膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤水分运动数值模拟

应用非饱和土壤水运动理论,建立膜下滴灌条件下土壤水分运动二维数值模拟模型,研究了田间层状土壤在膜下滴灌条件下土壤水分运动特征。应用不同小区不同灌水处理的实测值与模拟值进行对比,同时对模型做了精度分析,结果表明符合精度要求,这说明所建立的模型能客观地反映实际土壤条件下的水分运动情况。研究结果表明:土壤剖面30~40 cm粘土层使土壤水分运动具有很大的差异,0~30 cm变化明显,而40 cm以下土壤水分运动的变化较小。膜下滴灌应该采取灌水量小,频度大的灌溉模式

胡杨林生态格局与过程对洪水漫溢、人工灌溉的响应与调控

以水-胡杨生长关系为核心，以胡杨实生苗的繁殖格局作为切入点，系统地完成了洪水漫溢和人工灌溉改变河流水循环过程对胡杨林生态格局与过程的影响研究；项目在基于胡杨林繁殖更新及其与水分等要素关系的长期定位观测的基础上，建立了干旱区荒漠河岸林生态过程与水文过程的耦合关系的数值模型，初步阐明了胡杨林繁殖更新对洪水漫溢、人工灌溉的响应与适应机制，并提出了塔河干流生态闸优化调控对策，为中亚荒漠河岸林生态系统的管理和恢复提供了科学依据。主要成果为：(1)阐明了洪水漫溢、人工灌溉下河水-土壤水-地下水的相互补给过程的时空变化特征，人工修建堤防工程后的河水侧渗补给量仅为自然洪水漫溢下的1/6。(2)基于试验观测得到胡杨幼苗生长的最适土壤水分为16.8%-19.2%；大于12.0%，通过改变生长策略和自身生理调节能够适应水分条件的变化；小于9.6%，胡杨幼苗失去水分调节能力。胡杨幼苗正常生长的土壤盐分含量应小为18.32gkg-1、Cl-小于2.74gkg-1；幼苗致死土壤盐分含量大于27.95gkg-1、Cl-大于8.38gkg-1。(3)受水、热、基质要素的制约，胡杨种子繁殖具有“数量取胜”、“风险分摊”和“随遇而安”的适应对策；胡杨克隆繁殖具有资源利用最大化和风险最小化的适应策略；单纯的灌溉不能改变干旱区荒漠河岸植被的水分状况，唯保持稳定的地下水埋深才能维持植被正常生长。(4)自主研发了塔里木河分布式生态水文学模型(TREHM)，定量分析了塔河干流洪水漫溢、人工灌溉下河水-土壤水-地下水-植物蒸散水分转化过程及其互馈关系，阐明了胡杨生长对洪水漫溢、人工灌溉的响应与适应机制，丰富了中亚荒漠河岸林生态水文学研究内容。(5)系统模拟了塔河下游12次放水的生态水文过程变化，提出了塔河干流30座生态闸优化调控方案与运行管理模式，为塔河胡杨林生态系统的管理和恢复提供了科学依据。通过4年的研究，项目圆满完成了项目预定的研究内容，达到了既定的项目研究目标并取得了重要的研究成果。通过该项目的完成，已经在国内外公开发表学术论文39篇，其中18篇为SCI文章。申请专利7项，软件登记2项,其中发明专利3项、实用新型专利4项，获得自治区科技进步一等奖2项。共培养3名博士、4名硕士，在站博士后2名，出站博士后1名，合作培养德国博士生3名。培养40岁以下青年学科带头人3名，40-50岁2名

农田灌溉模式下塔里木河流域地下水水位的变化分析──以塔里木河上游为例

根据1997、2000年的监测资料,分析了塔里木河上游地下水水位的时空变化,反映了不同的土地利用方式对地下水水位的影响。在农田灌溉模式下,在垂直河道方向上地下水水位的变化受到塔里木河干流水位、农田灌溉和潜水蒸发的影响。沿河道的横切方向上地下水位的变化与距河道距离成正相关,但具有明显的滞后反应,其滞后时间随垂直河道的距离增加而增加。干流水位明显影响地下水的范围为3.5km。农田灌水使地下水水位在3、11月份明显抬升,也在7月份时对地下水水位产生影响,使其抬升。潜水蒸发量随地下水水位的升高而增加,使地下水水位变化趋于缓和

荒漠—绿洲边缘区土壤水分时空动态研究

有梭梭群落和骆驼刺群落覆盖的沙地土壤剖面的含水量与裸沙地含水量显著不同,与前者相比,裸沙地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。不同植物群落沙地土壤水分呈现明显的土壤水分积累期(4～5月、9月)、土壤水分消耗期(6～8月)和土壤水分稳定期(10月至次年3月)的季节性特点。不同坡位土壤水分基本呈现出从小到大的顺序是坡顶<中坡<丘间地。由于植被覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分随坡度的变化幅度也有明显差异,与坡顶、中坡相比,丘间地土壤水分含量较高,最高达到14.60%

