陇东旱塬区复种马铃薯栽培模式筛选

为研究陇东旱塬区冬油菜收获后复种马铃薯不同栽培模式对其产量及经济效益的影响,采用单因素试验区组设计,以陇薯7号原种马铃薯品种为试验材料,共设计8种栽培模式。通过对不同模式下马铃薯农艺性状、商品率、产量及经济效益的比较,筛选出最佳的冬油菜茬复种马铃薯栽培模式。结果表明,秸秆带状覆盖、平作起垄、垄沟种植3个栽培模式表现较好,667 m^(2)产量分别为2292.81、1917.63、1655.46 kg,比对照露地平作分别增产41.27%、18.15%和2.00%。

陇中黄土高原不同类型土壤团聚体稳定性及抗蚀性研究

以陇中黄土高原地区黄绵土(LS)、灰钙土(CS)、红黏土(RC)和灌淤土(SS)四种典型土壤为研究对象,探讨不同土壤类型农田土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力。本研究采用干筛-湿筛法得到不同粒级团聚体比例,来计算水稳性团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、颗粒分形维数(D)、团聚体破坏率(PAD)、>0.25 mm占比[M_((w>0.25))]和土壤可蚀性因子K值。结果表明,水稳性团聚体平均质量直径红黏土和灌淤土显著性大于黄绵土和灰钙土,几何平均直径红黏土>灌淤土>黄绵土>灰钙土,分别为0.41、0.30、0.23和0.21 mm,各土壤类型间差异性显著;颗粒分形维数灰钙土最大,红黏土最小,分别为2.97和2.90;湿筛对土壤团聚体的破坏率红黏土和灌淤土显著小于黄绵土,黄绵土最大;>0.25 mm水稳性团聚体占比最大的是红黏土,为45.87%,灌淤土次之,黄绵土最小,为23.53%。相关性分析结果表明,土壤团聚体稳定性各指标间的相关性良好,其中MWD与GMD、M_((w>0.25))呈极显著正相关(p<0.01),与D、K呈极显著负相关(p<0.01),与PAD呈显著负相关(p<0.05);GMD与其他土壤团聚体各项指标均表现出极显著相关性(p<0.01);土壤有机质与土壤稳定性各指标之间也呈现出极显著相关性(p<0.01)。结论表明,土壤抗蚀性红黏土灌淤土较好,黄绵土居中,灰钙土最差。研究结果可为陇中黄土高原地区不同土壤类型农田土壤抗侵蚀能力提供参考,对黄土高原土壤水土保持功能的提升及水土保持效应的持续稳定发挥具有重要意义。

陇中黄土高原夏季地表能量平衡观测研究

利用2003年6～8月的实际观测资料,分析了陇中黄土高原夏季地表通量特征。在春小麦下垫面,无论晴天或阴天,能量主要消耗于农田蒸散。在裸地下垫面各能量通量表现出同样的变化特征,但由于降雨量的增加,导致潜热占净辐射的比例比春小麦地的还高。在晴天或阴天地气之间能量传输引起土壤温度变化的深度,主要出现50cm以上,其日变化均呈现准正弦曲线形式,50cm以下的土壤温度不存在日变化。在半干旱区云和降水对地表辐射和能量平衡造成的影响不容忽视。波文比在日出以后逐渐增大,到正午达最大值;春小麦下垫面时的波文比大于裸地时的值,两者的极值分别是1.01和0.75。

黄土高原生态脆弱区循环经济发展模式研究——以甘肃省陇西县为例

甘肃省陇西县是黄土高原生态脆弱贫困区的典型代表,她的发展面临两对基本矛盾和两难选择。一是农业社会发展阶段与全面建设小康社会目标的矛盾,二是社会经济贫困与生态环境脆弱的矛盾,与之相对应必然存在两难选择(既要发展经济,同时又要保护环境)。以生态经济为核心的循环经济是解决这两大矛盾,实现区域经济与生态环境良性循环和可持续发展的必由之路。本文从分析陇西县经济发展面临的突出问题入手,研究了切合黄土高原生态脆弱典型区———陇西县实际的循环经济发展模式,提出了发展循环经济的对策建议。

