拉萨河谷喷灌双季饲草作物系数与土壤蒸发研究

【目的】探究作物指标与作物系数、土壤蒸发之间的关系,为提高拉萨河谷喷灌蒸散发计算精度,制定适时适量的双季饲草灌溉制度提供理论支撑。【方法】通过微型蒸渗仪实测蒸散量与PM法计算参考作物的比值实测作物系数对PM法修正的单作物系数进行评价,分析误差水平及原因;基于自制株间土壤蒸发仪,获得株间土壤蒸发(E)与蒸散量(ET)的分摊比例(E/ET),建立实测Kc及E/ET与LAI、SPAD之间的关系。【结果】采用FAO-56推荐单作物系数修正法,对拉萨河谷小黑麦、燕麦单作物系数进行修正,小黑麦和燕麦初始生长期、生长中期和生长后期的作物系数分别为0.45和0.94,1.22和1.16,0.49和0.31。小黑麦全生育期土壤蒸发占蒸散量的44.8%,苗期-越冬期、越冬-返青期、返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为93.4%、94.8%、61.8%、22.2%和13.8%;燕麦苗期-分蘖期、分蘖-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-刈割期土壤蒸发占蒸散量比例分别为98.9%、79.1%、31.7%和16.8%。土壤蒸发在双季饲草种植过程中占蒸散量比例超过44%,减少土壤蒸发以提高水分利用效率的潜力较大。【结论】双季饲草实测作物系数、土壤蒸发占蒸散量比例与叶面积指数、叶绿素显著相关且呈线性或非线性函数关系。在单作物系数法基础上增加作物指标可以修正双季饲草蒸散的计算精度,通过构建数学模型使作物指标能直接模拟该地区作物土壤蒸发、间接模拟蒸散发全过程。

拉萨河谷喷灌不同灌溉量对小黑麦生物量与品质的影响分析

为了解拉萨河谷喷灌不同灌溉量对小黑麦生物量与品质的影响,以拉萨市小黑麦为研究对象,设置6个灌水处理,分析不同处理生长、生物量和品质指标的显著性;并基于熵值赋权法改进的灰色关联理论模型对各指标进行综合分析。刈割后各处理与充分灌溉对比分析,苗期—越冬期缺水小黑麦的根长、SPAD和越冬率分别显著减少10.5%、12.9%和5.5%;返青—拔节期缺水小黑麦的SPAD显著减小14.9%,粗蛋白显著减小13.8%;拔节—抽穗期缺水小黑麦的株高、LAI、SPAD和生物量分别显著减少23.5%、44.0%、13.2%和22.4%;抽穗—刈割期缺水小黑麦的LAI、SPAD和生物量分别显著减小24.0%、4.5%和23.8%。拔节—抽穗期为小黑麦的需水关键期,该时期缺水对生物量和品质影响最大,应充足水分灌溉;拔节期前缺水对其生物量和品质影响较小;抽穗—刈割期虽正值拉萨河谷雨季,但应适量补灌有利于确保小黑麦高产稳产。充足水分灌溉会造成水资源浪费导致水分利用效率较低,而中等水分灌溉性价比最高。各灌水处理综合分析,灰色关联度从高到低排序为:中等水分>充足水分>抽穗—刈割期缺水>苗期—越冬期缺水>返青—拔节期缺水>拔节—抽穗期缺水。拉萨河谷小黑麦,以75%田间持水量为下限,100%田间持水量为上限,进行15次喷水灌溉,灌溉量352 mm,生物量最高;以65%田间持水率为下限,100%田间持水量为上限,进行10次喷水灌溉,灌溉量319 mm,综合品质最高。

