称重式蒸渗仪系统改进及在农田蒸散研究中的应用

水分是制约黄土丘陵区农作物正常生长和农业生产的关键因子。该区年平均降水量少且季节多变，研究农田土壤水分平衡对该区旱地农业生产具有重要意义。土壤蒸渗仪（Lysimeter）可测量总蒸散量、渗漏量等有关水量平衡的各个分量，具有其它装置和方法不可比拟的优越性。它为田间蒸散和降水入渗实验研究提供了一种较先进的量测方法和技术手段。它对推动我国实验水文学的发展具有重要作用，并为相关领域的科学研究提供了一种较先进的技术设备和实验环境。中国科学院安塞试验站对原建造的用于测定农田蒸腾蒸发转化的称重式蒸渗仪在2005年对称重感应系统、电源进行改造，主要对主机、采集软件进行了重新更新，使其可直接在Windows界面下工作，数据采集更加方便，将测量出来的模拟量信号转换为数字信号，经处理显示并记录在数据采集器内。改进后蒸渗仪主要有以下特点：（1）土柱重19～26t，蒸渗仪精度为152g（0．05nm），可测量蒸腾蒸发量和地下水对土壤水的补给量与入渗量；（2）蒸渗仪面积3m^2（1．5m×2m），深度3m，可充分允许农作物根系发育与吸水，土壤水和地下水转化，地下水位变化等过程进行，蒸渗仪的供排水系统能够在蒸渗仪内模拟实际地下水位变化，可较好代表大田实际情形，并对作物生长过程中水分利用动态变化进行深入研究。

黄土丘陵区人工草地牧草营养元素累积及土壤有机碳与养分特征

以黄土丘陵沟壑区安塞川地及山坡地豆科和禾本科的人工草地为对象,研究人工草地的土壤有机碳及土壤养分变化、草地植物营养元素吸收与循环特征,揭示种植不同种类牧草的人工草地对土壤有机碳及养分变化的驱动作用。结果表明:在各种牧草当年生长的茎叶、立枯物、凋落物及根系中所累积的营养元素中,氮素累积量最高,其次为钾,磷的累积量最少;牧草通过凋落物归还到土壤中的氮素最多、其次为钾素,磷的归还量最少;各种牧草的地上部氮、磷、钾3种元素累积量高于根系。苜蓿的地上部和根系中氮、磷、钾的总累积量最高,其次为红豆草、柳枝稷和达乌里胡枝子,沙打旺的地上部与根系中累积的氮、磷、钾总量最少。川地与坡地草地土壤全氮、土壤有机碳与有机碳储量及有机碳固定量均高于裸地。川地草地土壤全氮、土壤有机碳含量与储量高于坡地,川地草地土壤有机碳固定量低于坡地。土壤全氮含量川地以苜蓿最高,山坡地以白羊草最高。建植草地可有效提高土壤氮与钾的有效性。

安塞黄土丘陵区人工草地生产力与土壤水分特征

人工草地建设是半干旱黄土丘陵区生态建设与农业生产的重要组成部分,比较不同类型人工草地生产力、土壤水分差异,可为草地建设中草地类型的选择与管理提供依据。通过比较川地与山地不同类型草地生产力、土壤水分年季变化差异,表现为以下特征:川地人工草地0～100 cm土壤含水量受季节降雨量影响变化较为活跃,为活跃层。100～350 cm土壤含水量与根系利用有关,为次活跃层。350～500 cm季节变化不大,为相对稳定层。柳枝稷与苜蓿草地350～500 cm土层干燥化明显。在2004—2005年,各草地4—9月0～200 cm土壤储水量减少,9—11月0～200 cm储水量增加,200 cm以下各草地间差异明显,但季节变化量接近。山坡不同类型草地0～100 cm土壤含水量表现为秋末高于春季,100～500 cm不同季节均未显示明显的水分亏缺现象。

安塞黄土丘陵区人工草地优良牧草引种研究

对安塞试区种植的优良草种无芒雀麦(Bromus inermis Leyess,禾本科)、沙打旺(Astragalusadsurgens pall,豆科)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.,豆科)、红豆草(Onobryhis viciaefolia scop,豆科)、白花草木樨(Melilotus albus Desr,豆科)从生理生态学特性和栽培技术等方面进行了研究,选择适合于黄土丘陵区人工高产草地和改良放牧地的优良草种,为发展草地畜牧业和草地农业提供了物质基础和科学依据。

