烤烟和白肋烟及香料烟抗旱能力的比较研究

为了在生产中选择抗旱性较强的品种提供理论依据,在研究了水分胁迫下烤烟、白肋烟、香料烟抗旱能力的同时,还对干旱胁迫下烟草不同部位叶片的伸展速度、茎高、茎围、叶片萎蔫状况、复水后叶姿恢复能力等抗旱生物学指标和烟叶含水量、叶绿素含量、根系活力、细胞膜透性等生理指标进行了系统研究.结果表明:香料烟(沙姆逊种)的抗旱性最强,烤烟(NC89)次之,白肋烟(白肋 21)的抗旱性较差.对有关抗旱指标比较表明:生物学指标以第 3 叶伸长速率对干旱较敏感,用于抗旱鉴定效果较好,而用萎蔫状况来判断烟草抗旱性则需要长时间的观察.生理指标中以叶片含水量变化较为敏感,叶绿素含量和细胞膜透性也是判断烟草抗旱性的敏感指标,对下部烟叶进行抗旱生理指标鉴定更为有效.

基于用水效益函数的城市干旱损失评估方法

为定量评价干旱对城镇地区缺水和产业损失的影响,选取以地表径流为供水水源的湘江干流株洲段为研究区,基于水量平衡原理构建城市干旱指标(CWSI),以月为尺度,计算不同来水频率下区域可供水量、不同产业类型需水量。分别从水量短缺、水位取水困难两种角度,计算湘江株洲段1960—2018年历史来水情景下月尺度区域缺水量和干旱指数(CWSI)。采用经济学领域HARA函数反映经济效益随用水量的变化关系,进而得到缺水量-干旱损失响应关系。在此基础上,构建基于效益最优的缺水量配置动态优化模型,计算不同干旱程度下不同类型产业缺水配置规模,并采用抗旱定额法对配置成果进行验证,进而计算缺水量对应的干旱损失。依据CWSI指数变化,计算不同干旱等级下不同类型产业缺水损失;在多年平均缺水损失曲线基础上,依据当前月来水变化和前期来水亏缺,绘制典型年干旱动态损失变化曲线。研究结果表明:城市干旱具有边际损失高、发生频率低的特点,符合基于HARA用水效益函数构建的缺水损失变化规律,研究成果可为城市干旱风险评价、预警及抗旱定额管理提供理论依据。

西北地区植被耗水量的时空变化规律及其对气象干旱的响应

准确评估西北地区植被耗水的时空变化规律及其对气象干旱的响应,对该区生态建设具有重要意义,然而大尺度区域植被耗水的量化存在方法上的挑战。本文提出了基于Penman-Monteith(PM)公式结合气象、水文、植被和土地利用遥感数据的大空间尺度植被耗水量的计算方法,采用Boosted Regression Trees(BRT)模型分析不同类型植被耗水量的主要贡献因子,利用Pearson相关系数分析耗水量与改进帕尔默干旱指数(scPDSI)的最大相关性和滞时,以此探讨西北地区9种植被类型和17个生态地理分区的植被耗水量演变规律及其对气象干旱的响应。结果表明:(1)本文提出的大空间尺度植被耗水量计算方法在西北典型地区与已有研究结果吻合较好;(2)西北地区耗水量总体表现为东南部多、西北部少,80.2%的格点呈上升趋势,植被生长期内耗水量东南部>西北部>中南部>西南部,1990—2015年间,各类植被的面积和耗水总量都呈增加趋势,区域耗水总量增加876.2亿m3,其中耕地、林地、草地耗水分别增加148.7亿、108.0亿和619.4亿m3;(3)潜在蒸散发(ET0)是旱地和草地耗水量的主要贡献项,归一化植被指数(NDVI)为水田和林地耗水量的主要贡献项;(4)草地耗水量对干旱的敏感度最高,林地次之,耕地最低,用耗水量代替NDVI能更好地表征气象干旱对植被产生的综合影响。研究方法可为较大时空尺度植被耗水量的计算提供参考,研究结果可为西北地区气象干旱应对策略的制定提供生态维度上的依据。

干旱缺水区膜下滴灌棉花节水机理及灌溉制度研究

在石羊河流域进行了一管多行的棉花膜下滴灌节水机理及灌溉制度试验研究。结果表明:G1方案(灌水定额为20、15 m^3·667m^(-2)和10 m^3·667m^(-2))和G2方案(灌水定额为20 m^3·667m^(-2))的耗水量变化范围基本一致,变化于247~276 m^3·667m^(-2)。膜下滴灌棉花产量随灌水定额增加而增加,G2方案(灌水定额等于20 m^3·667m^(-2))是膜下滴灌棉花的高产灌水定额。灌溉定额在80~90 m^3·667m^(-2)以下时,产量随灌溉定额呈直线增长,灌水对棉花产量起决定性作用;在90~115 m^3·667m^(-2)时,产量随灌溉定额呈曲线增长,水的增产作用逐渐减缓;大于115~120 m^3·667m^(-2)时产量随灌溉定额的增加而减少。灌溉定额一定时毛管配置方式对棉花耗水量影响差异不大。一管三行略高于一管四行,随灌溉定额的增加而增加,耗水模数与灌溉定额呈逆向关系。不同灌溉定额下,日蒸腾水量变化趋势一致,即中期大前后期小。一管三行、一管四行两种灌溉方式均能达到高产水平,毛管间距可扩大到80~100 cm,毛管投入量比现状减少33%~50%,是干旱缺水区膜下滴灌棉花节水高效的田间灌溉方式。现蕾期第一次灌水,吐絮初期最后一次灌水,棉铃期灌水2~4次,全生育期灌水4~6次,灌水定额20 m^3·667m^(-2),灌溉定额80~120 m^3·667m^(-2)的灌溉制度,是一管多行的高产灌溉模式。土壤水分下限值保持在适当范围内(开花期之前60%以上,棉铃期45%~60%,吐絮期至收获期50%以下),可满足作物营养生长和生殖生长对土壤水分的需求。

博斯腾湖污染物总量控制定额确定方法

农田废水是博斯腾湖的主要面源污染来源。基于博斯腾湖污染物来源特征,本研究以动态水文条件为基础,应用水质响应模型与规划法耦合方法,在满足水功能区规划目标条件下,污染物允许入湖量为点面源总量控制定额,没有农田废水排放时确定的水环境容量为点源控制定额,点面源总量控制定额减去点源总量控制定额为面源总量控制定额。通过上述方法得到博斯腾湖点源和面源总量控制定额。为实施污染物点源、面源总量控制提供了理论依据。

我国东部季风区旱涝预报方法研究

在前人研究的基础上，提出了一种关于我国东部季风区旱涝预报的新方法———灰色ＧＭ－ＤＷ指标匹配预报方法．经过实际情况验证，该预报方法具有较高的精度。