干旱区棉花膜下滴灌优化灌溉制度的试验研究

对密云水库流域入库站下会站(潮河)和张家坟站(白河)不同时期的流量变异性进行了研究,分析了降水和土地利用变化与流量变异的关系。借助流量变异分析方法,统计分析了日平均流量过程的脉动数量和脉动持续期,在此基础上分析了不同时期的流量变异和波动。研究结果表明,下会站和张家坟站2002年以后的流量较20世纪80年代均有所减少,且流量过程变化更为平缓。这2个站点的流量变异性主要由降水变化引起。草地增加是流量缓慢变化的一个原因,林地减少使得高阈值流量略有增加,但可能导致总流量有所减少。总的来说,土地利用状况因为在研究时期内变化不大,没有对流量变异产生明显的影响。     

施肥对小麦旗叶光合特性的影响研究

用LI-6400观测氮磷钾用量对小麦旗叶光合特性日变化的影响, 试验设4个处理, 分别为高氮低磷高钾(N4P2K2)、无氮无磷高钾(N1P1K2)、无氮高磷无钾(N1P3K1)和高氮高磷无钾(N4P3K1), 试验结果表明: N4P2K2处理对小麦旗叶光合作用有利; 而由于N4P3K1处理缺少钾元素且氮磷过量, 小麦旗叶光合速率(P_n)较低; N1P1K2和N1P3K1处理下光合作用较弱。对同种处理下不同时期小麦旗叶光合速率日变化的比较, N1P3K1处理在3个生育时期的旗叶光合速率差别较大, N4P2K2与N1P1K2处理在各生育期光合作用的差别表现居中, N4P3K1处理各时期的旗叶光合速率差别最小。N1P1K2处理小麦成熟期的光合速率仍然保持较高水平, 钾肥在小麦成熟期影响较大。     

青藏高原草地植被秋季物候动态及其对极端降水的敏感性分析

[目的]草地植物物候是陆地生态系统对气候变化响应的最显著和最敏感的指标,研究其变化对于理解和预测陆地生态系统的显著变化非常重要。[方法]基于1986—2015年的GIMMS NDVI提取了草地生长季末期(end of growing season,EOS),探究了30年间青藏高原草地EOS时空动态及其对不同极端降水指标的敏感性情况。[结果]近30年青藏高原西北边缘草地EOS集中在9月底,西南边缘和东南边缘集中在11月上旬。喜马拉雅山脉和横断山脉是整个区域EOS最晚地区,昆仑山脉以北和柴达木盆地及周围地区是EOS最早区域。EOS以推迟趋势为主,推迟速率集中在0～1.5 d/a。EOS变化相对稳定,但在唐都拉山脉以东、横断山脉和喜马拉雅山脉东部地区波动性相对较大。未来一段时间内草地EOS变化趋势与过去30年变化趋势相反。降雨强度(SDII)对高山亚高山草甸植被EOS负影响最大,低强度降雨天数(R10MM)对其正影响最大。高山亚高山草原EOS主要受到SDII、中度强度降雨天数(R20MM)的负影响和最长连续湿润天数(CWD)的正影响。荒漠草原植被主要受到CWD的正影响和R20 MM,SDII的负影响。平地草原EOS对SDII的负敏感性较高。山地草甸EOS对最大1 d降雨量(RX1DAY)正敏感性最高。[结论] 青藏高原不同草地植被秋季物候对不同极端降水事件变化的响应呈显著的空间异质性,如较高海拔的高山亚高山草甸和高山亚高山草原的EOS受SDII和R20MM的负影响较大,而干旱区域的荒漠草原与SDII和R20MM呈正相关。研究提供了植物秋季物候如何在未来气候变暖的情况下,极端降水事件增加的情况下青藏高原草地植被秋季物候可能会呈何种变化,可为青藏高原植被草地生长监测、应对气候异常保护策略制定和构建稳定生态屏障提供指导意义。     

塔里木盆地中北部绿洲生态安全评价

维护干旱区绿洲生态安全,是实现区域可持续发展的重要前提。以渭干河-库车河绿洲为研究区,从绿洲生态系统结构、功能、效益3方面构建评价指标体系;运用三角模型,对2005—2014年该绿洲生态安全状态和趋势进行测算分析;采用灰色关联分析法对影响该绿洲生态安全的因子进行分析。结果表明:(1)生态系统非结构性指数(NSI)总体呈逐年下降趋势;生态系统非功能性指数(NFI),呈现出波动变化趋势;生态系统效益性指数(BI)总体上呈现持续上升趋势。(2)在2005—2014年期间,渭干河-库车河绿洲生态安全经历了不安全-弱安全两个状态,并呈现出逐渐向安全且稳定发展的趋势。(3)2005—2014年影响渭干河-库车河绿洲生态安全的主要因子是水土协调度和造林面积。研究结果将为维持及进一步改善该绿洲生态环境提供科学依据。     

复合表面活性剂（ＳＤＳ/Ｔｗ－８０）对长链烷烃的增溶和柴油污染土壤的洗脱作用

表面活性剂能够快速高效处理石油污染土壤,但由于所选用表面活性剂的类型和配比、土壤性质、污染物种类的差异,洗脱效果和作用原理不尽相同.通过研究复合表面活性剂SDS/Tw-80对石油烷烃的表观增溶和从受试土壤中的洗脱过程,探讨和阐释影响洗脱过程的各种因素.结果表明,复合表面活性剂对污染土壤中的石油烷烃洗脱效果较单一表面活性剂更好,且随复合表面活性剂SDS/Tw-80中的组分配合比例的增大而显著提高,同时能够降低胶束的成束浓度要求,扩大目标物在单位胶束内的容纳量.促使各目标长链烷烃进入胶束内部的趋势加大.复合表面活性剂的适用不仅能够改善胶束构成,且组分间表现出显著的协同作用,从而使在保证较高洗脱效率的同时能够大幅降低试剂用量,有效地克服土壤的吸附作用,把对土壤性状的影响降低,对土壤质量的恢复具有积极意义.     

