西北半干旱区感、潜热通量特征及近50年来的变化趋势

在对比分析2007年兰州大学SACOL测站观测值和NCEP模式产品的感、潜热等变化特征的基础上,用观测资料和NCEP感、潜热通量资料的误差对1961—2008年的NCEP感、潜热通量资料进行了订正。分析了近50年西北半干旱区感、潜热的年际变化趋势。结果表明:平均而言,在半干旱区,4月感热最大,7月潜热最大;在过去的近50年间,年平均潜热通量大于感热通量。近50年来,潜热通量有减小的趋势,感热通量有增加的趋势。

西北半干旱区集水型生态农业与生态环境的恢复重建

集水型生态农业是适应西北半干旱区自然资源特点的农业发展模式,是改善生态环境和提高土地生产力的结合点。通过采取使两者同时受益的关键措施,不但可以实现农民的脱贫,而且还可以使生态环境逐步得到恢复与重建,最终实现农业的可持续发展。

不同施肥对西北半干旱区土壤脲酶和土壤氮素的影响及其相关性

在西北半干旱地区不同施肥对土壤脲酶活性及其动态变化、土壤全氮、碱解氮含量及其动态变化、土壤脲酶活性与土壤全氮量和碱解氮相关性研究,结果表明:F处理的脲酶活性显著高于其他处理,脲酶活性有机处理高于无机处理,无机处理中以NP处理脲酶活性最高,有机处理中M、S和SNP处理脲酶活性较高,说明施入羊粪、秸秆可以增加土壤脲酶活性,且秸秆与氮磷配合施用效果较好。各处理脲酶活性收获期小于播种期,小麦不同的生育期脲酶活性是先增加后逐渐减小的趋势;分蘖期和拔节期脲酶活性较高,是因为小麦根系从土壤中吸收大量的可溶性氮素,吸收氮的强度最大,脲酶活性增强。各处理土壤全氮含量收获期小于播种期,随着土层的加深,各处理土壤全氮含量下降梯度减小。各个土层中SNP处理土壤全氮含量较高,说明秸秆与无机氮磷配合可以提高土壤全氮含量;在增加土壤碱解氮方面等氮量的有机肥优于无机肥;小麦生育期土壤碱解氮的动态变化是先增加后减少的趋势。土壤碱解氮、全氮与土壤脲酶达到显著和极显著直线正相关。

集水型生态农业:西北半干旱区可持续农业发展的模式

西北地区是中国的主要农牧业区之一 ,中国农业、农村、农民问题 ,在很大程度上也是西北地区问题。西北地区的生态环境问题不是工业的污染 ,而是农业生产活动的破坏。因此 ,在西部大开发过程中 ,必须将生态环境的重建与当地农民的脱贫、与农业和农村经济的发展紧密结合起来 ,采取适应地区特点的集水型生态农业发展模式 ,实现西北地区农业的可持续发展和生态环境的逐步恢复和重建。

变分方法估算西北半干旱区地表热通量的适用性研究

利用2009年6-8月兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)的地表辐射观测资料,近地层大气温度、湿度和水平风速的三层梯度观测资料,以及热通量的涡动相关观测,比较了变分法估算的地表热通量与涡动相关观测值间差异,评估了不同相似函数对变分法估算地表热通量的影响。结果表明,变分法估算的地表热通量在时间变化趋势上与涡动相关观测值一致,但在中午前后时段还存在数值大小差异。不同相似函数对变分法估算热通量的影响不一样:当层结不稳定时,其对热通量估算的影响较大;当层结不稳定变弱时,影响会显著变小;当层结稳定时,影响非常小,与观测误差相比可以忽略。

西北半干旱区玉米马铃薯轮作一膜两年用栽培技术

从播前准备、播种技术、田间管理、适时收获、收获后地膜保护等方面总结出了西北半干旱区玉米马铃薯轮作一膜两年用高产高效栽培技术。

西北半干旱区全膜双垄沟播一膜多年用节本增效栽培技术

从播前准备、品种选择及处理、播种技术、田间管理、适时收获、收获后地膜保护等方面总结出西北半干旱区全膜双垄沟播玉米、玉米/马铃薯、玉米/马铃薯/冬油菜/胡麻一膜多年用节本增效栽培技术。

