不同施肥时序滴灌双点源交汇下土壤水氮分布研究

【目的】探究不同施肥时序下滴灌双点源交汇水、氮的运移规律和分布特征,为滴灌系统施肥装置的合理运行提供技术支撑。【方法】通过室内土槽试验,设置3个硝态氮质量浓度(300、600、900 mg/L)和3种施肥时序(1/2N-1/2W、1/4W-1/2N-1/4W、3/8W-1/2N-1/8W),分析了土壤湿润锋的运移以及水分、硝态氮在土体内的分布情况。【结果】交汇前湿润锋在水平和垂直方向上的运移距离与时间t符合幂函数关系,在交汇面垂直方向上的湿润锋运移距离与时间t可用二项式拟合。各处理的水分分布规律基本相同,随深度的增加,土壤含水率降低,从0～10 cm的30%～35%缓慢降低至10～15 cm土层的19%～25%。在交汇面上的土壤含水率不大于相同土层其他位置的含水率,但硝态氮量比相同土层其他位置的大。增加肥液质量浓度,土体内相同位置的硝态氮量增加。不同施肥时序下,硝态氮在点源交汇区域的内部和边缘的量存在差异。【结论】综合考虑硝态氮的分布规律和减少淋失,在点源交汇情况下,采用水-肥-水的施肥时序(即1/4W-1/2N-1/4W、3/8W-1/2N-1/8W)较肥-水的施肥时序(1/2N-1/2W)能减少硝态氮在点源交汇区域的边缘积累,控制氮肥的淋失。     

沼液穴灌入渗影响因素分析及数值模拟研究

通过试验研究了不同沼液配比、穴孔直径和土壤容重对沼液穴灌入渗的影响,并采用COMSOL Multiphysics软件对入渗过程进行了数值模拟。试验设置了3个沼液配比(沼液∶水体积比为1∶4、1∶6、1∶8)和1个对照组CK(纯水),3个穴孔直径(3、5 cm和7 cm)和2个土壤容重(1.35 g·cm-3和1.45 g·cm-3)。试验结果表明:在相同时间内入渗速率、累积入渗量和湿润体体积随穴孔直径的增大而增加,随土壤容重和沼液含量的增加而减小;水平入渗距离与垂向入渗距离的比值随穴孔孔径增大而减小,湿润体形状随穴孔直径的增加逐渐由水平轴大于垂直轴的椭球体趋向于水平轴小于垂直轴;当土壤容重较大时,可增加穴孔直径和降低沼液含量来提高单位时间土壤累积入渗量;所有处理均呈现湿润锋初始阶段运移速度较快,后期逐渐变慢,并且运移速度逐渐趋于稳定的趋势;采用COMSOL Multiphysics软件能够较准确实现沼液穴灌技术中湿润锋运移和湿润体内土壤含水率变化的模拟。     

灌水量和入渗压力对大容量渗灌器入渗特性的影响

【目的】掌握大容量渗灌器在不同入渗条件下的土壤水分运动及入渗规律.【方法】利用室内模拟土柱试验,研究了土壤湿润体的形状以及灌水量和入渗压力对渗灌器入渗特性的影响.【结果】距离对称剖面大于9.2cm的湿润体剖面近似为半椭球体;入渗初期在水头的作用下湿润峰的运移速率较快,之后湿润峰处于稳定增加的趋势,湿润峰的运移距离(y)与时间(t)的关系可以用乘幂关系表达y=mtn,拟合相关性达到显著水平.在水分再分布过程中湿润体垂直入渗距离的增加量逐渐大于水平方向的增加量,湿润比降低,在入渗后期重力式梯度占据主要的作用;土壤入渗率分析表明,0.4、0.7、1.0L的平均入渗速率分别为0.025、0.022、0.017L/s;一次灌水量越大的处理平均入渗速率越小.【结论】针对不同土壤的入渗能力和植物的根系生长范围,可通过调节入渗面的出口直径尺寸和灌水量的多少改变湿润比,具有较好的应用前景.     

土柱入渗性能自动检测装置研制与试验

为实现室内竖直土柱入渗性能的自动检测,研制了一种土柱入渗性能自动检测装置。该装置主要由传感器位置调节装置、土样盛放装置、供水装置、检测和控制模块、电源模块和上位机显示存储模块组成,采用压力应变式传感器检测入渗过程的累积入渗量,采用介电常数土壤水分传感器检测土壤含水率的变化,进而推断湿润锋的运移位置。基于这2种传感器,实现土柱入渗过程自动检测。采用水头为10 mm,容重为1.15、1.20和1.25 g/cm~3的红壤土进行室内土柱入渗试验,检验该装置的性能。结果表明:1)9个试验和18个检测位置,土壤水分传感器进出土柱成功率为100%,表明该装置运行可靠;2)与烘干法相比,土壤水分传感器检测得到土壤含水率的最大相对误差为-4.4%,检测结果比较准确;3)与人工观测湿润锋位置相比,土壤水分传感器推算出的湿润锋位置最大相对误差为-12.9%,说明土壤水分传感器检测湿润锋的运移效果比较明显;4)压力应变式传感器检测累积入渗量与人工实测得到的数据对比,最大相对误差为2.27%。该装置可作为土柱入渗自动检测试验平台。     