温水滴灌播种棉花的方法

本发明涉及一种温水滴灌播种棉花的方法，该方法将棉籽播种在沟底，在棉籽相邻的沟底内铺设滴灌带，采用温水滴灌，以满足棉籽萌发需要土壤中的水份、热量的要求，从而替代了塑料薄膜覆盖育苗，克服了耕作层内的薄膜残留片堆积的问题

一种农田中盐碱斑地的改良方法

本发明涉及一种农田中盐碱斑地的改良方法，该方法为在盐碱斑地内，先洗排盐碱，再躲盐巧种的步骤进行，即先在盐碱斑地中间固定由沙砾石、管壁带孔的水泥管、入水口、引水沟、集水槽、顶盖和闸门组成的旱井，在旱井的周围挖沟起垅，灌水、晾晒反复进行直到大部分盐碱地内的地表积盐大部分排入地下，然后在沟与垅之间的斜坡面上种植耐盐碱植物，待耐盐碱植物长大后，覆盖土面，不断灌水压盐碱，从而实现对农田中盐碱斑地的改良。本发明可以大面积综合利用盐碱地，扩大盐碱地植被覆盖面积，保护和改善生态环境

一种自动反哺式蒸渗仪

本实用新型涉及一种自动反哺式蒸渗仪，包括称重传感器、容器、数字化土壤水势传感器、碳化硅烧结管、数据采集控制器、蠕动泵和储水罐，容器下方安装称重传感器，容器内外不同深度的土壤中依次对应布置数字化土壤水势传感器，容器内底部设有碳化硅烧结管，碳化硅烧结管通过蠕动泵与储水罐相连通，储水罐底部安装称重传感器，所述称重传感器与数据采集控制器相连，数字化土壤水势传感器采用SDI-12总线连接到数据采集控制器。本实用新型有益效果为：结构设计科学、合理，保证容器内、外土壤水势一致，提高了测量精度，同时避免了向容器内注水的不便，具有较强的免维护性；采用总线式数据传输，进一步降低测量误差，提高测量精度

水分胁迫对冬小麦光合及生物学特性的影响

利用阜康绿洲农田的田间灌水试验,研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦光合、茎秆生长、地上和地下干物质累积以及籽粒产量的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的加剧,冬小麦光合作用、株高、干物质累积、根系生长以及籽粒产量受到的抑制作用逐渐增强;灌水量为田间持水量40%的处理在成熟期时根干重要大于其它处理,是由于干旱胁迫促进了新生根的生长,从而可使根系充分吸收中下层土壤贮水,这是减少灌水次数和提高水分利用效率的一个有效途径;冬小麦灌浆期受到重度的水分胁迫,籽粒产量明显下降,而拔节期遭受轻度的水分胁迫在恢复灌水后产量反而要高于其它处理

水肥耦合对玉米田间土壤水分运移的影响

以干旱区绿洲农田玉米水肥耦合试验为基础,利用含有根系吸水项的一维土壤水动力学模型,模拟了不同水肥条件下玉米蒸散、根系吸水、土体贮水量变化以及田间土壤水量平衡。结果表明:在玉米生长初期以棵间蒸发为主,其后则是以植株蒸腾为主;玉米在30～40cm土层吸水速率达到最大值;玉米灌水量为田间持水量的70%与85%对土壤0～80cm土层贮水量的贡献是相等的,并且高肥力在一定程度上可增强根系的吸水能力,高灌水可增强玉米根系对养分的吸收利用,但对于提高水肥利用率来说,理想的处理为中肥中水

柽柳(Tamarix spp.)和梭梭(Haloxylon ammodendron)的“肥岛”效应

灌丛"肥岛"是全球干旱生态系统中的普遍现象,其发生和发展对干旱灌木、草原生态系统的结构和功能都具有重要影响,但其物种效应容易得到忽视。对准噶尔盆地南缘柽柳(Tamarix spp.)和梭梭(Haloxylon ammodendron)这两种不同地表形态灌木的冠下、冠缘和灌丛间地3种生境的土壤进行了采样、分析,结果表明:(1)柽柳和梭梭都存在"肥岛"现象,主要表现在土壤表层,其土壤性状与"岛"外土壤的差异随土壤深度增加而减弱;(2)生物性限制土壤养分由"岛"内向外梯度递减,而非生物性限制土壤要素可能高于、也可能低于"岛"外土壤,或者两者无显著差异;(3)从"肥岛"的空间尺度来看,柽柳"肥岛"的水平范围可能超出了本身冠幅覆盖区,而梭梭"肥岛"要小于本身冠幅覆盖区,其深度亦小于柽柳"肥岛";(4)相对于不同土壤要素而言,即使是同一物种,其"肥岛"也具有不同的空间范围。总的来看,研究区灌丛"肥岛"的发育具有明显的物种效应,相对梭梭而言,柽柳"肥岛"发育更广、更深,养分聚集更明显,其原因主要是柽柳的半球型树冠更利于保护和捕获凋落物,而较多的凋落物输入与土壤结构和土壤养分间的正反馈机制使柽柳冠下加速的生物地球化学循环能达到更广、更深的范围。灌丛"肥岛"的发育是干旱景观中生物过程与物理过程交互作用的产物,全面揭示其形成机理,探讨其对干旱生态系统结构、功能与动态的影响,需要更系统的研究