塔克拉玛干沙漠不同矿化度水灌溉造林试验研究

为了开发利用塔里木沙漠公路沿线的地下咸水进行防护林建设,在塔克拉玛干沙漠北缘开展了不同矿化度水灌溉造林试验。在流动风沙十和荒漠林土两种类型的土壤上,各设计6个灌溉水矿化度梯度：2g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、28g/L,选择了4种耐盐植物：梭梭柴、头状沙拐枣、盐穗木、沙枣,研究不同类型土壤上灌溉水矿化度对植物生长的影响。结果表明：(1)随着灌溉水矿化度的增加,植物成活率下降,除2g/L水灌溉的植物生长量略低于5～10g/L外。生长量也基本随灌溉水矿化度的增加而减小：(2)土壤类型对植物的生长也有较大影响,流动风沙土中植物的成活率和生长量总体上高于荒漠林土中植物的成活率和生长量;(3)从四种植物之间的对比来看,梭梭柴适应能力最好,盐穗木和头状沙拐枣次之,沙枣适应能力最差。     

咸水灌溉条件下塔里木河下游沙漠土壤水盐运移数值模拟

在塔里木河下游沙漠地区防护林建设过程中,地下咸水灌溉条件下土壤剖面水盐变化明显,且存在一定的规律性。为掌握土壤垂向水盐动态,建立数值模型是十分高效的手段,通过重建土壤剖面的水盐动态过程,可揭示高盐环境下土壤水盐运移规律,服务防护林生态工程建设和后续可持续灌溉管理。通过HYDRUS-1D模拟防护林建设初期不同矿化度地下水灌溉条件下土壤水盐分布特征和时间变化,并根据实测的土壤水盐数据,优化土壤水分特征参数,评价模型的适用性。结果表明:表层(0～30 cm)土壤含水量和含盐量受灌溉影响大,数值波动剧烈,且土壤盐分表聚强烈;深层(50～150 cm)则受灌溉的影响小,数值波动小。数值模型模拟值与实测值吻合,能较好地反映土壤水盐运移情况,建立的模型可用于模拟不同矿化度灌溉条件下塔里木河下游流动沙漠地区土壤水盐运移状况,为该地区生态防护林建设提供理论基础和技术支撑。     

塔里木沙漠公路防护林苗木保存率特征及影响因素分析

通过全部调查法对防护林工程的次年苗木保存率进行了详细调查,结果显示:(1)由于造林环境恶劣,塔里木沙漠公路防护林工程苗木保存率较低,约70%;(2)梭梭、柽柳、沙拐枣三种苗木的保存率不同,基本表现为梭梭和沙拐枣大于柽柳,而且在不同矿化度条件下也存在差异,矿化度较小时差异不大,而随着矿化度的增加差异增大;(3)三种苗木的保存率都随灌水矿化度的增加而逐渐降低,但矿化度小于10 g/L时,变化规律性不强;(4)公路沿线苗木保存率呈一定的空间分异规律,在防护林横断面不同部位、垄间不同沙丘密度、纵向复合沙垄区不同地貌部位和公路沿线不同大地貌单元之间,苗木保存率存在差异。研究结果对于极端干旱环境中造林和塔里木沙漠公路防护林可持续性研究具有借鉴意义。     

坏囿矿化度地下水灌溉对民勤土壤环境的影响

通过野外试验和室内分析相结合的方法,研究了民勤绿洲农田不同矿化度(0.8g·L-1、2.0g·L-1和5.0g· L-1)地下水灌溉对土壤环境的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,生长季水分消耗量逐渐降低,土壤总孔隙度和土壤有机质含量逐渐下降,而土壤有效水含量和土壤电导率则逐渐增加.当灌溉水矿化度为0.8g·L-1时,收获后土壤中上层(0～60 cm)电导率比播种前明显降低,而底层(60～90 cm)电导率略有增加,即淡水灌溉的淋溶作用明显;当灌溉水矿化度为2.0g,L-1时,生长季中的灌水依然对土壤盐分有淋溶作用,但明显弱于淡水的淋溶效果,收获后土壤盐分有明显的表聚现象;当灌溉水矿化度为5.0g·L-1时,收获后在0～60 cm深度电导率明显增加,在60～90 cm深度没有明显变化.     