拉萨河谷设施农地土壤质量变化及空间分异特征

青藏高原设施农地存在土壤质量变化的迹象,而拉萨河谷作为青藏高原地区设施农地的主要分布区,其土壤质量的整体变化及区域分异规律尚不明确。以大田耕地为参照,采集设施农地土壤样品240个和大田耕地土壤样品112个,测定了土壤理化指标21项,采用土壤综合质量指数和因子探测器方法,研究了设施农地土壤质量变化及空间分异特征,并辨识设施农地土壤质量变化的主要因子。结果表明:(1)拉萨河谷设施农地和本底土壤质量指数分别为0.36、0.43,两者80%的样地土壤质量等级均分布在Ⅴ~Ⅲ级;且设施农地土壤质量较高的样地主要分布在海拔3700~3750 m,距河流930 m内的阳坡地带。(2)较大田耕地,设施农地土壤质量指数平均下降了16.28%,且存在明显空间差异。其中堆龙德庆区土壤质量下降最明显,平均降低了74.46%。不同深度上,0~10cm范围内土壤质量下降最明显,平均下降了6.5%。(3)受海拔和坡向影响,设施农地土壤质量整体变化存在空间分异。即随着海拔增加和阳坡到阴坡的变化,设施农地土壤质量变化幅度均表现为明显增大趋势。(4)全区设施农地土壤质量变化普遍受到含盐量、速效钾和镉含量变化的影响,三者解释力均可达到20%以上。综上,本研究明晰了高原设施农地土壤质量整体变化及其空间分异,为该地区设施农业布局和发展提供了理论依据。

气候变化对拉萨河谷冬小麦主要生育期的影响分析

了解气候变化对冬小麦生育期的影响,可为农业应对气候变化、调整农作物种植结构提供科学依据。本文利用1996—2022年近26 a拉萨冬小麦生育期以及逐日平均气温(T_(m))、最高气温(T_(max))、最低气温(T_(min))、气温日较差(DTR)、相对湿度(RH)、降水量(Pr)、日照时数(S)和≥0℃积温(ΣT_(0))等资料,采用线性倾向估计、Pearson相关系数和优势分析方法等,分析了拉萨河谷冬小麦生育期变化特征以及影响的主导气象因子。结果表明:(1)近26 a拉萨河谷冬小麦营养生长期(Vegetative Growth Period,VGP)、生殖生长期(Reproductive Growth Period,RGP)和全生育期(Whole Growth Period,WGP)的T_(m)均呈上升趋势,T_(min)升温率大于T_(max)的升温率,DTR、RH呈减小趋势,ΣT_(0)、Pr和S趋于增加。(2)冬小麦拔节前各生育期提早,提早率为0.47~6.75 d/10 a;拔节后各生育期推迟,推迟率为3.17~7.03 d/10 a;VGP、WGP延长,RGP缩短。(3)拉萨河谷10月、1月T_(min)和2月T_(m)的升高,是冬小麦出苗、分蘖和返青期提前的主要因素,导致冬小麦拔节后生育期推迟的重要因素则是4—5月S增加及6月RH减少。

拉萨河谷灌丛草原与农田水热平衡及植被水分利用特征

以青藏高原的拉萨河谷下游的灌丛草原和农田为研究对象,在中国科学院拉萨高原生态试验站的农田与附近的灌丛草原开展实验,利用SHAW模型模拟了2004年10月-2005年9月灌丛草原与农田水热平衡以及根系吸水过程。模拟结果经分析得出,(1)农田所接收的净辐射比灌丛草原要多,农田接收的能量大部分以潜热形式支出,全年的波文比为0.29;而灌丛草原的波文比为0.89。灌丛草原全年的潜热通量是农田的53%,具有一定的抑制蒸散发的功能。(2)农田耗水量是灌丛草原的1.8倍。农田由于大量的灌溉造成较大的渗漏损失,同时也增加了土壤蒸发这一无益损耗。(3)深层土壤水向上的补给与根系吸水两方面的模拟都表明,灌丛草原的植被比农田能更大程度地利用深层土壤水。

拉萨河谷地区青稞农田生态系统服务功能的评价——以达孜县为例

以拉萨河谷地区达孜县为例,运用市场价值法、替代工程法、影子价格法等方法对青稞农田生态系统生产农产品、固定CO2、释放O2、涵养水分、维持营养循环等服务功能进行了计算。结果表明:达孜县青稞农田生态系统各项服务功能的总价值为37249.77×104元,各项服务功能的价值依次为:农产品价值16973.38×104元(45.57%)、释放O2价值10649.81×104元(28.59%)、固定CO2价值7875.03×104元(21.14%)、营养循环价值1478.23×104元(3.97%)、涵养水分价值273.32×104元(0.73%)。由此可知熏达孜县青稞农田生态系统为其经济生产力提供了巨大的生态服务,其农产品生产服务功能尤为突出。

