黄土高原南部旱作水分产量潜势计算模型及其参数修正

建立了旱作水分产量潜势计算模型 ,并对模型中的主要参数 (光能利用率、作物产量反应系数和作物系数等 )进行了修正 ,同时提出作物耗水量和水分订正系数等的估算方法 .冬小麦水分产量潜势为 530 0～ 630 0 kg· hm- 2 ,春玉米为 770 0～ 90 0 0 kg·hm- 2 .此外 ,本文还对农田水分条件进行了评价 ,指出黄土高原南部的东部地区水分条件较差 ,有较大的灌溉增产潜力 .     

黄土高原植被恢复的水分生态环境研究

水分是制约黄土高原地区植被恢复与生态环境重建的决定性因子,在分析现有关于该区植被建设中的水分生态环境的各项研究的基础上,从水资源,土壤水分背景,土壤水分动态,土壤干层,土壤水分的林草生产力,水分性质分区,林草对策等7个方面,对黄土高原的土壤水分环境进行了阐述,针对该问题的研究现状,指出其中存在的问题,并对今后的研究进展了展望。     

黄土塬区旱作玉米生产潜力的实验研究

在黄土高原南部长武旱塬所做的田间试验结果表明 ,玉米的水分效应函数为 :Pw =1 .0 0 - 5.2 93( 1 -k) 2 .把式中k取为农田干湿指数 (旱作玉米全生育期内高肥水平下耗水量与需水量的比值 ) ,则Pw即为旱作玉米生产潜力指数 .试验中k值的表现区间为0 .78至 1 .1 0 ,k值的理论上界与局部农田潜在蒸散有关 .1 985～ 1 988年 ,旱作玉米的Pw的平均值为 0 .87.旱作玉米生产潜力的远期值与近期值变化趋势相似 ,前者 4年平均值为1 1 2 4 7kg·hm- 2 ,后者为 7696kg·hm- 2 .由于试区近年来物质能量向农田的不断强化投入以及对作物品种的改良 ,试区大田实际产量连年来向潜力值逼近 .     

黄土高原不同立地条件下沙棘的生产力与水分关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区不同立地条件下的沙棘生产力与水分关系作了初步研究．结果表明。5种立地条件下的沙棘蒸腾变化趋势不尽相同．半阴坡清晨蒸腾较强烈,其它几种立地蒸腾较弱．随着太阳辐射角度的变化和不同立地土壤含水量的差异,阴坡、阳坡上午蒸腾呈下降趋势,峁顶变化较平稳．至中午12：00半阴坡蒸腾达最大值．从午后蒸腾趋势可看出,除阴坡外,其余各立地蒸腾均不同程度地下降。尤其半阴坡下降幅度最大．阳坡蒸腾速率始终处在较低的水平．沙棘蒸腾大小顺序为半阴坡>阴坡>半阳坡>峁顶>阳坡．黄土高原半干旱地区沙棘蒸腾与光照强度没有直接的相关性,与相对湿度相关性显著．不同立地条件导致了沙棘生物量的差异,阴坡生物量要显著高于半阴坡、半阳坡和峁顶．     

黄土高原西北部春小麦集雨微灌的产量及水分效应

为探讨集雨微灌对春小麦的产量及水分效应 ,于 2 0 0 1年在黄土高原西北部的甘肃省皋兰县进行了灌水方式 (管灌、滴灌和微喷灌 3个水平 )和灌水量 (0 mm、2 2 .5mm、45.0 mm和 67.5mm 4个水平 ) 2因素试验 ,分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水 ,试验共设 36个小区 ,小区面积 3× 5m2 。试验结果表明 :小麦生育期土壤水分变化动态受降水量、灌水量和小麦生育期耗水量的影响 ,总体呈下降趋势。微喷灌处理能显著地增加上层 (0～ 40 cm)土壤含水量 ,以微喷灌 67.5mm处理最为明显。对产量的方差分析结果表明 ,尽管灌水方式间的差异不显著 ,但从产量表现来看 ,其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照 ;灌水量和互作间的差异达极显著水平 ;灌水有增加公顷穗数 ,降低穗粒数和千粒重的趋势 ;随灌水量的增加 ,千粒重对产量的贡献减小 ,而公顷穗数对产量的贡献增加 ,穗粒数对产量的贡献表现在这一过程之中。作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加 ;以微喷灌 67.5mm的水分利用效率最高 ;供水效率以微喷灌 45.0 mm和 67.5mm处理为高。     