我国“三北”防护林体系中荒漠半荒漠区无灌溉条件下宜林极限的初步探讨

本文根据“三北”防护林体系建设中的理论研究和实践经验得出:①我国“三北”防护林体系荒漠半荒漠区无灌溉条件下造林的降水极限,在大陆性季风气候区为150—200mm。在地中海气候区,为100—150mm。②最大根幅区的降水收入与水分支出平衡时的降水量,就是理论上无灌溉条件下造林的降水极限。③水平根系越发达,无灌溉、无地下补给条件下植物的抗旱性越强。较小的造林密度有利于脆弱的水分平衡。④耐旱乔木造林的地下水埋深极限为4—6米;耐旱灌木(小乔木)为5—10m。耐盐乔木的矿化度极限为3g/l;耐盐灌木为3—8g/t。     

咸水灌溉对黄河蜜瓜产量和品质的影响

分析了不同矿化度(0.8 g·L^-1、2 g·L^-1和5 g·L^-1)灌溉水灌溉对黄河蜜瓜产量、作物抗性和果实品质的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,作物耗水量逐渐降低,间苗后第49天之前耗水量明显降低,但随着高矿化度水持续使用,耗水量在定植后第49天有所增加;作物叶面积指数和叶面积持续时间不断降低;果实上市产量不断降低,但果实个数没有明显变化;收获指数不断增加;果实的可溶物总量明显增加;单个果实的种子数量明显增加;果实形状指数明显增加,灌溉水矿化度越高瓜形越接近球形.土壤电导率超过2.7 dS·m^-1时每增加单位土壤电导率作物总产量降低12.7%.     

咸水灌溉对沙漠中罗布麻适应性的调控

 通过模拟测定不同矿化度咸水灌溉下红花罗布麻（Apocynum venetum）幼苗叶绿素荧光参数、叶水势和株高生长速率,研究了不同矿化度咸水灌溉对其适应性的调控。研究结果表明,随着灌水矿化度的增加,叶片样本的叶绿素含量呈先下降再升高的波动状态,叶水势基本保持稳定;光能的吸收、分配和耗散在10 g·L-1达到平衡,株高生长速率在10 g·L-1出现最大值9.8 mm·d-1;随着胁迫时间的延长,表征健康程度的最大量子产率Fv/Fm下降,对溶液中金属离子的吸收增加;第21天,表征抗逆性大小的非光化学淬灭系数NPQ出现极大值,吸收能量比例参数Y(Ⅱ)先下降再恢复,3种能量吸收、分配、耗散参数比例在10 g·L-1稳定于Y(Ⅱ):Y(NO):Y(NPQ)=65%∶20%∶15%。根据研究结果,建议在塔克拉玛干沙漠南缘红花罗布麻的育苗过程中,应该分阶段抚育,幼苗期宜采用5~10 g·L-1矿化度的咸水灌溉,保持较高叶水势,可以防止叶绿素分解;采用10 g·L-1的咸水灌溉可使其幼苗保持稳定的、较高的光化学能量转化比例,能够较好地调控其对塔克拉玛干沙漠南缘绿洲荒漠过渡带生境的适应性,有助于过渡带的恢复和建设。     

咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林土壤盐分分布特征分析

对塔里木沙漠公路防护林地进行实地取样分析,研究咸水滴灌条件下土壤盐分变化规律及其离子分布特征。试验采用5个矿化度水平的咸水灌溉处理:29.70(1号井),25.90(2号井),20.99(8号井),16.95(14号井)和5.75 g·L-1(18号井)。试验结果表明:咸水滴灌对土壤盐分含量和离子组成有显著影响,土壤积盐程度随灌溉水矿化度的增大而加剧,土壤盐分组成以Cl-、Na+和SO42-为主;不同盐分离子在土壤剖面上的分布特征不同,Cl-、Na+、Mg2+和SO42-四种离子的分布较一致,在垂直滴头向下方向浓度最低,远离滴头径向浓度逐渐增大,Ca2+和HCO3-在剖面上的分布存在明显的不一致性,在水平方向上远离滴头HCO3-离子浓度向上层聚集,Ca2+则表现为向下层淋溶。研究结果对极端干旱区高矿化度咸水的合理开发利用及防护林的可持续发展具有理论意义和应用价值。     

