我国蒸发研究的概况与展望

蒸发既是地球表面热量平衡的组成部分,又是水量平衡的组成部分,而地表面热量、水分收支状况在很大程度上决定着地理环境的形成和演变,因此蒸发的研究是地理环境研究中的一个内容。蒸发与许多国民经济中的实际问题有关,那是显而易见的,水的问题已成为目前全世界所共同关注的问题之一,而几乎所有水的实际问题的解决,都离不开蒸发的研究。

农业节水的科学基础

农业节水的核心问题是提高水分利用率和水分利用效率。重点阐述了提高田间水平的水分利用率和水分利用效率的有关理论。特别从叶片水平、群体水平、产量水平 3个不同层次详细论述了作物水分利用效率与环境因子关系的理论 ,以及从理论出发得出的提高不同层次作物水分利用效率的可能途径。强调农业节水的科学基础是一个涉及多学科的综合理论体系 ,农业节水的措施也应该是建立在这一综合理论体系上的综合技术体系。最后 。

实验地理学与地理工程学

综述了竺可极、黄秉维、钱学森等关于自然地理学的思想，认为这些思想是建立实验地理学与地理工程学的基础。作者根据自身的工作经验，论述了实验地理学的对象、任务、工作程序、基本方法以及在地理学中的地位，提出了建立地理工程学的重要性、任务、工作程序、特点以及一个实例──山东禹城旱涝碱综合治理和中低产田的改造利用。

一种以能量平衡为基础的干旱指数

本文以能量平衡公式为基础,根据实际蒸发与潜在蒸发的关系依赖于土壤水分含量的事实,导出一种表达干湿状况的指标——土壤水分干旱指数。

奉献农业 发展学科——对黄秉维院士农业研究工作的认识

简述了黄秉维院士的农业研究工作的光辉历程,分析了黄秉维农业研究工作的特色,强调学习黄秉维的精神.

黄河下游引黄区沉沙处理运行方案分析研究

黄河是多沙性河流，引黄必带进大量泥沙，沉沙池沉粗排细，能有效处理泥沙。当沉沙池淤满，失去自流沉沙作用时，采用“以挖待沉”可以延长灌区运行年限，但没有扬水沉沙方案优越。根据黄河下游地上河的特殊地貌条件，如果能在河漫滩上建沉沙池。

奉献和求索——我所认识的黄秉维先生

本文从黄秉维先生在地理学,学习读书,追求真理三个方面回顾了先生的治学精神。

作物冠层表面温度诊断冬小麦水分胁迫的试验研究

利用红外测温装置能够观测获得作物的冠层表面温度 ,从而诊断作物是否遭受水分胁迫。基于这种技术 ,使用作物水分胁迫指数 CWSI反映我国华北平原地区冬小麦的水分胁迫状况。研究比较了作物水分胁迫指数 CWSI的经验模式和理论模式 ,根据它们的波动特征 ,可以看出用 CWSI经验模式反映华北地区冬小麦水分胁迫不很理想。研究分析了作物水分胁迫指数理论模式与其他一些反映作物水分状况的指标 ,包括叶水势、叶片气孔阻力 ,叶片最大净光合速率以及土壤水分含量之间的关系 ,结果表面理论模式与上述这些指标关系良好 ,表明其很好地反映了作物的水分胁迫特征。该研究给出了适合于我国华北平原地区冬小麦的作物水分胁迫指数计算的主要参数。研究从实际田间应用的可能性出发 。

湘黔汞矿区土壤汞的化学形态及污染特征

以湘黔汞矿带内典型矿区土壤为对象,基于BCR三步法和氢化发生-等离子体发射光谱技术,研究了湘黔汞矿区土壤中汞的形态含量及污染特征.结果表明,矿区土壤中汞以残渣态为主,其次为有机-硫化态,酸交换态和铁锰氧化态所占比例较少,各形态汞的分配系数依次为:残渣态(85.77%)>>有机-硫化态(12.44%)>>Fe-Mn氧化态(0.93%)≈酸交换态(0.86%);土壤中各形态汞含量与砂粒含量正相关,与粘粒含量负相关,并随土壤pH升高而增加;各形态汞含量存在明显的空间分异,垂直空间上体现为表层土壤中的含量高于亚表层土壤,水平空间上表现为随着与污染源距离的增加而含量急剧降低,并因土地利用类型不同、区域不同而差异明显.人类活动引起的外源输入性汞污染对矿区土壤中汞的环境毒性和污染特征产生了重大影响.