甘肃黄土高原春旱的气候特征及预测方法

利用甘肃黄土高原55个气象站在1968\＿2000年间的春季降水、气温资料,计算了春季干湿指数,划分了春旱标准,用REOF方法进行了气候分区,分析了其时空分布特征和变化规律,计算了其与欧亚500hPa高度场、赤道北太平洋海温和高原加热场的相关关系,建立了甘肃黄土高原春旱的均生函数预测模型。结果表明,干旱有三个高发区,频率为36%～57%,约2～3年一遇,且有增加的趋势。春旱与当年高原500hPa高度场、赤道北太平洋海温及上年盛夏高原加热场呈正相关,与前期冬季高原加热场呈负相关,所建立的预报模型有一定的预报能力。

陇东黄土高原农业生态效率的时空演变分析——以庆阳市为例

以地处黄土高原的庆阳市为例，基于世界可持续发展工商理事会（WBCSD）对生态效率内涵的界定，应用数据包络分析（DEA）中的非期望产出SBM模型，对2001～2011年间该地区农业生态效率的时空演变进行分析，结果表明：庆阳市农业生态效率总体上呈现下降趋势，其空间差异在不断扩大。依据生态效率的空间分布状况，基本可以将庆阳市分为2种类型：生态环境较好、水资源较为充沛、农业较为发达的西峰区、合水县、宁县和正宁县的农业生态效率相对较高；而生态环境较为脆弱、水资源短缺的庆城县、华池县、环县和镇原县的农业生态效率较低，主要原因在于要素投入比例失调、资源利用率低和非期望产出的过度冗余。基于此对生态效率较低地区的农业投入要素冗余状况进行了分析，明确农业生态效率改进的方向，为提高农业生态效率提供参考。

陇东地区生态环境建设问题的探讨

陇东地区生态环境脆弱、水土流失严重 .为找出该区环境治理多年来缺乏成效的原因 ,作者进行实地调查分析后认为 :其原因在于法制建设滞后、执法管理不严、文化教育落后、群众环保意识差、造林与群众利益之间存在冲突以及部分领导对生态环境建设认识不足 ,这种状况在黄土高原其它地区都不同程度存在 .解决问题的根本途径在于健全环保法规 ,加强执法管理、提高公民文化素质和环保意识、科学规划、合理制订各项治理措施。

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料,利用综合气象干旱指数(CI)对其近50a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析,此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测.结果表明:甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区,而岷县、渭源一带属于低值区;106°E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方.20世纪90年代以来,干旱强度增大的较快,四季均呈现出干旱强度变大的趋势,其中春、秋季干旱强度加剧的趋势明显,夏季近10a都处于非常严重的干旱状态,但未通过0.01的显著性检验;20世纪60年代至今,极端干旱事件发生频次快速增多.四季干旱强度Hurst指数H均大于0.5,同时分维数D均小于1.5,因此,未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势.研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.

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。

黄土高原甘肃区降水变化与气候指数关系

基于黄土高原甘肃区34个气象站1961~2010年的逐日降水资料,结合线性趋势法、Mann-Kendall法和反距离加权插值等方法,对黄土高原甘肃区降水量时空变化进行分析,利用Morlet小波、交叉小波变换和小波相干谱分析其周期特征及其与太平洋年代际涛动（PDO）、厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）指数相关关系。结果表明：研究区年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-15.4 mm/10a,特别是20世纪90年代以来降水量下降趋势明显;就季节变化而言,降水量除冬季呈轻微增加外,其他各季均呈减少趋势,其中以秋季减少最为明显,其次为春、夏季。从空间分布来看,年降水量总体呈减少趋势,其东南地区降水量减少幅度高于西北部。研究区降水量存在2~3 a、4.3~5 a的年际振荡周期特征,呈现了同大尺度气候因子相似的变化特征;降水量与两大气候因子存在着多时间尺度的显著相关性,与PDO和ENSO存在5~5.6 a左右共振周期,位相谱月降水量变化位相比PDO和ENSO提前;低能量区降水量与PDO有3~3.5 a年的显著共振周期且接近同位相变化,与ENSO存在0~3 a和3~6 a呈负位相的共振周期。

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.

陇中黄土高原冬季地表辐射和能量平衡特征

利用定西试验基地2003年12月至2004年2月获取的地气相互作用观测资料,分析了陇中黄土高原冬季典型天气(晴天、阴天及雪天)和平均状况下的地表辐射能量平衡和土壤温度等微气象特征的日变化规律.结果表明,在典型天气间微气象特征有较大差异,但冬季的平均特征与晴天比较接近,云和降雪的扰动影响有限.冬季地表能量平衡以感热输送为主,土壤热通量为辅,且普遍存在不平衡现象.冬季初的2/3时段净辐射及土壤热通量日总量基本为负值,之后的1/3时段为正值,冬季地面加热场为热源.冬季土壤温度在地表及20 cm土壤层存在日变化,30 cm及以下土壤温度日变化很小.冬季地表日平均反射率基本在0.20～0.25之间变化,平均值为0.22.