陕北淤地坝发展特点及其效益分析

淤地坝既能拦截泥沙、保持水土,又能淤地造田,是巩固退耕还林成果、促进农民增收、减少人黄泥沙的重要水土保持工程措施。陕北黄土高原地区淤地坝建设得到了快速发展。大体经历了4个发展阶段:20世纪50年代—60年代的试验示范,70年代—80年代初的推广普及,80年代后期—90年代初的发展建设和90年代中期以来的生态环境示范建设中淤地坝建设的完善提高阶段。陕北地区在各级政府的重视和广大农民群众的艰苦努力下,通过大规模淤地坝建设,为农业增产、农民增收、农村经济发展、生态建设创造条件。根据淤地坝建设的发展现状,基本特点及其效益,提出了需进一步研究和解决的问题的保障措施。

安塞黄土丘陵区紫外辐射分布变化特征

利用MILOS520自动气象站观测的安塞黄土丘陵区2005—2008年的紫外辐射、总辐射、日照时数、相对湿度、气温等资料,分析年、月紫外辐射的空间分布特征。结果表明:安塞黄土丘陵区紫外辐射月际分布为:年初、年底辐射量小,4—8月辐射量大;紫外辐射的日变化规律显著,基本上遵循正态分布规律,即呈抛物线型变化,早晚辐射量小、中午前后紫外辐射量大;最大紫外线指数为11.9,紫外辐射强度与总辐射、气温呈正相关,与相对湿度呈反相关。

安塞山地樱桃气候区划研究及种植应用

选取安塞区1971—2010年的年平均气温、年降水量、年日照时数、年极端最低气温、年无霜期5个影响樱桃生长的主要气象因子,利用GIS技术对安塞山地樱桃气候适宜性区划进行分析。选取安塞区3个樱桃园为观测点,对园内的气温资料进行自动监测,对樱桃物候生长期进行观测,根据观测资料对安塞山地樱桃气候适宜性区划进行检验。

防雹作业中防雹火箭发射方式的探讨

以1995年世界气象组织(WMO)提出的合理防雹物理概念为基础,依据陕西省冰雹云的结构特征和防雹火箭作业特性,为最大限度利用播云催化剂的作用和发挥防雹作业能力,将防雹火箭发射方式分为单线催化作业方式、伞型催化作业方式、垂直催化作业方式和立体催化作业方式四类。以提高火箭防雹作业的时效性为目的,对各类防雹火箭发射方式进行效率分析,提出各发射方式的适用范围和使用要求,指导火箭防雹作业的指挥、操作和培训。

安塞山地苹果初花期预报研究

安塞山地苹果初花期霜冻灾害多发,开展苹果初花期预测,以期为农业生产提供指导,减少灾害损失。采用直线回归方程求导法,对安塞山地苹果的生物学零度、花期活动积温、花期有效积温进行分析,对初花前50天各旬气温积算值与初花期的相关性进行分析。用相关显著的气温积算值回归方程式,对初花日进行检验和预测。结果表明:苹果初花期前4旬旬平均气温积算值和旬最高气温积算值与初花日相关显著,旬平均气温生物学零度值为2.9℃。通过检验,2006—2015年苹果初花日的预报准确率较高。通过预报,2018年苹果初花日预报值与实际观测值吻合。初花期前4旬旬平均气温和旬最高气温积算值回归方程式可应用到后期苹果初花期预报中,为苹果花期防御气象灾害和科学管理提供依据。

基于随机森林算法的日光温室内气温预测模型研究

开展日光温室气温预报,为农业生产提供参考,指导农户采取调控措施,为作物生长提供适宜条件,促进品质和产量提升。研究选取温室外气温、日照等气象因子,建立随机森林算法预测模型,就室内最低、最高气温进行拟合预测分析和预测因子重要性评估。结果表明,温室内最低、最高气温拟合值与观察值的拟合度分别达99.69%和99.85%,温室外最低气温是室内最低气温的重要预测因子,室外日照是室内最高气温的重要预测因子。同时建立支持向量机、神经网络、多元回归、逐步回归模型,通过对各个模型中平均绝对误差、均方根误差等3个指标进行比较,得出随机森林模型的预测精度优于其他模型。基于随机森林算法的气温预测模型精确度较高,可推广应用到后期日光温室气温预测中。

