新疆阿克苏地区近40 a气候、水文变化特征分析

近20a来,阿克苏平原绿洲区气候明显变暖增湿,戈壁区略有变干的迹象。同期,由于气温升高,冰川消融加快,山区降水增多,源流出山口径流量略有增加;根据塔里木河干流阿拉尔水文站监测结果,近40a来,年径流量呈持续稳定减少趋势。20世纪90年代,径流量平均距平为-4．85,径流量减少达10．58％。这主要是人类干预和源流区粗放农业发展,耗水量不断增加,导致汇入塔里木河干流水量不断减少,从而引起中下游生态急剧恶化。     

荒漠-绿洲过渡带土壤温度变化分析

根据中国科学院临泽内陆河流域站2004-2014年的土壤温度与气象要素数据,分析了河西走廊中部荒漠-绿洲过渡带土壤温度年内和年际变化规律及主要影响因素。结果表明:土壤温度日变化与月变化大致呈正弦曲线,各层土壤最高、最低温度出现的时间随着土壤深度的增加逐渐推迟;年均土壤温度总体上随着土壤深度的加深先减小后增加;气温是与土壤温度变化相关性最强的气象要素;同时,明确了该区3个特征差异明显的土壤温度层次:020cm土壤温度活跃层,40cm土壤温度过渡层和60100cm土壤温度稳定层,与其他地区结果有所差异。最后,利用相关性分析、多元逐步线性回归方法建立了气象指标与各层土壤温度之间经验预报方程。     

新疆阿克苏地区种稻改良盐渍土问题

通过新疆阿克苏地区的定点观测试验,以及阿克苏地区种稻改良盐渍土对塔里木河的影响的分析,提出当地通过种稻改良盐渍土的作法是不合理的。阿克苏地区改良盐渍土的根本途径应是完善排水系统,降低地下水位。     

阿克苏地区水土流失特点及防治模式

阿克苏地处世界第二大流动沙漠塔克拉玛干沙漠北缘,境内水土流失严重,面积达1.03x105km,占地区总面积的77%.水土流失的发生,加剧了干旱等自然灾害的发生、发展,导致群众生活贫困,生产条件恶化,阻碍经济社会的可持续发展.通过对阿克苏地区水土流失现状及特点、水土流失成因与危害的分析,提出了阿克苏地区山区沟壑区、山前冲洪积区、绿洲区南部极强度风蚀荒漠植被区、工矿区、道路、水库等工程区、城镇区的水土流失防治模式,为阿克苏地区水土流失防治提供参考.     

新疆阿克苏地区高氟地下水化学特征分析

研究区域高氟地下水的分布特征和影响因素与当地饮用水安全、地下水利用与保护息息相关。文中以阿克苏地区平原区22个地下水样为研究对象,运用数学分析及MAPGIS软件等方法从宏观上对该地区地下水F-含量的分布和影响因素进行分析。结果表明:阿克苏平原区地下水的F-质量浓度呈东、西部高,中部低分布;地下水的pH值越大,F-质量浓度越高。得出了F-质量浓度与K++Na+、Cl-、SO24-TDS、HCO3-质量浓度之间无明显相关性,与Mg2+、ρ(K++Na+)/ρ(Ca2+)之间存在着线性正相关关系,与Ca2+质量浓度之间存在着线性负相关关系的结论。并提出应对地下水高氟问题的几项对策。     

不同覆膜方式对粮饲兼用玉米田土壤温度的影响

在年降雨量240 mm的靖远县若笠乡曹岘村,以饲料玉米富试0601为栽培作物,进行秋季全膜双垄沟播栽培、春季顶凌全膜双垄沟播栽培、播前全膜双垄沟播栽培、半膜平铺和不覆膜5种栽培模式试验,分别测定地表5 cm、10 cm、15 cm、20 cm的土层地温,以探索全膜双垄沟播栽培技术对土壤温度的影响.结果表明,在玉米生长的每一个生育期,不同土壤深度的地温和有效积温均是秋季全膜双垄沟播栽培＞春季顶凌全膜双垄沟播栽培＞播前全膜双垄沟播栽培＞半膜平铺＞不覆膜.并且秋季全膜双垄沟播栽培、春季顶凌全膜双垄沟播栽培、播前全膜双垄沟播栽培、半膜平铺的有效积温均能满足玉米正常生长所需的积温而不覆膜的有效积温则不能满足,这导致不覆膜饲料玉米难以成熟,产量低下,667m2产籽粒仅130.95 kg,而秋季全膜双垄沟播栽培的饲料玉米667m2产量达到567.27 kg,增产效果非常显著.     

