GIS与土壤溶质运移模型结合研究进展

地理信息系统对土壤溶质模型研究而言，使用者的要求与GIS所能提供的功能之间，还存在巨大的差距。出于对环境问题的关注，土壤中水分及溶质运移的规律及其对环境的影响，成为当前研究的热点。随着对土壤溶质运移模型研究的深入，一方面由于田间土壤特性具有很大的空间变异；另一方面，在实际应用中，往往溶质运移的宏观特征而非微观特征，具有更重要的意义。将溶质运移模型与GIS技术结合，定量研究空间尺度的溶质运移，成为溶质运移研究的必然发展趋势。由于计算机软硬件技术的发展，GIS正处于一个高速发展的时期。将GIS与溶质运移模型相结合，或者进一步，以GIS理论和技术为基础，建立基于GIS的溶质运移模型，将对溶质运移的规律及其对环境的影响，做出更深入和准确的描述。     

土壤中溶质运移模拟的理论与应用*

可溶性化学物质在土壤中的运移和分布一般可以反映出多孔介质中溶质随着水分运(流)动的规律。文中系统地回顾了近二十年来土壤中溶质运动理论的发展和有关模型的应用概况,以期对地下水污染、海水入侵、水盐运动等溶质运移模拟的理论和应用问题进行较全面的分析;讨论了水动力学弥散、宏观弥散、层状介质中的弥散、多组分溶质运移和非饱和带中溶质运移等问题,以及描述土壤中溶质迁移的主要模型和模拟方法。     

土壤水盐运移模型研究进展及展望

回顾了国内外土壤水盐运移模型的发展历程,根据土壤水盐运移模型构成的原理和发展趋势,将土壤水盐运移模型分为水盐平衡模型、物理模型和系统模型。借助国内外文献对已有模型的原理和应用进行了介绍,并对存在的问题进行了分析;展望了新形势下土壤水盐运移模型的未来发展趋势和研究重点,旨在为今后土壤水盐运移模型研究提供新的思路。     

膜下滴灌湿润体交汇区土壤水盐运移特征田间实验研究

膜下滴灌是一种既能高效节水,又能适时调控土壤水盐运移的灌水技术.滴灌湿润体交汇区土壤水盐分布特征是影响密植作物正常生长的重要因素.在田间情况下,研究滴头流量、滴头间距、灌水量对滴灌湿润体交汇区的土壤水盐运移的影响.实验结果表明:滴头流量越大,湿润体交汇区土壤含水率越高,土壤盐分淋洗效果越好,在滴头流量1.38 L/h和...     

Guilspare施用量对土壤蒸发和水盐垂直分布的影响

 塔里木沙漠公路防护林生态工程全长436 km,位于极端干旱的塔克拉玛干沙漠,造林树种以抗逆性较强的沙拐枣属（Calligonum L．）、柽柳属（Tamarix L．）、梭梭属（Haloxylon Bunge）等优良防风固沙灌木为主,防护林植物的蒸腾耗水和灌溉管理是防护林可持续的核心问题。为探求适合塔里木沙漠公路防护林的节水技术,利用微型蒸渗仪研究了塔克拉玛干沙漠腹地咸水灌溉条件下Guilspare（浓度1.5 % v/v）施用量对土壤蒸发和水盐垂直分布的影响。结果表明：（1）Guilspare对土壤蒸发有显著影响,其施用量与累积蒸发量间呈对数关系。当施用量小于4.0 L/m2时,土壤日蒸发量在试验初期均表现为对照组（CK）大于处理组,试验中后期却相反;当施用量大于4.0 L/m2时,日蒸发量始终小于CK。（2）Guilspare施用量为6.0 L/m2的抑制效率最大,与其他处理（除7.0 L/m2）间差异达到显著水平（p﹤0.05）。（3）施用Guilspare对土壤蒸发第一阶段的蒸发强度有明显的减弱作用,其减弱程度与施用量的大小有密切关系,当施用量为6.0 L/m2时,蒸发强度最弱。（4）相同初始含水量条件下,表层土壤含水量和土壤浸提液电导率（除7.0 L/m2）均随着施用量的增大而变小;其他土层（除10~14 cm）,两者均随着施用量的增大而变大。     

