宁蒙引黄灌区田间节水潜力计算方法分析

以黄河干流宁蒙大型自流引黄灌区为研究对象,采用分项法以及两种计算顺序对宁蒙引黄灌区田间节水潜力进行了计算,分析了不同计算顺序对田间节水潜力计算结果的影响,并采用综合法对分项法计算结果进行了验证,表明计算方法可靠。     

基于SEBAL模型评估干旱半干旱区人工灌丛植被对陆表蒸散的影响

评估人工灌丛植被重建对干旱半干旱区陆地生态系统蒸散的影响,不仅能揭示植被变化与水文过程的耦合机理,又可为区域生态治理与水资源管理提供科学指导。该研究利用Landsat-8OLI/TIR遥感影像及气象数据等驱动SEBAL模型,反演宁夏盐池县的年内不同日期的陆表蒸散,结合目视解译选取的人工灌丛区与对照草地,评估了人工灌丛植被对陆表蒸散的影响。结果表明:1)SEBAL模型的蒸散反演精度与站点观测结果较为一致,可用于干旱半干旱区蒸散反演及空间特征研究;2)盐池县人工灌丛植被区日平均蒸散为1.20mm/d,高于对照草地1.17mm/d的日平均蒸散量,即干旱半干旱区人工种植灌木林增加了生态系统水分消耗,但不同季节和不同生物地理条件下的蒸散增强作用存在差异,蒸散增强在8月份最大,而3、4月份呈现负效应;3)人工灌丛的密度越大、植被盖度越高,对陆表蒸散的增强作用越强,特别在NDVI0.4的高盖度情况下蒸散增强作用更加明显。由此可知,在水资源紧缺的干旱半干旱区开展以灌木树种为主的植被重建需在合理的生态水文阈值范围内开展,才能构建出稳定可持续的人工生态系统。     

半干旱区坡耕地抗旱保水技术集成对大豆水分利用效率的影响

黑龙江省西部半干旱区属典型的东北黑土区,为我国重要的商品粮生产基地。然而,由于地形地貌、气候条件的复杂多变,降水的时空分布不均,以及人类的长期干预造成的生态环境的改变,致使该区连年干旱。干旱及水土流失已成为制约该区经济发展的主要因素。根据黑龙江省西部半干旱区的自然特点,选取了坐水播种和苗期补灌2种抗旱节水技术和垄向区田保水技术,在甘南县国家863试验基地研究了该3项技术的集成对WUE的影响。结果表明,该项技术可以显著的提高大豆的WUE值。     

半干旱区柠条林利用土壤水分深度和耗水量

植物根系利用土壤水分深度和耗水量是研究植物与土壤水关系的基础.以柠条为对象,采用中子仪,对撂荒地和柠条林地土壤水分进行长期定位观测和分析.结果表明,2002年内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的2 cm左右,迅速增加到9月1日的90 cm,10月15日的110 cm,11月1日的170 cm,到11月15日柠条利用土壤水分深度为220 cm;除丰水年(2年生)柠条土壤储水量增加了122.8mm外,随着林龄的增加和降雨量等的变化,植物利用土壤水分的深度和耗水量增加,土壤储水量下降.到2004年生长季末,3年生柠条林地100 cm土层出现土壤干层,5年生柠条林地剖面60-300 cm土层出现土壤干层.此时需要采取措施,控制柠条生长、密度和耗水量,实现土壤水资源的可持续利用.     

半干旱区旱地不同覆盖方式对糜子耗水和产量的影响

为探讨半干旱区旱地不同覆盖方式对糜子耗水特征和产量的影响,测定了全膜覆土穴播(PMS)、全膜覆盖穴播(PM)和露地穴播(CK)3种不同处理的糜子发育动态、0—200cm土壤水分季节变化、糜子地上生物量动态、产量和耗水量。2a的试验结果表明,地膜覆盖后糜子营养生长期缩短,生殖生长时期延长,但全生育期缩短;PMS处理的糜子的生育期较CK缩短12～13d,较PM延长10～11d。地膜覆盖使糜子拔节前0—200cm土层的土壤含水量增加,随糜子生育进程的推进,3种处理的耗水量依次为:PM>PMS>CK。在抽穗前,PM的地上生物量最大,其次为PMS,CK最小;在收获期,PMS的生物量和籽粒产量均显著高于PM。PM和PMS的产量较CK分别在2009和2010年提高了83.53%和64.56%,115.51%和84.47%;与PM处理相比,PMS的糜子产量在2009年和2010年提高了17.42%,18.18%,但两个处理的土壤耗水量在2a均无显著差异。因此,通过覆盖降低棵间蒸发是提高旱地糜子产量和水分利用效率(WUE)的主要途径。通过覆盖方式的选择来调控糜子的发育进程和耗水过程,对提高糜子产量和WUE也有重要意义。     