安塞县主要农业气象灾害及防御对策

农业在生长发育过程中受天气变化的影响很大,气象和农业生产之间有着紧密的联系。本文结合安塞县的实际,分析了安塞县的主要农业气象灾害,并提出了气象灾害的防御对策。

延安宝塔区近10年冰雹时空分布与历史状况对比

对延安宝塔区2004—2013年冰雹天气的时空分布特征进行分析,并与历史统计资料（延安国家基本气象站资料为1951—2003年）对比分析。结果表明：近10a平均每年有降雹日8.4d,以单个冰雹日居多;4—10月降雹较多,6—8月更为集中;一日内冰雹发生时间主要在13—20时,密集降雹在15—17时;以直径为1-5mm的小冰雹为主;近10a冰雹造成的灾害损失远大于20世纪80—90年代。与历史资料相比：年平均冰雹日增加明显;降雹时间和冰雹移动路径没有发生大的变化;最大冰雹直径变化较大,近年以小冰雹居多。冰雹日较历史有明显增多,主要由资料来源、通讯方式、冰雹灾害关注度等差异所造成。

陕西黄土高原日光温室冬季低温冻害风险分析

利用1990—2019年陕西省陕北和关中地区74个气象观测站越冬期逐日极端最低气温资料,采用数理统计等方法,研究了陕西黄土高原日光温室分布区域的不同极端最低气温的气候概率分布;选取气候概率(p)、标准差(σ)、低温冻害指数(k)3个影响日光温室的冻害因子,分析陕西黄土高原日光温室低温冻害综合风险指数。结果表明:陕北地区大部极端最低气温≤-25℃的气候概率小于0.2,日光温室遭受0℃低温冻害的可能性较小。关中地区宝鸡市麟游县,咸阳市长武县、彬州市,铜川市宜君县极端最低气温≤-14℃的气候概率大于0.6,日光温室遭受0℃低温冻害的可能性较大;西安市、渭南市南部极端最低气温≤-14℃的气候概率小于0.2,可适当发展带保温墙的塑料大棚。陕北地区榆林市大部日光温室的低温冻害综合风险为中度,延安市大部处于轻度风险区;关中地区大部日光温室的低温冻害综合风险为中度。

陕西苹果花期霜冻敏感性指标研究

以2021年4—5月陕西省延安市洛川县苹果气象试验站富士系晚熟盛花期苹果花为材料,采用人工模拟霜箱试验的方法,研究了苹果花在不同低温条件下的受冻率,采用浸泡法测定苹果花相对电导率,分析苹果花相对电导率与半致死温度的变化特征。结果表明:富士系晚熟苹果花在-2.0℃下持续3 h内未受冻,-3.0℃持续2 h后重度受冻,-4.0℃持续2 h后受冻率达100%,-5.0℃持续1 h后受冻率达100%;低温与苹果花相对电导率呈显著负相关,相关系数为0.9883,相对电导率随温度下降而不断增大;苹果花的半致死温度在-3.0~-4.0℃之间。

陕西北部一次局地雷暴天气中尺度分析

利用常规气象观测资料、多普勒雷达、FY-2D卫星云图,分析了2015年4月20日延安富县出现的一次局地冰雹天气过程。结果表明,综合高空850、700和500 h Pa的主要特征,850 h Pa自南向北侵入河套的湿舌,配合西侧风切变对应500 h Pa干冷空气,这种配合有利于河套上空不稳定层结的建立。而700 h Pa西北侧与东侧方向冷空气的不断侵入,有利于河套地区低层暖湿空气的抬升。陕北地区低层的湿区和大气不稳定层结状态的维持,地面低压发展以及辐合线的存在有利于低层暖湿空气的抬升。边界层辐合线、干线等中尺度抬升系统提供了对流风暴发生所需的能量和触发机制,为对流发生的中尺度环境分析提供依据。