陇中玉米农田生态系统水分利用效率及其影响因素

以涡度相关技术为基础,研究了半干旱区玉米农田生态系统2015年生长季水分利用效率的日季变化规律以及对主要影响因子的响应.结果表明:生长季总生态系统生产力、蒸散发和水分利用效率均呈单峰曲线,生长季均值分别是12.62 g/(m~2·d)、2.77 mm/d、4.71×10~(-3);水分利用效率在4个生育期的日变化均呈"U"型,成熟期灌浆期拔节期苗期;整个生长期水分利用效率与饱和水汽压差和冠层导度呈对数负相关关系,与光合有效辐射呈线性负相关关系,与气温基本呈对数正相关关系,这些关系在成熟期均得到较好的体现,与土壤含水量在4个生育期均无显著相关关系.     

基于水热耦合平衡的塔里木盆地绿洲的年蒸散发

为了分析中国塔里木盆地沙漠绿洲的水资源转化消耗规律,建立了绿洲水热耦合平衡模型。该模型以年灌溉引水量和降水量之和作为绿洲年可供水量,采用傅抱璞公式将Budyko假设推广。以塔里木盆地绿洲的5个大型绿洲1971—2004年的年降水、灌溉引水、径流和潜在蒸散发资料,验证了水热耦合平衡关系。分析了年蒸散发规律和土地利用变化对模型参数的影响。拟合了阿克苏河绿洲的估算模型参数的经验公式。     

蓄水层设置与植物选择对绿色屋顶蒸散发的影响

为定量研究蓄水层设置和植物选择对绿色屋顶蒸散发的影响,设置两种结构(有或无蓄水层)和两种植物(佛甲草和铺地锦竹草)共4种组合的绿色屋顶实验槽,在深圳市的气候条件下,连续测定气象参数、绿色屋顶蒸散发量(ET)和土壤含水量。结果表明,蓄水层的水分蒸发对其上层土壤水分有显著的补给效应,且土壤含水量与日蒸散发量存在正相关关系,因此蓄水层的设置可以增加绿色屋顶的蒸散发量。佛甲草因其景天酸代谢方式(CAM)的特殊性,当太阳辐射较大时,气孔自动关闭,从而降低蒸散发量,减少水分流失。与铺地景竹草相比,种植佛甲草的实验槽一天内的小时蒸散发量波动较大,中午前后出现低谷,与土壤含水量的相关程度相对较低。     

灌溉频次对燕麦和箭筈豌豆混播产量及水分利用效率的影响

为明确高寒荒漠区饲草混播的适宜灌溉次数,提高该地区饲草混播的产量和水分利用效率,以燕麦和箭筈豌豆为试验材料,在微喷带灌溉模式下,设置全生育期不灌水、拔节灌一水、拔节+开花灌两水3个水分处理,采用刈割方法测定饲草产量、土壤墒情仪测定土壤水分,研究了定量灌溉频次对燕麦和箭筈豌豆混播产量、水分利用效率和土壤水分的影响。结果表明:(1)燕麦和箭筈豌豆混播产量随着灌溉频次的增加而增加,灌两水处理饲草产量最高为21 909. 38 kg/hm~2;(2)耗水量和水分利用效率随着灌溉频次的增加而增加,灌两水处理水分利用效率最高为4. 58 kg/m~3;(3)不同灌溉频次之间土壤水分变化趋势一致,变化幅度却有所不同。0～20 cm和20～40 cm土壤含水量受降水和灌溉的影响变化幅度较大,40～60 cm土壤含水量变化幅度较小。因此,在自然降雨偏多的年份,燕麦和箭筈豌豆混播在拔节期和开花期灌水可以获得较高的产量和水分利用效率。     

内蒙古盛乐经济开发区植物生长供水影响因素研究

对内蒙古盛乐经济开发区影响植物生长供水的因素进行研究．结果表明，研究区的降水量随时间分配不均匀，蒸发量较大；其土壤性质为砂壤。蓄水能力较差；降水补给较少，对植物生长不利．特别是生长季降水较少．很难满足种植植物的需水量．指出在该区今后的绿化过程中，一方面要挖掘灌溉水源，另一方面要注重引进耐旱植物品种，以降低降水不足、蒸发量大、土壤保水性能差等不利影响．     