拉萨河谷植物物种丰富度空间分布格局及其环境解释

为研究拉萨河谷植物物种丰富度的空间分布格局,按不同植被类型设置47个样地,每个样地随机设置3个样方,共141个样方。记录维管植物247种,隶属47科、134属。运用基于距离的Moran特征向量图(MEM)和方差分解,分析环境因子和空间变量对植物物种丰富度空间分布的影响;运用广义可加模型(GAM)对各环境因子与转换物种丰富度(TSR)进行回归分析,同时对各环境因子之间进行相关分析;运用除趋势对应分析(DCA)对样地和物种进行非约束排序,并将环境因子与排序轴之间进行相关分析。结果表明空间结构对拉萨河谷植物物种丰富度分布具有重要作用,而环境因子的空间格局是影响物种丰富度空间分布格局的重要因素;各环境因子与TSR的GAM拟合结果发现气候因子、经纬度和海拔对TSR存在显著的影响;DCA排序结果表明干扰可能是影响物种丰富度空间格局的未测环境因子,DCA第二轴反映了湿度梯度。干扰和湿度可能是拉萨河谷植物物种丰富度空间分布格局的主要影响因素。

拉萨河谷大气水汽日变化特征

基于近10年（1999-2008年）地基GPS遥感的大气可降水量（GPS-PW）资料和地面气象资料,分析了拉萨河谷各季GPS-PW日变化特征及其对夏季降水日变化特征的影响。结果表明,在拉萨河谷各季GPS-PW都具有明显的日变化特征。春、夏、秋和冬季GPS-PW平均日变化幅度分别为1.0 mm、1.7 mm、1.0 mm和0.8 mm。GPS-PW日最小值和最大值出现的时间随季节变化不大,分别出现在08：00-10：00UTC和15：00-18：00UTC。各季GPS-PW日变化序列的谐波分析结果表明,日循环（24 h）与半日循环（12 h）是GPS-PW日变化的主要信号。日循环信号夏季最强,冬季最弱;半日循环信号夏季最强,春季最弱。在夏季GPS-PW达到日最大值的时间比平均逐时降水频次和降水量达到日最大值的时间约早2 h。GPS-PW日变化对夏季降水日变化特征具有重要影响。

基于SHAW模型对拉萨河谷冬小麦农田生态系统水分传输特征的模拟研究

以青藏高原的拉萨河谷下游的农田为研究对象,利用中国科学院拉萨高原生态试验站的观测数据,通过模型模拟的方法分析了高原冬小麦农田生态系统水分传输的主要特征并结合当地的气象条件和灌溉情况对当地制定适宜的冬小麦农田灌溉制度进行了初步探讨。采用2004年5～10月的土壤水分观测数据对SHAW模型进行参数率定,然后,利用2004年10月～2005年10月的土壤水分观测数据对率定的参数进行验证并评价SHAW模型的在该地区的模拟性能。通过分析2004～2005年冬小麦农田水分传输过程的模拟结果,得出该地区农田生态系统水分传输的主要特征:①拔节-灌浆期是冬小麦耗水旺期,水分主要在土壤-植物间传输。②冬小麦生长期间耗水量为826mm,是华北平原的1.7～1.9倍,其中土壤蒸发占了37.5%。③冬小麦根系吸水主要集中于10～40cm土层,在浅层土壤水分供应不足时,冬小麦才倾向于利用深层土壤水分(40cm以下)。④整个冬小麦生长期间农田的总深层渗漏量达到约占总灌溉量的50%。其中,播种-返青期间灌溉量的72%渗漏到70cm土层以下。最后,基于研究得出的冬小麦农田生态系统水分传输特征,对该地区适宜的灌溉制度进行了分析探讨。

拉萨河谷山地灌丛草地生态系统服务价值评价——以拉萨达孜县为例

以拉萨河谷地区达孜县为例,运用市场价值法、替代工程法、影子价格法等方法对山地灌丛草地生态系统生产产品、固定CO2、释放O2、涵养水分、维持营养循环等服务功能进行计算。结果表明,达孜县山地灌丛草地生态系统各项服务功能的总价值为265.03万元/a,各项服务功能的价值依次为:产品价值45.60万元/a(17.20%)、固定CO2价值83.80万元/a(31.62%)、释放O2价值113.33万元/a(42.76%)、涵养水分价值13.16万元/a(4.97%)、营养循环价值9.14万元/a(3.45%)。由此可知,达孜县山地灌丛草地生态系统提供了巨大的生态服务,其释放O2的服务功能尤为突出。

