地上部与地下部作用对玉米/大豆间作优势的影响

通过对不同分隔方式下玉米/大豆间作的养分吸收量、光合参数与产量等的测定,分析地上部和地下部的资源竞争作用。试验设置4种间作分隔方式和2种单作处理:地上地下均不分隔(T1),地上地下均分隔(T2),仅地下分隔(T3),仅地上分隔(T4),单作玉米(T5)与单作大豆(T6)。结果表明,对于籽粒产量和生物学产量的土地当量比,T1为1.23和1.20,T2为0.97和0.91,T3为1.01和1.02,T4为1.10和1.08。玉米相对大豆的资源竞争能力,T1为0.79,T2为-0.08,T3为0.14,T4为0.39。玉米相对大豆的氮、磷、钾营养竞争比率,T1为1.63、1.92和1.50,T2为1.05、1.03和1.06,T3为1.28、1.32和1.27,T4为1.47、1.43和1.36。除拔节期外,T1玉米的净光合速率P n、蒸腾速率T r、气孔导度G s与细胞间隙CO2浓度C i最高;T4略低于T1,但差异不显著;T2和T3均显著低于T1;除分枝期外,T1大豆的P n、T r、G s与C i最低;T4略高于T1;T2和T3均显著高于T1。综上所述,对于玉米/大豆的间作优势而言,地上部与地下部的相互作用大于单一因素的作用,其次,地下部作用大于地上部作用。     

河套灌区粮食水足迹与虚拟水净输出时空演变

为了正确评价灌区内水资源使用对改善现有水资源管理的影响,文中引入水足迹与虚拟水概念,同时考虑降雨和灌溉用水,计算了1960—2008年内蒙古河套灌区粮食水足迹与虚拟水净输出量的时空变化,进一步评价了灌区水资源在区域内和区域间的分配.结果表明：1960—2008年河套灌区粮食水足迹由3.534×109m3减小为1.634×109m3,自2000年灌区粮食虚拟水净输出量呈下降态势,两者构成均以蓝水为主（90%）;空间分布上,河套灌区中部地区（杭后、临河和五原）的粮食水足迹和虚拟水净输出量较大,而其他地区（磴口和前旗）较小;1960—2008年,粮食生产用水在灌区用水总量中所占比例呈显著下降趋势,年均下降1.07%.粮食生产用水的大部分以虚拟形式输送到灌区外部,该比例近年有所降低,但2008年仍高达76.22%.未来河套灌区应注重绿水和蓝水资源利用效率的提高.该研究为灌区水资源管理宏观政策的制定和可持续发展的实现提供理论依据.     

黄土高原雨水资源化潜力与时空分布特征

为了缓解黄土高原干旱缺水与水土流失并存的现状,基于可变下渗容量模型计算了整个黄土高原近40 a逐月雨水资源化潜力,并对各分区可利用潜力大小、构成及其时空变化特征进行了对比分析.结果表明:黄土高原可利用雨水资源化潜力总量较为可观;土壤有效水是雨水资源化潜力的主要组成部分;雨水资源化潜力较丰富的黄河河龙区间、泾洛渭流域和汾河-伊洛沁河流域,其地表径流占雨水资源化潜力比例相对较高,该区域同时又是黄河泥沙主要来源地,可重点研发和应用降雨径流汇集、蓄存和集雨补灌等技术,以达到合理调控利用地表径流、减缓水土流失的双重目的;近40 a各分区雨水资源化潜力均呈现出略微下降趋势,但该趋势并不显著;黄土高原雨水资源化潜力空间上呈由东南向西北递减趋势,可利用潜力较大的区域主要分布在黄河中游地区.     

小麦/玉米套作田棵间土壤蒸发的数学模拟

为了探明小麦/玉米套作条件下棵间土壤蒸发规律及内在机制,该文将 Ritchie 模型和间套作群体光能传输模型结合起来模拟了小麦/玉米套作田的棵间土壤蒸发,并用2012年和2013年微型蒸渗仪的实测值对该方法进行了验证。结果表明,2 a模拟值和实测值的变化趋势都非常一致。与实测蒸发相比,该文所建模型2012年模拟结果的均方根误差为0.447 mm/d,平均绝对误差为0.331 mm/d,分别比原Ritchie模型降低16.8%和20.8%。在实测数据的88 d,累计实测蒸发量为107.2 mm,而模型的模拟值为100.5 mm,仅低估实测值6.7%。在2013年实测数据的68 d,累计实测蒸发量为83.1 mm,而模型的模拟值为73.7 mm,低估11.3%。模拟值与实测值的均方根误差和平均绝对误差分别为0.465和0.333 mm/d,略大于2012年。套作群体根系层水量平衡分析结果表明,小麦/玉米套作系统整个生育期土壤蒸发占总蒸发蒸腾的比例高达41.1%,故有必要在该套作农田实施秸秆覆盖等农艺措施,以减少棵间土壤蒸发,提高土壤水分的利用效率。该研究成果可为小麦套作种植模式下田间水分管理提供依据。     

