耕作、残茬及施肥管理对土壤有机质动态变化影响的情景分析

Based on data from 10-year field experiments on residue/fertilizer management in the dryland farming region of northern China, Century model was used to simulate the site-specific ecosystem dynamics through adjustment of the model＇s parameters, and the applicability of the model to propose soil organic carbon （SOC） management temporally and spatially, in cases such as of tillage/residue/fertilization management options, was identified v/a scenario analysis.Results between simulations and actual measurements were in close agreement when appropriate applications of stover,manure and inorganic fertilizer were combined. Simulations of extreme C/N ratios with added organic materials tended to underestimate the measured effects. Scenarios of changed tillage methods, residue practices and fertilization options showed potential to maintain and enhance SOC in the long run, while increasing inorganic N slowed down the SOC turnover rate but did not create a net C sink without any organic C input. The Century model simulation showed a good relationship between annual C inputs to the soil and the rate of C sequestration in the top 20 cm layer and provided quantitative estimations of changes in parameters crucial for sustainable land use and management. Conservation tillage practices for sustainable land use should be integrated with residue management and appreciable organic and inorganic fertilizer application, adapted according to the local residue resource, soil fertility and production conditions. At least 50% residue return into the soil was needed annually for maintenance of SOC balance, and manure amendment was important for enhancement of SOC in small crop-livestock systems in which crop residue land application was limited.     

气候变化情景下海河流域水文循环变化模拟

Climate change scenarios, predicted using the regional climate modeling system of PRECIS (providing regional climates for impacts studies), were used to derive three-layer variable infiltration capacity (VIC-3L) land surface model for the simulation of hydrologic processes at a spatial resolution of 0.25° × 0.25° in the Haihe River Basin. Three climate scenarios were considered in this study: recent climate (1961-1990), future climate A2 (1991-2100) and future climate B2 (1991-2100) with A2 and B2 being two storylines of future emissions developed with the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) special report on emissions scenarios. Overall, under future climate scenarios A2 and B2, the Haihe River Basin would experience warmer climate with increased precipitation, evaporation and runoff production as compared with recent climate, but would be still likely prone to water shortages in the period of 2031-2070. In addition, under future climate A2 and B2, an increase in runoff during the wet season was noticed, indicating a future rise in the flood occurrence possibility in the Haihe River Basin.     

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

 区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。     

FEFLOW软件在地下水数值模拟中的应用——以柴达木盆地香日德绿洲为例

 作为我国内陆高寒干旱地区绿洲代表的青海柴达木盆地香日德绿洲,近年来由于大规模引水灌溉,使得下游局部地区生态环境恶化。为了定量分析灌溉引水对下游生态系统的影响,利用FEFLOW软件对研究区的地下水流进行数值模拟。结果表明:现状条件下潜水排泄量为3.93亿m3;区内用于绿洲灌溉合理可行的水资源量为1亿～1.5亿m3。所建立的模型合理可行,能够进行该地区地下水位动态预报,可为研究区水资源的合理开发提供科学依据。     

流域输沙函数应用的尺度限制

阐述了在流域产沙预测模型研究中,将试验水平范围的输沙函数的运用范围扩大,产生了数据来源的不确定性或错误的原因在于:模型不完善、重要过程的省略、初始条件的缺乏、初始条件的敏感度、异质性问题、外部动力等。数据来源的不确定性在小尺度、短时间内是能够控制的。大尺度的异质性是使得输沙函数不能仅仅建立在数量化的基础上,而应是系统历史的函数。因此,大尺度的流域产沙模型必须建立在突变量的发现及其相应的动力特征基础上,而不应是试验模型按比例放大。     

生态脆弱区道路边坡生态恢复适用技术研究——以沙蔚铁路建设工程为例

目前国内外普遍采用的边坡生态恢复技术在生态脆弱区并不完全适用.在总结沙蔚铁路边坡生态恢复经验的基础上,归纳了一套适用于生态脆弱区的边坡生态恢复技术,其核心是对边坡类型进行了量化分类,并提出了边坡生态恢复措施和植物搭配的优化模式.     