河西内陆河流域水生态安全评价研究

水安全评价相关研究已有较多成果,但绝大多数采用P-S-R(压力-状态-响应)及其扩展模型,且评价指标体系的优化校准几乎从未提及。本文将W-SENCE(与水有关的社会-经济-自然复合生态系统)模型引入水生态安全评价领域,从水生态安全的自然属性和社会经济属性方面构建水生态安全评价指标体系,结合模糊系统分析及改进生态位理论对指标体系分析、优化,以优化后指标体系对河西内陆河流域2014-2017年的水生态安全状况模糊综合评价。结果表明:指标B3(工业增加值)、B13(河川基流量)、B17(产水系数)、B20(引水量)的改进生态位宽度值相对最大,对指标体系影响相对最小,建立优化指标体系时剔除。优化后指标体系中,指标C11(多年平均降水量)、C16(蓄水量)、C17(地表水源供应量)、C18(地下水资源供应量)、C24(生态环境用水量)、C29(节水灌溉面积)权重最大,为流域水生态安全主要影响因子,表明加大水利基础设施投入,发展节水灌溉农业,保护生态环境是提高内陆河流域水生态安全状况的最有效措施。2014-2017年,黑河流域水生态安全状况持续好转,石羊河和疏勒河流域水生态安全状况均呈持续恶化趋势,应作为重点治理区域,内陆河流域水生态安全状况“整体改善,局部恶化”趋势仍在持续。结果可为河西内陆河流域水行政、生态环境管理、生态风险决策提供理论支持。     

冬季结冰灌溉对苏打盐碱土水盐变化的影响

在苏打盐碱土区进行结冰灌溉试验,研究灌溉后盐碱土土壤水分和盐分的分布状况。试验分为淡水结冰灌溉(E)、微咸水结冰灌溉(D)、微咸水结冰灌溉+100%GR(石膏需求量)磷石膏(A),微咸水结冰灌溉+50%GR磷石膏(B),以及对照(CK),5个处理。灌溉水量为180 mm。试验结果表明灌溉融水增加了土壤耕层的含水量,为春播抗旱起到了重要作用。同时灌溉融水使土壤耕层主要离子Na+、Cl-、CO32-、HCO3-明显降低,使土壤耕层的盐碱化程度得到改善。不同处理方式之间比较,微咸水结冰灌溉洗盐效果和盐碱化改良效果明显好于淡水结冰灌溉,微咸水+磷石膏淋洗和改良效果好于微咸水结冰灌溉,且随着磷石膏施用量的增多,洗盐和改良效果更好。     

民勤咸水灌溉及SWAP模型模拟研究

 采用0.8 g·L-1和5 g·L-1浓度咸水对民勤传统作物黄河蜜进行咸水灌溉试验。通过野外试验和实验室分析,评价了咸水灌溉对土壤性质和作物产量的影响,校正了SWAP模型并对相关因子进行了模拟分析。研究结果显示,尽管基于当地种植经验的灌水量与基于潜在蒸发蒸腾量（ET0）及根据田间持水量计算的需水量有一定差异,但灌溉水质和灌水量与田间产量具有较好的一致性;0.8 g·L-1处理的水利用效率高于5 g·L-1处理,湿润年的水利用效率高于干旱年;模拟结果显示,SWAP模型对不同试验处理和不同气候条件下的土壤性质和作物产量模拟效果较好。由此得出结论,在民勤可以利用SWAP模型模拟不同环境条件下的土壤水分状况及作物产量,为农田耕作提供理论支撑。     

潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应研究进展

潮汐湿地是一种重要的湿地类型,受周期性变化的潮汐水位和盐分等特殊因子的影响,其土壤碳矿化过程亦具独特性,综述了潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应的最新研究进展。结果表明,潮汐湿地土壤碳矿化除有氧碳矿化外,三价铁和硫酸盐还原过程主导的厌氧碳矿化也是土壤碳矿化的重要途径;潮汐湿地类型中的红树林土壤碳矿化速率高于盐沼土壤碳矿化速率,并均以二氧化碳为土壤碳矿化的主要产物;生境的差异使不同电子受体在土壤碳矿化中的作用有所不同,并受到电子受体和电子供体数量的调节;潮汐、盐分、生物干扰等是影响潮汐湿地土壤碳矿化过程的主要因子。     

基于GIS的黄河三角洲盐碱地改良分区

黄河三角洲盐碱地面积超过总面积的70％，而盐碱地改良分区是因地制宜，综合治理盐域地的前提，通过综合运用地理信息系统的各种空间数据分析功能，将黄河三角洲土地盐碱化现状分为：非盐碱地，轻度盐碱地，中度盐碱地，重度盐碱地，滩涂5个区，并结合地下水长期观测资料，进行成因分析，建立了黄河三角洲盐碱地改良分区模型，立足土地盐碱化的现状，充分考虑地下水埋深和矿化度，把黄河三角洲盐碱地按改良难易程度分为：易改良区，较难改良区，难改良区，近期不宜作改良区，并针对不同的盐碱地改良区提出了相应的土壤改良对策。     