咸阳长武人工植被春季土壤含水量研究

根据对咸阳长武苹果林地和麦地春季土壤含水量的测定,讨论了该地区人工植被春季0～6 m土壤含水量的变化特点及对水循环的影响等问题.结果显示,咸阳长武地区中龄苹果林地春季土层剖面的含水量从上向下均呈现由高到低再到高的变化趋势,主要耗水层位是100～310 cm,而麦地的土层含水量由上向下呈现逐渐增高的变化趋势,主要耗水层位是0～120 cm.春季麦地土层平均含水量较苹果林地通常高3%～4%,但第1层较苹果林地低,第2和第3层较苹果林地高,尤其是第3层含水量更高.研究表明,该地区春季麦地尚无干层发育,苹果林地130～310 cm土层已零星分布有厚度较薄发育较弱的干层,如果年降水持续不足600 mm,该地区将发育较为广泛的土壤干层.苹果林地土壤干层的出现部分地切断了大气降水向深层的入渗,使大气降水不能正常补给地下水,从而影响该区水分的正常循环.为保持苹果林基本正常的生长和土壤水的正常运移,应避免严重的土壤干层出现,严格控制种植密度.     

黄土丘陵区枣林土壤水分时间稳定性特征

分析黄土丘陵区枣林土壤水分时间稳定性特征可保证土壤水分监测和预报的精确度,同时为优化枣林灌溉措施及生态环境建设提供帮助.利用累积概率分布、相对偏差和spearman秩相关系数等方法,研究黄土丘陵区枣林土壤水分时间稳定性特征.结果表明,0~10cm和10~30cm土层下土壤含水量与变异系数(CV)间均呈现出显著递减的指数函数关系(y=0.4932e-0.1116x,R2=0.9521),且基本表现出中等变异.随着测定时段的变化,研究区土壤水分空间分布格局呈现出一定的时间稳定性特征.10~30cm土壤含水量时间稳定性较0~10cm好,其平均相对偏差(MRD)变化范围为-21.32%~34.23%,MRD的标准偏差(SDRD)变化范围为6.02%~47.58%.通过时间稳定性特征分析可以确定区域土壤水分均值的代表性测点(点18),该代表性测点土壤含水量和区域水分均值相关性高、误差小(R20.98,RMSE0.8).研究区0~30cm土壤含水量spearman秩相关系数较低,其值小于0.72,不同时段下土壤含水量大部分都表现出显著或极显著正相关关系.     

青藏高原高寒草甸土壤物理性质及碳组分 对增温和降水改变的响应

自2011年起,在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验,2013年7月采集实验区土壤样品,监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化,得到如下结果。1)增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量,增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量,但不影响土壤温度。2)在0~10 cm土层深度,增温显著降低土壤微生物生物量碳;增水降低土壤可提取有机碳含量,增加土壤微生物生物量碳;减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量,降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度,增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3)增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4)主成分分析结果表明,土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变,而不是增温。结果表明,在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下,土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。     

降水变化对樟子松人工林土壤无机氮和净氮矿化速率的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林内, 采用野外降水控制实验和顶盖埋管法, 在生长季内分0~5, 5~10, 10~20和20~30 cm 4层, 研究穿透雨增加或减少30%对土壤无机氮(铵态氮与硝态氮之和)及净氮矿化速率的影响。结果表明, 樟子松人工林地下0~30 cm无机氮含量为6.70±2.31 mg/kg, 其中铵态氮5.59± 1.78 mg/kg, 硝态氮1.11±0.77 mg/kg。不同土壤深度的无机氮含量无显著差异, 3种穿透雨处理间的土壤铵态氮和无机氮含量无显著差异, 增雨处理的硝态氮含量显著低于对照。0~30 cm的土壤净氮矿化速率为?0.24 (?6.65~10.24) mg/(kg?30d)。穿透雨处理和土壤深度对净氨化速率无显著影响, 0~5 cm的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于其余3层, 增雨和减雨处理的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于对照。研究结果说明降水变化对土壤铵态氮及氨化作用的影响弱于对硝态氮及硝化作用的影响, 这有助于更准确地评估降水变化对人工林生态系统服务功能和氮素生物地球化学循环过程的影响。     

甘肃陇中安家沟小流域日降水格局

利用1981-2009年生长季日降水资料,对陇中黄土高原安家沟小流域日降水格局及脉动特征进行研究.结果表明:生长季年均降水量为271.56 mm,年际变异系数为29.14%.降水事件以≤5 mm的降水为主,占全年降水事件的44.55%;≥10 mm的降水频率很低,但对年降水的贡献大,占降水总量的64.87%.0～10d降水间隔期(无降水日)所占比例最大,为年无降水期的87.03%;>10d降水间隔期呈增加趋势.近30年来,≤5 mm/d的降水呈下降趋势,而≥10 mm/d的降水略有上升,年内总降水日数与降水量均呈下降趋势.     

