基于GIS与Geo-CA模型的半干旱区土壤盐碱化动态模拟研究

土壤盐碱化是半干旱地区土壤退化的重要表现形式之一,其发生发展是一个复杂的非线性动力学过程.利用地理元胞自动机对复杂系统时空动态演化过程具有较强的计算与模拟能力的特点,以吉林省西部盐碱化土地为研究区,在GIS的支持下系统分析了土壤盐碱化的特征及其影响因子,建立了基于Geo-CA的土壤盐碱化动态模型,模拟了吉林省西部土地盐碱化发生发展的时空动态规律.     

汾河太原段河滩湿地生态系统特征及其保护探讨

简要分析了干旱半干旱环境背景控制下发育的湿地所具有的高生产力、生物物种多样性、水陆生态系统过渡性、生态脆弱性等基本特征;以汾河太原段湿地系统为对象,结合较有限的历史资料,调查、对比、分析了该河流湿地系统的现状;揭示了汾河太原段湿地系统退化的主要原因,提出了汾河太原段湿地保护对策.     

干旱期灌溉与施化肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率的影响

以黄土高原半干旱区主要作物春小麦为研究对象,采用田间小区试验与定量分析相结合的方法,研究了干旱期控制灌溉和施化肥对春小麦产量形成及其水分利用效率的重要影响.本试验设计包括干旱期灌溉供水30,60,90 mm和不灌溉等四种水处理,施肥处理包括施化肥(磷酸氢二铵248kg/hm~2)和不施肥两种处理,二者相互交叉配置共组成八种水肥处理.研究结果表明:干旱期灌溉与施肥处理具有显著的交互作用(P<0.05).与无灌溉处理相比,干旱期灌溉能产生更大更深的根系和更大的叶而积指数(LAI).与相应无灌溉处理相比,不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm可导致0～120 cm土层平均根生物量最大值(开花期)分别增加了30.6%,49.5%,74.4%,LAI最大值(开花期)分别增加了12.3%,28.1%,45.1%;施肥条件下平均根生物量最大值分别增加了31.7%,52.3%,75.1%,LAI最大值分别增加了13.6%,28.0%,47.1%.这表明干旱期灌溉与施肥具有克服干旱胁迫促进作物生长发育的显著效果.干旱期灌溉与播前灌溉等相比,具有增加产量和提高水分利用效率(WUE)的显著效果.其中不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm处理下籽粒产量分别达到1 849.5,2363.4,2871.2 kg/hm~2,比相应的无灌溉的产量(1326.8 kg/hm~2)分别增加了39.4%,78.1%,116.4%,WUE提高了26.6%,48.2%,66.1%;施化肥且干旱期灌溉30,60,90 mm,其籽粒产量分别为2 104.9,2 715.7,3 318.6 kg/hm~2,比相应只施化肥不灌溉的籽粒产量(1465.2 kg/hm~2)分别增加了43.7%,85.3%,116.5%,WUE分别提高了30.6%,54.4%,74.2%.各处理下的最高籽粒产量(3318.6 kg/hm~2)、最大水分利用效率(8.516kg/hm~2·mm))在干旱期灌溉90 mm且施化肥的组合处理下一致达到,表明这是半干旱区的一种高产高效的农田管理措施.以上研究结果为半干旱区集水农业发展提供了科学依据.     

华北北部半干旱地区夏季大气边界层特征的实验研究

2016年7月3—16日在内蒙古自治区科尔沁地区大气科学与大气环境综合实验站开展科尔沁半干旱下垫面大气边界层野外综合观测试验, 利用 GPS大气边界层精细探空资料, 分析华北北部半干旱地区晴天、阴天和雨天等不同天气条件下的大气边界层结构。采取不同的方法和判据对比确定大气边界层高度, 统计实验期间低空急流特征, 并对近地面湍流特征及地表能量收支状况进行初步的探讨。结果表明: 晴天, 白天的大气边界层平均高度约为1790 m, 夜间约为250 m; 阴天和雨天, 白天的大气边界层平均高度约为980 m, 夜间约为430 m。夜间, 近地面层湍流动能与边界层高度有较强的相关性。低空急流多发生在午夜, 平均高度约为390 m, 强度与高度正相关。     

干旱半干旱地区路基CBR值标准的修订

为了研究干旱半干旱地区路基CBR值的变化规律,确定CBR试验浸水时间标准,对内蒙古地区阿拉善盟粉土、锡林郭勒盟粘土Ⅰ、锡林郭勒盟粘土Ⅱ、鄂尔多斯市红粘土4种干旱半干旱地区典型土质浸水时间与试件含水量关系、CBR值与含水量的关系进行分析;通过对比室外最不利路基含水量观测值,对内蒙古地区4种典型土质CBR浸水时间及规范值进行修订。结果表明:4种典型土质随着浸水时间的增加,含水量呈指数增长趋势;除阿拉善盟粉土外,其余3种典型土质均需折减CBR规范值或减少浸水时间,以更好地模拟干旱半干旱地区路基实际工作状态。     