西北内陆河流域免耕覆盖条件下土壤温度效应

通过对免耕覆盖条件下土壤温度的研究,揭示了该条件下土壤温度的变化特点。试验表明,免耕覆盖的土壤温度不利于豌豆的出苗,且土壤热通量明显小于其它耕作方式。但其土壤温度日变化显示,该方式的下层土壤温度不易受太阳有效辐射的影响。同时,免耕覆盖下的土壤温度影响到作物干物质的积累。     

阿克苏地区冰雹时空变化和灾害特征

选取阿克苏地区10个气象站44 a逐个降雹过程资料和政府减灾部门34 a的灾情信息,对该地区降雹和受灾时空变化特征、降雹强度、活动规律及致灾情况进行研究。结果表明：该地区东西部各存在1个多雹中心,降雹以周期短、强季节性特征为主,多数县市中等以上强度降雹占降雹频次的75%以上,雹灾呈高发、强发的态势。位于西部的阿瓦提、阿克苏、温宿和位于东部的沙雅、新和等县市受灾最严重,雹灾空间分布特征与降雹强度、路径、出现季节和地域特征等密切相关,建议相关部门积极开展因地制宜的防雹业务,减少该地区农业雹灾损失。     

膜下滴灌棉花土壤温度的动态变化规律

试验研究田间膜下滴灌棉花根际土壤的温度变化表明,覆膜能使土壤明显增温,温度梯度变化使地膜覆盖具有提墒作用。在一日内和棉花整个生育期的温度,膜中明显比膜边和垄沟都偏高,土壤浅层温度增加较快且变幅很大。不同深度土壤温度出现最高温度时间随深度增加而延迟。地温变幅与深度可以拟合成指数函数关系,且膜中14∶00时两者相关性最好。     

土壤温度检测及其与含水率关系研究

为实现在小面积范围内对土壤水分的遥感监测,采用IRI1011红外热像仪测量土壤温度,并试图通过土壤温度来预测土壤含水率。分别测量不同深度0~5 cm、0~10 cm、0~15 cm、0~20 cm的土壤温度和土壤含水率,分析土壤含水率和温度之间的关系。结果表明,深度为0~20 cm的土壤平均含水率与温度之间的线性相关系数R2为0.658。通过一天中不同时间段即上午、中午、下午的测量结果可知,在外界环境条件变化不大的情况下,中午时段0~5 cm土壤平均含水率和温度之间线性相关系数R2为0.794。     

南疆沙漠腹地地温变化特征

利用塔中气象站三年的气象数据,分析了塔中地温的变化特征。结果显示:塔中0～40cm地温年变化规律显著,温度自1月开始迅速上升,在7月达到最高值,达30℃以上,其后又持续下降,冬季最低;80cm以下地温变化平缓,最高、最低温度出现月份逐渐后延,年振幅渐小;在典型晴天、阴天、沙尘天气时,表层地温都是日出前后最低,日出后迅速上升,至午后16时左右达最大值,其后迅速下降,于日落时降至一低值,并在夜间继续缓慢下降;四季0～80cm各层地温夏季﹥秋季﹥春季﹥冬季;天气对地温的影响主要体现在地表温度和浅层地温,至40cm及以下各层几乎无影响,日变化与典型晴天规律相同;阴天和浮尘对地温的影响较小,扬沙和沙尘暴天气对地温影响较大,其影响随深度增加而渐小;各层地温的平均日变化曲线近于正弦曲线,随深度增加地温特征线趋于平缓,极值出现时间逐渐后延。塔中地温的年际、日内变化的逐层性,与沙漠表面风成沙的物理属性有关。     