地下滴灌苜蓿田间需水规律试验研究

通过对苜蓿地下滴灌田间滴灌带不同埋深、滴灌水量等因子进行控制试验,结果表明：地下滴灌苜蓿生长期日耗水强度在4．1-4．7mm／d,最大日耗水强度为9．5mm／d,生长期耗水量为623．5—685．8mm;最大耗水时段出现在6月中旬～8月中旬,耗水量为359．5～379．6mm,苜蓿第二茬耗水量为400mm左右,多于第一、三茬之和。苜蓿生长期内需滴灌水量458．3～490．8mm,滴水次数10-12次,间隔10～20d,次滴水量20～50mm,10cm埋深较35cm深埋需多滴水量50mm。根据田间试验数据确定苜蓿地下滴灌制度,为大田地下滴灌苜蓿栽培提供参考依据。     

引洪灌溉对土壤中速效钾的影响

通过在大同县罗庄村玉米地进行洪水灌溉与清水灌溉的大田灌水试验,研究在不同的灌水定额下,用洪水与清水灌溉后,土壤剖面上速效钾的变化规律。研究结果表明,在大灌水定额下,清、洪水灌溉差异明显。0~40 cm土层,灌洪水后速效钾含量与灌清水相比有明显增加;40 cm土层以下,土壤中速效钾受运移影响很大,影响深度在140 cm左右。而在中等灌水定额下,清、洪水灌溉差异不大。土壤中速效钾运移的影响深度约在80~100 cm左右。     

Groundwater circulation relative to water quality and vegetation in an arid transitional zone linking oasis, desert and river

In groundwater-dependent ecosystems, groundwater circulation controls the overall water quality and ecosystem dynamics. Groundwater and vegetation across a 30-km groundwater transect linking oasis, desert and river in an extremely arid area were investigated with a series of soil profiles drilled into the unsaturated zone to understand groundwater circulation and its control on groundwater quality and surface vegetation in the extremely arid Lower Tarim River, NW China. Measurements have included water-table depth, water chemistry and water isotopes (2H, 18O, 3H) for 15 water samples, soil moisture and chloride content for 11 soil profiles, and vegetation investigation. Results show that the groundwater in desert zone is characterized by slow recharge rate (pre-modern water), great water-table depth (6.17-9.43 m) and high salinity (15.32-26.50 g/L), while that in oasis (uncultivated land) and riparian zone is characterized by relatively fast recharge rate (modern water), small groundwater-table depth (3.56-8.36 m) and low salinity (1.25-1.95 g/L). Stable isotopes show that secondary evaporation takes place during irrigation in oasis. The vegetation characteristics (coverage, richness, evenness and number of plants) are closely related to soil moisture and water-table depth. Groundwater recharge from irrigation in oasis and from river in riparian zone sustains a better ecosystem than that in the desert area, where lateral and vertical groundwater recharge is limited. The more evapotranspirative enrichment may occur in the vegetated and water-rich riparian zone as compared to desert. This study also demonstrates the effectiveness of environmental tracers in studying ecohydrological processes in arid regions.     

徐州地区小麦有效潜水蒸发规律浅析

农作物生长所需要的水源主要为生长期的降水,由地下水补给的潜水蒸发和人工灌水,在潜水埋深较小的地区,潜水蒸发对农作物的影响很大。本文利用汉王水资源试验站的资料,通过对小麦在不同潜水埋深,不同生长季节情况下的潜水蒸发和有效降水灌溉量的分析,得出了小麦在不同时期的需水量、潜水蒸发量以及全生长期的有效潜水蒸发系数,从而可以有目的地确定灌溉时期和水量,充分利用地下水,节约地表水资源。     

地下水超采区目标ET确定——以介休市为例

以介休市为例阐述了地下水超采区目标蒸散发(ET)计算的理论与方法,将地下水位恢复纳入目标ET计算当中,采用先综合、再分项、后评估的方法,计算得到介休市2020年不同水文年的目标ET,即平水年(保证率为50%)、枯水年(保证率为75%)分别为480.9和433.0mm.从区域整体水资源消耗角度出发:根据不同外调水量及地下水开采量组合的水资源条件组合,设置了9种方案,分别计算了各种方案的综合ET;根据不同的农业灌溉节水措施和中水回用措施,提出相应的分项ET方案;根据ET的确定原则,对二者计算结果进行了协调分析与评估,给出了推荐方案,得到目标ET.      

