土壤水分、盐分空间序列初步研究

大面积水盐监测和调查的难度在于受土壤空间变异性的影响。为揭示水盐变异规律，经地质统计学初步分析，实验取样结构性较弱而随机较强，从而采用随机理论，将传统随机理论－时间序列分析法和最大熵谱分析用于空间序列，以空间代替时间，对分层土壤作空间序列的最大熵谱分析，系统揭示出田间土壤不同尺度下，水分盐分变化规律，对大面积土壤水盐监测具有一定的指导意义。     

冬小麦根系对水分胁迫期间和胁迫后效的响应

 为揭示土壤水分胁迫期间和胁迫后效对植株根系生物量累积的影响，本文以冬小麦为对象，利用温室盆栽试验结果对其做了分析。结果表明，土壤水分在胁迫期间和胁迫后效对根重的抑制量不同，主要受胁迫程度和胁迫持续时间的影响；在胁迫期间，不同水分处理的根重抑制量源于此期间的胁迫强度，且重度胁迫处理大于中度胁迫处理；在胁迫解除后，尽管胁迫后效对根重的影响仍表现在相应时段的胁迫强度上，但是短期胁迫处理大于长期胁迫，中度胁迫大于重度胁迫处理；分析不同水分胁迫条件下的冬小麦根系的受抑制状况，集中表现为在短期胁迫和长期中度胁迫处理中，根重抑制量主要归因于胁迫后效应作用下的胁迫强度；而长期重度胁迫处理对根的抑制量源于胁迫期间的胁迫强度。结合前期的成果可见，水分胁迫对根生长的影响是源于前一个生育期已形成的基础、此生育期的环境响应以及前一个生育期环境效应的滞后作用的综合结果。     

湖北省降水及旱涝时空分布特征分析

为更加全面地了解湖北省降水和旱涝时空分布特征,基于湖北省30个雨量站资料,采用M-K趋势检验、Morlet小波、Z值法及EOF等分析计算方法,对全省1960—2013年降水变化显著性、周期性及空间分布变化进行了研究,并分析了湖北省单站旱涝、区域旱涝等级、空间旱涝分布及30个站点旱涝Z值空间分布模态。结果表明:全省近50年降水量整体呈略微减少的趋势,但减少趋势不显著,降水倾向率为2.92 mm/10 a,空间上呈现东南部和西南部较多,且中东部地区降水呈增加的演变趋势;在此驱动下,全省呈现出旱涝交替频发,东南部易发生涝灾,西北地区易发生旱灾的整体特征;且通过旱涝Z值的EOF正交分解分布图发现,全省旱涝分布呈一致型、西北和东南方向相反型和自西北向东南呈"三明治"型的规律,其贡献率分别为50.23%,16.14%,5.59%。     

不同土壤水分处理对冬小麦根冠生长的影响

通过温室冬小麦不同水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%～100%,65%～55%,35%～45%)盆栽试验,研究了冬小麦根冠对水分的响应。试验结果表明:不同供水量并不影响冬小麦根系、冠层干物质累积过程的总趋势,但随胁迫的增强,根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低,且二者并不呈线性相关关系;根冠比(R/S)随胁迫的增强而增大;水分供应量的减少缩短了冬小麦的生育周期,随胁迫的增强,根冠生物量最大值出现的时间提前;充分供水的处理则有最大的根冠比(R/S)。这可能是由于水分胁迫发生,大量的同化产物运往根系,分配于根系的同化干物质增加,调整了根系的结构,改善其功能以增大水分的吸收量,缓减植株由于缺水造成的损失,导致根系干重增加,根冠比增加。对于供水超过75%的植株,根冠比达到所有处理的最大,可能原因为过量水分促使庞大根系的建成,从而消耗较多的同化产物,使根重增加,冠重减少。     

黄旗海湿地水量模拟与平衡分析

黄旗海湿地是华北地区重要的生态安全屏障,湿地所处的黄旗海盆地属于农牧交错区和多民族聚居区,生态十分脆弱。通过分析湿地退化原因,提出了平原区深层地下水过量开采是黄旗海湖水干枯的直接原因。建立了湿地湖水水量平衡分析模型,模拟不同降水和规划条件下入湖水量组成及其变化。分析表明:丰、平、枯水年份可以维持的平均水面面积分别为29.83 km~2、31.67 km~2和23.79 km~2;最大水面出现在年底,湖泊未来水文情势不同于历史时期,因地表来水呈减少趋势,湖水面的维持将越来越依赖地下水。2020年和2030年生态修复可维持湖水面面积目标分别为20 km~2和30 km~2。研究成果可为黄旗海流域水资源开发与水生态保护规划提供科学依据。     