不同温度下添加绿肥对旱作农田土壤有机碳矿化的影响

为揭示气候变暖背景下绿肥添加对旱作农田土壤有机碳矿化的影响,采用室内恒温培养法,研究了添加长武怀豆(S)、黑麦草(R)、长武怀豆与黑麦草混合(M)在5℃、15℃、25℃下的土壤有机碳矿化过程。结果表明:培养温度和绿肥种类及其二者交互作用对土壤有机碳矿化速率均具有显著影响。在15℃和25℃下有机碳矿化速率峰值均出现在培养开始后第2天,然后快速下降并分别在第17天和第22天后趋于稳定;而在5℃下有机碳矿化速率峰值则推迟至第8天出现,然后缓慢下降至第42天后趋于稳定。在为期79 d的培养期间,土壤有机碳平均矿化速率和累积矿化量均随着温度升高而增加。与不添加绿肥的对照(CK)相比, S、M和R处理土壤有机碳累积矿化量提高了10.5～11.6倍(P<0.05),绿肥处理间变化趋势为S>M>R,与其本身含碳量相一致。与CK相比,S、M和R处理土壤温度敏感性(Q₁₀)分别降低了11.0%、11.2%和11.8%。绿肥添加和增温同时还提高了土壤有机碳矿化动力学参数,其中S处理在不同温度下均较其他处理具有更高的土壤有机碳矿化速率常数。与CK相比,土壤碳素和氮素水平...     

旱区灌溉棉田土壤呼吸昼夜变化特征及其与土壤温度的关系

本试验以裸地为对照,通过对土壤剖面CO2浓度的监测,研究了旱区灌溉棉田土壤呼吸的昼夜变化规律及其与土壤温度的关系。主要结果如下:(1)土壤及根际呼吸均呈"V"型昼夜变化特征,最小值出现在16∶00~17∶00之间,而土壤微生物呼吸昼夜变化趋势与之相反;(2)土壤微生物呼吸产生的CO2通量在土壤升温阶段略高于降温阶段,相对的,根际呼吸在土壤升温阶段产生的CO2通量低于降温阶段,并形成一个明显的逆时针圆圈;(3)棉花根际呼吸对土壤呼吸的平均贡献率为47%。以上结果说明,在建立土壤呼吸与土壤温度相关关系模型的过程中,需要区分根际呼吸和土壤微生物呼吸,充分考虑土壤温度变化对土壤呼吸各组分影响的差异性。     

阿克苏河流域水资源承载力模糊综合评价

阿克苏河是天山南坡水量最大的河流,是目前塔里木河最大的水量补给来源。由于阿克苏河流大规模的农业开发和不合理的水资源开发利用,不仅使得流域内生态环境脆弱,同时导致了补给干流的水资源减少,使得干流(尤其是在下游)产生了一系列的生态环境问题。本文针对阿克苏河流域水资源的实际情况,依据阿克苏河流域供需状况等,选取人均水资源可利用量,人均供水量、水资源利用率、耕地灌溉率、供水模数、需水模数、生活用水定额、生态用水率等指标,应用模糊综合评价方法综合的评价了流域内现状和不同水平年的水资源承载力,并提出了提高水资源承载力的途径。     

保护性耕作下黑土水热动态研究

通过连续监测东北典型黑土耕作长期定位试验下的土壤含水量和温度,研究了保护性耕作措施下农田黑土水热动态规律。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)可显著提高0~50 cm土层水分含量,其中免耕在0~20 cm土层平均土壤体积含水量最高值分别比少耕(RT)和传统(CT)高3%~10%,尤其是可提高作物播种期表层土壤含水量。0~10 cm土层深度范围内RT土壤温度均高于NTS和CT,其中5 cm土层土壤温度日平均最高值较NTS和CT分别高3.04℃和5.27℃。三种耕作措施下的水热动态表明,少耕是我国东北旱作黑土区最佳的保护性耕作措施。     

秸秆覆盖对农田黑土春季地温的影响

通过黑土区田间长期定位试验,研究了秸秆覆盖度对太阳反射和土壤含水量的影响,进而探讨了其对土壤温度的调控作用。在作物出苗前,秸秆覆盖度免耕(覆盖度70%)>少耕(覆盖度10%)>旋松(覆盖度0%)。研究结果表明:免耕、少耕和旋松的累计反射强度依次递减,反射辐射强度越大土壤温度越低;免耕具有较高的质量含水量,质量含水量均与地温存在显著的负相关关系。     