铅抗性细菌的筛选及其对铅活化的研究

在固体培养基中加入一定浓度的Pb(NO3)(2Pb2+),从6份土壤样品中筛选到2株较强铅抗性的细菌JH13和Y7,经初步鉴定分别属于芽胞杆菌属(Bacillus)和节杆菌属(Arthrobacter)。将菌株JH13和Y7分别接种于不同环境条件中(添加PbCO30.02g的培养液、土样2中)进行沉淀态铅的活化试验。结果表明,培养液中活化态Pb2+含量比土样2中活化态Pb2+含量高。培养液中,菌株JH13和Y7的活化态Pb2+含量分别为1.809和1.513mg·L-1;土样2中,菌株JH13和Y7的活化态Pb2+含量分别为1.022和0.996mg·kg-1;两株菌对沉淀态铅都有很强的活化效能,且活化量高于对照达2倍之多。     

北京地区典型冷季型草坪草灌水量模拟

为了减少北京地区草坪草灌水量、提高降水量的利用率,该文研究了充分利用降雨条件下的典型冷季型草坪草灌水量。根据典型冷季型草坪草（早熟禾、高羊茅）2003年的田间试验资料对灌溉制度模拟模型（ISAREG模型）进行了率定,然后用2004年的田间试验资料对ISAREG模型进行了验证,最后应用此模型对所研究的两种冷季型草坪草在干旱年、平水年和丰水年及不同养护条件下的灌水量进行了模拟研究。研究结果表明：生长季节内早熟禾、高羊茅的作物系数在0.5～1.0之间;在特级养护条件下,早熟禾和高羊茅所需灌水量分别为432～682 mm/a、462～752 mm/a;在一级养护条件下,早熟禾和高羊茅所需灌水量分别为252～432 mm/a、312～492 mm/a。研究结果可为北京地区冷季型草坪草的灌溉管理提供科学依据。     

网室内作物蒸散量的变化和影响要素研究

在香蕉种植网室内,研究了网室内外作物蒸散量和参考作物蒸散量的关系,以及网室内小气候变化对参考作物蒸散量的影响.研究结果显示,网室内参考作物蒸散量(ET0)和A级蒸发皿水面蒸发量分别比大田减少39%和42%,网室内香蕉树蒸腾量较网室外下降53%.网室内净辐射降低和风速减小是网室内香蕉树蒸腾量和参考作物蒸散量降低的主要原因,而网室内温度和饱和水汽压差变化对蒸散量的影响较小.建立了网室内参考作物蒸散量和网室内外水面蒸发量的关系,计算出该地区的A级蒸发皿系数为0.84.     

基于CWSI及干旱稀遇程度的农业干旱指数构建及应用

土壤湿度降低会使作物生长受到水分胁迫,严重时发生农业干旱,对粮食安全造成不利影响,准确识别和有效监测农业干旱具有重要的现实意义。前人研究中,通常仅根据当前水分亏缺程度识别干旱事件,而不考虑其稀遇特征。该文基于蒸散发构建了综合考虑当前水分亏缺程度和干旱事件稀遇程度的农业干旱指数IEDI(integrated evapotranspirationdeficitindex),并基于该指数分析了中国东北3省2000-2014年农业干旱演变规律,探讨了气象要素对农业干旱以及农业干旱发生时段对粮食产量的影响。结果表明:1)与仅考虑水分亏缺程度的指标相比,综合考虑干旱稀遇程度的IEDI能更加有效地识别干旱年际差异,历史干旱事件、旱灾成灾面积和粮食产量验证了该指数的合理性;2)东北三省旱灾成灾面积与IEDI的相关系数均大于0.75,其中,吉林省最大,为0.88;粮食产量与IEDI的相关系数均大于0.60,其中,辽宁省最大,为0.78;3)吉林西部、辽宁西部易发生严重农业干旱,对气象干旱敏感程度高;4)当干旱发生的起始月份固定时,随干旱持续时间增加,干旱指数与产量的相关性先增强后减弱;当干旱持续时间固定时,干旱指数与产量的相关性与干旱发生的起始月份显著相关。总之,结合了干旱事件稀遇程度的指数可以有效识别农业干旱,为农业干旱监测提供了合理依据。     

基于PSR和RS的黑龙江省农业节水区划空间格局研究

农业节水区划能够促进区域水资源高效利用,是缓解农业用水短缺的有效方法之一。黑龙江省是重要的粮食产区,农业比重大、农业用水量多,水资源短缺风险会严重影响到粮食安全。根据黑龙江省的自然地理、气候水文、社会经济以及农业结构等方面,利用PSR模型构建农业节水区划指标体系,基于粗糙集理论(RS)结合ArcGIS空间可视功能将黑龙江省划分为4个农业节水分区,并对其空间格局进行研究。结果表明,哈尔滨市、齐齐哈尔市、佳木斯市和绥化市应优先发展节水农业;鸡西、双鸭山和黑河地区可适度发展节水农业;牡丹江市、大庆市和鹤岗市可鼓励开展节水农业;七台河市、伊春市和大兴安岭地区现阶段不适宜开展节水农业。通过对黑龙江省农业节水区划特征分析,并结合不同区域的自然资源和社会经济状况得出相应对策以及建议,以期促进农业长期稳定发展。