伊犁察南灌区土壤盐分时空变异特征与运移机理研究

以伊犁河谷察南灌区为研究区,运用磁感式电导率快速获取技术及室内分析相结合手段,通过构建盐分解译模型,获取2015年及2016年秋季0~30 cm、30~60 cm、60~100 cm土壤盐分含量。对土壤各土层进行了盐渍化分级统计和半方差函数分析及空间插值分析。对研究区高程信息进行提取,并通过调查河流影响范围对河流进行缓冲区分析。旨在构建适用于研究区及同类型灌区磁感式盐渍土地快速精量诊断评估与利用规划技术体系,了解干旱、半干旱区灌溉农田土盐时空变异特征,并对土盐时空运移机理进行研究。初步研究表明,相比于2015年秋季,2016年秋季研究区非盐化土面积显著减小,中度盐化土面积显著增加,非盐化土、轻度盐化土呈现向中度盐化土演变的趋势;研究区土壤盐分呈现向中部及东部区域运移的趋势,盐化土面积增加,且盐分含量均值增大;另外,在空间大尺度范围上,河流是影响土盐运移的主要影响因素,在局域小尺度范围内,地势是影响土盐运移的主要影响因素。     

西天山小流域动态融雪过程及其与气温的关系

利用西天山阿热都拜小流域积雪、融雪和气象观测场2017-2018年每30 min的同步降雪、融雪和气温观测数据,对全年积雪期较短时间尺度上的融雪动态过程及其与气温的关系进行了对比分析。结果表明:山区降雪表现为"先升后降"的总体特征。稳定积雪期集中在2017年12月27日至2018年3月8日,最大降雪速率高达9. 6mm·h^-1(雪水当量值,转化成新鲜雪深值为96. 5 mm·h^-1)。山区融雪过程的变化规律与降雪变化正好相反,呈现出"先降后升"的变化特征。融雪变化分为3个阶段,第一阶段:随着气温的下降,融雪速率下降,融雪速率由3. 24 mm·h^-1逐渐下降至0 mm·h^-1;第二阶段:当气温低于融雪的临界温度(-13. 5-12. 0℃)时,不产生融雪;第三阶段:随着气温的回升,融雪速率从0 mm·h^-1逐渐上升至3. 87 mm·h^-1。在全年融雪与气温的大数据关系中,融雪量与气温的相关性系数不是很显著,其相关性系数为0. 708;在无降水干扰下,7 d平均同步融雪量与气温的相关性系数处于显著水平,Pearson相关性系数为0. 907,R^2=0. 823;当进一步考虑滞后效应后,融雪量与气温的相关性系数提升至极显著的线性关系,相关性系数高达0. 943,R^2=0. 889,均通过了0. 01显著性水平的双尾检验。在西天山阿热都拜小流域融雪量的变化过程与气温的变化过程有着密切的相关性。这种融雪量对气温变化的响应关系及其分析方法,对于提高应对未来气候变化的能力和预防洪灾及水资源管理具有一定的参考价值。     

伊犁河谷察南灌区土壤盐分空间变异研究

以伊犁河谷察南灌区为研究区,运用EM38电导率仪测定及室内分析相结合的手段,获取土壤电导率值及0~30 cm、30~60 cm、60~100 cm土壤盐分含量。一方面对各土层土壤盐分含量进行了简单的盐渍化分级统计,另一方面应用地统计学方法,对土壤盐分特征因子进行半方差函数分析及空间插值分析。初步研究表明:察南灌区土壤电导率变异系数为1.31,各土层土壤盐分含量变异系数分别为1.31、1.10、1.49,均呈现空间强变异;0~30cm、30~60 cm、60~100 cm土层土壤中,盐化土所占比例分别为25.37%、21.79%、12.11%,形成了比较明显的盐渍化趋势;在空间分布上,土壤电导率及土壤盐分含量自灌区西北至东南方向总体呈现减小的趋势。另外,研究发现灌区各土壤盐分因子具有强烈的空间相关性,空间变异格局主要是结构性因素作用的结果。     

新疆伊犁察南灌区土壤盐分特征

以察南灌区土壤为研究对象,对不同含盐量土壤进行盐化程度分级,并对该地区土壤盐分特征进行相关分析和主成分分析,以及对土壤盐分因子区域影响因素进行探讨。结果表明:察南灌区以碱性土壤为主,HCO_3~–是影响该灌区土壤p H最强的因子;对灌区0~100 cm土体土壤的分析表明,灌区盐化土面积约为总灌溉面积的1/4,盐渍化风险较大;相关性分析显示,HCO–3、Cl~–、SO_4~(2-)、Ca~(2~+)、Mg~(2~+)、Na~+、K~+为盐分主要组成离子,总盐分与各离子之间均呈正相关关系,与总盐分相关性最强的阴离子为SO_4~(2-),相关性最强的阳离子为Mg~(2~+);主成分分析显示,HCO_3~–、Cl~–、K~+为影响该灌区土壤盐分特征的主导因子;通过盐分因子区域影响因素定性分析可知,除HCO_3~–和pH是由河流以及地下水综合作用影响外,其他盐分因子均主要受河流影响。     

塔里木河下游河岸带水热传输过程模拟研究

选择在塔里木河下游生长的胡杨(Populus euphratica)为供试材料,应用土壤-植被-大气传输(SVAT)系统的水热耦合模型,在野外观测试验的基础上,以常规气象站的基本观测要素和土壤剖面水热观测数据为模型的初始输入,对塔里木河沿岸胡杨林的蒸腾过程、土壤剖面水热的变化过程、根系吸水过程、胡杨林冠层-土壤层-大气层之间水热交换与能通量过程进行较小时间尺度上的野外定点研究。结果表明,土壤水分与温度的模拟值对观测值的平均相对误差分别为3.9%和7.1%。可见,土壤剖面水热的模拟值与观测值表现出较强的相关性。相比之下,能通量的日内观测与模拟效果相差很小,蒸腾潜热、感热、地热通量的观测与模拟的平均相对误差分别为16.7%、12.4%和20.6%。能量支出项主要是潜热,其次是感热,而土壤能量支出项主要是感热,总的感热支出要大于潜热支出,且感热变化起伏较大。研究结果对干旱区水循环模拟具有一定的参考价值。