内蒙古半干旱区树木非结构性碳、氮、磷的分配格局

为探讨半干旱区树木各器官中养分浓度的分配格局、养分之间的化学计量关系,以及植物器官养分浓度与树种、土壤养分条件之间的关系,选取内蒙古东南缘的两种天然的典型树种（白桦和白杄）,对其叶片、树干、基部最粗根以及根尖中的总非结构性碳水化合物（TNC）、氮（N）和磷（P）浓度进行分析。结果表明：TNC浓度在叶片中最高,在根尖中最低,两者的浓度差异在53％以内;而N和P浓度在叶片和根尖中最高,树干和基部最粗根中最低,不同器官最大差异达98％。这种分配格局与各器官的生理功能（碳水化合物的生产、养分的吸收和储藏）密切相关。此外,白杄的TNC∶N和TNC∶P均大于白桦,这些格局不仅和树种本身的生理特性有关,而且反应了土壤的养分状况。     

土地沙化绘图法在干旱半干旱地区应用研究

目前,有关我国干旱半干旱地区的土地沙漠化风险判断一直存在不同的研究方法。各个地区有着自己独特的地理景观,除了区域整体外来因素影响外,地理、地质因子、景观因子、次因子之间相互作用影响也是非常重要的。通过对哈密地区遥感影像的解译数据与专家经验法则的对比分析,来验证风险绘图法在干旱半干旱地区的可行性、可比较性、可检验性,并利用沙化风险绘图法来说明或预测土地变化趋势及确定区域沙化的相对准确的风险指数。     

半干旱丘陵地区乡村道路侵蚀研究——以内蒙古四子王旗南部为例

以内蒙古阴山北麓的四子王旗南部为研究对象,通过实地考察,研究道路侵蚀的分布特点、侵蚀特点、形成原因以及道路侵蚀的发育方式等.结果表明,四子王旗的道路侵蚀分为3个阶段,其中处于侵蚀初期的道路主要位于集水区,3个阶段都有发育的主要位于汇水坡面上.     

不同生态系统呼吸模型在半干旱草原生长季碳循环研究中的比较及应用

利用锡林浩特国家气候观象台涡度协方差通量观测系统记录的湍流数据和土壤温度、湿度数据, 分析2010-2012年锡林郭勒半干旱区针茅草原生态系统的呼吸过程及主要气候影响因子, 探讨以土壤温度和土壤体积比含水量(VWC)为计算参数的3种连乘形式的呼吸模型和Q₁₀呼吸模型在该生态系统的适用性, 在此基础上讨论该生态系统生长季净碳交换速率(NEE)、呼吸速率(R_eco)以及总初级生产力(GPP)的年际变化特征。该草原生态系统的呼吸作用受土壤温度和土壤含水量的共同影响, 其中土壤含水量是重要的限制因子。2010和2011年, 生长季降水量偏少, 该生态系统受到一定程度的干旱胁迫, 当土壤含水量处于12%~20%区间时, 呼吸速率随其升高而显著增加, 而当土壤含水量<12%或>20%时, 呼吸速率对其变化不敏感; 2012年降水充沛, 呼吸速率与土壤温度的变化趋势相关性更显著。4种呼吸模型的拟合结果表明, Q₁₀模型的表现(R²=0.64)优于其他3 种连乘模型。使用Q₁₀模型模拟的2010, 2011和2012年生长季呼吸作用的累积碳交换量分别为157.32, 138.75和 246.32 gC/m²。该草原生态系统在这3年生长季中均表现出较显著的碳汇功能, 净碳交换累积总量分别为−110.28, −68.79和−310.05 gC/m², 总初级生产力累积总量分别为267.52, 207.57和555.85 gC/m²。干旱胁迫对光合作用的影响大于呼吸作用, 与总初级生产力和呼吸作用相比, 净碳交换量的年际差异更明显。     

行间覆膜节水技术在黑龙江省西部半干旱区集雨作用的研究

考虑行间覆膜对降雨再分配的影响,以甘南县资料为例研究了行间覆膜节水技术的集雨效果,集雨作用的大小与覆膜宽度和自然降雨量有关,覆膜宽度为60cm~80cm情况下,自然降雨在5 mm~15 mm范围内,膜旁15cm宽的苗带上实际得到的雨量是原降雨量的2.1~3.2倍。在春季雨水偏少的年份或是有喷灌条件的地块上,行间覆膜能很好地发挥其集雨作用。表4,参3。