饱和非均质土壤中溶质大尺度运移的两区模型模拟

目前,用于模拟土壤中溶质运移过程的两区模型(TRM)的研究均集中在实验室的短土柱上,涉及的尺度较小。本研究分别应用两区模型(TRM)、对流-弥散方程(CDE)和分数微分对流-弥散方程(FADE)对1 250 cm长一维非均质土柱中NaCl的运移过程进行模拟,并分析了TRM模型参数的变化特征。结果表明:实验土柱中存在一定的不动水体,与CDE和FADE相比,TRM能更好地描述土柱中不同位置处溶质穿透曲线的提前穿透和拖尾特征,表明TRM对较大尺度条件下非均质土壤中溶质运移的模拟具有更高的精度;应用TRM研究长土柱中溶质的运移问题依然存在弥散系数的尺度效应问题,但TRM的弥散尺度效应小于CDE;TRM中的可动水体含量可以由土壤的有效孔隙率与总孔隙率的比值来确定;而质量交换系数则与对流时间(x/vm)之间存在幂函数的相关关系。     

河北省冬小麦水分生产函数模型初步分析

依据河北省临西、望都试验站冬小麦灌溉试验资料,采用多元回归分析方法,分别求出Jensen、M inhas、B lank、S tew art及S ingh模型的敏感指数(系数),采用F检验法及复相关系数检验法对敏感指标进行分析检验,得出临西、望都二地适宜的冬小麦水分生产函数模型,并探讨了上述模型的空间变化特征。     

基于回归克里格法的土壤盐分采样点布局优化

为提高土壤盐分分布图绘制精度或降低野外采样和室内分析成本,优化土壤采样点布局,本文以回归克里格法估计方差（RKV）最小和普通克里格估计方差（OKV）最小为目标函数,运用空间模拟退火（SSA）算法对土壤盐分采样点布局进行优化,其中回归克里格法（RK）中的协变量选择与土壤盐分分布关系密切且容易获取的环境变量;通过最邻近距离分布函数（G函数）、间隔距离分布函数（F函数）和K-S检验对优化结果进行评价。结果表明：荒地分布在大尺度上（400m×400m）与盐分相关性强,而在小尺度上（50m×50m）与盐分相关性弱;以荒地分布（与荒地最短距离）作为协变量,利用RK法优化采样点布局（采样数为55）后得到的研究区平均RKV为0.0807,相较平均OKV（0.1143）缩小了29.39%;优化后采样点布局的G函数曲线和F函数曲线全部落在95%置信区间内,即F函数和G函数均与其理论值无显著差异,采样点布局良好覆盖了地理空间;K-S检验表明,优化后采样点上与荒地最短距离的分布与其总体分布服从同一概率分布,即采样点布局良好覆盖了属性空间。本研究可为河套灌区土壤盐渍化监测点布局提供参考。     

基于PEST的RZWQM2模型参数优化与验证

根据糯玉米-冬小麦田间喷灌试验不同处理结果,利用独立的自动参数估计软件PEST对RZWQM2模型进行参数优化,并分析了24个模型参数的综合敏感度。通过控制不同观测变量(土壤含水率、土壤氮素含量、作物叶面积指数、产量)模拟差异函数值在目标函数中的比重,优化目标方程,确定模型参数,并用田间试验数据对模型进行验证。结果表明,在不同观测变量的模拟差异函数值最接近条件下,冬小麦出叶间隔特性参数、冬小麦春化作用敏感特性参数及糯玉米出叶间隔特性参数等3个参数对模型整体模拟效果影响最大。相比试错法而言,基于PEST优化的RZWQM2模型能够更准确地模拟糯玉米-冬小麦轮作系统中水分、氮素及作物生长情况。     

