半干旱偏旱地區(qū)土壤水分變化規(guī)律及提高降水利用率的措施

根據(jù)在石羊河流域下游進(jìn)行的棉花苦咸水高效利用試驗(yàn)資料,分析了咸水灌溉、土壤鹽分與棉花產(chǎn)量的關(guān)系,研究了不同灌溉水質(zhì)對(duì)棉花品質(zhì)、產(chǎn)量的影響,提出了棉花超早熟區(qū)苦咸水灌溉高產(chǎn)條件下,土壤鹽分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及苦咸水高效利用的綜合技術(shù)。為充分利用苦咸水,促使苦咸水區(qū)農(nóng)民脫貧致富,提供了一條有效途徑

對(duì)黃土臺(tái)塬乾縣試區(qū)旱地小麥不同降水年型的土壤水分特征及水分利用效率長(zhǎng)期研究結(jié)果表明，該區(qū)按降水量多少分為豐水、平水和干旱3種降水年型，干旱少雨是這一研究時(shí)段的主要特點(diǎn)；夏閑期是該區(qū)旱地小麥土壤水分的恢復(fù)階段，降水多少與下滲深淺密切相關(guān)；小麥生育期是旱地小麥土壤水分的損耗階段，時(shí)至收獲2m土層內(nèi)土壤水分降到全年最低值；小麥產(chǎn)量與耗水系數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與田間耗水量和水分利用效率呈正相關(guān)。

應(yīng)用非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)原理,對(duì)塑料暗管排水條件下分層土壤的水分運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,建立了數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明,模型計(jì)算的土壤水分分布結(jié)果和田間實(shí)測(cè)的土壤剖面水分?jǐn)?shù)據(jù)一致,應(yīng)用該模型可以確定出試驗(yàn)區(qū)在一定外界氣象條件下不同地下水降落速度時(shí)農(nóng)田的受漬情況

， ’ ][fd ／一牛 -灌排植豐-第，k』j《雹192年第10期 加強(qiáng)田i'4土壤水分管理提高水利用效率 楊詩(shī)秀雷志惠士博 —— —一 —— ——一 (清華大學(xué)水電系】ooos4) 7· 【文擅】通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤墑情，嚴(yán)格格照墑情在關(guān)鍵時(shí)劉澆水；控制和減少灌水次敷，以最少棵 1目1蒸盟；充分利用土壤水調(diào)節(jié)作用使灌溉乖得到有效利用，達(dá)到節(jié)z-的目的。 【關(guān)羹調(diào)】圭塑!盞岵!苧蘭曼 在我國(guó)水資源不足的地區(qū)，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè) 節(jié)水增產(chǎn)的要求，緩和水資源供需矛盾，需堅(jiān) 定不移地研究農(nóng)業(yè)節(jié)水問(wèn)題。在節(jié)水的諸環(huán) 節(jié)中，即水源、輸水、灌水、需水，從中央有關(guān) 部屬研究機(jī)構(gòu)到各地方都已開(kāi)展了大量研究 工作，取得明顯成效相對(duì)而論，有較大節(jié)水 潛力的田間節(jié)水技術(shù)方面研究尚較少，且未 引起足夠的重視。

通過(guò)對(duì)涇川縣城關(guān)鄉(xiāng)的坡改梯研究,結(jié)果表明:裸地土壤水分變化受降雨影響較大,在不同時(shí)段表現(xiàn)形式不同。隨著土壤剖面深度的增加,土壤水分受氣候影響特別是降水波動(dòng)的影響逐漸減少,隨著季節(jié)變化的特點(diǎn)增強(qiáng)。坡向與坡位對(duì)裸地土壤水分有著較大影響。從坡向看,陰坡向梯田土壤水分全年平均值比坡地高,陽(yáng)坡向則是坡地比梯田高。從坡位看,土壤水分變化是坡上部>坡中部>坡下部。作物地生育期土壤水分隨著作物生長(zhǎng)發(fā)育的加快而迅速下降,梯田與坡地的差異也逐步增大,作物收獲后進(jìn)入蓄墑期,土壤水分的差異又逐步縮小,梯田甚至超過(guò)坡地,特別是夏作物小麥,胡麻地土壤水分的變化大于秋作物洋芋,而且梯田大于坡地。梯田與坡地土壤水分橫斷面分布不一樣,坡地是中間低,兩邊高,水分分布呈\"v\"字形,而梯田是坎下高,坎邊低,水分分布呈階梯式\"～\"。