西北旱作区苹果水分适宜性——以天水为例

利用甘肃省天水农业气象试验站2003—2009年苹果物候观测资料、麦积国家基本气象站1971—2009年气象资料及天水市1991—2009年苹果产量资料,建立苹果水分适宜度及满足度模型,对苹果各生育阶段的需水量及水分适宜度进行了计算,评价了该地区苹果栽培的水分适宜性,并分析了苹果产量与水分适宜度的相关关系。结果表明:天水市苹果年平均水分适宜度为0.52,满足度为0.61。生长期水分条件比较优越,全生育期苹果水分适宜度随时间呈下降趋势;旺盛生育阶段水分适宜性较差,其次为初始生育阶段,后期生育阶段水分适宜度较好;初始生育阶段水分适宜度逐年代下降,后期生育阶段水分适宜度逐年代上升,旺盛生育阶段水分适宜度变化不大;旺盛生育阶段及初始生育阶段水分适宜度与苹果产量相关性较显著,后期生育阶段水分适宜度与苹果产量相关性不显著。利用该模型可对西北旱作区苹果的水分适宜性进行评价,为苹果的种植区划及科学灌溉提供依据。     

黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生育及水分利用效率的影响

利用黄土高原半湿润区1981～2010冬小麦生长发育定位观测资料和对应平行气象观测资料,分析气候变化对冬小麦生长发育的影响,以及冬小麦水分利用效率与气象条件的关系。结果表明:(1)研究区域降水量年际变化呈波动变化,20世纪90年代降水量最少,并存在3年、8年的年际周期变化;气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率为0.325℃/10年;作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率为0.069/10年,20世纪90年代至2010年明显趋于暖干化;研究区域冬小麦播种至成熟期间≥0℃积温为2 000℃～2 200℃,降水量为300～350mm,日照时数为1 900～2 100h。(2)受气候变暖的影响,研究区域冬小麦播种期每10年推后2～3d,返青期每10年提前4～5d,开花期和成熟期每10年提前5～6d;冬小麦越冬期每10年缩短5～6d、全生育期每10年缩短7～8d。(3)由于研究区冬春季气温显著升高,越冬死亡率下降,冬小麦水分利用率呈上升趋势;冬小麦播种～出苗期和起身～拔节期气温对冬小麦水分利用效率的影响为负效应,其余时段气温对水分利用效率的影响为正效应,其中的乳熟期～成熟期水分利用效率对气温变化十分敏感;播种～出苗期、分蘖～冬前停止生长期和乳熟～成熟期降水量对冬小麦水分利用效率影响为负效应,且乳熟期～成熟期水分利用效率对降水量变化十分敏感;越冬期和返青～拔节期降水量对冬小麦水分利用效率影响为正效应,并在冬小麦越冬后期和返青期前后水分利用效率对降水量变化十分敏感。     

夏玉米水分利用效率的时空变化规律研究

通过小区试验,本实验在不同生育阶段控水条件下,对玉米不分利用效率（ＷＵＥ）的时空变化规律进行研究。同雄期是玉米的需水关键期,该时期控制供水较充分,供水减产１８．２％,ＷＵＥ减小１６．８％灌浆期适度控水有利于节水增产。拔节期供水对作物株高和干物质积累影响明显,拔节期耗水量对玉米产量形成重要。     

黄土高原“林分自创性”有效水分供给体系的研究

在黄土高原半湿润区,对无林沟坡与林地土壤分水储量变化的多年定量测定结果表明,在蒸发潜力很大的气候条件下,在很少有植物消耗水分的荒坡近裸立地上,和在林木每年蒸腾消耗大量水分之后的林地上,若以降雨丰,欠年周期为单位计算,土壤水分的收支均保持着相对的平衡关系。     