土壤水分盐分空间变异性与合理采样数研究

就河套灌区土壤盐碱化监测系统进行了两种空间尺度（h＝100m,h=25m）不同取样土层的水分、盐分空间变异性进行研究，发现在观测的两种尺度下以间隔20cm取样，取样土层的水分、盐分变异规律并不相同，盐分变异强度大于水分。同时，采样空间尺度与变异性的相关分析表明，土壤空间变异性与采样点数目和采样尺度密切相关。因而，认为在土壤（水盐）监测中采样布设应建立在统计特性和空间结构性的基础上。     

苗期土壤含水率变化对冬小麦根、冠生物量累积动态的影响

为合理进行冬小麦生长过程的适时水分调控，该文对不同生育期土壤含水率对冬小麦根冠影响的试验进行分析。采用的试验包括5种水分处理，即苗期充分供水，其它生育期进行中度胁迫(FB)、重度胁迫(FC)处理和从苗期开始的中度水分胁迫(SB)、重度水分胁迫(SC)处理以及全生育期充分供水的对照处理。试验结果表明：苗期土壤含水率对冬小麦根、冠的生物量，生物量的累积速率产生不同影响，使全生育期内根、冠占植株总量的比例和根冠比发生改变。当苗期水分改变时，生育初期，根、冠均没有明显响应，但到播后16 d，播后20 d，根、冠生物量分别随胁迫程度的增加而减小(FB>SB，FC>SC)；在播后28 d，SB和SC的根系质量累积速率超过对应FB和FC处理，且苗期受胁迫处理的冬小麦在生殖生长阶段所维持的根系大于苗期不受胁迫处理的根系；冠的累积速率则在播后28 d和35 d也出现SB>FB，SC>FC的结果，到播后42 d，SB、SC的冠质量分别超过对应的FB、FC的冠质量。在此过程中，根、冠生物量占总质量的比例发生改变，根表现为SB>FB，SC>FC；冠在营养生长阶段FB>SB，FC>SC，在生殖生长期SB达到最大；相应根冠比改变。     

基于水土资源状况的中国粮食安全思考

粮食安全是当前国内外关注的焦点,尤其是近年来国内外粮食供需矛盾日益尖锐。该文基于影响粮食生产的两大刚性约束——水资源和耕地资源,在系统阐述中国农业水土资源状况及其对粮食生产影响的基础上,提出保障中国粮食安全应遵循“寓粮于源、保粮于墒”的基本策略。并以海河流域为例,分析了不同灌溉条件下典型作物需水量、农田需水量的构成,从定量上说明“寓粮于源、保粮于墒”在维持中国粮食生产中的重要性。     

水分胁迫持续时间对冬小麦根冠生物量累积的影响

为了解冬小麦根、冠对土壤含水量变化的响应,对不同水分条件下温室盆栽冬小麦作了分析研究。该试验包括七个水分状态,充分供水A处理(75%~100?,FC为田间持水量),中度胁迫B处理(55%~65?)和重度胁迫C处理(35%~45?)以及分蘖期开始中度、重度胁迫到孕穗期复水的BA1、CA1处理和抽穗期复水的BA2、CA2处理。试验结果表明:分蘖期开始的水分胁迫无论何时恢复供水都不影响冬小麦根、冠生长过程的总趋势;但随胁迫程度、胁迫持续时间的增加,胁迫期内根、冠的相对生长率,根、冠总重均降低,但根重占有量增大,且水分供应量的减少和胁迫时间的延长使冬小麦生育周期提前结束;随胁迫的增加,胁迫时间的延续,最大根重减小,但较大根重维持的时间延长;当复水后,各处理对复水存在不同程度的滞后效应和激发补偿生长,导致短期胁迫的根重占有量小于长期胁迫处理,中度胁迫小于重度胁迫,冠重也随之改变。造成此现象的原因:水分胁迫影响植株的功能,但自适应能力的作用促使分配于根系的同化物质增加,改善和提高根系的吸水能力,缓减植株由于缺水造成损失;对于供水超过75?的植株,生育后期的冠重占有量较小,根重较大则归因于生长过程已形成的庞大根系。     

土壤水分、盐分空间序列初步研究

大面积水盐监测和调查的难度在于受土壤空间变异性的影响。为揭示水盐变异规律 ,经地质统计学初步分析 ,实验取样结构性较弱而随机较强 ,从而采用随机理论 ,将传统随机理论—时间序列分析法和最大熵谱分析用于空间序列 ,以空间代替时间 ,对分层土壤作空间序列的最大熵谱分析 ,系统揭示出田间土壤不同尺度下 ,水分盐分变化规律 ,对大面积土壤水盐监测具有一定的指导意义