從某干旱半干旱地區(qū)防護(hù)林概況入手，對(duì)當(dāng)?shù)馗珊蛋敫珊档貐^(qū)防護(hù)林的退化原因進(jìn)行了全面分析，并有針對(duì)性的提出了改造措施，希望為我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。某干旱半干旱地區(qū)2015年底工擁有4203.5hm2的防護(hù)林面積，其中2750.3hm2的防護(hù)林處于重度退化狀態(tài)，而1011.7hm2的防護(hù)林為中重度退化狀態(tài)，還有350.4hm2的防護(hù)力為輕度退化。

我國(guó)西北區(qū)域旱區(qū)的開(kāi)發(fā)程度高,在西部大開(kāi)發(fā)策略的推行中,為社會(huì)各階層矚目.筆者在本文中將從干旱半干旱區(qū)域防護(hù)林的退化原因以及改造措施兩個(gè)層面來(lái)進(jìn)行探討.

結(jié)合定西市安定區(qū)雨水利用實(shí)踐,介紹了隴中干旱地區(qū)雨水利用的顯著成效,以及集雨旱作農(nóng)業(yè)的5種形式

干旱、半干旱地區(qū)雨水利用的試驗(yàn)研究 甘肅省水利斤干旱地區(qū)雨水利用試驗(yàn)研究組 甘肅是中國(guó)北方十五個(gè)干旱省區(qū)之一，由于特定自然條件影響，降水稀少，水資源缺 乏，成為全國(guó)干旱著稱的省份。特別是黃河流域的黃土高原丘陵溝壑區(qū)，年降水量只有200 ～150mm。境內(nèi)雖有黃河及其7條支流，但支流多為季節(jié)性河流，經(jīng)常干涸斷流，部分河 流又為高礦化度苦成水，地下水資源異常貧乏，且主要分布河谷川地j有的亦為高礦化度苦 咸水，不能直接利用。本區(qū)土地資源遼闊，總土地面積約6萬(wàn)km，人均耕地面積約0．3ha， 有的地療達(dá)1．0ha以上，且土層深厚，土質(zhì)適宜農(nóng)耕。水，土資源在地域和時(shí)空分布上很不 平衡，大部分土地遠(yuǎn)離河流，水低地高，引水提水灌溉條件十分困難。全區(qū)正常年景人均占 有糧食只有35,0公斤．干旱年份人均占有糧食不到2ook＆j^均收入只有

我國(guó)廣大的干旱半干旱地區(qū)由于氣候原因,水資源匱乏,而景觀設(shè)計(jì)卻是城市形象與風(fēng)貌的代表,也是城市可持續(xù)發(fā)展不可或缺的組成部分。因此,如何在缺水的情況下,營(yíng)造出與氣候相適應(yīng)的節(jié)水性景觀對(duì)這些地區(qū)的城市發(fā)展具有重要意義。為此,本文從地域適宜性著手,提出擬\"水\"景觀設(shè)計(jì)和土壤保水節(jié)水措施,為干旱半干旱地區(qū)的節(jié)水性景觀設(shè)計(jì)提供參考。

土壤水分是制約黃土丘陵區(qū)生態(tài)建設(shè)和土地可持續(xù)利用的關(guān)鍵因子,認(rèn)識(shí)不同土地利用類(lèi)型的土壤水分狀況對(duì)該地區(qū)植被恢復(fù)和土地資源的有效利用具有重要的理論和實(shí)際意義.本研究采用ec-5土壤水分傳感器,對(duì)黃土高原園則溝流域坡耕地、梯田、棗園和草地生長(zhǎng)季內(nèi)（5—10月）0～160cm土壤剖面含水量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),探討這4種典型土地利用類(lèi)型的土壤水分變化特征.結(jié)果表明：在降水常態(tài)年和干旱年,不同土地利用方式土壤水分的季節(jié)變化、蓄水特征及垂直分布均存在差異.在2015年干旱年,梯田表現(xiàn)出良好的蓄水保墑效果,0～60cm土層生長(zhǎng)季平均土壤含水量分別比坡耕地、棗園和草地高2.6%、4.2%、1.8%（p〈0.05）,0～160cm土層儲(chǔ)水量分別比坡耕地、棗園和草地高43.90、32.08、18.69mm.在2014年常態(tài)年,棗園0～60cm土層生長(zhǎng)季平均土壤含水量分別比坡耕地、梯田和草地低2.9%、3.8%、4.5%（p〈0.05）;在干旱年,0～160cm土層有效水儲(chǔ)量?jī)H占土壤總儲(chǔ)水量的35.0%.不同土地利用方式下均是表層（0～20cm）與中層（20～100cm）土壤水分的灰色關(guān)聯(lián)度較大,且土壤水分變化態(tài)勢(shì)的相似程度表現(xiàn)為梯田〉草地〉坡耕地〉棗園.對(duì)于試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的坡耕地,可考慮改造為梯田,以提高雨水資源的有效利用、促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè);而針對(duì)黃土丘陵區(qū)旱作棗園土壤缺水嚴(yán)重的現(xiàn)象,需采取適當(dāng)水分管理措施以降低棗樹(shù)自身耗水和其他無(wú)效耗水,實(shí)現(xiàn)棗園可持續(xù)發(fā)展.

