冀京津冬小麦灌溉需水量时空变化特征

利用冀京津地区20个气象站点1961-2010年气象资料和1980-2009年冬小麦生育期资料,采用美国农业部土壤保持局推荐方法计算有效降水量,同时利用FAO推荐的Penman-Monteith方法计算冬小麦全生育期和4个主要生育阶段的需水量,并对冬小麦生育阶段灌溉需水量进行探讨。结果表明,过去50a来,冀京津冬小麦生育期内有效降水量呈增加趋势,空间上呈经向分布特点,表现为从西向东梯状增加的趋势。而冬小麦的需水量呈减少趋势,其中抽穗-乳熟期减少幅度最大,全生育期需水量的空间分布呈带状特征,全区差异较大。抽穗-乳熟期分布由东南向北递减。为满足冬小麦需水要求,全生育期灌溉需水量为291~381mm,灌溉需水量较多的地区为沧州市和衡水市一带。其中需水较多的生育阶段为拔节-抽穗期和抽穗-乳熟期。在空间上,拔节-抽穗期灌溉需水量以沧州市为中心,向南北两侧递减;抽穗-乳熟期灌溉需水量南高北低,有明显的带状分布特征。研究结果可为冀京津冬小麦适时定量灌溉和提高水分利用效率提供基础数据支撑。     

Dynamics of dissolved oxygen (DO) in ponded water of a paddy field

The transfer of heat and dissolved oxygen (DO) through water is important to understand the phenomenon of ponded water in a paddy soil. The heat from solar radiation is absorbed at the soil surface and transferred into the ponded water by convection. This study clarified the dynamics of DO, as well as the role of convection in water in DO transfer in the ponded water of a paddy field. DO concentration in the ponded water of a paddy field was measured in situ in the daytime and during the night. The results were confirmed in lab-scale model experiments. The DO concentration and temperature profiles in the ponded water of a lab-scale paddy field model were investigated under convective and non-convective conditions using solar radiation and infrared radiation, respectively. Under the ponded condition, solar radiation was absorbed at the soil surface whereas infrared radiation was absorbed at the water surface and thereby convective and non-convective conditions were generated, respectively. The diurnal variation in DO concentration was closely related to the intensity of solar radiation. Oxygen generation by micro-algae and its subsequent circulation by convection resulted in uniform DO concentration profiles, with super-saturated values in the ponded water in the daytime. Eventually oxygen was released to the atmosphere by deaeration until DO in water was depleted to the saturated level. During the night the oxygen moved from the atmosphere into the water surface by reaeration which depends on the oxygen deficit related to saturation. The oxygen deficit is caused by the respiration of microorganisms. The oxygen, that moved from the atmosphere to the water surface, was transferred to the soil surface by convection in the water layer. Thus convection plays an important role in the DO transfer in the ponded water of a paddy field. The DO dynamics is correlated with biological processes in the ponded paddy soil.     

低功耗经济型区域墒情实时监测系统

灌区墒情实时监测是现代灌区灌溉管理中的必要部分和基础工作。该文设计了一种利用微功耗处理器的墒情监测仪,仅用2节1号干电池供电,结合GPRS(general packet radio service)数据传输至网络服务器处理分析,从而实现了区域分布式的墒情监测。本系统设计装载4层土壤水分/温度传感器和1层水势传感器,根据灌溉管理需要布设在作物根区不同深度;利用微处理器和设计电路进行土壤墒情等参数的采集、存储、传输和控制,每小时采集1次数据、每日将数据发送至网络服务器。通过在灌区不同区域典型作物生育期内实际运行1 a结果表明,该系统采用干电池或锂离子电池供电,体积小而便于在田间布设,不影响农田耕作,方便经济;监测数据能够及时传送至网络服务器以进行结果处理和灌溉管理。该文同时也对系统特点进行了总结,并指出对该系统进一步改进和研发方向。     

广东省典型区域农业土壤中重金属污染空间差异及原因分析

分析了广东东翼(汕头)、西翼(湛江)和珠江三角洲(东莞、惠州、中山和顺德)等典型区域农业土壤中8种重金属(Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As和Hg)元素的含量。结果表明,578个农业土壤表层样中,有230个样品的重金属含量超过国家土壤环境质量二级标准值,超标率39.79%,Pb没有超标,Ni超标最严重;果园土比水稻土、菜园土污染严重;不同区域的土壤污染程度是珠江三角洲>东翼(汕头)>西翼(湛江),珠江三角洲的西、北江流域(中山、顺德)土壤重金属污染程度要比东江流域(东莞、惠州)严重。人为因素、成土母质和不同流域水质差异是造成广东典型区域农业土壤重金属污染的原因。     

