不同覆膜材料汇集微量降水及露水对土壤水分的影响

[目的]探明覆膜材料汇集微量降水及露水对土壤水分的影响,为宁夏回族自治区中部干旱带微量降水及露水有效利用提供科学依据及支撑。[方法]设置了普通聚乙烯膜覆垄(T_(1))、高密度聚乙烯膜覆垄(T_(2))、聚四氟乙烯膜覆垄(T_(3))共3个处理,以裸地(T_(4))为对照,进行集流面坡度优化,对微量降水和露水发生过程中土壤水分变化特征进行研究。[结果](1)研究区多年单次5 mm以下降水总量占年降水量的29.8%,年平均露水量为31.68 mm,占多年平均降水量的13.2%;(2)不同覆垄模式5 cm和15 cm埋深位置土壤体积含水率大小顺序一致,表现为:聚四氟乙烯膜覆垄>普通聚乙烯膜覆垄>高密度聚乙烯膜覆垄>裸地;(3)覆垄汇集微量降水对土壤水分影响深度明显增加,降水量为2 mm时,对土壤水分的影响深度可达15 cm,而裸地条件下仅达到5 cm位置;(4)露水对土壤水分的影响在0—5 cm,当露水量为0.8 mm时,普通聚乙烯膜覆垄、高密度聚乙烯膜覆垄、聚四氟乙烯膜覆垄、裸地的土壤体积含水率分别提高0.6%,1.6%,4%,0.2%。[结论]不同覆膜处理汇集微量降水和露水对土壤水分影响存在显著差异,其中聚四氟乙烯膜覆垄汇集效果最好,垄沟内土壤体积含水率最大。

中国西北干旱内陆区季风-西风交互作用研究进展

中国西北内陆干旱区存在季风和西风两个气候变化模态,是季风-西风交互作用影响区。对该区域气候环境的研究具有重要的理论和现实意义,也是当前全球变化研究中备受关注的前沿问题。本文通过梳理前人对季风、西风区及其边缘活动带界定、器测和代用指标的两大环流气候影响及其交互作用研究进展,认为今后需加强对西风模态及其与季风交互作用、区域界定、高分辨率大时空尺度驱动机制的相关研究,以期推动区域全球变化响应及其动力机制等学科领域发展,为西北干旱区区域沙漠化治理和国家生态安全战略提供科技支撑和决策理论依据。

岱海沉积记录的季风/干旱过渡区全新世适宜期特征

岱海两支岩芯独立的高分辨率代用指标序列揭示了季风／干旱过渡区全新世适宜期的气候环境特征。研究表明，在约7．9～3．5kaB．P．期间，岱海流域出现植被繁盛、生产力相对增强和降水丰富的状况，显示气候条件相当适宜；而在约10．0～7．6kaB．P．期间，流域气候以相对干燥为特征。这与早先认为的岱海流域全新世初期为适宜期，且降水丰富的结果明显不同。比较岱海与鄂尔多斯-内蒙古高原中部其他湖沼记录，季风／干旱过渡区的气候适宜期基本集中在约8～3kaB．P．的全新世中期，尽管各记录在适宜期的起止时间、表现特征上存在一些差异。这些差异的产生，一方面可能体现了不同的局地地形、植被、水文条件等对区域水热条件的不同反馈，另一方面则可能暗示不同的沉积序列、测年材料之间难以进行精细的对比。沉积序列的连续性、稳定性及高分辨率、测年材料的适用性是进行全新世气候、环境特征研究的前提。