季节性冻融对盐荒地水盐运移的影响及调控

季节性冻融是干旱区土壤盐碱化形成的主要驱动因子,但冻融过程中土壤水盐耦合关系及热量调控机理仍不清楚。通过分析2009年11月～2010年5月新疆玛纳斯河流域典型盐荒地季节性冻融过程中土壤剖面160 cm以内的水分、盐分和温度动态变化,探讨了不同土层冻融过程中水热盐的耦合关系。结果表明：土壤最大冻结深度为150 cm左右,表土层（0～40 cm）温度与气温关系密切;土壤剖面水分呈现“C”型垂直分布,表土层和底土层（100～160 cm）含水量较大,而心土层（40～100 cm）含水量不足10%,土层平均含水率在冻融前期增加了12.91%,而在初蒸期减少了10.01%;土壤剖面盐分在冻结期和初蒸期表聚作用明显,心土层和底土层含盐量稳定,土壤剖面含盐量表现为“积盐-脱盐-再积盐”的变化过程。水热盐之间具有高度协同性,心土层和底土层表现为水盐相随、而表土层为水去盐留的耦合特征,热量传输是调控水盐运移的关键因素。     

溶质类型与矿化度对土壤水分扩散率的影响

以甘肃省秦安县果园石灰性土壤为研究对象,采用水平土柱入渗法,探讨了不同矿化度下(lg/L、3g/L、5g/L、10g/L)的三种钠盐(Nacl、Na2SO4和Na2CO3)对石灰性土壤水分扩散率的影响.结果表明:在水盐复合迁移体系中盐分与水分迁移具有不同步性,影响不同步性的因子与盐分类型有很大关系.NaCl对水分移动速...     

水盐交互作用对莫莫格国家级自然保护区扁秆藨草幼苗生长的影响

采用模拟控制水盐的方法,以株高、株数、叶面积和叶绿素含量为主要指标,研究不同水位(-5 cm、5 cm、10 cm、20 cm和30 cm)与不同盐度(300 mg/L、1 000 mg/L、3 000 mg/L、4 000 mg/L和5 000 mg/L)的交互作用,对莫莫格湿地植物扁秆藨草(Scirpus planiculmis)幼苗生长的影响.结果表明,水位、盐度和二者的交互作用都对扁秆藨草幼苗的株高增量和叶绿素含量产生了显著影响(p＜0.01),但水位和盐度的作用有差异;其中,对扁秆藨草幼苗株高增量影响最大的是水位,其他依次为水盐交互作用和盐度;对扁秆薦草幼苗叶绿素含量影响最大的是水盐交互作用,其他依次为盐度和水位.扁秆藨草幼苗株高增量和叶绿素含量分别在10 cm和5 cm水位下取得最大值.此外,当盐度小于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量受盐度影响不明显,当盐度大于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量显著减小.扁秆薦草的株数增量和单株叶面积受水位影响显著(p＜0.01),且二者都随水位上升而减小,尤其是株数增量,-5 cm水位下幼苗株数增量远大于其他水位处理.适宜扁秆薦草幼苗生长的水位为-5～10 cm,盐度为＜1 000 mg/L.     