植物物候模型研究

植物物候模型是基于植物对环境因子的响应机理而建立的可模拟植物生长发育的数学方程。本文介绍了树木物候模型和作物物候模型,根据对植物休眠解除过程的不同理解,树木物候模型主要有7种不同的类型;根据作物发育规律而建立的作物物候模型也大体相同。同时,还阐述和探讨了研究植物物候模型的意义、研究中存在的问题及其发展趋势。     

EPIC模型中土壤氮磷运转和作物营养的数学模拟

土壤侵蚀和生产力影响估算模型EPIC是国际上较有影响的水土资源管理和作物生产力评价动力学模型。本文简要介绍了EPIC模型中描述土壤氮磷养分运转与作物氮磷营养的基本原理及其主要数学方程。在作物和土壤微生物等生物因素,热量、降水等气候因素,施肥、灌溉和土壤耕作等管理因素的影响下,农田土壤氮素和磷素不断发生空间运移和形态转化。EPIC模型能够逐日定量描述土壤中氮磷养分的矿化与固定、硝化与反硝化、淋洗与挥发、流失与吸收、矿质磷循环、豆科作物固氮等运移、转化及作物吸收过程的变化速率和数量,揭示出土壤剖面氮磷运移、转化和作物营养的动态变化规律,可供农田土壤管理和作物营养定量评价研究中借鉴。     

SWAT模拟耕作方式与盐分对区域土壤氮运移及作物产量影响

耕作方式与土壤盐渍化是影响河套灌区氮素流失及作物产量的重要因素。明确不同耕作方式与盐渍化水平下硝态氮运移量及作物产量的变化,可为制定合理的灌区耕作措施及盐渍化治理方案提供理论依据,对于揭示灌区氮素流失控制及不同作物增产潜力具有重要意义。该研究基于验证后的SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型,以河套灌区2种主要土壤类型为研究对象,设置不耕作（指不添加耕作管理,CK）、免耕（T1）、少耕（T2）、常规春耕（T3）和模板犁（T4）5种耕作处理,非盐化土（S1）、轻度（S2）、中度（S3）、重度（S4）4种盐分水平,研究耕作方式与土壤盐分对灌区产水量、作物吸氮量、硝态氮淋溶量及运移量、作物产量的影响。结果表明：耕作方式与土壤盐分对区域总产水量、作物吸氮量、硝态氮淋溶量、硝态氮运移及作物产量均有显著影响（P<0.05）。其中,区域产水量、硝态氮淋溶量、不同水文路径（地表、侧向和地下径流）硝态氮运移量及小麦产量均随耕作混合深度与混合效率的增加逐渐减少;作物吸氮量、玉米与葵花产量均随耕作混合深度与混合效率的增加逐渐增加。与CK相比,模板犁耕作作物吸氮量平均增加11.78%,硝态氮淋溶量平均减少16.5%,有效降低了土壤养分流失和地下水污染。增加土壤盐分通过降低土壤层有效持水量,显著增加了区域总产水量、硝态氮淋溶量（草甸盐土除外）及硝态氮地下运移量,减少了作物吸氮量和作物产量。与非盐化土相比,重度盐化土处理小麦、玉米、葵花产量平均显著减少19.15%、27.31%、26%（P<0.05）。增加土壤盐分相比转变耕作方式更能影响区域产水量、土壤养分和作物产量。因此,为更好解决灌区污染严重和作物产量下降等问题,仍需将区域土壤盐渍化防控与治理放在首要位置。     

基于物元可拓模型的黄河兰州段突发水污染安全评价

[目的]科学评价黄河流域突发水污染安全等级,为提高黄河流域突发水污染事件应急响应能力提供参考.[方法]基于科学性、整体性、数据可获得性等原则,通过PSR模型遴选16个与黄河兰州段相关指标构建评价指标体系,并以黄河兰州段2014-2019年数据为基础,采用GRA-PCA组合确定指标权重,运用物元可拓模型得到其突发水污染安...