中国北方地区40年来湿润指数和气候干湿带界线的变化

本文研究了中国北方地区 196 1～ 2 0 0 0年 4 0年间气候干湿带界线分布和 10年际变化。 4 0年来中国北方地区 ,在东经 10 0°以东地区 ,半干旱区和半湿润区的分界线不断波动向东推进 ,2 0世纪 90年代比 6 0年代向东和向南扩展 ,半干旱区面积扩大 ,半湿润区面积缩小 ,气候趋向干旱化 ;东经 10 0°以西地区 ,极端干旱区面积在缩小 ,湿润指数有增大趋势。如果把温度和湿润指数相结合 ,东经 10 0°以东的黄淮海区和黄土高原区为持续的干暖型 ;东经 10 0°以西的西北地区 ,则由干暖型向湿暖型转变 :河西走廊和东疆盆地转型的时间发生在 2 0世纪 70年代初 ,北疆山地绿洲荒漠地区转型的时间发生 2 0世纪 80年代中期前后。气候干湿带界线的变化取决于降水和潜在蒸发的变化速率。 4 0年来 ,在东经 10 0°以东地区 ,降水和潜在蒸发都呈下降趋势 ,但降水减少速率大于潜在蒸发下降速率 ;在东经 10 0°以西地区变湿的原因 ,研究认为除了降水有所增加外 ,潜在蒸发也在下降 ,而且潜在蒸发下降速率的绝对值大于降水增加速率。

基于冠层温度的作物缺水研究进展

冠层温度信息可以很好地反映作物的水分状况。自 2 0世纪 70年代以来 ,基于冠层温度的作物缺水指标的研究经历了三个阶段 ,即单纯研究冠层温度本身变化特征的第一阶段、以冠层能量平衡原理为基础的作物水分胁迫指数的第二阶段和考虑冠层和土壤的复合温度的水分亏缺指数的第三阶段。指标的发展也由使用手持式红外辐射仪信息扩大到使用航空和卫星遥感信息。这一类指标在点和区域尺度上均可应用。加强这一类指标的研究对于我国北方地区农作物的有效灌溉和区域水资源的管理都有重要意义。

利用精确的田间实验资料对几个常用根系吸水模型的评价与改进

本文利用大型蒸渗仪测得的作物腾发量、中子水分仪观测的土壤水分和准确测定的根系密度分布资料 ,对常用的几个宏观的权重因子类的根系吸水模型 Molz Remson ( 1 970 )模型 ,Feddes ( 1 978)模型 ,Selim Iskan dar ( 1 978)模型以及作者对上述模型进行修正所得的几个根系吸水模型进行了验证和评价 ;利用修正的Feddes模型的计算结果对根系从不同土层吸水的分布进行了分析 .结果表明 ,Molz Remson ( 1 970 )模型、Feddes模型以及Selim Iskandar模型模拟根系吸水所得的土壤水分剖面与实测值之间存在比较严重的偏差 ;利用Feddes模型中的土壤水势影响函数 (Feddesreductionfunction)对Molz Remson模型和Selim Iskandar模型进行修正后结果没有得到改善 ;利用根系密度函数对Feddes模型进行修正后 ,计算结果与实测值吻合很好 ,总体偏差由修正前的2 4 7%降低为 5 7% .

区域农业生态系统健康定量评价

鉴于农业生态系统健康与人类、社会、经济、环境等具有密切的关系 ,从区域尺度出发 ,提出区域农业生态系统健康的概念、评价指标体系及其相应度量方法 ,并采用专家评判标准赋值法对各指标进行了标准量化。认为农业生态系统存在不健康、亚健康和健康 3种状态 ,在这 3种状态下各指标的属性判断值分别是 1、5和 10 ,并以山东省禹城市为例进行了实证分析应用。结果表明 :从 1980年到 2 0 0 0年 ,禹城市农业生态系统总体上表现为由不健康状态经过亚健康状态 ,目前处在向健康状态的过渡阶段 ,综合健康指数由 4上升为 6。其中 ,结构特征在由亚健康状态向健康状态过渡中又转变为亚健康状态 ,是因为资源可供性和结构多样性向不健康状态转变所致 ;生产功能特征表现为由不健康过渡为亚健康进一步向健康状态过渡 ,其中生态效率有向不健康转变的趋势 ;抗逆特征表现为由亚健康向健康过渡的趋势 ,而其中自生产力已表现为不健康状态。