西北半干旱区不同治理措施下的植被恢复对比分析

为了研究西北半干旱区不同荒漠化治理措施下的植被的情况,在宁夏盐池县,选取该县的退耕还林、撂荒地和人工封育3种不同的治理措施为样地类型,根据样地生境梯度,分别采用样方法和样线法进行植被调查并采集数据。结合生态学和统计学软件对外业数据进行处理,通过计算Shannon-Wiener指数、Simpson指数、群落均匀度指数和生态优势度指数对植被多样性进行研究分析。结果表明:在退耕还林、撂荒地和人工封育3种措施下的植被状况有了一定的增长,人工封育和退耕还林措施的效果比撂荒地好,适合当地的实际情况。

西北半干旱区秸秆带状覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响

为了探明玉米秸秆带状覆盖对西北半干旱区马铃薯田土壤水分及产量的影响,设置地膜覆盖(M1)、秸秆带状平覆(M2)、垄沟覆杆(M3)和传统不覆盖(CK)4个处理,通过2年田间试验,对比分析了不同覆盖方式对生长指标、土层含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:3种覆盖方式较CK显著增产11.68%~21.74%,提高水分利用效率22.82%~48.63%。覆盖种植较CK单株产量提高26.02%~48.37%,株高增加3.18%~12.82%,单株生物量增加0.59%~26.49%,全生育期作物耗水量降低55.29~66.21mm,以秸秆带状平覆(M2)最好或较好。全生育期0—200cm土层平均含水率平水年黑膜大垄(M1)较CK低0.89个百分点,偏旱年较CK高1.30个百分点;秸秆带状平覆(M2)无论平水年还是偏旱年分别较M1及CK高0.20~0.89及0~1.50个百分点。其中以秸秆带状平覆(M2)在作物生长、增产及水分利用效率等方面效果较好,适宜西北半干旱地区推广。

立旋深松耕作对西北半干旱区土壤水分、肥力及马铃薯产量的影响

为探明立旋深松技术对西北半干旱区马铃薯生长、产量以及土壤理化性状的影响,于2018、2019年设置传统旋耕(T)、深翻(D)、立旋深松(V)3个处理,对马铃薯播前、花期和收获期土壤容重、萎蔫系数、田间持水量、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量及马铃薯的产量进行了研究。结果表明:V处理比T、D处理马铃薯出苗率分别提高3.21%和1.36%,20~40 cm土层土壤容重降低3.6%~12.8%;随着土层深度的增加,3个处理播前、花期和收获后土壤萎蔫系数都逐渐减小,2018、2019年V处理比T、D处理土壤萎蔫系数分别平均降低0.14%、0.14%、0.11%,0.02%、0.06%、0.02%。随着土层深度的增加,不同处理播前、花期和收获后土壤田间持水量逐渐减小,其中V处理在花期和收获期田间持水量分别高于T、D处理1.1%、0.7%和1.0%、0.7%;随着生育期的推进,各处理不同层次土壤养分都有减小的趋势,但收获后V处理各层次土壤养分变化幅度比T和D处理小;2018年和2019年V处理比D、T处理平均增产4.4%和19.1%。

西北半干旱区不同管理模式对草莓种苗繁育的影响研究

以‘红颜’草莓为试材,以传统育苗方式为对照,研究了不同管理模式对草莓母株缓苗、抽生匍匐茎、种苗生理生长指标及不同种苗比率的影响。结果表明,以缓苗期搭建小拱棚,母株成活后以母株为中心,垄面中间覆30 cm宽黑色地膜处理的种苗单株重、叶片叶绿素相对含量、主根数、根长、根茎粗、一级种苗率最高,均显著高于其他处理,其母株移栽成活率、抽生的匍匐茎数、种苗根鲜重也较高。综合分析认为,西北半干旱区‘红颜’草莓较为适宜的种苗繁育模式为缓苗期搭建小拱棚,母株成活后以母株为中心,垄面中间覆30 cm宽黑色地膜。

基于降水资源特征分析的西北半干旱区小流域种植业结构的调整——以定西市九华沟流域为例

根据研究区降水少、变率大、旱灾频繁的基本规律,特别是降水季节分配不均、有效性差的降水资源特征,得出西北半干旱地区降雨对作物产量的影响不仅与年降雨量的多寡相关,而且与降雨的时空分布有极大关系。分别就夏粮作物、秋粮作物单产量与年降雨量和作物生长期降雨量的相关程度,讨论了九华沟流域种植业结构的调整。

