梭梭的长势、草本植物、土壤水分进行了调查和监测。结果表明:(1)积雪-客沙造林和秋灌造林梭梭至今生长良好,目前植株高度和冠幅均大于2 m和2 m~2,当年新生枝条长度均大于20 cm;初始造林梭梭存活率较高,分别为40%和63%;经过自然更新,现有密度均有所提高,人工林形成异龄复层混交林,林下生长有不同优势种的草本植物;土壤含水量均2.00%,能够满足梭梭生长。(2)由于两种造林技术的土地处理方式和初期水分供给量不同,导致两种林地梭梭生长、林下草本植物盖度和多样性以及天然更新梭梭植株数量均有很大差异,整体秋灌造林地的状况优于积雪-客沙造林地。(3)两种造林技术对于当地生态条件均有很好的适应性,虽然积雪-客沙造林密度相对较低,但优于自然植被状况,且造林成本低;秋灌造林密度较大,天然更新植株数量较多,但造林成本高,后期生长较缓慢,需要采取一定的人工措施调整密度。综上可知,积雪-客沙造林和秋灌造林梭梭目前生长均较稳定,后者对该区生态条件适应性更强。     

塔里木河上中游荒漠河岸林植物群落对淹灌的响应

[目的]定量分析淹灌对典型断面荒漠河岸林植物群落的长势、植物多样性的影响,为今后改进干旱区科学补水方案,实现生态水高效利用提供理论依据。[方法]通过2016—2018年6次在塔里木河上中游进行植被调查获得数据,运用Pielou指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及重要值等指标对淹灌的影响进行分析。[结果]淹灌2 a后,塔里木河上中游新增了11种植物,主要是胡杨苗、柽柳苗、喜湿植物以及一年生草本,其中胡杨苗密度增加0.72株/m~2,增长率为855.9%;柽柳新枝长增加41.8 cm,增长率为71.58%,胡杨长势得到好转:优、中等胡杨出现频率增加0.11株/m~2,增长率为32%;随着距生态闸距离的增加,胡杨林密度有减小的趋势,林龄老龄化也逐渐凸显;林下物种多样性有随淹灌距离的增加而减少的趋势;距生态闸300 m范围内以胡杨、柽柳幼苗及喜湿的一年或多年生草本植物成为优势种(其重要值分别为0.243,0.195,0.248),大于300 m后优势种逐渐被柽柳、耐旱的多年生草本植物所取代,一年生草本植物、胡杨苗在距生态闸450 m后消失。[结论]淹灌使荒漠河岸林植物群落更新能力增强,物种多样性增加。为了维持目前的生态好转趋势,淹灌工程需要继续开展。     

膜下滴灌灌水量对土壤水热影响及地下水补给耗水响应

为探求灌水量对棉田地温和生育期地下水补给棉花耗水比例的影响,设置了4种不同膜下滴灌灌水量(3 000,3 750,4 500,5 250m~3/hm~2)进行野外均衡场试验研究。结果表明:灌水量一定时,浅层土壤受气温影响更为显著;同一气象条件下、同一土层地温和土壤有效积温均随灌水量的增加而降低,当灌水量增加75%时,有效积温降低11.3%,同时温度变幅也相对变小;灌水量越大,棉花耗水量及地下水补给作物水量也随之增大。当灌水量从3 000m~3/hm~2增加到5 250m~3/hm~2时,棉花的耗水量增加146.3%,地下水补给比例增加540%,而棉花需水敏感期地下水补给量则增加152.93mm,需水敏感期的地下水补给量最大,但日均地下水补给量随棉花生育期的延长而增大,且各处理的水分利用效率差异不大。此外,在地温较高的夏季高温期(花铃期和吐絮期)以及灌水量较小时,夜间地下水补给作物水量大于或接近白天补给量,说明地温影响地下水的向上补给水量和补给时段。此研究可为合理高效利用农业水资源和优化膜下滴灌棉花灌溉制度提供有效依据。     