西北干旱地区农业健康用水量计算模型研究

为明确灌溉模式对不同群体小麦光合特性的调控机制,在大田条件下设置了不灌水(W0)、灌1水(W1j,拔节期灌水;W1b,孕穗期灌水)、灌2水(W2,拔节期和孕穗期灌水)、灌3水(W3,拔节期、孕穗期和灌浆期灌水)5种灌溉模式和基本苗180株.m?2(D1)、300株.m?2(D2)和450株.m?2(D3)3种密度的二因素试验,研究了灌溉模式对不同群体小麦光合特性的影响。结果表明:灌溉明显改善了群体光合速率。在一定灌溉总量范围内,灌溉次数与群体光合速率呈抛物线型关系。较多的灌溉次数下群体光合速率的提高归因于LAI增大和群体光截获的增加。群体光合速率与冠层透光率呈极显著的负相关,灌浆期群体光合速率与花后干物质积累量和产量呈极显著的正相关。主效应及偏相关分析表明:W0、W1j、W1b、W3群体光合速率主要受群体透光率和叶面积的影响,W2群体光合速率的提高主要受旗叶净光合速率的影响。综合产量和群体光合速率等因素,春季灌2水(拔节水和孕穗水)的小麦群体上层截获光较多,中下层通风透光良好,群体光合同化能力最强,花后干物质积累量和产量最高;在此基础上采取密度为300株.m?2基本苗能够提高生育后期的群体光合速率,延长其高值持续时间,增加小麦籽粒产量。     

城市雨水利用研究进展与发展趋势

城市雨水利用已成为缓解城市水资源危机和水污染严重的有效途径。在论述城市雨水利用相关理论与技术等研究现状的基础上,对城市雨水利用急待研究的若干问题与发展趋势进行探讨。指出城市降雨产汇流模型的建立与资源化潜力的计算、城市雨水水质监测与管理技术、城市雨水利用规划以及城市雨水利用技术的综合应用等是目前城市雨水利用研究急待解决的热点问题,认为城市雨水利用应用基础研究正在从定性向定量化方向迈进,城市雨水利用技术由单一化向多元化和综合方向发展,城市雨水利用的功能在不断拓展,并将成为城市防洪工作的重要内容与手段之一。     

黄土丘陵区小流域土壤有效水空间变异及其季节性特征

基于213个样点土壤有效水数据,从流域、坡面和沟道三个尺度分析了黄土丘陵区典型小流域土壤有效水在春、夏、秋三个季节的空间变异特征。结果表明,土壤有效水均呈较强空间变异性,其中沟道土壤有效水均值和空间变异强度(标准差和变异系数)均显著高于坡面,坡面和沟道土壤有效水正态性明显好于流域尺度。不同尺度土壤有效水空间变异程度随均值发生变化,变异系数随均值增加呈指数递减趋势。流域和坡面尺度土壤有效水与坡向呈显著正相关关系且相关系数高于其与坡度和高程,而沟道尺度与各地形因子相关关系均较弱。土壤有效水空间变异呈现明显的季节性特征,秋季土壤有效水均值最高而空间变异性最低,夏季土壤有效水均值最低但变异系数最大。流域尺度夏季土壤有效水与高程相关系数显著高于春秋两季,而坡面尺度则相反。此外,土壤有效水抽样不确定性和估算误差随样点数量增加呈非线性递减变化趋势,当样点数超过20个时,增加样点数量的作用有限。     

基于18O示踪的不同树龄枣树土壤水分利用特征分析

为明确不同树龄枣树的水分利用特征。该研究利用稳定氧同位素(~(18)O)示踪方法,测定4个不同树龄(4、8、17和22年)枣树的木质部水与潜在水源的氧同位素比率δ~(18)O值,利用Mix SIR模型定量计算各树龄枣树对潜在水源的利用比例。结果表明,浅层(0~40 cm)土壤水分相对充足时期,枣树主要吸收浅层土壤水分,浅层土壤水分匮乏时,枣树会增加中层(40~120 cm)和深层(120~200 cm)土壤水分的吸收比例。萌芽展叶期不同树龄枣树都主要吸收浅层土壤水分;开花坐果期,随着树龄的增加,枣树对浅层土壤水的吸收比例逐渐减少,对深层土壤水的吸收比例逐渐增加;果实膨大期,4年生枣树主要吸收中层土壤水分,8年生枣树主要吸收深层土壤水分,而17和22年生枣树主要吸收浅层土壤水分;果实成熟期,8和17年生枣树分别主要吸收浅层和深层土壤水分,22年生则主要吸收中层土壤水分。根据不同树龄枣树的水分利用特征对其进行水分管理以减少4、8年生枣树浅层土壤水分的非生产性耗水及17、22年生枣树自身奢侈性耗水,实现红枣林的长期健康发展。     

西北内陆县域气候变化及其对河川径流的影响

根据民乐县及祁连县气象站点1958-2008年气温、降水资料,结合民乐县历年水文数据,利用Mann-Ken-dall秩相关分析法等方法分析了民乐、祁连县1958-2008年气温、降水和民乐地表径流量的变化,在建立定量化关系的基础上研究了气候变化对民乐县地表径流的影响并对未来径流量做出预测.研究表明,气温的变化可分为基准期(1958-1986年)和增温期(1987-2008年),后者增温速率达0.62℃/10 a,且全年各季度整体增加;降水量总体上呈上升趋势,增幅为19.5 mm/10 a,突变年(1978年)后降水量的波动性增大;历年降水量有减少趋势,受气候变化影响,径流量的年际变化增大,气温与降水对径流变化的贡献相反.未来径流量还有减小的趋势,对此,提出了调整产业和种植结构、节水灌溉、综合利用水资源等措施以应对.     

坡面入渗的人工神经网络模型研究

根据野外人工模拟降雨试验得到的不同耕作措施下坡面土壤入渗实测资料，引入人工神经网络建模方法，建立了不同耕作措施，如等高耕作、人工掏挖、人工锄耕和直线坡条件下坡面入渗BP网络模型，并利用实测资料对网络进行了训练和预测，取得了较好的结果，说明该模型的建立与求解为复杂坡面土壤入渗规律的研究提供了一条新途径。