宁夏中部灌水量对豆—禾牧草混播的影响

研究了紫花苜蓿(Medicago sativa)和沙打旺(Astragalus adsurgens)分别与无芒雀麦(Aromus inermis)、披碱草(Elymus dahuricus)和扁穗冰草(Agropyron cristatu)在宁夏中部半干旱带3种水分处理条件下混播产量表现和种间竞争关系。两年的试验结果表明,紫花苜蓿与禾本科牧草混播产量只有在中水条件(T2)下略低于苜蓿单播产量,在其他两个处理均高于单播产量;沙打旺与3种禾草混播后的产量均高于其单播产量。在2011年及2012年高水条件下(T3)紫花苜蓿单播产量显著高于沙打旺(P<0.05),而在2012年低水(T1)条件下显著低于沙打旺。2011年及2012年第1次刈割,中(T2)、高水条件下紫花苜蓿与禾本牧草混播产量低于于单播产量,但在低水条件下高于单播产量;2012年第2次刈割,中、高水条件下沙打旺与禾本科牧草混播后的产量高于单播产量;而第3刈割时沙打旺与禾本科牧草混播产量在高水分条件下略低于单播产量,在中、低水分处理高于单播产量。紫花苜蓿×禾草混播组合中苜蓿占压倒性优势地位,而沙打旺×禾草混播中禾草比例、竞争力及株高随着时间的延续呈稳定的趋势,并且禾草与沙打旺混播的相对总产量RYT>1的混播组合多于禾草与紫花苜蓿混播组合。以上结果说明,在宁夏中部半干旱带有灌溉条件下禾本科牧草与沙打旺混播草地不同物种生长较为均衡,豆科对禾本科牧草压制程度低,混播草地可以持续发展,有较好产量效应。

宁夏中部干旱带露水形成机制及其对表层土壤水分的影响

露水的形成及其对土壤水分的影响是进一步量化水循环和生态水文过程的重要依据。为探明露水发生规律,在宁夏中部干旱带连续3 a观测了每30 min气象资料和表层土壤水分,用叶片湿度传感器测算了露水量。结果表明:该区年露水量可达56.41 mm,75%发生在6—10月,最大月露水量和日露水量分别为13.40 mm和0.80 mm,主要发生在03:00—08:00;露水发生的气温、相对湿度和风速范围分别为0~24.4℃、50%~100%和0.16~1.74 m/s,风向为30°~60°(东北风)和270°~330°(西南偏西风);气温和露点差与相对湿度之间呈极显著线性逆相关,气温和露点差小于3℃且相对湿度大于80%时极易产生露水;日露水量为0.6 mm、0.7 mm和0.8 mm时表层5 cm土壤贮水量可分别提高0.10 mm、0.20 mm和0.25 mm。该地区年均降露量是降雨量的13.5%,露水年均发生频率为126 d(35%),是当地水循环和生态系统不可忽略的水源。

准噶尔盆地西北缘三叠系干旱型冲积扇储层内部构型特征

以克拉玛依油田一中区为例,综合现代沉积、岩芯、露头、密井网等资料,应用层次分析法深入解剖干旱型冲积扇内部构型。以冲积扇相带划分为基础,构建7~9级构型要素分级体系,明确构型要素的成因、规模及样式,建立精细的干旱型冲积扇构型模式。研究表明:①根据岩性组合、沉积构造等特征将冲积扇依次划分为槽流、片流、辫流及径流4个相带;②槽流带主体为宽带状槽流沉积体,由多期槽流砾石体垂向叠置而成,单期槽流砾石体顶部在间洪期受到小股牵引流侵蚀改造,发育网状的流沟系统;③片流带主体为扇状片流砂砾体,由多期片流朵体侧向—垂向复合而成,朵体顶部披覆的泥质夹层是稳定的渗流屏障;④辫流带主体为宽带状辫流水道,由洪水水道和间洪水道两种单一水道侧向复合而成,洪水水道规模较大、侧向迁移频繁、切割叠置关系复杂、物性较好,在油田注水开发过程中极易形成水窜通道,而间洪水道规模较小,侧向切叠程度较低、物性也较差;⑤径流带主体为漫流细粒沉积,在漫流细粒沉积的背景上发育径流水道,其水道规模小、物性差且易尖灭。

乌兰布和沙地人工绿洲防护林体系模式生态和经济效益评价

对乌兰布和荒漠沙地生态经济型防护林体系的生态、经济、社会效益评价结果表明 :1 )在封沙育草灌木固沙林生产系统中 ,宽带模式的植物盖度比窄带模式提高 1 7～ 3 3 % ;风蚀量比窄带减少约 50 % ;花棒、杨柴、沙拐枣林带的全 N含量分别比裸沙地提高 75.3 5、66.2 0、6.3 4% ;全 P含量分别提高 1 2 8.1 8、1 40 .3 3、3 7.0 2 % ;全 K含量分别提高 0 .3 5、0 .76、0 .1 0 % ;有机质含量分别提高 1 49.0 5、1 75.65、76.5%。宽式林带的经济效益为窄式林带的 2 .0 1倍。2 )在防风阻沙林生产系统中 ,防风阻沙带防护范围内 ,风蚀量比荒漠区降低 91 .3～ 97.5%。小美旱杨与花棒和新疆杨与沙棘乔灌结合混交林的投入产出比分别是 1∶ 8.44、1∶ 1 8.0。 3 )在农田防护林生产系统中 ,林—农结构生产系统经济效益是农田生产系统的 1 .99倍 ;林—果结构生产系统经济效益比用材林增加 44 .8% ;林—牧结构人工草场比天然草场经济效益提高 4倍左右 ,即年盈利额平均为 461 7.84元 / hm2 。林—药结构生产系统模式 ,年盈利额平均高达1 90 86.3 6元 / hm2 。林—农、林—果、用材林等各生产系统的年盈利额分别为 2 2 89.3 0、1 3 2 7.50、91 6.80元 / hm2。 4) 1 982～ 1 994年 。