西北旱区民勤绿洲滴灌马铃薯揭膜效应研究

在甘肃省石羊河流域下游荒漠绿洲区对大田滴灌马铃薯进行了揭膜效应试验研究。试验按覆膜时间不同设5个处理:D1——播种后60天第一次揭膜,以后每隔15天揭一次膜,分别为D2、D3、D4,D5为马铃薯全生育期覆膜,以马铃薯全生育期不覆膜作为对照(I1)。研究表明,在马铃薯的生长前期,覆膜可使表层土壤日平均温度提高2~9℃;在马铃薯块茎膨大初期之前大部分时间内,覆膜使表层土壤温度每天至少持续4 h超过30℃,对马铃薯生长不利;D1处理马铃薯产量和水分利用效率显著高于其它处理,而且随着揭膜时间的推迟,马铃薯产量和水分利用效率依次降低;各覆膜处理马铃薯产量和水分利用效率均高于对照。     

网络技术在非充分灌溉制度优化中的应用

该文应用动态优化和线性规划方法分别建立了灌区单一作物的基于Jensen和Blank水分生产函数的非充分灌溉制度优化模型。在模型求解过程中,根据网络技术的原理,选择TCP/IP协议组建网络,采用传统的C/S(Client/Server)二层架构,运用ASP技术,使用VBScript、Visual Basic 6.0等语言编程,实现了网上灌区单一作物灌溉制度的实时优化计算。其计算方法为网上通用的应用程序,不受地域和时间等的限制,可节约人力、物力资源。     

气候变化及人类活动对石羊河下游径流的影响

针对西北干旱内陆区石羊河流域径流变化的复杂性,运用非参数Mann-Kendall检验方法,分析了近50年石羊河中气候变化及径流变化趋势。在此基础上,通过模拟自然条件时石羊河年径流序列,将气候变化与人类活动对径流的影响进行了分离,分别量化了二者对石羊河下游径流的影响。结果表明,人类活动对下游径流的影响强度由20世纪70年代的40%增加到了20世纪90年代的68%,是石羊河下游径流减少的主要因素。     

盐碱化改良区农田排水沟水体与底泥界面微环境特征分析

深入探究农田排水沟水体与底泥界面微环境对界面间物质交换和迁移转化具有重要意义,为了明确不同水力联系的排水沟界面微环境特征,该研究利用微电极测量系统对陕西卤泊滩盐碱化改良区和盐荒地2种水力条件差异较大的排水沟水体与底泥界面微环境进行了研究.结果表明:改良区与盐荒地排水沟水体水质指标和底泥含水率、有机质、硫酸盐含量等方面均...     

旱作农业土壤水蚀条件下氮素流失效应试验研究

基于旱作农业夏玉米野外径流小区试验,通过设定不同降雨类型和不同尿素施用水平,重点研究水蚀条件下土壤氮素流失效应与机理。试验结果表明,水蚀条件氮素流失水平与侵蚀程度及泥沙氮素携带能力有关,其中,泥沙侵蚀程度对氮素流失影响显著,而施肥水平对泥沙吸附氮素携带能力影响明显。侵蚀过程中泥沙、径流及表土中氮素浓度不同,泥沙吸附氮素浓度略高于表土,而远大于径流溶解氮素浓度。比较随泥沙与径流流失氮素水平发现,随泥沙流失氮素比例都高达85%以上,远大于径流携带数量,说明泥沙是氮素流失的主要载体。     

冬小麦再生水灌溉时水分与氮素利用效率的研究

农田水氮利用效率的研究可为农田灌溉和施肥提供相应的科学依据。该文用田间实验研究再生水灌溉条件下冬小麦水分与氮素的利用效率。田间试验设置了高、中、低3个不同灌水水平下的清水灌溉加施肥、再生水灌溉加施肥和再生水灌溉不施肥(仅施底肥)9个处理，试验结果表明：灌水量、灌溉水质、施肥量对冬小麦株高的影响很小；叶面积指数随灌水量的减少而减小；再生水灌溉加施肥条件下的产量最高。不同灌溉水量条件下，冬小麦再生水灌溉的耗水规律与清水灌溉的耗水规律十分接近，且累积耗水量随灌溉水量的增大而增加；水分利用效率与灌溉水质和施肥无关，仅与灌水量有关，且随灌溉水量的增加而减少。氮的利用效率受灌水量、灌溉水质、施肥量的影响较小。