黄土高原半干旱区作物水分利用研究新途径

以黄土高原半干旱区农业生产条件 ,特别是土壤水分特性为背景 ,结合植物根冠通讯方面的有关研究进展 ,讨论了根化学信号在本地区的研究与开发潜力 .本地区节水农业的核心是提高作物的水分利用效率 ,其途径包括 :1 )减少土壤表面的无效蒸发量 ;2 )增加深层根量 ,减少表土中的根量 ,优化资源分配模式 ,提高繁殖分配比例 .根化学信号对这两方面都有重要影响 .基于目前的知识积累 ,应在根化学信号对作物生产力的影响方面作深入研究 ,可揭示节水农业中某些重要的理论问题     

陇东黄土高原天然草地植被类型及特征

陇东(庆阳)黄土高原天然草地植被可划分为草甸草原区和典型草原区2个植被区域,包括温性疏灌草丛、草甸草原和典型草原3个植被型14个群系,分别是:酸枣-杠柳-蒿类温性灌草丛、蕤核-红花锦鸡儿-蒿类温性灌草丛、杠柳-蕤核-蒿类-白羊草温性灌草丛、酸枣-蒿类-白羊草温性灌草丛、酸枣-河蒴荛花-白羊草温性灌草丛、白草- 鹅观草-达乌里胡枝子-蒿类暖性灌草丛、白羊草草原、白草草原、赖草草原、蒿类-白羊草草甸草原、长芒草草原、百里香草原、铁杆蒿-茭蒿草原、毛沙芦草草原。     

陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地群落学特征研究

采用路线调查法和样方法研究了陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地植物群落组成的特征.结果表明,该研究区地带性植被的主要类型为草甸草原和典型草原,草甸草原以蒿类、白羊草和白草为代表群落;典型草原以长芒草、蒿类、百里香和毛沙芦草等为代表群落.草地群落物种组成较为简单,优势种的优势度显著,其中长芒草、山蒿、冷蒿、牛枝子、糙隐子草、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花、赖草、猪毛蒿、百里香等是群落物种组成中相对重要的物种;天然草地群落数量特征的平均值为:种数17.1、多度163.5、高度49.2 cm、盖度52.8%、鲜重284.9 g?m-2、干重151.8g?m-2;草甸草原群落的高度、盖度、生物量和物种丰富度值均大于典型草原.     

汶川大地震陇东黄土高原崩塌滑坡的调查分析

通过对甘肃省庆阳市、平凉市5．12汶川大地震地质灾害实地调查,发现此次地震造成的崩塌和滑坡,以小型为主,数量众多,主要分布在现代侵蚀沟边缘部位的断崖和陡坡上。地震在塬面、缓坡丘陵和川台地上所造成的崩塌,与窑洞住宅和采矿业的分布基本一致。此次地震虽未造成大中型崩塌和滑坡,但对该地环境的影响不能忽视——可改变微地貌、使未来几年内的土壤流失量有所增加等。认为在黄土高原地区,地震烈度到达Ⅳ度以上,就会引起较为严重的重力侵蚀。对于我国地震高发区之一的黄土高原而言,探讨水土流失的成因时,须要关注地震的影响。     

陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地植物多样性研究

以陇东黄土高原丘陵沟壑区天然草地30个植被样点的样方资料为依据,以相对生物量为指标,对该地区群落植物多样性进行了研究。结果表明,该地区天然草地可划分为长芒草草原、次生杂类草草原和杂类草草甸草原3个植被类型,16个群落按放牧程度分为禁牧草地、轻牧草地和过牧草地3个层次。多样性指数显示草甸草原>长芒草草原>次生杂类草草原,轻牧草地>禁牧草地>过牧草地的趋势。放牧程度可能是影响该区域天然草地植物多样性的关键因素,出现海拔增高和降水增加多样性指数降低的趋势可能是放牧干扰的结果。相关性分析显示物种的Shannon-wiener和Simpson多样性指数与Shannon和Simpson均匀度指数间均呈显著正相关,而与生物量之间呈显著负相关。     