干旱区土遗址盐渍带风蚀损耗效应微观机制研究

基于西北干旱地区典型土遗址盐渍带盐分野外观测和定性分析结果,初步总结了土遗址盐渍土带特征并阐释了风蚀损耗效应的概念;通过对掺入不同含量2种盐渍带常见盐分Na2SO4和NaCl,并经历干湿循环的遗址土重塑样的风洞模拟试验和微结构分析试验,揭示了盐渍带中常见盐分发生的盐渍过程会对遗址土抗风蚀能力产生显著的影响;并通过统计学分析方法证实了试样的风蚀速率与有关孔隙的部分微结构特征参数之间存在着良好的对应关系;最后结合定性分析和试验研究结果,从微观角度对土遗址盐渍带土的风蚀损耗机制进行了初步的讨论。

非洲干旱对中国农牧交错带干旱的时间位相预警信号研究

中国北方农牧交错带和非洲Sahel地区均处在季风尾闾带的干旱向半湿润气候过渡的的地区,两者在近百年的干湿变化上有着近似的变化周期。本文以非洲Sahel西部地区和中国华北农牧交错带为研究区,通过功率谱分析了两个降水序列的变化周期,用相关分析研究两者之间的滞后时间,由此检测非洲干旱对于中国农牧交错带干旱的预警水平。研究发现,两个地区在降水的年际和年代际变化上存在很好的相似性,中国农牧交错带的干旱比非洲干旱的时间位相滞后约15年,这个时间位相差作为预警中国北方农牧交错带的干旱的置信水平为0.01。

科尔沁沙地农牧交错区典型村域土地利用现状及动态变化分析——以敖汉旗母子山村为例

科尔沁沙地农牧交错区生态环境脆弱,土地利用不合理。以生态环境、人口和经济上具有典型性的母子山村为依托,根据遥感影像解译数据及实地调查数据,从微观角度对村域土地利用现状及动态变化进行定量分析。研究表明近17年母子山村耕地面积呈波动变化,由1988年的836.53hm2增加到2000年的1011.01hm2,2005年耕地面积降为651.23hm2;牧草地面积呈减少趋势,由1988年的1437.15hm2降到2005年的675.8259hm2;草地覆盖度降低,高覆盖度草地1988年占草地面积的13.58%,2005年降为0;森林覆盖率呈快速增长的趋势,比重由1988年的17.6%上升到2005年的53.1%;沙漠化土地面积锐减,比重由1988年的13%降到3%。母子山近17年中,土地利用程度变化指数为9.35,人类改变土地的程度在增强,人与土地的关系越来越紧密,土地利用的程度由低级别向高级别转变。其原因主要是人口和牲畜的变化及国家政策的调整的结果。

干旱半干旱高寒山区蚀变矿物遥感信息提取效果与找矿预测

新疆阿尔金地区位于阿尔金成矿带,属于干旱半干旱高寒山区景观区,该区成矿条件优越,但自然地理条件较差,基岩裸露利于蚀变矿物准确提取,采用CASI/SASI航空高光谱遥感进行蚀变矿物遥感信息提取及找矿预测,可以克服自然条件影响,降低成本。本文以CASI/SASI航空高光谱遥感数据为数据源,以干旱半干旱高寒山区景观区为研究背景,评价研究该区CASI/SASI航空高光谱蚀变矿物遥感信息提取效果,通过野外地质调查,发现了镍、铁、钴、钒、钛、铜等元素多金属矿化线索,并最终圈定了YC01和YC02等两处找矿预测区。说明CASI/SASI航空高光谱遥感在干旱半干旱高寒山区蚀变矿物遥感信息提取效果显著。