浙江省水土流失时空演变研究

本文在野外考察和4次遥感调查的基础上,分析了浙江省水土流失的时空演变。结果表明:1987年以后水土流失总体上有所好转,水土流失总面积减少,但强度以上的流失面积有增加趋势,新的人为水土流失未得到有效控制,且有加速趋势。全省11个地区中有9个呈现水土流失面积减少,但强度以上流失面积增加;90个县域中有83个存在水土流失分布。由于特有的自然和社会经济状况,浙江省水土流失一般散布在广大丘陵山区,其绝对侵蚀量小、相对侵蚀量大,潜在危险性很高。     

土壤及泥沙颗粒组成与养分流失的研究

利用自然降雨影响下的农田为试验样地,分析了降雨前后土壤颗粒组成与养分含量的变化,探讨了流失泥沙颗粒组成与养分的变化特征。结果表明,在降雨后,西瓜地与油菜地表土颗粒组成呈现粘粒与粉粒含量减少,砂粒含量相对增加的趋势;土壤养分含量都有不同程度的下降,其中水解氮与速效磷下降的幅度很大,西瓜地与油菜地水解氮降雨后降幅分别为9.67%和7.99%,速效磷的降幅分别为9.20%和8.76%;全氮养分降幅很小,西瓜地与油菜地分别为2.17%和1.54%;流失泥沙细小颗粒含量与养分含量随时间基本都呈降低的变化趋势,并且细小颗粒含量与携带流失的养分含量有显著甚至极显著的正相关性;流失泥沙具有富集粘粒和富集养分的特性,油菜地与西瓜地粘粒富集率分别为1.23和1.20,两样地全氮与速效磷的富集率都在1.3以上,而全磷和水解氮富集率基本处在1.1-1.3之间。     

人工柠条林地土壤水分补给和消耗动态变化规律

黄土高原地区水资源缺乏，水资源，特别是土壤水资源的适度开发和合理利用势在必行。在黄土丘陵半干旱区的上黄生态试验站对多年生人工柠条林林冠截留，地表径流，土壤水分和植物生长等进行了定位观测，对林地土壤水分补给和消耗动态变化规律进行分析。结果表明，人工柠条林次降雨林冠截留随降水量增加而逐渐增加，地表径流与林外降雨量为直线关系。影响土壤水分补给的主要因素为天然降水，其次为林冠截留。土壤水分补给量与降雨量为线性关系；降水对土壤水分的影响程度随深度的增加而减弱，土壤水分最大入渗深度为170～270cm。偏早年随着柠条林生长并进入速生期，柠条林地耗水量加大，土壤早化加剧。丰水年土壤补给量剧增，但柠条林依然生长不良，储存在土壤中的水分只能等到来年被植物吸收利用。     

水分胁迫对刺五加幼苗光合生理特性的影响

 通过对刺五加（Acanthopanax Senticosus）幼苗的盆栽实验,模拟4个土壤水分梯度（对照、轻度水分胁迫、中度水分胁迫和重度水分胁迫）下,刺五加幼苗的光合色素、光合作用以及脯氨酸和丙二醛含量的变化特性。结果表明:光合色素含量随水分胁迫程度的加强呈下降的趋势,中度和重度水分胁迫组的光合色素含量较低,均显著低于对照组,而轻度水分胁迫组的光合色素含量与对照组差异不明显,且一直保持很高水平。各组的叶绿素与类胡萝卜素含量比值在3.02～3.65之间波动。在轻度的水分胁迫环境下,其净光合速率未受到显著影响,保持与对照组一致的较高水平,其蒸腾速率较低,比对照组下降27.25%,而水分利用效率比对照组增加26.97%。在中度水分胁迫环境下,刺五加幼苗表现出了较低的净光合速率和蒸腾速率以及较高的水分利用效率,与对照组相比,净光合速率下降29.46%,蒸腾速率下降50.67%,水分利用效率升高33.70%;重度的水分胁迫下的净光合速率和蒸腾速率均处于最低水平,但此时水分利用效率却最大,高出对照77.51%。在整个实验期,叶片脯氨酸和丙二醛含量随着干旱胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而持续上升。研究表明,刺五加幼苗具有一定的抗旱能力,但不适应相对干旱的土壤水分环境。研究结论为人工栽培刺五加提供了科学依据。     

建立四川盆地水土保持监测“零”基准面(点)的探讨

从认知水土流失“零”基准面的理论出发,在大范围的地理尺度及大的时间跨度层面上,根据岩层及土壤在外力（水力、重力、风力等）作用下的自然规律,即高势能向低势能的迁移表现,提出建立最低的水土保持监测基准面（点）,扩大水保法调整的范围,从而减少近期和长期的水土流失趋势。     

黑土区范围界定及水土保持防治策略

采用"3S"技术与野外踏勘、抽样调查与定位研究、科学试验、生态理论与经济理论相结合的集成研究和现有科研成果整合的技术路线,以GIS平台叠置分析技术为支撑,开展了典型黑土区、东北黑土区(广义黑土区)的范围界定和水土保持区划,东北黑土区面积为103.02万km2,其中水蚀面积17.95万km2、风蚀面积3.40万km2、冻融侵蚀面积6.24万km2,针对各分区的特征提出了基本的防治策略。