基于多源数据的黄土高原陆地水循环结构变化分析

近几十年间,黄土高原的水循环进程在人类活动与气候变化的影响下已产生了剧烈的变化。为加深对水循环结构变化的了解与认识,利用1982-2010年的降水、蒸散发、径流、土壤储水量和社会经济用水等数据,运用Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析方法,对黄土高原的水量平衡进行评估,且细化了组成水循环的12种水文变量,并分析了水循环各分量的变化趋势及其结构的演化规律。由于网格化的社会经济用水数据（1982-2010年）对本研究产生了较大的时间限制,因此本文注重于探究这29年间黄土高原各水文变量的变化趋势及水循环结构的演化规律。结果表明：在自然系统中,蒸散发以1.97 mm/a的速率上升（P<0.01）,径流、降水和土壤储水量分别以1.01 mm/a（P<0.01）、0.77 mm/a和0.46 mm/a的速率下降。在社会系统中,社会经济用水以0.50 mm/a的速率上升,其中主要由于生活、制造业、发电和采矿用水分别以0.22、0.23、0.30 mm/a和0.01 mm/a的速率增加所导致。此外,灌溉和牲畜用水分别以0.25 mm/a（P<0.05）、0.01 mm/a（P<0.01）的速率减少。就水循环结构而言,多年平均蒸散发和社会经济用水占水循环的平均比例分别为80.95%、15.27%,并以每年0.16%、0.06%的速率逐渐升高。径流、土壤储水量的变化占水循环的平均比例分别为4.00%、-0.24%,并以每年0.24%（P<0.01）、0.02%的速率逐渐下降。随着社会经济的发展和人口的增加,区域水资源供需矛盾将进一步加剧,本研究对黄土高原水资源的科学调控与可持续利用有重要参考意义。     

黄土高原不同降水类型区旱作玉米田土壤干燥化效应与土壤水分承载力模拟研究

在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了黄土高原不同降水类型区1960～2000年期间不同肥力水平下连作春玉米的产量变化和土壤水分效应.模拟结果表明:(1)洛川、延安、寿阳、榆林连作春玉米产量地区间差异显著,其年平均值分别为4.40、3.75、 2.50、 1.75 t/hm2.施肥增产率和水分利用效率地区间差异均显著,均表现为洛川>延安>寿阳>榆林;同一地区水分利用效率随施肥量的增加而提高,不同地区施肥增产率最大值范围不同.(2)0～7m土层逐月土壤有效含水量地区间差异显著,洛川>延安>寿阳>榆林;同一地区内肥力水平越高,春玉米耗水量越大,逐月土壤有效含水量平均值越低.在春玉米生育期内0～7m土层年度土壤有效水分增减量地区间差异显著,洛川<延安<寿阳<榆林;不同肥力处理间的差异在模拟前期为显著,在模拟后期为不显著.(3)所有地区的春玉米在连作期间0～7m土层土壤湿度剖面分布,在经历了土壤湿度逐年降低、土壤干层逐年加厚的干燥化过程后,均出现了稳定的土壤干层.土壤干燥化速度地区间差异显著,洛川<延安<寿阳<榆林;不同肥力处理间随着施肥水平的提高土壤干燥化速度加快.(4)洛川、延安、寿阳、榆林连作春玉米的适宜产量水平分别为5.25～5.54、4.26～4.58、2.34～2.74、1.37～1.62 t/hm2,相应的施肥水平分别为N240(N 240 kg/hm2,P 120 kg/hm2)～N300(N 300 kg/hm2,P 150kg/hm2)、N180(N 180 kg/hm2,P 90kg/hm2)～N240(N 240 kg/hm2,P 120 kg/hm2)、N120(N 120 kg/hm2,P 60kg/hm2)～N180(N 180 kg/hm2,P 90kg/hm2)、N60(N 60 kg/hm2,P 30kg/hm2)～N120(N 120 kg/hm2,P 60kg/hm2).     