拉萨河谷地区粮食作物施氮效应灰色关联度评价

为了给西藏拉萨河谷地区粮食作物氮肥利用效率及生产力水平的提高提供理论支持,利用灰色关联度分析法,对不同施氮水平条件下春青稞和冬小麦农艺性状与产量性状的关联度以及施氮水平与理想施氮量的关联度进行了研究。不同施氮水平条件下,春青稞农艺性状与产量的关联度按大小排序为株高〉穗粒数〉穗数〉穗长〉千粒重〉生育期〉小穗数〉退化小穗数;冬小麦农艺性状与产量的关联度按大小排序则为穗数〉穗粒数〉小穗数〉株高〉千粒重〉穗长〉生育期〉退化小穗数。西藏高原地区春青稞与冬小麦的最佳施氮水平分布范围一致,都应控制在150~225 kg/hm2;培育大穗与较高秆（抗倒）品种、提高单穗小穗数与穗粒数可能应成为春青稞育种与栽培管理工作的主攻方向;而培育大穗品种、提高单位面积成穗数、单穗穗粒数与小穗数则应成为冬小麦生产的主攻目标。

西藏拉萨河谷灌溉供需水分析

以拉萨河下游河谷地区为研究对象,依据1989—2010年拉萨、墨竹工卡气象站气象资料和Landsat卫星遥感影像提取的主要作物(青稞、冬小麦及油菜)种植面积,计算不同典型年份研究区总灌溉需水量;结合拉萨水文站1989—2010年径流序列资料,分析区域灌溉用水的供需平衡.结果表明:拉萨河谷地区的种植模式以粮食作物为主,河谷区种植面积在1990—2010年间增长约8%,作物种植结构没有发生显著性的变化.农作物种植面积的增加引致灌溉需水量大幅度增加,2010年的灌溉需水量达到16亿m^3,比1990年增长约35%,青稞为灌溉需求最大的作物.河流径流量及灌溉用水需求的季节性变化存在差异,每年4—6月灌溉供需关系较为紧张,灌溉量占径流量10%~20%,每年12月至次年4月正值河流枯水季,尽管该期间灌溉需水量较低,但对水资源造成的压力也是不容忽视的.拉萨河谷地区水资源供需关系较为紧张.

西藏拉萨河谷山地土壤水分对降雨的响应

通过野外坡面降雨试验,对西藏拉萨河谷山地土壤水分进行全天候定位监测,以揭示拉萨河谷山地土壤水分对降雨的响应,旨在为促进青藏高原干旱半干旱地区的水土保持、植被恢复及水土流失治理提供一定的科学依据。研究结果表明：不同土层条件下,土壤水分对降雨的响应不同,即表层（0～5cm）土壤水分对降雨的响应最为迅速与直接,次表层（5～20cm）土壤水分对降雨的响应相比表层土壤会有延迟,深层（20～40cm）土壤水分对降雨的响应不明显,基本处于平缓状态;研究区域条件相同条件下,海拔越高,降雨量越大,高海拔各土层的土壤水分对降雨的响应更为强烈;土壤水分对降雨的响应受植被类型及其密度大小的影响,密度更大的草本植物相对于稀疏的灌草植被而言,其土壤水分对降雨的响应会较为平缓与延迟。

拉萨河谷地区春青稞施氮效应灰色关联度分析

[目的]为西藏拉萨河谷地区春青稞氮肥利用效率及生产力水平的提高提供理论依据。[方法]应用灰色关联度分析法,对不同施氮水平条件下春青稞8个农艺性状与产量性状的关联度以及施氮水平与理想施氮量的关联度进行研究。[结果]不同施氮水平条件下,春青稞农艺性状与产量的关联度排序为株高〉穗粒数〉穗数〉穗长〉千粒重〉生育期〉小穗数〉退化小穗数;5个施氮水平按关联度大小的排序结果与根据产量大小的排序结果并不一致,其中关联度最大的为施氮量225 kg/hm^2;春青稞的最佳施氮水平分布范围大致在150-225 kg/hm^2。[结论]培育大穗与较高秆（抗倒）品种,提高单穗小穗数与穗粒数可能应成为春青稞育种与栽培管理工作的主攻目标。