山杏是適合我國(guó)干旱半干旱地區(qū)栽培的鄉(xiāng)土樹(shù)種,在干旱半干旱地區(qū)廣泛發(fā)展,同時(shí)也出現(xiàn)了大面積的低產(chǎn)林。文章針對(duì)低產(chǎn)林提出了積蓄土肥水、合理整形修剪與更新、預(yù)防自然災(zāi)害和病蟲(chóng)害、及時(shí)采收、改接良種等科學(xué)實(shí)用的改造技術(shù),并提出了采用不同栽培管理模式、建設(shè)示范基地、科技興林、加強(qiáng)引導(dǎo)等促進(jìn)山杏事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的建議。

在黃土高原甘肅省涇川縣,采用根鉆法對(duì)刺槐(robiniapseudoacacia)林地的細(xì)根和土壤水分進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)查。結(jié)果表明:刺槐林地0～150cm土層是樹(shù)木細(xì)根的主要分布層,有87%以上的細(xì)根表面積分布。刺槐細(xì)根表面積垂直分布與剖面土壤水分間呈顯著正相關(guān)(p4月>6月>8月,刺槐細(xì)根表面積的動(dòng)態(tài)變化為4月>6月>8月>10月。刺槐細(xì)根表面積動(dòng)態(tài)與土壤含水量的季節(jié)動(dòng)態(tài)不完全一致?？傮w上刺槐細(xì)根表面積季節(jié)動(dòng)態(tài)與林地土壤含水量的相關(guān)性不顯著。

在分析干旱半干旱地區(qū)水量平衡的基礎(chǔ)上,提出了在該區(qū)人工造林的集流工程設(shè)計(jì)方法。并對(duì)該工程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。

于2005—2008年5—9月,利用中子水分儀對(duì)科爾沁沙地的流動(dòng)沙丘、固定沙丘和沙質(zhì)草地的不同深度(0—160cm)的土壤水分進(jìn)行了為期4a的定期觀測(cè)。采用方差分析和多重比較等方法,并采用變異系數(shù)對(duì)土壤水分的時(shí)空變異進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,可將土壤水分剖面的變化劃分為3層:土壤水分劇變層(0—40cm),穩(wěn)定層(41—130cm),活躍層(131—160cm)。在0—40cm土壤層,3種類(lèi)型沙地土壤水分表現(xiàn)為隨深度增加而增加,在41—130cm土壤層則隨深度增加而減小,而在131—160cm土壤層流動(dòng)沙丘表現(xiàn)為繼續(xù)減小,但其它兩種沙地的土壤水分則隨深度增加而增加。同時(shí)土壤水分變異系數(shù)表現(xiàn)為:流動(dòng)沙丘>固定沙丘>沙質(zhì)草地。土壤水分在不同月份的變化表現(xiàn)為:7月>8月>6月>9月>5月,各月之間總體上差異性顯著;各類(lèi)型沙地土壤水分的年變化為:固定沙丘總體表現(xiàn)出逐年減小的趨勢(shì),沙質(zhì)草地有變化但差異不大,而流動(dòng)沙丘則隨降雨的變化而變化。

采用模擬機(jī)械壓實(shí)土壤的方法進(jìn)行5種載荷的土壤壓實(shí)試驗(yàn),測(cè)定不同深度處土壤水分的值,并與壓前土壤水分進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:增大載荷和增加壓實(shí)次數(shù)都會(huì)使土壤水分損失,最大可使水分損失23.1%;壓實(shí)對(duì)一定的土壤層(25cm以內(nèi))的水分損失影響顯著,并且模擬載荷在200kg以內(nèi)對(duì)土壤的水分損失影響比較大。