宁夏绿洲禾豆牧草混播组合及其比例效应

在宁夏中部半干旱带有补灌的条件下,以紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙打旺(Astragalus adsurgens)、羊草(Leymus chinensis)和老芒麦(Elymus sibiricus)为试验材料,豆科与禾本科牧草分别按照3∶7、5∶5、7∶3共3种不同比例进行混播,研究了不同混播组合及比例对其经济投入产出比、干草及主要营养成分产量、相对总产量及竞争力等方面的影响。两年的试验结果表明,3种豆禾牧草混播比例的产量均显著大于单播禾本科牧草的产量(P<0.05)。苜蓿与禾本科牧草混播组合2013年及2014年的产量均显著高于沙打旺与禾本科牧草的混播组合(P<0.05),其中,紫花苜蓿∶羊草为7∶3的混播组合的产量为最高(P<0.05),粗蛋白和粗脂肪的总产量最高且投入产出比最低。紫花苜蓿+禾草组合中豆科牧草竞争力均大于相同比例下沙打旺+禾本科牧草组合中豆科牧草竞争力。沙打旺+禾本科牧草混播组合中,相对总产量(RYT)大于1的组合多于紫花苜蓿+禾本科牧草混播组合,其中,沙打旺∶羊草为7∶3的混播组合的两年平均RYT最高。以上结果说明,在宁夏中部半干旱带建植栽培草地时,紫花苜蓿∶羊草为7∶3的混播组合有较好的产量效应和最低的投入产出比;而沙打旺∶羊草为7∶3的混播组合中不同物种生长较为均衡。

干旱区绿洲城镇绿色基础设施网络构建研究--以新疆阿拉尔市为例

随着全球气候变暖、生物多样性减少、生境破碎化等环境问题日趋严重,"一带一路"沿线国家和地区在生态文明建设上面临着共同的挑战。如何在有限的资源条件下合理布局绿色基础设施以满足人类福祉的需求,仍是当前理论研究的热点和景观管理实践的主要难题。以新疆阿拉尔市为例,基于形态学空间格局分析、最小路径分析等方法识别对地区景观生态格局具有重要影响的源地与廊道,通过补充战略点的方式对网络进行优化,进而结合区域实际状况提出绿色基础设施网络的构建思路。研究结果可为阿拉尔市及阿克苏地区生态修复和绿地系统规划提供理论及实证依据,也为"一带一路"其他干旱区城镇绿色基础设施布局与生态安全格局构建提供可资借鉴的思路和方法。

干旱区农田滴灌带“一带两用”灌水均匀度和堵塞率研究

开展不同水氮梯度对滴灌带灌水均匀度和堵塞率等水力性能研究,对干旱区滴灌"水肥一体化"技术的应用推广具有重要意义。以南疆阿克苏地区冬小麦、复播玉米生育期内的滴灌带为研究对象,应用滴灌带水力性能综合测定平台对滴灌带进行检测,探究不同水氮处理下滴灌带长期使用(12个月)后灌水均匀度及堵塞率的变化规律。结果表明:相同滴灌水量,灌水均匀度随施氮量的增加而减小,高肥水平的灌水均匀度均最小,氮肥施用量是造成滴灌带堵塞的一个重要因素。建立灌水均匀度回归预测模型,可知灌水均匀度随平均流量偏差的增大而减小,平均流量偏差△q^(-)对灌水均匀度C_(u)影响较大。高水低肥和中水中肥处理下的灌水均匀度均达到80%以上,说明滴灌带"一带两用"在适宜的水肥配比下可以满足作物的水肥需求,该技术可节约滴灌带使用量,减少亩投资,为滴灌"水肥一体化"技术的推广应用提供技术支持。

甘肃特色“现代丝路寒旱农业”发展研究

文章探讨了甘肃特色"现代丝路寒旱农业"的内涵和特征,结合当前发展基础提出了甘肃特色"现代丝路寒旱农业"的发展目标,提出要从优化发展布局、创新经营组织形式、提升防寒抗旱能力、提高农产品品质、延伸产业链条、向标准化品牌化方向发展、拓展国际市场等方面推动甘肃农业向现代化方向发展。