膜下滴灌对梨树生长发育、果实品质及营养元素含量的影响

为筛选出甘肃中西部沙漠边缘区梨树高效优质栽培适宜的灌溉模式,研究梨树抗旱生理机制,选用9年生"黄冠"梨树,以常规漫灌为对照（CK）,设计5种膜下滴灌处理（依灌溉时期和单次灌溉量,分为T1~T5）,测定并分析了叶片和一年生枝条生长情况、果实产量和品质以及不同器官中营养元素的含量,综合评价不同处理的效果。结果表明：与CK相比,灌溉处理下叶片面积和叶绿素a、b含量无明显变化,但叶片的物质积累、失水速率、水分饱和亏缺均存在显著差异。灌水量与枝梢长度、粗度显著负相关,T5处理更有利于枝梢的生长。不同处理对营养元素含量的影响明显,T3最有利于促进叶片营养元素的积累,T2处理下果实中营养元素积累显著提升,并且灌水量与叶片中P含量显著负相关。T3、T4和T5处理单株产量与CK无明显差异,但果实品质性状差异较大,T5处理可溶性固形物含量显著高于CK,且品质性状综合评判值最大,而T3处理果实品质表现较差。因此,根据树体枝叶生长、果实产量和品质综合表现,处理T5（冬灌1次、每年滴灌9次,生长季节灌水量5 670 m³·hm^-2,年灌水总量7 340 m³·hm^-2）为沙漠边缘区梨园适宜的节水灌溉模式。     

21世纪新疆土壤盐渍化调控与农业持续发展研究建议

论述了新疆土壤盐渍化形成的地质、地貌、气候背景和土壤盐渍化现状,表明新疆的土壤盐渍化问题始终存在,绿洲的稳定性外受过渡带影响,内受土壤盐渍化的威胁。简述了新疆与国外盐碱奎作改良的发展过程,分析了新疆在研究、改良和利用盐渍化土壤中存在的问题,并结合科学技术的发展,提出了新疆土壤盐渍化问题研究建议：１）建立区域水盐监测体系;２）区域水盐信息系统与次生盐渍化的测报技术研究;３）抗盐碱基因工程抗性育种与耐     

半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响

两年大田试验研究了播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成及水分利用的影响。试验设4个处理, 对照(CK)、播种前灌水30mm(W), 覆膜60d(M)和播种前灌水30mm加覆膜60d(WM)。结果表明, 播前灌溉后土壤水分状况得到明显改善, 但由于土壤温度显著下降, 播前灌水会影响春小麦苗期的干物质积累。地膜覆盖在作物生育前期可以改善土壤水温条件, 促进干物质积累, 在后期则会导致土壤水分状况恶化, 导致收获指数的下降, 影响产量的形成和水分利用。在春小麦生产中将播前灌溉与地膜覆盖相结合: 一方面可以在作物出苗时及苗期改善土壤水温条件, 促进作物生长发育; 另一方面在产量形成的关键时期可以通过更好的水分条件去除覆膜的负效, 获得产量和水分利用效率的显著提高。     

沙漠腹地乔木状沙拐枣对灌水量的生理生态响应

对不同灌水量条件下塔克拉玛干沙漠腹地乔木状沙拐枣（Calligonum arborescens Litv）的水分生理、生长和土壤水分进行了动态测定与分析。结果表明:①在35、24.5 kg·株-1·次-1和14 kg·株-1·次-1的灌水量下,土壤水分活跃层分别为:0～200、0～160 cm和0～100 cm。根系区土壤水分为3%～4%条件下,沙拐枣能正常生长,低于2.5%就会受到水分胁迫。②早晨和午后,沙拐枣的水势随着灌溉后时间的增加而降低,前期降幅较大。随着灌水量的减小,其水势降低较快,在14 kg·株-1·次-1处理下,灌溉3 d后早晨水势和午后水势分别达到-1.3 MPa和-2.19 MPa。③随着灌水量的减少沙拐枣的日耗水量急剧减小,液流速率也快速降低,灌溉后第15天,在24.5 kg·株-1·次-1和14 kg·株-1·次-1的灌水量下沙拐枣液流速率都为双峰型曲线,第25天3个处理都呈双峰型曲线。④不同灌水量下,沙拐枣的基径、新枝长度以及新枝直径的年增长量都随着灌水量的减少而减小,方差分析表明灌水量对新枝长度的影响非常显著(P=0.05)。