陇中黄土高原区旱地春小麦产量对干旱胁迫响应的模拟研究

为进一步探明陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成对不同干旱胁迫的响应机制,依据甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2016—2018年大田控水试验数据以及定西市安定区1971—2018年气象数据,验证农业生产系统模拟(Agricultural production systems simulation,APSIM)模型模拟不同干旱胁迫旱地春小麦产量及产量构成要素的适宜性,基于APSIM模型分析不同生育期、不同程度干旱胁迫对旱地春小麦籽粒数、千粒重和产量的影响,利用多元逐步回归方程确定陇中黄土高原区旱地春小麦最佳灌水时间和灌水量。结果表明:(1)APSIM模型模拟陇中黄土高原区旱地春小麦生育期、籽粒数、千粒重和产量的均方根误差(Root mean square error,RMSE)均小于3.67 d、300.52个·m^(-2)、2.56 g、267.43 kg·hm^(-2),归一化均方根误差(Normalized root mean square error,NRMSE)均小于3.89%、2.86%、9.71%、11.58%,模型有效性指数(Model effectiveness index,ME)均大于0.62、0.78、0.60、0.66,表明APSIM模型对模拟干旱胁迫条件下陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成具有较好的适应性。(2)不同生育期干旱胁迫下,拔节期干旱胁迫对小麦籽粒数影响最大,其次由大到小依次为出苗期、分蘖期、无胁迫、抽穗期、开花期和灌浆期;灌浆期干旱胁迫对小麦千粒重影响最大,其次由大到小依次为开花期、抽穗期、无胁迫、拔节期、出苗期和分蘖期;拔节期干旱胁迫对小麦产量影响最大,其次由大到小依次为灌浆期、抽穗期、开花期、出苗期、无胁迫和分蘖期。(3)不同程度干旱胁迫下,灌水量300.00 mm旱地春小麦产量最大为4866.19 kg·hm^(-2),与其他4种灌水相比产量分别增加283.53%、39.65%、0.46%和15.58%。(4)出苗后第1 d、47 d、60 d、82 d、86 d灌水,且灌水量达到343.09 mm时,旱地春小麦产量最大为5578.91 kg·hm^(-2)。干旱胁迫发生时间和程度对研究区小麦产量形成具有明显的交互作用,分蘖期适度干旱胁迫有利于提高陇中黄土高原区旱地春小麦产量,而拔节期和灌浆期为旱地春小麦田间水分管理的关键生育期,小麦生长发育过程中应加强该生育期的水分管理以提高陇中黄土高原区粮食产量。

甘肃黄土高原各级降水和极端降水时空分布特征

利用甘肃黄土高原地区1960—2011年12个及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Mann-Kendall检验、Morlet小波、R/S方法分析了近52 a甘肃黄土高原各级雨量和R95极端降水的时空变化特征及对未来进行预测。结果表明:①近52 a来甘肃黄土高原春季以小雨为主,夏、秋季以暴雨为主,冬季以大雪为主,R95极端降水主要集中在夏季;②春、秋季主要以大雨降水强度最强,夏季暴雨降水强度最强,冬季则为大雪;R95极端降水强度夏季降水强度最强。③小雪呈显著增加,微雨、中雨、大雨、微雪、R95极端降水量均呈显著减少;④微雨量、小雨量、中雨量、大雨量、R95极端降水量与年降水总量有很好的相关性,对年降水总量有很好的响应;⑤在空间分布上,各量级降水和R95极端降水大部分存在减小趋势,减小区主要集中在西南部和东北部;⑥各量级降水和R95极端降水突变年份不尽相同;⑦各量级降水和R95极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡;⑧R/S分析表明不同量级降水和R95极端降水的未来变化趋势和过去一致。