咸水滴灌下塔克拉玛干沙漠腹地人工防护林土壤水盐动态

为揭示咸水滴灌下塔克拉玛干沙漠腹地人工防护林的土壤水盐动态规律,研究了4-7月份各灌水周期内土壤水盐的时间变化特征和二维空间分布格局。结果表明:(1)咸水滴灌下的防护林土壤水盐动态具有显著的周期性规律;一个周期内(1~15 d),水分先后经历了快速下降(1~4d)、缓慢变化(4~10 d)和基本稳定(10~15 d)三个时期,整体呈幂函数递减规律(y=8.746t-0.270,t=1,2,3…);盐分则先后经历了脱盐(1~7 d)和积盐(7~15 d)两个阶段,整体变化规律符合抛物线函数(y=0.009t2-0.138t+2.269,t=1,2,3…)。(2)水平0~60 cm空间上的土壤水分呈一元线性递减分布,而盐分呈一元线性递增分布;垂直0~120 cm空间上的土壤水分表现为较明显的单峰曲线,其峰值位于20 cm土层处,而盐分分布满足逆函数模型,并在表土层距滴头45~60 cm处有显著积盐现象,含盐量高达10~20 g kg-1。由于受灌溉、蒸发、气温、降雨、植被等环境因素及土壤自身空间变异性等的影响,具体不同时空尺度上的绿地土壤水盐动态既具有一致性规律又表现出差异性特征。本文可对区域土壤水盐动态预测、盐渍化评估以及灌水制度进一步优化等提供科学支撑。     

塔克拉玛干沙漠不同立地条件下咸水滴溉苗木的生长差异

为了开发利用塔克拉玛干沙漠地下高矿化度咸水进行沙漠公路绿化,2003年在肖塘进行了高矿化度地下咸水灌溉实验。实验点选择在流动沙丘和丘间平地上,按照荒漠林土覆沙厚度差异和坡向不同,选择了9种不同的立地条件的实验点。样地中栽植梭梭、柽柳、盐穗木等3种植物。实验结果如下:(1)立地条件对植物生长的影响主要是通过其对水分和太阳辐射的差异分布而引起的;(2)不同植物种对于高矿化度的咸水灌溉适应性不同,适应性因土壤母质条件的差异而变化;(3)植物生长的不同阶段,生长限制因子不同,在成活时期水分因子是其限制因子,而在生长时期中,在水分满足的条件下,地表太阳辐射能量是其限制因子。     

库布齐沙漠典型防护林土壤养分特征

以库布齐沙漠典型防护林为研究对象,通过测定不同防护林的土壤理化性状,评估该防护林系统的土壤改良效益,为库布齐沙漠防护林的管理与养护提供理论依据.结果 表明:(1)库布齐沙漠防护林营建15年后,在植被改良的作用下,原有的流沙质量发生了明显改变.与流沙环境相比,研究区土壤的碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、有...     

利用地下水模型模拟分析灌区适宜井渠灌水比例

为了获取泾惠渠灌区适宜井渠灌水比例,科学合理地确定农业节水方案,该文综合应用ArcGIS和PMWIN地下水模拟软件建立了灌区的地下水分布模拟模型,根据灌区历年农业用水实际情况设定了10种灌溉情景模拟灌区地下水位的变化趋势,通过地下水模型分析研究了灌区井渠灌水比例。利用VB程序语言改写EVT蒸发蒸腾子程序包,使其能模拟非线性蒸发,潜水蒸发量计算精度得到较大改进。研究表明:1)渠首有效灌溉引水量在3.7～4.1亿m3,井渠灌水比例控制在0.35～0.55,基本可以保持灌区地下水采补平衡;2)渠首有效灌溉引水量在1.5～2.0亿m3,井渠灌水比例控制在0.5～0.7,也能实现灌区地下水采补平衡;3)目前井渠灌水比例在0.9～1.2,已引起灌区地下水超采。建议井渠灌水比例控制在0.5～0.7,加大农业节水力度、增加水价财政补贴、进行地下水人工调蓄,实现灌区水资源高效持续利用。