干旱区绿洲农业结构与水资源合理利用研究——以新疆策勒绿洲为例

 绿洲农业是依靠灌溉发展起来的生态系统。干旱地区地表水资源共同特点是春、秋季供水紧张,夏季相对富裕;但种植业产业结构上用水又集中在春季,水的利用矛盾重重。本文分析新疆策勒绿洲近50年农业统计资料,结合课题组调查收集的第一手资料,在充分分析干旱区绿洲农业结构与水资源利用特点的基础上,用资源最优分配模型和线性优化模型方法,提出了绿洲农业结构、作物布局和水资源利用最佳方案,为干旱区绿洲水资源合理利用、区域经济发展提供科学依据。     

河西绿洲农田生态系统碳源／汇的时空差异研究

 研究了１９４９－２００５年甘肃河西绿洲农田生态系统部分碳吸收、碳排放以及净碳汇,结果表明,１）１９４９－２００５年河西绿洲农田生态系统碳吸收呈阶段性增长趋势,碳吸收总量从１９４９年的２４．３９万ｔ增加到２００５年的２９８．３７万ｔ,净增加２７３．９８万ｔ,增长了１２．２３倍。２）１９４９－２００５年河西绿洲农田生态系统碳排放呈急剧增加的态势,从１９４９年的０．２５万ｔ增加到２００５年的７５．７０万ｔ,净增加７５．４５万ｔ,增长了３０２．８倍。其中肥料施用导致的间接碳排放所占比例最大,且增速最快;而农业机械带来的碳排放最低,保持较低水平,基本上呈持平状态。３）１９４９－２００５年河西绿洲农田生态系统净碳汇与碳吸收大致相同,也呈阶段性增长趋势,说明碳吸收明显大于碳排放,进而表明河西绿洲农田生态系统具有较强的碳汇功能,但是碳排放的增长速度远远超过了碳吸收,这种形势不容乐观。     

陆面数据同化方法在绿洲农田土壤温湿度模拟中的应用

为准确预测绿洲农田土壤水分的变化以利于合理分配有限的水资源,该文利用耦合于中尺度大气数值模式MM5和WRF中的Noah Lsm与集合卡尔曼滤波方法建立了一维的陆面数据同化系统,将其应用到绿洲农田土壤的水热模拟研究。模拟结果表明：在陆面数据同化系统中同化土壤湿度后,不仅提高了绿洲农田土壤湿度的模拟精度,还可在一定程度上提高土壤温度和潜热的模拟性能;在同化土壤湿度的基础上进一步同化土壤温度,可显著提高绿洲农田土壤温度的模拟精度。若将研究结果进一步应用到中尺度大气数值模式MM5和WRF,可以较好地监测大面积的土壤温湿度变化以便做出合理的水资源调配。     

生态文明视角下的伊犁河谷绿洲土地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的]基于生态文明视角对伊犁河谷绿洲生态安全问题进行研究,揭示影响土地生态安全的主要因素,为实现区域土地可持续利用提供合理化建议,促进生态文明建设.[方法]采用PSR—熵权TOPSIS模型对2000-2018年伊犁河谷绿洲土地生态安全进行评价,结合评价结果,建立障碍因子诊断模型,进行障碍度诊断分析.[结果]①总体来看...     

额济纳荒漠绿洲环境容量与环境影响评价

额济纳荒漠绿洲生态环境的变迁经历了一个复杂且漫长的时期,伴随着人类开发利用水资源的进程和人工绿洲建设的过程,水资源的时空分布发生了显著的变化,土地沙漠化、土壤盐渍化、荒漠河岸林植被退化、水质恶化等情况严重。本文通过对绿洲水资源、土地资源、植被资源的系统分析,以“以水定地”、“水土平衡”的生态考核原则对绿洲环境容量进行评价。并对绿洲开发利用作了环境影响评价。提出了额济纳荒源绿洲水资源利用及其生态经济发展途径。     