1967—2017年甘肃省玉米需水量与缺水量时空分布特征

基于1967—2017年甘肃省28个气象站点的逐日气象数据,采用联合国粮食与农业组织(FAO,Food and Agriculture Organization of the United Nations)推荐的作物系数法计算了玉米各生育阶段和全生育期的需水量,结合美国农业部土壤保持局(SCS,Soil Conservation Service)推荐的方法计算了玉米全生育期的有效降水量,进而得到需水量。并利用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和空间插值法对甘肃省玉米需水量和缺水量的年际变化趋势和空间分布特征进行分析。结果表明:1967—2017年甘肃省玉米全生育期平均降水量、平均有效降水量、平均需水量和平均缺水量分别为210.43、113.21、545.95 mm和421.00 mm;在时间上,51年来,甘肃省玉米全生育期内的降水量和有效降水量整体上呈明显的下降趋势,而需水量和缺水量整体上没有明显的变化趋势,属于正常波动;在空间上,玉米全生育期的降水量和有效降水量整体上由东南向西北减少,而需水量和缺水量整体上由东南向西北增加。28个站点中,51年来只有甘南和岷县站点的有效降水量...     

陇东黄土高原石油开采对土壤线虫群落的影响

为研究陇东黄土高原石油开采对土壤线虫影响的强度与范围,选择长庆油田不同开采年限(1、10a和20a)油井共6口,按照距井基不同距离(3、6、10、20m和50m)采集土壤样品90个,共鉴定出土壤线虫22科43属;其中,食细菌线虫26属、食真菌线虫2属、植物寄生线虫9属、杂食/捕食线虫6属,优势类群为小杆属Rhabditis和孔咽属Aporcelaimus。土壤线虫生活史策略以c-p 2类群占优势,不同距离采样点,土壤线虫c-p 2和c-p 5差异极显著(P0.01)。随着距井基距离增加(3、6、10、20m和50m)线虫总数显著增加;其中,植食类、捕食杂食类和食真菌类线虫数量增加显著,且线虫群落多样性指数(H')显著增加(P0.05)。但不同距离之间优势度指数(λ),均匀度指数(J)和瓦斯乐斯卡指数(WI)差异不显著。不同开采年限油井,以10a土壤线虫群落多样性指数(H')、成熟度指数(MI)和瓦斯乐斯卡指数(WI)最低,而1a油井和20a油井较高,且与10a油井差异显著(P0.05)。油井作业改变周围土壤性质,导致土壤含水率降低、总石油烃(TPH)含量增高,但土壤线虫分布与土壤TPH无明显相关。研究结果表明,油田开采影响土壤线虫的组成与群落结构,但影响范围一般局限在作业区范围,指数H'和MI能较好的指示油田开采对线虫群落的影响。     

黄土高原刺槐林生长与土壤水分关系研究进展

从林地土壤水分、刺槐生长、土壤水分与刺槐生长关系、土壤水分与根系分布的研究四个方面介绍了近十几年来黄土高原刺槐林生长与土壤水分关系研究的最新进展。     

陕北黄土高原生态系统涵养水源价值的时空变化

在GIS支持下,采用水量平衡法、容量折算法等计算了生态系统涵养水源的物质量,采用成本核算、市场价格法等计算了涵养水源的价值量.结果表明:陕北黄土高原生态系统涵养水源量及其价值在1978-2000年总体呈先增加再减少的趋势.其中,1978-1990年生态系统总涵养水源数量从15.98×109t·a-1增加到19.19×109t·a-1,总涵养水源价值从10.71×109元·a-1增加到12.86×109元·a-1,年均递增率为1.39%;1990-2000年生态系统总涵养水源数量从19.19×109t·a-1减少到17.96 x 109t·a-1,总涵养水源价值从12.86×109元·a-1减少到12.03×109元·a-1,年均递减率为0.68%.陕北黄土高原生态系统涵养水源量及涵养水源价值在空间分布上存在一定的差异,呈现南北高、中部低的趋势.