根據(jù)土壤物理性質(zhì)測(cè)定和水分定位觀測(cè)結(jié)果,結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、作物生育特點(diǎn),將黃泛平原粗砂潮土土壤水分垂直性分布劃分為:速變層(0～40cm),活躍層(40～100cm)和穩(wěn)定層(100cm以下);將土壤水分季節(jié)性動(dòng)態(tài)劃分成:強(qiáng)烈騰發(fā)期、補(bǔ)充下淋期、緩慢消耗期和相對(duì)穩(wěn)定期

以河北平山縣崗南鎮(zhèn)低山丘陵區(qū)為研究對(duì)象,分析不同土層、坡位及坡向的土壤水分特征。結(jié)果表明:土壤水分滲透速率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低,最后達(dá)到穩(wěn)滲。土壤質(zhì)地大部分為多礫質(zhì),土壤總孔隙度在37.53%~48.12%之間,陽(yáng)坡絕大部分是毛管孔隙。不同坡位>0.25mm土壤團(tuán)聚體含量,坡下明顯高于坡上,不同坡向>0.25mm的團(tuán)聚體呈現(xiàn):半陰坡>陰坡>陽(yáng)坡,且隨土層加深含量增加。土壤容重,陰坡>陽(yáng)坡>半陰坡。土壤蓄水能力,陰坡優(yōu)于陽(yáng)坡;20~40cm的中層土壤蓄水能力優(yōu)于其它土層。

干旱半干旱山丘區(qū)占全區(qū)總面積的43%,既是干旱缺水區(qū),又是貧困區(qū)。雨水利用具有較大潛力,總結(jié)、探討雨水集蓄利用的工程技術(shù),具有重要實(shí)用價(jià)值和深遠(yuǎn)意義

分析了內(nèi)蒙古地區(qū)干濕狀況、氣溫、降水量等對(duì)公路的影響,為今后內(nèi)蒙古的公路發(fā)展提供依據(jù)。

根據(jù)自然界中碎石存在的2種形式,布設(shè)碎石覆蓋和土石混合2個(gè)試驗(yàn),利用中子儀定期監(jiān)測(cè)土壤水分變化,研究碎石對(duì)黃土高原農(nóng)田土壤水分的影響,以期為黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉提供參考依據(jù)。結(jié)果表明,碎石覆蓋及無(wú)碎石覆蓋處理土壤含水量均隨土層深度的增加呈先增加再緩慢減少的趨勢(shì),但碎石覆蓋處理土壤含水量減小幅度明顯低于無(wú)碎石覆蓋處理,且隨著碎石覆蓋量的增加土壤含水量減小幅度變小;土石混合處理土壤含水量呈波浪式增加趨勢(shì),尤其是碎石含量高的處理,而無(wú)碎石混合處理呈平緩增加趨勢(shì),且其土壤含水量明顯低于土石混合處理?？傊?碎石覆蓋和碎石鑲嵌在土壤中均可以提高土壤含水量,其中碎石覆蓋于地表可以有效抑制表層土壤水分蒸發(fā),增加水分入滲深度;碎石鑲嵌在土壤中可以改變土壤物理性質(zhì),增加土壤入滲率和大孔隙數(shù)量,且碎石含量越高,其對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響程度越大。

2007-06—2008-04,采用土鉆法在黃土高原地區(qū)安塞縣和涇川縣刺槐人工林調(diào)查刺槐細(xì)根和土壤水分,發(fā)現(xiàn)刺槐細(xì)根表面積密度和土壤水含量隨土層深度的變化有相似的趨勢(shì),建立細(xì)根表面積密度和土壤水含量隨土層深度和時(shí)間(月份)變化的耦合模型s=pesin(π/6t-m).wae-bh。經(jīng)驗(yàn)證,該模型能夠很好地描述黃土高原地區(qū)刺槐細(xì)根生長(zhǎng)與土壤水分之間的耦合關(guān)系,可反映細(xì)根生長(zhǎng)和土壤水分隨時(shí)間的周期性變化;模型參數(shù)a的值介于0和1之間,表明刺槐根系生長(zhǎng)僅利用了一部分土壤水分,不會(huì)造成研究區(qū)域刺槐林地土壤的干化。