冬小麦不同生育期最小冠层阻力的估算

作物最小冠层阻力是研究农田蒸发和作物缺水的一个重要参数。使用作物的冠层红外温度信息 ,将作物在充分灌溉情况下冠层温度与空气温度之差与空气的饱和水汽压差的经验关系同其理论解释相结合 ,通过实验数据 ,估算了在华北平原气候条件下的冬小麦 ( Triticum aestivum L.)的平均最小冠层阻力 ,为基于这种阻力的应用提供基础。研究表明冬小麦最小冠层阻力随发育期而不同 ,并且抽穗前后差异明显 。

内蒙古半干旱草原能量物质交换的微气象方法估算

根据1998年5～8月和1999年8月在中国科学院内蒙古草原生态系统定位试验站进行微气象观侧的资料,作者分析了该地区能量平衡及其各分量的基本特征。结果表明:（1）净辐射通量的转化形式有明显的季节性变化,5～6月份,净辐射能大部分用于感热交换,而后期则多用于潜热交换,5～8月份的日波文比值分别为1.26,1.42,0.41和0.20。（2）观测期间,波文比的日变化特征表现为,早晚变化大不稳定,而白天则相对稳定。（3）用涡度相关方法观测的感热和潜热通量之和与同期的净辐射相比较,前者的结果偏小15％左右,两种方法观测到的潜热通量的差异达平均35％左右。（4）半干旱草原CO2通量有明显的日变化,在生长旺期,白天CO2通量强度可达到1.5mgs-1m-2以上,但在生长后期,1998年和1999年8月份的白天CO2通量强度分别为0.38mgs-1m-2和02mgs-1m-2左右;其差异与草地土壤水分和植物长势有关。

SPAC系统中的水热CO_2通量与光合作用的综合模型(Ⅰ)模型建立

本文建立了模拟农田SPAC (Soil Plant AtmosphereContinuum)系统中土壤水分动态 ,蒸发蒸腾、CO2 通量和光合作用的模型 .模型包括土壤水流子模型 ,根系吸水子模型 ,蒸发蒸腾子模型 ,冠层阻力 -光合作用 -CO2 通量子模型几个组成部分 .土壤水流子模型采用土壤水流的连续方程来描述 ;根系吸水子模型采用了根据Feddes模型改进得到的模型 ;蒸发蒸腾子模型采用Shuttleworth Wallace公式 ;采用叶片水平的气孔阻力 光合作用模型 ,并将其扩展到冠层尺度来确定冠层阻力、光合作用速度以及叶片气孔下腔的CO2 浓度 ,并进而确定冠层的CO2 通量 .本模型的特点是尽可能采用简便的处理方法来描述SPAC系统中的水、热、CO2 传输过程与光合作用过程 ,同时各个子模型又具有较强的机理性 .

生态农业发展新思路

研究指出进一步把生态农业扩展到区域水平及更大范围是一种新的探索 ,其发展总体思路是根据地域特点及其资源状况 ,应用生态学原理与技术和现代化管理运行机制 ,通过建设生态农业园、绿色生物园和观光农业园3个子系统建立健康稳定的农业生态系统 ,以获取优质高效安全的绿色食品和休闲旅游的美好环境 ,扩大农业生态系统服务功能。并提出黄淮海平原黄河故道和农牧交错带生态脆弱区生态农业开发典型模式。

黄河下游河川径流的变化趋势与对策

黄河下游河川年径流量有逐年减少的趋势 ,花园口站 90年代实测年径流量为 80年代的65.1 % ,这与上中游年降水量减少、用水量增加有关。河川年最大流量逐年减少 ,花园口站 90年代平均最大流量为 80年代的 68.6% ,并出现了“小流量、高水位、大漫滩”的发展态势。河川小流量或断流日趋严重 ,利津站 90年代累计断流天数为 80年代的 8.2倍 ,文中分析了缓解其影响的可行对策。

用科技的力量解决农业问题的一次重要实践

2011年以来，国家农发办党总支先后组织开展了“农发青年下基层”等迎庆建党90周年系列活动。根据活动安排，国家农发办青年第一调研小组于近期赴山东禹城进行调研，调研期间，曾见证了黄淮海平原农业综合开发历程的中科院老专家专程从北京赶来参加座谈会。现将三位老专家在座谈会上的发言刊登如下。