渠道渗漏HYDRUS模拟验证及影响因素分析

渠道渗漏影响灌溉水利用效率,分析影响渗漏的主要因素,评估各影响因素对渠道渗漏的影响程度,可以为提高灌溉水利用效率提供理论参考.为了得到渠道渗漏的主要影响因素,进行了渠道渗漏室内模拟试验,观测不同边坡系数、入渗水头、渠道底宽下的累积入渗量和湿润锋推进过程,建立试验条件下的土壤水分运动模型,选用HYDRUS-2D软件求解所建模型,并将求解得到的模拟值与实测值进行比较,结果表明,模型模拟R2均高于0.9、均方根误差为0.43～4.99 L,检验了所建模型可以用于模拟渠道渗漏的土壤水分入渗过程.模拟表明,边坡系数对湿润锋运移距离和累积入渗量的影响很小,渠道底宽对渠道土壤水分入渗过程的影响较大,通过双因素方差分析,渠道底宽对累积入渗量和湿润锋运移距离的影响极显著(P＜0.01),而入渗水头对水平距离的影响显著(P＜0.05),渠道底宽和入渗水头之间不存在显著的交互影响(P＞0.05).研究结果可以为提高灌溉水利用效率、对灌溉渠道防渗提供技术参考.     

地下滴灌条件下砖红壤水分入渗特性试验研究

在实验室内模拟研究了地下滴灌条件下不同滴头流量、滴管埋深和土壤初始含水率对湿润锋运移的影响规律。结果表明：滴头流量对湿润锋水平运移的影响大于竖直方向,湿润体的成形主要受到滴头流量的控制;滴管埋深对湿润锋运移影响不大;湿润锋运移速率随土壤初始含水率的增加而增大,其中以水平方向上最为明显。     

坡地间隔覆盖配施土壤改良剂的实用性研究

本文采用间隔覆盖配施土壤改良剂方法,利用室内人工降雨实验与土柱实验研究该方法对土壤水分运动及分布的影响,进而为其实际应用奠定理论基础。结果表明:(1)间隔覆盖法可增加入渗区蓄水量,面积比为1:1时,土壤蓄水量可达到降雨量的1.83倍。配施土壤改良剂情况下,雨强I=60 mm/h,面积比1:1时,降雨入渗率可达到未施加改良剂处理的2.60倍。湿润锋分布较深,水分分布均匀程度也有所提高。(2)对土壤水分蒸发及吸持水能力的研究发现,在施加土壤改良剂条件下,水分蒸发受到抑制,而土壤吸持水能力增强,但两方面作用均与PAM用量密切相关。虽然研究结果证实此种方法的实用性,但土壤改良剂的适宜用量、间隔覆盖法的适宜面积比、水分的实际调控效果及其对作物的影响需进一步研究。     

基于Green-Ampt的膜孔灌三维入渗模型建立与验证

在膜孔灌入渗方面研究中的入渗模型缺少明确的物理意义,针对这一问题,该文以一维Green-Ampt公式为基础进行探讨。对公式中概化湿润锋为平面的假设条件进行深化讨论,结合膜孔灌三维入渗特点,建立了包含膜孔直径、表征导水率和湿润锋面水吸力的膜孔灌入渗模型,利用室内入渗试验和以不同土壤质地（典型砂壤土、典型壤土和典型粉壤土）的Hydrus-2D软件数值模拟结果对其进行验证。结果表明：试验观测和数值模拟得到的单位面积累积入渗量随时间的变化规律与模型计算得出的结果一致,二者均方根误差和平均绝对误差接近于0,偏差百分比小于10%,数值相差不大;由模型计算得出的概化湿润锋由试验及模拟结果在入渗前期相差很小,在入渗后期差别逐渐变大;另外,相较于水平方向,垂直方向的概化湿润锋计算结果更加接近试验观测值和数值模拟值。建立的模型可为准确计算膜孔灌累积入渗量、预测湿润锋形状提供依据。     

野生动物卧息地选择研究综述

卧息地选择是野生动物生境选择的重要组成部分,是动物对环境变化的表观体现。以国内外卧息地选择相关研究为基础,从空间尺度、时间尺度与研究方法 3个方面概括了目前卧息选择的研究进展,总结了卧息地选择相关研究中存在的问题,并在此基础上为未来卧息地选择研究提供建议。     

长江河口锋区桡足类优势种聚集特征的研究↑（*）

对长江河口锋区桡足类优势种的聚集强度测度进行了分析。本文选择优势度Ｙ≥０．１的桡足类为本水域优势种,丰水期优势种有：中华哲水蚤（Ｃａｌａｎｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ）、真刺唇角水蚤（Ｌａｂｉｄｏｃｅｒａ ｅｕｃｈａｅｔａ）、背针胸刺水蚤（Ｃｅｎｔｒｏｐａｇｅｓ ｄｏｒｓｉｓｐｉｎａｔｕｓ）、太平洋纺锤水蚤（Ａｃａｒｔｉａ ｐａｃｉｆｉｃａ）、火腿许水蚤（Ｓｃｈｍａｃｋｅｒｉａ ｐｏｐｌｅｓｉａ）;枯水期有：中华哲水蚤、真刺唇角水蚤、虫肢歪水蚤（Ｔｏｒｔａｎｕｓ ｖｅｒｍｉｃｕｌｕｓ）、汤匙华哲水蚤（Ｓｉｎｏｃａｌａｎｕｓｔｅｎｅｌｌｕｓ）、亚强真哲水蚤（Ｅｕｃａｌａｎｕｓ ｓｕｂｃｒａｓｓｕｓ）。运用聚集强度指标,通过对这些优势种在长江口锋区空间分布特征的研究,发现长江河口锋区桡足类聚集强度丰水期高于枯水期;河口半咸