额济纳绿洲中柽柳耗水规律的研究

本文利用热脉冲技术对黑河下游额济纳绿洲的柽柳灌丛液流进行了测定。结果表明:在正常生长下,柽柳在开始生长的初期(5-6上旬),单位面积液流通量为0.05-0.08L.cm-2.d-1;日平均耗水量为0.8-1.2L.d-1,在生长旺盛时期,液流通量为0.06-0.108L.cm-2.d-1;日平均耗水量为1.1-1.5L.d-1;在生长的后期(6月-9月),液流通量明显下降(9月下旬-10月),液流通量为0.04-0.06L.cm-2.d-1;在液流的日变化中,树液流速具有的多峰变化趋势,在中午有短暂液流明显减小的现象,晚上有明显液流上升,以补充树冠部分的水分储存;随着胸径的增大,茎流速率和茎流量也随之增大;在生长季节地径4-5cm的柽柳日平均耗水量1.25L,整个生长季节耗水量为150.8L。     

基于昼夜水位波动法估算地下水蒸散发量的研究——以河西走廊典型绿洲为例

使用多种昼夜水位波动法(White法、Hays法、Loheide法),计算了黑河中游荒漠绿洲过渡带地下水浅埋区生长季典型时段地下水蒸散发(ETg),并将估算结果同彭曼方法获得的潜在蒸散发(PET)、E-601测量的水面蒸发(ET0)和Φ20测量的水面蒸发(ET1)进行相关性分析.结果表明:在几种算法中,Hays法精度最...     

策勒绿洲地下水和地表覆被时空变化的研究

策勒绿洲是新疆典型的荒漠绿洲区,地下水是维持该绿洲及过渡带植被生长的关键因素,以绿洲灌区为主体,以2008—2015年地下水时空变化为主线,采用遥感、GS+地统计学、优化K-means聚类和空间信息叠加等方法分析绿洲地下水和地表覆被的变化特征。结果表明：（1）绿洲地下水埋深变幅最大是11号井,为9.66 m;变幅最小是25号井,为0.1 m;地下水埋深存在明显的空间自相关,相关距离为11.852 km;绿洲东北部地下水埋深明显下降,下降区域面积为184.85 km²,占绿洲面积的72%;（2）对绿洲地下水埋深进行优化K-means聚类分区,结果分为4个子区,其中第一、第二聚类中心的地下水埋深均呈现下降趋势;（3）2000—2015年绿洲土地覆盖类型发生较大转变,林地面积显著性减少了26.02 km²,草地面积增加了11.15 km²,农田向东北部明显扩增;（4）绿洲不同地表覆被类型的地下水埋深从深到浅依次为：农田>林地>草地。     

西北绿洲区间作模式对土壤团聚体组成及其有机碳含量的影响

间作种植有利于增加作物产量和提高资源利用效率,但目前关于间作对土壤有机碳的影响仍存在争议,为明确不同间作模式下土壤团聚体组成及其有机碳变化规律,本研究基于2016年在甘肃省武威市设置的间作模式定位试验,探究西北绿洲灌区间作种植模式对土壤团聚体的影响,试验包括7个处理：玉米单作（M）、豌豆单作（P）、油菜单作（R）、小麦单作（W）、玉米间作豌豆（M/P）、玉米间作油菜（M/R）和玉米间作小麦（M/W）。2019年10月作物收获后采集0~20 cm和20~40 cm土壤样品,分析不同间作模式下土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,间作处理有增加土壤水稳性大团聚体（>0.25 mm）和微团聚体（0.053~0.25 mm）含量以及降低黏粉粒（<0.053 mm）含量的趋势。与M处理相比,M/W和M/R处理显著增加了0~20 cm和20~40 cm土壤团聚体平均质量直径和平均几何直径,而M/P处理则与M处理无显著差异。间作模式增加了土壤及土壤团聚体有机碳含量,M/W处理0~20 cm土壤有机碳含量比M处理显著提高11.5%,M/R和M/W处理20~40 cm土壤有机碳含量则分别比M处理显著提高4.3%和9.6%。M/W处理增加了土壤有机碳储量,在0~40 cm土层,M/W处理土壤有机碳总储量比M处理显著提高10.2%,M/W处理有机碳储量的增加是由于0~40 cm土层>0.25 mm和0.053~0.25 mm土壤团聚体有机碳储量提升。研究表明,西北绿洲灌区间作种植模式增加了土壤团聚体稳定性和有机碳含量,有利于农田土壤固碳。