基于生境及其植被特征的西北干旱半干旱区城市绿地生态设计途径

【目的】在地域自然资源的约束及可持续城市绿地建设的现实诉求下,探索能够指导西北干旱半干旱区城市绿地生态设计实践的方法策略,为该地区建立人工干预下的新城市生态过程提供支持。【方法】分别从中、小尺度对城市生境的异质性特征进行认知,并对其与城市绿地设计层级、内容的匹配性关系进行分析。【结果】构建出中小尺度城市绿地生态设计框架,并针对西北干旱半干旱区城市绿地建设,划分出4种典型城市绿地生态设计类型及其生态设计分区,提出相应的场地生境多样性优化设计、植物群落多样性设计和科普展示系统设计策略。【结论】将中、小尺度城市生境及其植被特征的形成与维持机制转化为城市绿地生态设计途径,可为西北干旱半干旱区城市绿地生态建设提供理论支持和技术指导。

西北半干旱区公路下边坡植被建植技术的对比实验

西北半干旱区气候干旱、土壤理化性质差、含盐量高,边坡植被快速恢复难度大。文章以青海省西宁至塔尔寺高速公路示范工程为例,通过示范工程对客土喷播、棉网状植生带、植生袋和三维土工网等4种建植技术进行了对比实验,最终筛选出适合于当地气候-土壤环境下的边坡植被快速恢复技术。

西北半干旱区主要农作物对气候暖干化的响应

应用西北半干旱区33个气象站1951-2004年温度、降水等气象观测资料、气象灾害统计资料和不同海拔高度代表点主要作物生长发育观测资料,分析西北半干旱区主要气候要素变化规律,主要农作物对气候暖干化的响应。结果表明：西北半干旱区降水量近55a来年际变化趋势除个别地方外,绝大多数地区呈下降趋势,气温距平呈上升趋势。由于气候变暖,冬小麦越冬死亡率有所下降,冬小麦越冬天数有所减少,整个生育期缩短。生态气候环境变化比较有利于冬小麦生长。同时由于冬季气温升高也带来了冬小麦小穗发育不良,不孕小穗增多等不良影响。冬季气温升高对冬小麦生长发育产生了较大影响。气候暖干化使玉米各发育期日期提前,全生育期生长天数缩短。春秋季气温增高有利于马铃薯生长发育及产量形成。

客土喷播在西北半干旱区公路边坡植被恢复中的应用

西北半干旱区是我国西部生态脆弱地区,该区域公路边坡进行植被恢复受到诸多因子的制约,这些制约因子是气候干旱、寒冷;土壤理化性质差、含盐量高、土壤含水量低;区域生态系统脆弱、恢复植被物种选择难度大等。文章介绍了客土喷播技术的特点、播技术原理、土壤和物种设计原则、施工工艺流程等。该技术在青海省西塔高速公路下边坡植被恢复工程中应用,在施工后通过3个阶段的固定样方监测,从物种的出苗情况、豆科与禾本科植物物种比例、覆盖度、物种数、植株高度、柠条生长情况等指标分析了该技术应用的植被恢复效果。

西北半干旱区紫花苜蓿-小黑麦间作对根际土壤养分和细菌群落的影响

我国西北半干旱区土地贫瘠,土壤pH和碳酸盐含量高,容易形成盐碱地,抑制土壤微生物活性,导致土壤养分匮乏。为了改善西北干旱地区土壤健康状况,本研究通过连续3年田间试验,探讨了紫花苜蓿-小黑麦间作对根际土壤养分和根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明:根际土壤中,间作紫花苜蓿有机质含量显著大于单作紫花苜蓿,而pH及速效钾含量显著低于单作紫花苜蓿;间作小黑麦有机质、碱解氮、有效磷及速效钾含量均显著大于单作小黑麦。细菌序列数、种群分类单元(OTU)、丰富度和多样性均表现为间作大于单作。在门水平上,变形菌门和拟杆菌门分别占总分类单元的31.1%~33.4%和22.4%~32.2%,且间作下拟杆菌门比例高于单作。放线菌门数量在单作下显著大于间作,酸杆菌门数量在小黑麦间作下显著大于单作,疣微菌门数量在紫花苜蓿间作下显著大于单作。在属水平上,噬冷菌属、黄杆菌属、Gp6和Chryseolinea数量均表现为单作大于间作,纤维弧菌属相反。相关性分析表明,变形菌门、拟杆菌门与pH呈显著负相关,拟杆菌门与有机质、全氮、碱解氮呈显著正相关;而绿弯菌门、浮霉菌、酸杆菌门、疣微菌门和芽单胞菌门与有机质和碱解氮呈显著负相关。紫花苜蓿-小黑麦间作是改善西北半干旱区土壤的一种有效措施。

