内蒙孪井灌区地下水补给及水资源优化配置研究

系统分析了内蒙孪井灌区的水文地质条件和包气带水文地质特征,对地下潜水深埋区降雨(灌溉)入渗补给的滞后性进行了分析,估算出了孪井灌区降雨(灌溉)入渗补给的滞后时间;建立水资源优化配置模型,利用GAMS软件优化种植结构,减小整个灌区的灌溉入渗量;最后利用VisualMODFLOW软件预报了现状灌溉和优化灌溉条件下的地下水水位。研究表明:深厚包气带对降雨(灌溉)入渗补给具有明显的滞后分配作用,孪井灌区岩性下的入渗补给滞后时间约为240-360d;实行水资源优化配置后,由于灌溉入渗量减小,水位上升幅度明显减小,减缓了土壤盐渍化的发展进度,但是仍然存在土壤次生盐渍化问题,必须改变现行灌水方式或者采取适宜工程措施加以防治。     

红薯光合特征对土壤透气性的响应

通过盆栽试验研究了不同土壤质地和水分条件下红薯光合特性对土壤透气性的响应。结果表明:土壤透气性显著影响红薯叶片蒸腾速率和水分利用效率,随土壤透气性的增加,蒸腾速率显著降低,水分利用效率显著增加,红薯的光合作用不受土壤透气性的影响;透气性对红薯蒸腾和水分利用效率的影响与土壤质地有关,在沙土质地下,红薯的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均不受透气性影响,而在壤土质地下,红薯的蒸腾速率随透气性的增加显著降低,而水分利用效率显著增加;透气性对红薯光合特性的影响与生育期有关,不同生育期内,红薯光合特征对土壤透气性的响应也不同。研究表明,在分析作物对土壤透气性的响应时,需要考虑土壤质地、水分条件和生育期的影响。     

黄土丘陵区垄沟改良措施对玉米水分利用效率的影响

选择延安地区作为黄土丘陵区的代表,在延安地区应用地膜、液态地膜、保水剂、PAM(土壤改良剂)和间作套种措施优化大垄沟种植方式种植玉米,分析了不同优化措施种植玉米的水分利用效率。结果表明,地膜、保水剂、PAM和间作方式有利于大垄沟较好地保持土壤水分,其保水能力分别比平种高出17.4%、8.5%、11.6%、5.3%;液态地膜、地膜、间作和PAM表现出很好的增产效果,其产量分别比平种高出77.7%、72.0%、64.1%、30.8%。     

关键环境因子对桃小食心虫出土羽化动态的影响

为明确有效积温、土壤含水量对桃小食心虫Carposina sasakii Matsumura出土羽化的影响,在室内控制土壤温、湿度的条件下测定了越冬代和第1代各生命阶段的有效积温,于2010—2015年在山西省临县枣园对越冬幼虫和成虫动态进行调查,并对田间土壤温度和含水量进行系统监测。结果表明:桃小食心虫室内越冬幼虫出土积温为258.2日度;而受5月份首次有效降雨日的影响,田间出土积温存在384.2~764.6日度的年度变化。土壤含水量对越冬幼虫出土模式及出土率有显著影响。持续干旱或土壤高湿均可导致双峰现象,土壤高湿的频繁出现还可显著降低幼虫出土率。通过6年田间监测数据的分析表明,越冬幼虫首现日与有效降雨日无显著相关性,而首现日有效积温(y)与降雨日有效积温(x)呈极显著正相关,回归方程为y=0.7758x+188.16(r=0.997,P0.001)。     