利用遥感综合分析西风引导气流与地形对沙尘运移路径的影响

沙尘暴的发生受大气环流、地表状况、降雨的影响，还受到局部地区地形的影响。一次规模较大的沙尘暴过程，沙尘可以从蒙古国和我国西部沙源地输送到我国东部、韩国、日本乃至夏威夷、美国西海岸。中日亚洲沙尘暴ADEC项目对亚洲沙尘暴的起沙、传输和降落的运行机制已经作了深入的研究，并建立了亚洲沙尘暴的数值模拟系统。本文以影响北京地区的沙尘暴事件为例，利用遥感技术，综合DEM地形数据和地面实测数据分析西风引导气流和地形对沙尘运移路径影响，将MODIs影像数据和DEM地形数据以及地面观测站点实测数据相结合，进行综合分析，结果表明在一次沙尘暴过程中，沙尘在运移过程中的运移路径明显地受到西风引导气流、沙尘粒子自然沉降规律以及局部地形的影响，要预防(减少)北京地区的沙尘暴仅仅作好北京地区的生态环境建设是不够的，加强北京周边地区，尤其是张家口地区、官厅水库库区及库区周围地区的生态环境建设尤为重要。     

排污活动对长江口滨岸潮滩营养元素N累积运移的影响及作用机制

选择长江口滨岸潮滩作为典型研究区,研究了排污活动对潮滩营养盐N环境地球化学过程的影响。结果发现排污口滨岸潮滩上覆水、表层沉积物孔隙水和表层沉积物中的NH₄⁺-N、TIN等都有显著累积效应,而NO_x^--N在长江口滨岸潮滩上覆水、表层沉积物孔隙水和表层沉积物中并未出现累积高峰值,表明外源输入不是潮滩环境中NO_x^--N主要来源。分析结果还显示,排污口潮滩沉积物-水界面间N分子扩散通量明显大于非排污口,表明排污活动加剧了潮滩沉积物-水界面间营养盐N的扩散过程。     

塔里木盆地西南缘灌区低洼农田水盐运移特征

为科学治理塔里木盆地西南缘灌区重度盐渍化,对其一处低洼农田水盐进行监测。结果显示：排除漫灌影响,7月初至11月初,农田地下水埋深呈单峰型,表现为监测前期缓慢上升,8月初达到最大值,后波动性降低;而地下水矿化度一直缓慢降低。0～60 cm土壤总盐量表现为单峰型,监测前期缓慢升高,8月达到最大值,后缓慢降低。相关分析表明,整个监测时期,农田地下水埋深、矿化度、0～60 cm总盐量均表现为正相关,且随着土壤深度的增加,总盐量与地下水埋深、矿化度的相关程度增大。     

察尔汗盐湖盐田生产现状及改进措施

从盐田蒸发结晶机理出发 ,分析了盐田生产的影响因素 ,概述了察尔汗盐湖盐田系统生产现状及工艺技术、管理中存在的问题 ,提出了改善盐田生产系统的措施和优化方法 ,并与国外同类型卤水盐田滩晒指标进行了对比。结论认为 ,通过转变观念 ,提高科学管理水平 ,及时对各方面进行“调整”,应用系统论 ,保证钠盐池与光卤石池物料平衡、面积比例最优 ,并使调节池富有弹性 ,是察尔汗盐湖所有钾肥企业实现盐田系统乃至钾肥生产系统优质、稳产、高产的一项长期的战略方针     

干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响

荒漠化是干旱区的最为严重生态退化问题,它的发生和发展对干旱土壤碳循环有着重要的影响.土壤是全球陆地生态系统最大的碳库,土壤中碳的固存和向大气的释放直接关系到全球气候的变化.干旱土壤占全球陆地总面积的40%,因此,它在全球碳循环中占有重要的地位.干旱区土地退化和荒漠化对土壤碳循环的影响包括两个主要方面:①它促进了SOC和无机碳的矿化,使之向大气释放CO2,增加了温室效应;②由于荒漠化增加了大气尘埃含量,减少了辐射,在一定程度上间接地缓解了土壤碳的损失.文章综述了近年来相关研究的进展,评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力.讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略.     