盐渍化弃耕地典型盐生植被抗逆性与恢复重建过程分析

【目的】研究典型盐生植被水盐调节方式和植被恢复重建过程,为盐渍化弃耕地人工恢复与重建提供参考依据。【方法】选择新疆准噶尔盆地南缘盐漠带为研究区,调查盐生植被分布和土壤盐分状况,分析典型盐生植物种柽柳、花花柴和猪毛菜的水盐胁迫调节方式及植被恢复重建过程。【结果】研究区中度盐化土壤占总面积的60%,土壤盐分表聚特征明显,随着土层深度增加,轻度盐化土壤面积逐渐增加,重度盐化土壤面积显著减小;自然植被以抗旱盐生为主,主要优势物种相对密度达到50%以上;柽柳水盐胁迫调节能力最强,其中土壤含盐量是影响柽柳和猪毛菜生理变化的关键因子,而影响花花柴抗性生理的关键因子是土壤含水量。植物多样性分别比恢复前增加了18%~48%,植被覆盖度由恢复前15%~20%增加到50%~70%。【结论】对盐渍化弃耕地盐生植被群落采取适当人工措施进行植被恢复与重建,可显著提高地表覆盖度和植被多样性。

绿洲节水型林带单株不同土层深度根生物量

为探究干旱区黄灌绿洲节水型窄林带结构农田防护林带不同土层深度根生物量及变化规律,以计算不同土层根碳储量,特开展本研究。试区在乌兰布和沙漠磴口绿洲,选择2行节水型窄林带结构田渠林路式农田防护林为研究对象,采用空间代替时间法和固定样方法,林带同一空间内各径级根生物量代替各时段径级根生物量,实地调查20棵目标树单株各土层空间根生物量并建立模型,分析模拟林带根生物量的增长过程。研究得出:窄林带不同土层根、主根、侧根生物量与胸径和树高的增长模型20个;0~50、50~100、100~150、150~200 cm层根生物量平均比例分别为59.32%、38.68%、1.82%、0.18%;0~100 cm土层包含98%的根生物量;主根占2/3,每层占比除0~50 cm土层均递增;侧根为双层结构占1/3,分别在0~50、50~100 cm土层,占比例分别为递增、递减。各土层根、主根、侧根生物量呈垂直空间呈倒金字塔逐层递减浅土层集中分布,与胸径、树高正相关,各层分配比例相对恒定的。这一研究结果对于干旱区绿洲防护林乃至三北地区节水型窄林带结构农田防护林根碳储量研究有着重要参考意义。

水上光伏电站现状及“一带一路”干旱区新模式

近年来,水上光伏电站作为光伏发电新形式取得了一定的发展,尤其是在水资源丰富地区发展势头强劲,但在干旱地区还未得到大力推广。我国倡导的"一带一路"中的古丝绸之路沿线国家大多处于干旱和半干旱地区,推广和发展水上光伏电站,具有广阔的前景。本文总结了水上光伏电站的发展现状,并对其发展现状及优势进行评述,深入分析"一带一路"沿线的"中国-中亚-西亚经济走廊"大多数国家的年降雨量、年蒸发量及夏秋季节平均日照时间,探讨得出干旱区与半干旱区具有降水少、蒸发损失大、光能资源丰富的特点,水上光伏电站在干旱区与半干旱区具有较好的发展前景。结合干旱区与半干旱区特点,应用光伏发电技术与防蒸发技术,提出一种适用于干旱区与半干旱区"产能""节水""控盐"为一体的水上光伏电站新模式。

咸阳渭北旱腰带地区气候特征分析

渭北旱腰带地区是黄土高原与关中平原过渡地带,咸阳市境内主要包括乾县、礼泉、泾阳和三原4县北部,也是咸阳市脱贫攻坚工作的重点地区。研究并掌握咸阳旱腰带地区的气候特征和规律,有助于为该地区农业经济发展和脱贫攻坚提供科学指导。研究发现,咸阳渭北旱腰带地区平均气温比全市平均气温明显偏高;年平均降水量明显比全市年平均降水量偏少,降水主要集中在7-9月,且9月降水最多。区内气候呈现明显的暖干化趋势,南、北气候差异显著。

宁夏中部干旱带干旱成因及评定方法研究

干旱是宁夏分布最广、灾情最为严重、对农业影响最大的一种自然灾害,是制约宁夏农业、经济发展的重要因素。本文简要阐述了宁夏中部干旱带干旱发生的规律,探讨了评定干旱的几种方法,并对干旱成因作了详细分析,为认识并掌握干旱发生、发展的规律,制定并防治干旱的对策提供科学依据。