Calibration of Hargreaves–Samani equation for estimating reference evapotranspiration in semiarid and arid regions

The Penman–Monteith (FAO-56 PM) equation is suggested as the standard method for estimating evapotranspiration (ET₀) by the International Irrigation and Drainage Committee and Food and Agriculture Organization (FAO). On the other hand, the Hargreaves–Samani (HS) equation is an alternative method compared with the FAO-56 PM equation. In the present study, the original coefficient C of the HS equation is calibrated based on the FAO-56 PM equation for estimating the reference ET₀ from 15 meteorological stations in central Iran (about 170,000 km²) under semiarid and arid conditions. After calibration, the new values for C are ranged from 0.0018 to 0.0037. The mean bias error (MBE), the root mean square error (RMSE), and the ratio of average estimations of ET₀ (R) values for all stations are ranged from 0.12 to 5.38, ?5.35 to 1.15 mm d^?1 and 0.64 to 1.28 for the HS equation and from 0.12 to 2.48, ?2.2 to 0.60 mm d^?1, and 1.00 to 1.05 for the calibrated Hargreaves–Samani equation (CHS), respectively. Results indicate that the average RMSE and MBE values are decreased by 40% and 66%, respectively. Relationships for calibrating the C coefficient on the basis of annual average of daily temperature range (ΔT) and wind speed (V) are proposed, calibrated, and validated. Hence, the CHS equation can be used for ET₀ estimates with acceptable accuracy instead of the FAO-56 PM method.     

坡度和降雨强度对坡耕地入渗的影响

利用人工模拟降雨对黑龙江西部半干旱区坡耕地不同坡度和不同降雨强度下的土壤水分入渗规律进行了试验研究,采用产流历时和稳定入渗速率二项指标进行分析,发现随着地面坡度的增大,产流历时提前,稳定入渗速率逐渐减小,坡面产流历时与坡度呈对数函数关系,土壤稳渗速率与坡度呈幂函数关系;随着降雨强度的增大,产流历时提前,稳定入渗速率逐渐增大;坡面产流历时与降雨强度呈指数函数关系,土壤稳定入渗速率与降雨强度也呈指数关系。     

The Optimization for Crop Planning and Some Advances for Water-Saving Crop Planning in the Semiarid Loess Plateau of China

The establishment of water-saving crop planning is an inevitable choice of the water-saving agriculture for the water-deficiency region in the arid and semiarid Loess Plateau of China and the world. The water-saving crop planning refers to the planting structure that centres the adjustment of the crop's adaptation to water, the optimization of temporal and spatial layout for crops, the local natural resources, marketing resources, human resources and financial input to enable region or basin with limited water resources to achieve the maximum economic, social and ecological benefits of planting industry under certain technology and economy. After the analysis on the research progress of optimization theory, optimization goals, optimization methods of water-saving cultivation structure and macro-control measures, it is pointed out that the main deficiencies of the current research of water-saving cultivation pattern optimization are lacking of a strong theoretical basis, and the immaturity of optimization technologies. The future crucial research direction will focus on five aspects such as the special optimization theory system, the division methods by studying the watershed unit and using 3S technology, optimization model based on multi-objective evolutionary algorithm, evaluation of rationality and macro-control measures on the basis of the public participation.     

固原县自然条件概况

固原县位于黄土高原西北部,属温带半干旱黄土丘陵森林草原向干草原过渡地区。具有土地辽阔,水热组合多样,天然草场面积大等有利条件。同时具有土地利用不合理,灾害频繁,天然草场退化。森林覆盖率低等不利条件。     

半干旱黄土区沙棘的水分生理生态与形态解剖学特性研究

1986～1997年在半干旱黄土区的陕西吴旗、安塞县和宁夏固原县,对沙棘进行了蒸腾、净初级生产量、土壤水分等生理生态和形态解剖学特性研究。试验结果表明:沙棘每生产lg地上干物质,总耗水量为711～829g,其中蒸腾耗水量为551～654g,该地区荒山植被生产lg地上干物质蒸腾耗水量为343～709g,总耗水量却达2540～4501g。水分利用效率为1.21～1.53g/（m²·mm）,是荒山植被的3.1～6.4倍。沙棘水分利用效率较高,水分生产潜力较大。观察沙棘叶、根具有耐大气干旱、耐高温和水湿的形态解剖学特性,说明沙棘有较强的生态适应性。因而在半干旱黄土区的荒山、荒沟,营造沙棘林,能有效利用水土资源,这是快速治理荒山,提高土地生产力的有效途径之一。