察尔汗盐湖卤水中CaCl2对盐田生产的影响

提出了青海盐湖钾肥公司据生产需要 ,开辟新的采卤区后 ,卤水组份发生变化问题。根据分析与试验探讨了CaCl2 在盐田生产中的影响及应采取的措施     

科尔沁地区农业生产及其可持续发展定量分析

建立适用于沙漠化地区、包括自然条件、经济要素、技术措施和社会投入等要素、能准确反映农业生产关系的全要素生产数学模型,以奈曼旗为例,通过问卷调查识别影响沙漠化地区的主要因素,利用线性回归确定以1980年为分界的两个生产阶段的农业生产模型。分析表明,前一阶段以耕地、劳动力等经济要素投入为主要增产措施,关键驱动因素为劳动力,后一阶段主要以灌溉、施肥等技术投入作为主要增产措施,关键驱动因子为水利灌溉。现阶段,耕地、劳动力、耕畜等可控经济要素已经或即将达到投入上限,在降水、干旱天气等自然要素的影响下,技术措施的生产率也呈现下降趋势。从总体上看,各项投入要素的规模效益开始递减,现有生产方式必须得到有效改善,才能满足农业可持续发展的需求。     

湿地退化标准的探讨

湿地退化是自然环境变化和人类不合理利用导致的湿地生态系统结构破坏、功能衰退、多样性减少、生产力下降等一系列生态环境恶化的现象。我国湿地退化现象严重，恢复和重建工作紧迫。湿地退化标准的制定是一项基础工作．它应包括湿地面积变化、组织结构状况、湿地功能、社会价值、物质能量平衡、持续发展能力、外界胁迫压力等方面。与恢复重建相联系将退化湿地分为4个等级，分别对应不同的恢复重建策略。     

The Analysis of Water Footprint of Production and Water Stress in China

Water footprint of production can be used to identify pressure on national or regional water resources generated by production activities. Water stress is defined as the ratio of water use (the difference between a regional water footprint of production and a green water footprint) to renewable water resources available in a country or region. Water stress can be used to identify pressure on national or regional water resources generated by production activities. This paper estimates the water footprint of production and the water stress in China during the years 1985-2009. The result shows that China’s water footprint of production increased from 781.58 × 10⁹ m³ in 1985 to 1109.76 × 10⁹ m³ in 2009. Mega-cities and regions with less agriculture production due to local climatic conditions (Tibet and Qinghai) had lower water footprint of production, while the provinces (Henan, Shandong) with higher agriculture production had higher footprint. Provinces with severe water stress increased from 6 in 1985 to 9 in 2009. High to severe water stress exists mainly in mega-cities and agricultural areas located in the downstream areas of the Yellow River and the Yangtze River in North and Central China. The outlook for water resources pressure in China is not optimistic, with areas of stress expanding from northern to southern of China.     

基于逻辑回归模型的环北京地区土地退化态势分析

以环北京地区为研究区域,从土地利用类型变化和农用地质量下降两个方面分析了环北京地区土地退化状况,并利用逻辑回归模型分析了土地退化与气候、地貌、植被、土壤、人口、土地利用变化、社会经济因子之间关系,探讨土地退化的发展趋势。研究结果表明,风蚀土地是环北京地区土地退化的主要类型,主要分布在监测区内蒙古高原西北部、坝上高原北部及阴山北部地区,从监测区的西北到东南方向,土地退化数量逐渐减少;由牧草地退化而增加沙地是土地利用类型变化造成退化的重要类型,主要集中在浑善达克沙地监测区。基于建立的沙地增加、风蚀土地和水蚀土地逻辑回归模型,年均降雨量和土壤有机质对环北京地区沙地增加的影响最强,沙地增加最可能的区域将主要分布在浑善达克沙地的边缘地带和科尔沁沙地的东部区域;NDVI和土壤有机质对环北京地区风蚀土地影响最强,风蚀土地最可能发生的区域集中在浑善达克沙地南部;NDVI、坡度和土壤湿度对环北京地区水蚀土地影响最强,水蚀土地最可能发生的区域集中在监测区的东南部,并且所预测的最可能发生土地退化的区域与已存在的退化土地区域具有一定的相关性。通过以上分析,最后提出了环北京地区生态环境建设的建议。