新疆阿克苏地区耕地变化趋势及驱动力研究

阿克苏地区作为新疆的农业大区,随着人口规模的扩张,对耕地的需求不断增加,因此研究其耕地的变化具有重要的现实意义。论文利用1991-2005年的统计数据,分析了15年间耕地面积变化的总体趋势、空间差异及其驱动因子。结果表明:15年间阿克苏地区耕地总量经历了上升→下降→回升的过程;耕地变化除具有以全区总体变化为代表的普遍特征外,还具有明显的区域差异;通过文献调研和定量研究得知,15年来阿克苏地区耕地变化主要与政策因素有关,并与有效灌溉面积、粮食单产、年末牲畜存栏总量、总人口、国内生产总值等人口和社会经济发展因素显著相关。经综合分析,耕地需求增加与土地退化是导致阿克苏地区耕地变化的主要原因。     

不同麦秸覆盖量对夏玉米田棵间土壤蒸发和地温的影响

采用微型蒸渗仪(Micro-lysimeter)和曲管地温表观测了不同麦秸覆盖量下夏玉米田的棵间土壤蒸发和土壤温度,试验设置5个处理(秸秆覆盖量分别为0(对照)、1 500、4 500、7 500、10 500 kg/hm2),分析了不同秸秆覆盖量下夏玉米田棵间土壤蒸发和土壤温度的动态变化规律.结果表明,麦秸覆盖夏玉米田有效抑制了棵间土壤蒸发,平抑了地温的变化幅度;夏玉米生育期内,4种覆盖处理(由高覆盖量至低覆盖量)棵间土壤蒸发比对照依次减少了63.51%、60.98%、52.94%、34.07%,0～20 cm的地温平均日变幅比对照分别降低了3.14℃、2.93℃、2.32℃、2.02℃.麦秸覆盖处理的抑蒸稳温效应,促进了夏玉米生长,提高了夏玉米的产量和水分利用效率.     

不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响

在多年田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响.结果表明,冬小麦返青至成熟,0～150 cm土层深度范围内免耕秸秆覆盖处理土壤平均含水量较免耕和传统耕作处理高0.21%和0.23%,免耕对土壤含水量影响不明显;冬小麦收获后,0～150 cm土层深度范围内土壤含水量平均值的高低顺序为:免耕秸秆覆盖＞免耕＞传统耕作.冬小麦返青至成熟期间,无论晴天还是阴天,0～25 cm土层深度范围内免耕秸秆处理土壤温度均低于免耕和传统耕作处理,免耕秸秆覆盖和免耕处理土壤温度平均值较传统耕作分别低2.8℃和2.6℃,免耕秸秆覆盖处理可以稳定土壤温度.相关分析表明,土壤含水量与土壤温度存在显著负相关关系.     

Interactive effects of soil temperature and moisture on soil N mineralization in a Stipa krylovii grassland in Inner Mongolia,China

Determining soil N mineralization response to soil temperature and moisture changes is challenging in the field due to complicated effects from other factors. In the laboratory, N mineralization is highly dependent on temperature, moisture and sample size. In this study, a laboratory incubation experiment was carefully designed and conducted under controlled conditions to examine the effects of soil temperature and moisture on soil N mineralization using soil samples obtained from the Stipa krylovii grassland in Inner Mongolia, China. Five temperature(i.e. 9°C, 14°C, 22°C, 30°C and 40°C) and five moisture levels(i.e. 20%, 40%, 60%, 80% and 100% WHC, where WHC is the soil water holding capacity) were included in a full-factorial design. During the 71-day incubation period, microbial biomass carbon(MBC), ammonium nitrogen(NH4 +-N) and nitrate nitrogen(NO3--N) were measured approximately every 18 days; soil basal respiration for qCO2 index was measured once every 2 days(once a week near the end of the incubation period). The results showed that the mineral N production and net N mineralization rates were positively correlated with temperature; the strongest correlation was observed for temperatures between 30°C and 40°C. The relationships between moisture levels and both the mineral N production and net N mineralization rates were quadratic. The interaction between soil temperature and moisture was significant on N mineralization, i.e. increasing temperatures(moisture) enhanced the sensitivity of N mineralization to moisture(temperature). Our results also showed a positive correlation between the net nitrification rate and temperature, while the correlation between the NH4 +-N content and temperature was insignificant. The net nitrification rate was negatively correlated with high NH4 +-N contents at 80%–100% WHC, suggesting an active denitrification in moist conditions. Moreover, qCO2 index was positively correlated with temperature, especially at 80% WHC. With a low net nitrification rate and high soil basal respiration rate, it was likely that the denitrification concealed the microbial gross mineralization activity; therefore, active soil N mineralization occurred in 60%–80% WHC conditions.