温度与土壤含水量对阔叶红松林土壤呼吸影响

采用静态封闭箱式技术对长白山阔叶红松林土壤CO2的排放通量进行一年的观测，通过多元回归分析了土壤CO2排放速率与8环境因子间的关系。结果表明：土壤CO2排放通量与土壤5cm温度和0．20cm平均土壤含水量（体积比）呈显著止相关。上壤呼吸与温度和含水量分别表现出幂函数和指数关系。土壤温度和含水量显著影响土壤呼吸的变化。当土壤含水量（体积百分比）大于25％时，土壤呼吸Q10值从1．14（含水量〈25％）降低到1．09（含水量〉25％）。在土壤含水量固定不变时，土壤温度能反映土壤呼吸的86％的变化。当土壤温度固定不变时，土壤含水量能反映土壤呼吸的32％的变化。建立土壤呼吸温度幂函数和含水量指数关系的非线性双因子模型。温度和水分双因于土壤呼吸模型能反映森林土壤呼吸的91％的时空变化。土壤呼吸温度和水分双因子模型估算的年土壤CO2排放通量比土壤呼吸口Q10幂函数模型估算值高11％。     

徐州湖西平原地区土壤水资源的农业评价

土壤水是水资源的组成部分，是农作物的主要水资源。徐州湖西平原地区的土壤水资源为600mm／a。对农作物不同生育阶段有效降水量和耗水量的计算表明．小麦和棉花是普遍缺水的．必须灌溉；玉米生长期内降水较多，一般不须灌水。土壤水资源的管理必须引起重视．并提出土壤水资源管理的几点措施。     

青海湖南侧江西沟土壤水分分布与土壤干层恢复

通过对青海湖南侧江西沟草地土壤含水量的测定,研究了土壤水分含量、运移和土壤干层水分恢复等问题.2009年该区降水较多,导致2010年7月草地土壤重力水分布深度达到了0.7m左右,但仍有干层存在.经过18个月的水分入渗,在2010年11月土壤干层基本消失,干层恢复的年降水量要大于400mm.该区土壤水分比黄土高原运移缓慢,干层恢复较为缓慢,土壤水分恢复的深度小,水分聚集在土壤的上部,这些特点是该区冻结期较长和蒸发作用较弱造成的.江西沟土壤干层的发育表明该区正常年大气降水一般不能通过土壤入渗补给地下水,属于异常水分循环类型.该区土壤干层的存在指示在降水正常年土壤水分具有负平衡的特点,在年降水量大于400mm的条件下具有正平衡的特点.     

Responses of soil respiration in non-growing seasons to environmental factors in a maize agroecosystem,Northeast China

Based on continuous three-year measurements (from 2004 to 2007) of eddy covariance and related environmental factors, envi-ronmental controls on variation in soil respiration (R_s) during non-growing season were explored in a maize agroecosystem in Northeast China. Our results indicated that during non-growing seasons, daily Rs was 1.08–4.08 g CO2 m^–2 d^–1, and the lowest occurred in late November. The average R_s of non-growing season was 456.06 ± 20.01 g CO2 m^–2, accounting for 11% of the gross primary production (GPP) of the growing season. Additionally, at monthly scale, the lowest value of R_s appeared in January or February. From the beginning to the end of non-growing season, daily R_s tended to decrease first, and then increase to the highest. There was a significant quadratic curve relationship between Rs and soil temperature at 10 cm depth when soil temperature was more than 0°C (P<0.001), with the explaining ratio of 38%–70%. When soil water content was more than 0.1 m³ m^–3, soil moisture at 10 cm depth was significantly parabolically correlated with R_s (P<0.001), explaining the rate of 18%–60%. Based on all the data of soil temperature of more than 0°C, a better model for R_s was established by coupling soil temperature and moisture, which could explain the rate of up to 53%–79%. Meanwhile, the standard error of regression estimation between the values of prediction and observation for R_s could reach 2.7%–11.8%. R_s in non-growing season can account for 22.4% of R_s in growing season, indicating that it plays a critical role in assessing the carbon budget in maize agroecosystem, Northeast China.     

Analysis on the change of water potential of <Emphasis Type="Italic">Populus euphratica</Emphasis> Oliv. and <Emphasis Type="Italic">P. Russkii Jabl</Emphasis> under different irrigation volumes in temperate desert zone

The measurement of plant water potential is considered to be a direct approach to confirming the irrigation time in present irrigation systems.In this current study,two shelter forests species in the Junggar Basin (Central Asia),Populus euphratica and P.Russkii Jabl,were studied.We monitored leaf water potential (ψl),stem water potential (ψs) and soil water potential (ψsoil) under different irrigation conditions.The characteristics of the variation in leaf and stem water potential (ψl and ψs) of P.euphratic...