拉萨河谷地区第四纪沉积物特征及其意义

拉萨地区系统开展的第四纪地质研究工作是20世纪80年代末期至90年代中期由西藏地矿局区域地质调查大队对拉萨地区第四纪地形地貌、沉积物特征及成因类型做调查。由于受构造运动和古气候的影响,拉萨河谷地区第四纪沉积物的颗粒、颜色、结构、岩性等特征十分复杂。文章在前人研究的基础上,对拉萨河谷地区多次进行实地考察,建立西藏拉萨河谷第四系地层剖面,提出了拉萨河谷第四系沉积环境及其演变特征,为综合研究拉萨及周边地区第四系沉积环境、气候变化提供参考依据。

拉萨河谷平原土地利用类型及可持续发展研究

随着地区城镇化规模的扩大和人口的增加,西藏将会面临越来越严重的土地利用问题,土地利用与可持续发展问题日益受到重视。为正确了解拉萨河谷平原地区的土地利用类型、现状及可持续发展等问题,文章分析了该地区土地利用的现状及存在的问题,并给出了合理利用土地资源的可持续发展对策。

晾晒对拉萨河谷5种乡土树种叶片脯氨酸和丙二醛含量的影响

为提高造林成活率,促进苗木生长,以拉萨河谷地区5种主要乡土造林树种(藏川杨、银白杨、细叶红柳、左旋柳和江孜沙棘)为研究对象,选取2—3年生的苗木进行晾根处理(晾晒时间为0h、2h、4h、6h及8h),晾晒后移栽,测定分析移栽成活苗木叶片脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:5个树种苗木叶片的脯氨酸和丙二醛含量均随晾晒时间的延长而增加,但变化幅度和进程不同。其中,藏川杨晾晒4h的增幅达最大,脯氨酸和丙二醛含量分别增加85.18%和43.10%;银白杨、细叶红柳和左旋柳晾晒6h后增幅均达最大,分别增加53.74%和67.57%,68.5%和297.04%,205.18%和43.62%;江孜沙棘晾晒8h后增幅达最大,分别增加70.93%和39.38%。5种树种裸根晾晒的极限时间分别为藏川杨4h,银白杨、细叶红柳和左旋柳6h,江孜沙棘8h,一定程度上反映出各树种的抗旱性。

拉萨河谷土壤分布特征及主要土壤类型的理化性质分析

拉萨河谷生态地位极其重要,其土壤理化性质对区域立地类型划分以及植被恢复与生态重建具有重要作用。在对拉萨河谷主要土壤类型及其特征分析的基础上,对拉萨河谷现有人工造林地土壤肥力进行了评价。

拉萨河谷土壤理化性质与植物群落分布关系研究

为探索拉萨河谷土壤理化性质的空间分异以及植物群落分布状况,选取西藏拉萨市墨竹工卡县日多乡和林周县热振国家森林公园不同植被类型的土壤,对土壤样品的速效钾、铵态氮、有机质、pH值等理化性质进行分析,研究不同海拔、植被类型以及人类活动对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)土壤理化性质在不同海拔梯度的含量有所不同,随着海拔的升高,土壤有机质、铵态氮、速效钾含量逐渐减少;(2)植被类型对土壤理化性质造成影响,生物量高的地方,土壤有机质含量高;(3)在人类活动密集的日多乡,有机质含量平均值为33.7583 ppm,植被破坏程度相对严重,而人类活动影响较小的热振国家森林公园,有机质含量平均值为34.7583 ppm,植被覆盖度较高。(4)土壤理化性质与植物群落分布处于动态变化特征。因此,需要进一步保护当地生态环境、合理耕地和放牧以及进行土地改良等一系列措施以改善土壤理化性质。

拉萨河谷天然草地空间异质性调查——以林周白草草原为例

本文系统调查对拉萨河谷天然草地群落结构特征,采用地统计学的方法,进行空间异质性调查,以期为合理利用管理天然草地提供科学依据。