中国黄土高原西缘甘肃万象洞MIS5石笋δ^(18)O记录与南方地区石笋记录的对比研究

位于青藏高原与黄土高原过渡带的甘肃武都万象洞石笋WXSM51和WXSM52提供了M IS 5(118~79kaB.P.)高分辨率的1δ8O记录。研究表明,万象洞石笋1δ8O值与夏季风强度呈负相关关系,与我国西南部的贵州董歌洞石笋1δ8O记录有良好的对应关系,并与高纬度的格陵兰NGR IP冰芯1δ8O记录和65°N太阳辐射强度有很好的一致性,说明万象洞石笋1δ8O记录了118~79kaB.P.期间亚洲季风强度的变化,同时也说明东亚季风强度的变化和全球气候变化同步,而且主要受控于北半球太阳辐射强度的变化。同时它与地中海碳酸盐记录有很好的相似性,和巴西石笋1δ8O记录在千年尺度上表现出相反的变化趋势,说明东亚季风区、地中海地区以及巴西季风区之间存在密切的联系,指示了南北半球气候在千年尺度上存在“跷跷板”(seesaw)现象。万象洞石笋1δ8O记录的M IS 5b与M IS 5 a突发性转换,与NGR IP冰芯1δ8O记录相似,而与神农架记录存在差异,说明万象洞地区对亚洲季风强度的响应更为敏感。

耕作措施对旱作农田土壤颗粒态有机碳的影响

为了探明耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以连续进行17年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明:土壤总有机碳含量随土层加深而降低,游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量和占土壤总有机碳比例则随土层加深而增加。在0~40 cm各土层,各处理土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例(54.02%~76.78%)均高于矿质结合态有机碳占总有机碳的比例(31.78%~46.11%)。较之T处理,TS和NTS处理均不同程度提升土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例,其中NTS处理的提升效果最显著,TS处理次之。虽然NT、TS、NTS处理可提升土壤矿质结合态有机碳含量,但T处理下的矿质结合态有机碳占总有机碳的比例高于NT、TS和NTS处理。耕作模式和秸秆添加模式均对土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的提升具有显著效应,但秸秆添加模式的效应高于耕作模式。同时,免耕模式仅对0~10 cm各土层土壤总有机碳的提升效应达到显著水平,对0~20 cm各土层土壤碳组分的提升效应均达显著水平,而添加秸秆对0~40 cm各土层土壤总有机碳和各组分均发挥着显著提升效应。综合来看,免耕配合秸秆还田可以提升土壤活力,促进土壤固碳,有利于该区构建环境友好型和可持续发展型农业生产模式。

石油烃污染对陇东黄土高原土壤生物学及非生物学特性的影响

[目的]探索石油污染与土壤生物学及非生物学特性间相互关系,为陇东黄土高原地区石油污染土壤的综合治理提供基础数据和背景资料。[方法]采用常规方法测定甘肃省庆阳市5县,1区,8个采油区油污土壤化性质、酶活性和土壤微生物遗传多样性。[结果]土壤总石油烃含量(TPHs)与碱解氮、速效磷、pH值和脲酶呈负相关(p<0.01),与土壤多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶呈正相关(p<0.01);样地土壤TPHs含量低的土壤微生物Shannon-Wiener指数明显高于TPHs含量高的样地;NMDS排序结果显示,石油污染对该地区土壤影响最大的因子为土壤碱解氮和速效磷,其次为TPHs,pH值、脲酶、ShannonWiener指数及过氧化氢酶。[结论]陇东地区石油烃污染对土壤环境因子的影响主要表现在包括氮、磷等营养元素的有效循环、土壤脲酶活性和微生物群落多样性,而对土壤微生物群落丰富度、均匀度和速效钾的影响未达到显著水平。

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。

甘肃黄土高原区生态建设与可持续农业发展对策

通过对甘肃黄土高原区的生态环境现状和成因的分析 ,指出是人类的掠夺性行为加速了本区脆弱生态环境的恶变 。

甘肃黄土高原地区春旱指标研究

利用甘肃省甘肃黄土高原地区12个代表站1958—2003年春季3～5月逐候降水、蒸发资料，建立了该地区早春旱和晚春旱指数序列，确定了春旱等级标准，进一步分析了春旱的时空分布特征及其年际（年代际）变化规律。结果表明：（1）干旱指数能够连续动态地监测干旱过程，因而具有较好的代表性；（2）甘肃黄土高原地区早春旱和晚春旱北部高于南部，干旱中心在陇中；（3）重晚（早）春旱的发生频率增加（减少），站数增多（减少）；（4）区域性早春旱随年代呈下降趋势，区域性晚春早略有上升的趋势，但不明显。