黄土高原退耕还林措施对深层土壤含水率的影响

深层土壤水分分布状况对于黄土高原植被恢复和农业可持续发展意义重大。对陕北黄土区不同退耕还林措施(1979年种植的侧柏林、油松林和苹果林)及农地(对照)20 m深土壤剖面的土壤水分、根系分布状况及土壤粘粒含量进行了取样分析。结果表明:退耕还林措施显著降低了土壤含水率,总体表现为农地(11.30%)苹果林(6.66%)≈油松林(6.48%)≈侧柏林(5.92%)。深层土壤含水率同时受植物根系和土壤质地的影响,植物根系是影响4~10 m土壤含水率的主要因素,根系通过吸水作用降低了土壤含水率,但随着深度的增加,根系对土壤含水率的影响逐渐减弱,土壤质地对土壤含水率的影响逐渐增强,土壤含水率与土壤粘粒含量之间呈正相关关系。侧柏人工林根系影响土壤水分深度可达18 m,油松林的影响深度为16 m,35 a树龄的苹果林耗水深度为19 m左右。     

不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

灌溉方法对温室栽培番茄产量及水分利用效率的影响

用温室小区栽培试验的方法,研究滴灌、渗灌、沟灌三种灌溉方法对番茄养分吸收、产量及水分利用效率的影响;结果表明,温室番茄栽培采用渗灌灌溉,在其它条件相同的情况下,1 m3灌溉用水生产出的番茄数量是沟灌的1.9倍、滴灌的1.2倍,滴灌则是沟灌的1.6倍;在番茄生长的整个生育期内,滴灌土壤水吸力平均值最大为24.20 k Pa,渗灌次之为23.11 k Pa,沟灌最小为22.01 k Pa;土壤温度表现出一定差异,但差异相对较小。沟灌处理番茄果实氮素含量高于滴灌和渗灌,而滴灌能够促进番茄的营养器官对氮素的吸收。渗灌和滴灌能有效地调控耕层土壤水分,有利于土壤养分供应,具有明显的节水、增产效果,是理想的设施番茄栽培灌溉模式。     

海河流域控制性河流生态环境需水量研究

文中基于水量、水热、水沙和水盐平衡理论和河流生态功能性划分理念,构建考虑了河流基本生态、自净、输沙和生态景观等功能的河流系统生态环境需水量理论体系。以境内河流监测站水文数据为基础,研究海河流域控制性河流的生态环境需水量,结果表明:该区域地表水资源量尚不能满足河流自净水量,河流生态修复年需水量86.65×108m3/a,城市景观河流生态环境年需水9.0×108m3/a,采取节水措施,减少污染物排放,加强雨水、洪水等非常规水资源开发和调配有望改善现状。     

半干旱黄土丘陵区小流域横断面土壤水分生态特征

在半干旱地区甘肃榆中北部中连川流域取一横断面,根据地形部位与利用条件布设11个测点,用土钻法监测土壤水分剖面分布与动态,测深到5m。各立地条件年内4月到12月土壤水分动态趋势多样。流域横断面的土壤湿度均较低,2～5m平均值一般都小于10％,其中以坡地苜蓿与半阳坡柠条林地最干燥。该地区土壤干燥化层是普遍存在的,不仅存在于人工植被,也存在于天然植被。径流富集叠加可显著改善土壤水分状况,隔坡水平梯田是其重要途径。退耕还草中要考虑各类草地的比例、苜蓿种植的适宜规模及其持续性问题。     

2014年浑善达克沙地黄柳生长季水分来源同位素示踪研究

黄柳是我国内蒙古东部和辽宁西部沙丘上广泛分布的多年生灌木,是极佳的固沙树种.通过利用氢同位素示踪方法,测定了2014年浑善达克沙地黄柳生长季茎干水与潜在水源(降水、土壤水、地下水)氢同位素比率δD值,并利用多源线性混合模型IsoSource,计算了黄柳对各潜在水源的利用比例.结果表明:在5月黄柳80％以上利用120 ～ 160 cm土壤水和地下水;6月主要吸收0～40 cm土壤水;7月主要吸收120～160 cm土壤水;8月以地下水为主要水源,利用率为82％.这表明生长在不同季节的黄柳对于各潜在水源的利用有特定的适应结果,同时也说明荒漠灌木可以通过自身的调节朝着最优的方向发展,实现最大限度的水分利用.