西北半干旱区深旋松耕作对马铃薯水分利用和产量的影响

探明深旋松耕作技术(VRT)对西北黄土高原半干旱区马铃薯阶段性耗水、个体和群体生长状况、产量、水分利用效率和经济收益的影响,可为寻求抗旱增产、资源高效利用的耕作方法提供依据.本研究采用随机区组设计,于2016和2017年设置旋耕15 cm (TT)、深松40cm (DLT)、深旋松耕40 cm (VRT) 3种耕作方式,测定马铃薯不同生育时期0~200 cm土层土壤贮水量、叶片SPAD值、叶面积指数、植株干物质量和产量等指标,计算阶段耗水量、水分利用效率(WUE)、商品率、商品产量、纯收益和新增收益等指标,探究深旋松耕作对马铃薯生产效率和经济效益的影响.结果表明:与TT和DLT相比,VRT能显著促进马铃薯在盛花期和块茎膨大期的耗水,2016和2017年分别较DLT、TT增加了46.7、35.7和27.2、47.3 mm.由于VRT促进马铃薯耗水,叶片SPAD值、干物质量和叶面积指数均显著提高,证明它能促进马铃薯个体和群体发育.基于较高的个体和群体生长量,VRT的马铃薯块茎产量显著提高,分别在2016和2017年较DLT和TT增加了156.8%、47.8%和24.8%、41.0%,WUE相应地提高了92.3%、19.2%和18.9%、26.6%.深旋松耕作使马铃薯商品薯产量显著增加,纯收益和新增纯收益显著提高,在2016和2017年分别达到12631.9、11019.1和29498.3、18245.5元·hm-2.深旋松耕作促进马铃薯花期和块茎膨大期耗水,使马铃薯叶片SPAD值、干物质量和叶面积指数显著提高,导致块茎产量和水分利用效率明显升高,并提高了商品薯产量和纯收益,是适宜于西北黄土高原半干旱区马铃薯种植的耕作技术.

西北干旱半干旱区水资源承载力研究现状与发展趋势

我国西北干旱半干旱区水资源供需矛盾日益加剧,重点区域的水资源承载力评价研究亟需开展。从城市、区域和流域的尺度,对水资源承载力的研究现状进行了总结,研究从针对于局部领域逐渐发展到对人地关系系统的综合分析;分析了水资源承载力评价方法及其适用性,从常规趋势法,到多承载因子综合评价的模糊评价法和主成分分析法,再到引进生态生产性土地进行间接评价的生态足迹法和进行整体最优化分析的多目标决策法,最后到引进计算机仿真技术动态模拟的系统动力学方法。还对西北干旱半干旱区水资源承载力的研究趋势进行了展望,认为水资源承载力的相关概念、理论和评价方法等基础研究还会持续进行,生态环境问题将会被更多地纳入研究范畴,评价方法的多元化和多技术结合将是未来研究的主要热点问题。

西北干旱半干旱区一次层状云系微物理特征分析

利用西北干旱半干旱区一次飞机探测资料、卫星资料,分析了层状云微物理结构以及作业前后云微物理变化,结果表明:(1)此次层状云系垂直结构配置为冷暖两层,云层发展厚实。云的垂直和水平分布极不均匀。相对层积云,高层云小云粒子浓度低,大云粒子浓度高,液态含水量高。小云粒子浓度尤其是峰值区域与平均直径呈明显反相关。大于60个·cm^-3和35个·L^-1的小云、大云粒子浓度分别主要由3.5~10μm、50~200μm粒径段决定。(2)不同高度云粒子谱为单峰或双峰分布,总体呈单调递减趋势,但云形成和增长条件存在差异。强可播、不可播和可播性冷云粒子谱基本符合负幂指数的单调递减规律,云粒子浓度差异较大,自然冰晶浓度不可播云较高,可播云次之,强可播云较低。(3)作业后小云粒子浓度明显降低,在6.5~20μm粒径段降低了2个量级左右,大云粒子浓度明显增加,谱宽增大,尤其在大于150μm粒径段。